(57)【要約】【課題】異なる寸法の開口を、素早く、高い位置精度で光学系のビーム経路に移動させることができる光学系のための開口装置を提案する。【解決手段】光学系は、光学系を通過する光線束（ＲＢ）の横断面を可変に規定する複数の開口素子を設けた開口装置（ＡＰＤ）を備える。開口装置は、光学系のビーム経路における係合位置とビーム経路外のニュートラル位置との間で第１の回転軸線（ＲＡ１）を中心として旋回可能であり、第１開口エッジ（ＡＲ１）により規定された第１開口を有する第１開口素子（ＡＥ１）と、ビーム経路における係合位置とビーム経路外のニュートラル位置との間で第２の回転軸線（ＲＡ２）を中心として旋回可能であり、第２開口エッジ（ＡＲ２）により規定された、第１開口よりも小さい第２開口を有する第２開口素子（ＡＥ２）とを備え、開口素子（ＡＲ１，ＡＲ２）は有効開口を形成し、旋回位置で開口素子の開口エッジが共通の面に位置しないように構成されている。【選択図】図１
2011205073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口装置（ＡＰＤ）を備える光学系であって、前記開口装置（ＡＰＤ）が、前記光学系を通過する光線束（ＲＢ）の横断面を可変に規定するための複数の開口素子を備え、前記開口装置が、
前記光学系のビーム経路における係合位置と光学系のビーム経路外のニュートラル位置との間で第１の回転軸線（ＲＡ１）を中心として旋回可能であり、第１開口エッジ（ＡＲ１）によって規定された第１開口を有する第１開口素子（ＡＥ１）と、
前記光学系のビーム経路における係合位置と光学系のビーム経路外のニュートラル位置との間で第２の回転軸線（ＲＡ２）を中心として旋回可能であり、第２開口エッジ（ＡＲ２）によって規定された、前記第１開口よりも小さい第２開口を有する少なくとも１つの第２開口素子（ＡＥ２）と
を備え、
係合位置に旋回された開口素子（ＡＲ１，ＡＲ２）が有効開口を形成し、旋回位置に旋回される前記開口素子の開口エッジが共通の面に位置しないように構成されていることを特徴とする光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の光学系において、
係合位置に旋回される前記開口素子の前記開口エッジが、少なくとも一方向に湾曲した共通の面（ＣＳ）、好ましくは回転対称面、特に球面状または円錐状に湾曲した面に位置する光学系。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学系において、
前記開口装置が、少なくとも２個、好ましくは３個以上の旋回可能な開口素子（ＡＥ１，ＡＥ２，ＡＥ３，ＡＥ４，ＡＥ５）を備える光学系。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の光学系において、
前記開口装置が、同軸的な回転軸線（ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３）を中心として旋回可能な少なくとも２個の旋回可能な開口素子を備え、好ましくは開口装置の全ての旋回可能な開口素子が、同じ回転軸線を中心として旋回可能である光学系。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の光学系において、
共通の旋回駆動部（ＡＤ）が、２個以上の旋回可能な開口素子（ＡＥ１，ＡＥ２，ＡＥ３）、特に全ての旋回可能な開口素子のために設けられている光学系。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学系において、
第２開口素子（ＡＥ２）が、外側部分（Ｏ２）と内側部分（Ｉ２）とを有し、該内側部分（Ｉ２）が、第２開口に直接に接続し、前記外側部分（Ｏ２）に対して突出しており、前記第２開口素子（ＡＥ２）の前記内側部分（Ｉ２）によって規定された前記第２開口が、前記第１開口に対して、前記外側部分とは反対側に配置されるように前記内側部分を第１開口に挿入することができる光学系。
【請求項７】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学系において、
前記第２開口素子が、外側部分と内側部分とを有し、該内側部分が、前記第２開口に直接に接続し、前記外側部分に対して突出しており、前記第２開口素子の前記内側部分によって規定された前記第２開口が、前記第１開口に対して前記第２開口素子の外側部分と同じ側に位置するように前記内側部分を前記第１開口内に挿入することができる光学系。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項に記載の光学系において、
前記開口装置に、前記開口素子を能動的に冷却するための冷却装置が設けられている光学系。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の光学系において、
前記光学系（ＰＯ）が、ミラー面（ＭＳ２，ＭＳ）を有する少なくとも１つのミラー（Ｍ２，Ｍ）を備え、前記開口装置が前記ミラーの近傍に配置され、有効開口が、二重ビーム経路の領域でミラー面の前方に配置される光学系。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の光学系において、
前記ミラー面（ＭＳ２，ＭＳ）が凸面状または凹面状の曲率を有し、係合位置に旋回された前記開口素子（ＡＥ１，ＡＥ２，ＡＥ３）の前記開口エッジ（ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３）によって規定された湾曲面（ＣＳ）が、ミラー面の曲率に適合されている光学系。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の光学系において、
有効開口（ＡＰ８）が、円形とは異なる形状を有している光学系。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の光学系において、
光学系（ＰＯ）が入射面、射出面、および入射面と射出面との間に配置された少なくとも１つの瞳面（Ｐ１）を有し、開口装置（ＡＰＤ）が前記瞳面に配置されているか、または前記瞳面の近傍に配置されている光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系を通過する光線束の横断面を可変に規定するための複数の開口素子を有する光学装置に関する。特に、光学系は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系、例えば、投影対物レンズまたは照明系であってもよい。出願の特定分野は、極紫外線（ＥＵＶ）からの光線で作動するマイクロリソグラフィ用光学系である。
【背景技術】
【０００２】
光学系を通過する光線束の横断面を可変に規定するための複数の開口素子を備える開口装置が、例えば光学結像系の開口絞りの形態で既知である。開口絞りは、光線束の横断面を光学系の瞳面の領域で規定し、これにより、像視野における光線入射の角度スペクトルを制限する目的で光学系における結像に効果的な開口数を設定するために用いられる。光学系を異なった開口数で随意に作動させようとする場合、光線束の横断面を可変に規定することが必要となる。
【０００３】
虹彩絞りの形態の可変開口装置が既知である。この可変開口装置は、概して三日月形をした薄層状の複数の開口素子を有し、これらの開口素子は、全ての薄層が連携して規定したほぼ円形の有効開口の寸法を設定するメカニズムによって、共に内方または外方に回動させることができる。
【０００４】
複数の開口素子を有し、これらの開口素子を光学系のビーム経路における係合位置と光学系のビーム経路外のニュートラル位置との間でそれぞれ移動させることができ、開口エッジによってそれぞれ規定された開口を有する開口装置も既知である。
【０００５】
（米国特許出願公開第２００７／００５３０７６号明細書に対応する）国際公開第２００５／０５０３２２号が、極紫外線領域（ＥＵＶ）からの電磁光線によって作動する投影対物レンズのためのダイアフラム切換装置を開示している。このダイアフラム切換装置は、実質的にディスク形状の複数の開口素子を備えるダイアフラム格納部を有する。開口素子は、それぞれ所定形状および寸法の開口を有し、ダイアフラム切換装置によって随意に投影対物レンズの凹面ミラーのすぐ前方の開口位置にもたらすか、またはこの開口位置から除去することができる。開口素子は、別個のインサートのマガジン内部に格納されており、可動式のロボット・グリッパアームによって対応した別個のインサートから取り出され、ビーム経路に移動され、使用後には再びマガジンに格納される。
【０００６】
国際公開第２００７／１０５５４９号明細書が、１つまたは複数の開口素子を有する開口装置を開示している。これらの開口素子は、旋回駆動部によって回転軸線を中心として、光学系のビーム経路における係合位置と、光学系のビーム経路外のニュートラル位置との間でそれぞれ旋回可能であり、それぞれ開口エッジによって規定された所定の形状および寸法の開口を有している。複数の旋回可能な開口素子を有するこれらの実施形態では、まずより大きい開口を有する開口素子が係合位置に旋回され、必要に応じて、次いでより小さい開口を有する開口素子が係合位置に旋回される。より大きい開口を有する開口素子はニュートラル位置に保持することができ、これにより、より小さい開口を有する開口素子が有効開口を規定する。小さい方の開口を有する開口素子はそれぞれ外側部分と内側部分とを有し、内側部分は外側部分に対して円錐状に突出しており、より大きい開口に挿入されて、より小さい開口を規定する。この場合、より小さい開口は、ニュートラル位置では、すでに係合位置に位置するより大きい開口と同じ平面に位置する。このように、旋回可能な開口素子によって調節可能な平坦な開口の作用が得られる。
【０００７】
旋回可能な開口素子を備える別の開口装置が米国特許第４，６７５，６９０号明細書により既知である。開口装置は、レーザ加工装置の一部であり、必要に応じて可変形式で横断方向のレーザビーム分布を設定するための役割を果たす。このために、開口装置は、レーザ共振器の内部に固定して設置された定置の開口素子と、選択的にレーザ共振器のビーム経路に旋回させることができる１個以上の開口素子を備え、この開口素子の開口は定置の開口素子の開口よりも小さい。開口素子はそれぞれ係合位置に旋回され、その開口により有効開口を効果的に規定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５０３２２号（米国特許出願公開第２００７／００５３０７６号明細書に対応する）
【特許文献２】国際公開第２００７／１０５５４９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，６７５，６９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、異なる寸法の開口を、素早く、高い位置精度で光学系のビーム経路に移動させることができる光学系のための開口装置を提案することである。開口装置は、特に極紫外線（ＥＵＶ）を用いたマイクロリソグラフィ用光学系で使用するために適しているが、ビーム経路の排気領域の清浄度または汚染防止に関して特に厳しい要求がある。特に、開口装置により、寸法の異なる開口を用いて光学系の光学特性の改善を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、開口装置を備える光学系であって、開口装置が、光学系を通過する光線束の横断面を可変に規定するための複数の開口素子を備え、開口装置が、光学系のビーム経路における係合位置と光学系のビーム経路外のニュートラル位置との間で第１の回転軸線を中心として旋回可能であり、第１開口エッジによって規定された第１開口を有する第１開口素子と、光学系のビーム経路における係合位置と光学系のビーム経路外のニュートラル位置との間で第２の回転軸線を中心として旋回可能であり、第２開口エッジによって規定された、前記第１開口よりも小さい第２開口を有する少なくとも１つの第２開口素子とを備え、係合位置に旋回された開口素子が有効開口を形成し、旋回位置に旋回される前記開口素子の開口エッジが共通の面に位置しないように構成されている本発明による光学系によって解決される。
【００１１】
有利な改良形態が従属請求項に規定されている。全ての請求項の記載内容は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００１２】
本発明による開口装置を使用した場合、大きい有効開口と小さい有効開口との間の切換は、大きい開口を規定する第１開口素子が既に係合位置に配置されており、小さい開口を有する少なくとも１つの第２開口素子が旋回され、開口装置の有効開口を形成することによって行われる。係合位置に旋回される開口素子の開口エッジは共通平面に位置していないので、開口装置によって、ビーム経路に沿った様々な位置で異なる開口幅を設定するためにビーム経路の規定を行うことが可能である。したがって、換言すれば、旋回可能な開口素子を備える開口装置が設けられており、光線経路に沿った有効開口の位置を、開口直径の関数として所定の形式で変化させることができる。いわゆる平坦な開口装置において有効開口が開口直径とは無関係に光学系のビーム経路の同じ平面または同じ位置に常に位置する場合と比較して、本発明による開口装置を使用した場合、開口直径に応じて、開口装置の領域のビーム経路に有効開口の位置を的確に適合させることができる。その結果、例えば、いわゆる開口収差または開口曲率を有する光学系の場合、様々に異なる開口により改善された光学特性を得ることが可能となる。さらに絞りを狭める場合に口径食の問題を適切に低減または回避することが可能である。開口装置は、旋回可能な２つの開口素子を備えていてもよい。これにより、異なった開口直径および／または異なった形状の開口を有する有効開口の２個の異なる位置を得ることが可能である。幾つかの実施形態では、開口装置は少なくとも３個の旋回可能な開口素子を備え、例えば、３個、４個、５個、６個以上の別個の開口素子を有している。その結果、光学系の使用条件に有効開口を微細に段階的に適合させることが可能となる。
【００１３】
２個以上の旋回可能な開口素子、例えば３個、４個または５個の開口素子を同軸的な回動軸線を中心として旋回させることができる。好ましくは、開口装置の全ての旋回可能な開口素子は、同じ回転軸線を中心として旋回可能である。このために、共通の旋回駆動部を設けることが可能であり、これにより、スペースを節約した簡単な構成で開口素子の正確な駆動が可能となる。
【００１４】
本発明による幾つかの実施形態では、係合位置に旋回される開口素子の開口エッジは、少なくとも一方向に湾曲された共通の面、例えば回転対称的な面、特に球面状または円錐状に湾曲された面に位置する。このように、旋回可能な開口素子によって、例えば、（球面状に湾曲した面の場合には）球面状の開口または（円錐状に湾曲した面の場合には）円錐状の開口を実施することが可能である。開口エッジによって規定される湾曲面は、非対称的な面形状を有していてもよい。すなわち、空間で自由に湾曲した面を含んでいてもよい。例えばＥＵＶマイクロリソグラフィの場合に生じるように、像収差のアスペクト比が高い場合、すなわち、像視野の高さと幅との間の差が大きい場合、共通の湾曲面は、例えば円筒状の面であってもよく、例えば、曲率は、好ましくは像視野の長い方の側に沿って延在する。
【００１５】
本発明による開口装置では、大きい開口から小さい開口に切り換える際に、比較的小さい開口（またはより小さい開口を有するさらなる開口）を有する第２開口素子がそれぞれのニュートラル位置からそれぞれの係合位置に旋回される場合に、比較的大きい開口を有する開口素子を旋回された係合位置に保持することができる。この場合、係合位置に旋回された開口素子は開口素子のスタックを形成してもよい。比較的小さい開口を有する開口素子は、この場合、比較的小さい開口を有する絞り素子は比較的大きい開口を有する開口素子の側から補助的に旋回される。
【００１６】
大きい方の開口と小さい方の開口とを異なる方向にずらすことが可能である。したがって、係合位置に旋回された開口素子の開口エッジによって規定される湾曲面は、実質的に凸面状または実質的に凹面状の曲率を有している。
【００１７】
便宜上、より大きい開口を有する開口素子について、より小さい開口を有する開口素子に向いた側を第１の側と呼び、より小さい開口を有する開口素子に向いていない側を、第２の側と呼ぶ。幾つかの実施形態では、比較的小さい内側の開口は、それぞれにより大きい開口に対して第１の側に対してずらして配置されている。すなわち、第１の側で、小さい方の開口を有する開口素子は、大きい方の開口を有する開口素子に対して補助的に旋回される。したがって、比較的大きい開口を有する開口素子の、補助的に旋回された小さい開口を有する開口素子が位置する側に小さい方の開口が位置する。このような曲率は、実質的にプレート状またはディスク状の異なる寸法の開口を有する開口素子によって容易に実施することができる。
【００１８】
係合位置に旋回された開口素子の開口エッジによって規定される面を反対の曲率とすることも可能である。このために、幾つかの実施形態では、第２開口素子は、外側部分と内側部分とを備え、内側部分は開口に隣接し、外側部分に対して突出し、第１開口内に挿入される。この場合、第２開口素子の内側部分によって規定された第２開口は、第１開口素子における第２開口素子の外側部分に向かい合った側に、第１開口を超えて配置される。突出した内側部分は、例えば円錐形状を有していてもよい。これにより、異なった光線角度を有する光線束さえもが第２開口素子における口径食なしに第２開口を通過することができる。
【００１９】
開口素子の回転軸線の配置および配向は、光学系における設置状況に適合させることができる。一実施形態では、第１および第２回転軸線は同軸的に配置されており、したがって、第１開口素子および第２開口素子は同じ回転軸線を中心として旋回可能である。特に、開口装置の全ての旋回可能な開口素子（例えば、３個、４個、５個または６個以上の開口素子）の回転軸線を同軸的に配置してもよい。この場合、これらの開口素子は、単一の共通した駆動部によって特に簡単に旋回させることができる。
【００２０】
しかしながら、第１および第２回転軸線は、異なった場所に配置してもよいし、または異なる配向としてもよい。例えば、第２回転軸線は、第１回転軸線に対して、特に光線束の通過方向に対して第１回転軸線の反対側に平行にずらして配置してもよい。開口素子は、光線束の異なった側からそれぞれの係合位置に旋回させることができる。第１および第２回転軸線は相互に所定の角度で、特に直角に配向することが可能である。例えば、２つの開口素子は、相互に９０°だけずれた方向に内外に旋回させることができる。
【００２１】
一般に、開口素子の回転軸線は、それぞれの開口によって規定される平面に対して平行に位置している。しかしながら、このことは不可欠ではない。むしろ、回転軸線は開口によって規定される平面に対して所定の角度とすることが可能である。例えば、回転軸線は、開口によって規定される平面に対して垂直方向であってもよい。
【００２２】
好ましくは、開口装置は、ビーム経路に沿って、光線束の光線が有限の開口、すなわち、異なる光線角度を有する位置に配置され、したがって、開口装置は平行ではないビーム経路の領域に位置する。例えば、光学系は、入射面、射出面、および入射面と射出面との間に配置された少なくとも１つの瞳面を有し、開口装置は、瞳面または瞳面の近傍に配置してもよい。このように、開口装置は開口絞りとして使用することができる。開口装置は、必要に応じてビーム経路に実質的に平行な領域に配置してもよい。
【００２３】
開口装置は、係合位置に旋回される開口素子が光線束の単一ビーム経路の領域に配置されるように位置決めしてもよい。この位置は、例えば、光学的に２つのミラーの間またはレンズとミラーとの間または２つのレンズの間に位置する。幾つかの実施形態では、光学系は、ミラー面を備える少なくとも１つのミラーを有し、開口装置は、有効開口が二重ビーム経路の領域でミラー面の前方に配置されるように、ミラーの近傍に配置される。このように、ミラー面に向けられる光線もミラー面から反射される光線も有効開口を通過することができる。この場合、例えばミラーが光学系の瞳面の近傍に位置し、開口装置が開口絞りとして使用されることが好ましい。
【００２４】
ミラー面が凸面または凹面状の曲率を有し、係合位置に旋回された開口素子の開口エッジによって規定される湾曲面がミラー面の曲率に適合されている場合、特に有利である。これにより、有効開口は任意の開口直径でミラー面の近傍に適切に位置し、口径食の問題を防止することができる。
【００２５】
特に開口装置が二重ビーム経路の領域に配置されており、円形開口を有する開口素子が使用される場合、光線束の口径食がミラーへの入射光線の経路またはミラーからの反射光線の経路で生じ得る。幾つかの実施形態では、この問題は、円形とは異なる形状を有する有効開口によって防止される。開口は、例えば、卵形または楕円形であってもよい。
【００２６】
楕円形の開口エッジを有する開口および開口直径の関数として開口エッジの楕円性を変更することができる開口が、例えば、本明細書出願人による反射屈折性投影対物レンズの分野における国際公開第２００４／０１０１６４号により既知である。米国特許第７，２２１，５１６号明細書は、ＥＵＶマイクロリソグラフィ用投影対物レンズのための開口装置を開示しており、この開口装置の開口は、口径食を防止するために非円形の形状を有している。ここに記載されているタイプの旋回可能な開口素子を備える開口装置は、本明細書に記載の開口装置の代わりに使用することができる。この点で、国際公開第２００４／０１０１６４号および米国特許第７，２２１，５１６号明細書の開示内容は参照により本明細書の内容に組み込まれるものとする。
【００２７】
上記特徴およびさらなる特徴は請求項のみならず、詳細な説明および図面からも明らかであり、個々の特徴は、それぞれ独立して、または複数の特徴を組み合わせて本発明の一実施形態または他の分野で実施することができ、固有に保護可能な有利な実施形態を構成することができる。以下に例示的な実施形態を図面に示し、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】旋回可能な開口素子を備える開口装置の一実施形態によるＥＵＶ投影対物レンズ子午断面を示す図である。
【図２】二重ビーム経路の領域で凹面ミラーの前方で係合位置に配置した旋回可能な開口素子を備える開口装置を示す図である。
【図３】二重ビーム経路の領域で凸面ミラーの前方で係合位置に配置した旋回可能な開口素子を備える開口装置を示す図である。
【図４】単一ビーム経路の領域で係合位置に配置された５個の旋回可能な開口素子を備える開口装置を示す図である。
【図５】単一ビーム経路の領域で係合位置に配置された５個の旋回可能な開口素子を備える開口装置を示す別の図である。
【図６】共通の旋回駆動部によって同じ回転軸線を中心として旋回可能な開口素子を備える開口装置を示す図である。
【図７】開口エッジが相互に垂直な２つの面で湾曲された開口を有する開口素子を示す図である。
【図８】卵形の開口を有する開口素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１には、好ましい例示的な実施形態に基づきＥＵＶ投影対物レンズＰＯの一般的な構成が示されている。ＥＵＶ投影対物レンズＰＯは、物体平面ＯＳに配置されたレチクルのパターンなどを、物体平面に平行に配向された像平面ＩＳに、例えば４：１の比率で縮小された寸法で結像するための役割を果たす。結像は、特に約１３．４ｎｍの作動波長で、極紫外線領域（ＥＵＶ）からの電磁光線によって行われる。この光線は、以下では単に「光」とも呼ぶ。
【００３０】
投影対物レンズによって構成された光学系は、光線束に作用する反射光学素子（ミラー）のみを備える。物体平面ＯＳと像平面ＩＳとの間には、湾曲したミラー面を有する全部で６個のミラーＭ１〜Ｍ６が配置されており、像平面および物体平面に対して垂直な共通の光軸ＯＡを規定するように、相互に同軸的に配置されている。ミラーＭ１〜Ｍ６の反射性ミラー表面は回転対称的な球面を備え、これらの球面の対称軸線は共通の機械的軸線ＯＡと一致する。
【００３１】
この実施例では、物体は、集積回路のパターンを有するマスク（レチクル）であるが、例えば格子などの異なるパターンを含んでいてもよい。本実施例では、基板としての役割を果たし、レジスト層を備えるウェーハに像が形成されるが、例えば、液晶ディスプレイの素子用の基板または光回折格子用の基板など他の基板も同様に可能である。
【００３２】
投影時に物体平面ＯＳと像平面ＩＳとの間を通過する光線束ＲＢが、図１には選択したビームに基づき示されている。軟Ｘ線のための光源を備える照明系（図示しない）からの光は、物体平面ＯＳの像側から、物体平面ＯＳに配置された反射性マスクＭにまず入射する。反射された光は、物体に向いた凹状のミラー面を有する第１ミラーＭ１に入射し、このミラー面は、入射光線をわずかに収縮させた形で第２ミラーＭ２に向けて反射する。第２ミラーＭ２は、第１ミラーＭ１に向いた凹状ミラー面を有し、このミラー面は、収束された光線束として第３ミラーＭ３の方向に光線を反射する。第３ミラーＭ３は、凸状ミラー面を有し、このミラー面は、入射光線を光軸から外れるように第４ミラーＭ４の凹状ミラー面の方向に反射する。第４ミラーＭ４は、光軸から大きく外れたミラー領域で用いられ、入射光線を反射し、像平面ＩＳの近傍に配置された第５ミラーＭ５には実際の中間像ＩＭＩが形成される。第５ミラーは、像平面に向いていない凸状ミラー面を有し、このミラー面は、入射する発散光線を第６ミラーＭ６の方向に反射する。第６ミラーＭ６は、像平面ＩＳに向いた凹状ミラー面を有し、このミラー面は、入射光線を反射し、像平面ＩＳに集束する。
【００３３】
全てのミラーＭ１〜Ｍ６は、排出可能なハウジングＨの内部に収容されており、ハウジングＨのハウジング壁は、図１に破線で示されている。
【００３４】
ミラーＭ１〜Ｍ６の全ての反射面は、反射率を増大させる反射コーティングを被覆されている。好ましい実施形態は、例えば、約４０層の交互の層ペアによる層スタックを含み、交互の層ペアはそれぞれケイ素層とモリブデン層とを備える。
【００３５】
投影対物レンズは、例えば、米国特許第６，９２７，９０１号明細書（特許文献１）に開示された投影対物レンズの構成にしたがって構成してもよい。この関連で、特許文献１の開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるものとする。ステップ・アンド・スキャン動作用に構成された６ミラーシステムは、軸外環状視野で作動し、２×２６ｍｍ２の一般的な視野寸法でＮＡ＝０．２５の開口数を達成する。
【００３６】
平坦な物体平面ＯＳとこれと光学的に共役の平坦な像平面ＩＳとの間の光学結像は２段階で行われ、単一の実際の中間像ＩＭＩが生成される。この場合、第１ミラーＭ１、第２ミラーＭ２、第３ミラーＭ３および第４ミラーＭ４を備える第１対物レンズ部分は、−１に近い結像倍率で中間像ＩＭＩを生成する。次いで中間像は、第５ミラーＭ５と第６ミラーＭ６とによって形成された第２対物レンズ部分によって、縮小倍率で像平面ＩＳに結像される。物体平面ＯＳと中間像との間で、第１瞳面Ｐ１は、第２ミラーＭ２の凹状ミラー面に隣接している。中間像ＩＭＩと像平面ＩＳとの間の第２瞳面Ｐ２は、幾何学的および光学的に第５ミラーと第６ミラーとの間に位置する。
【００３７】
開口装置ＡＰＤが第１瞳面Ｐ１の領域に配置されており、開口装置は、可変に設定することができる開口を有する開口絞りとしての役割を果たし、これにより、投影時に実際に使用される像側の開口数が決定される。開口装置ＡＰＤは、図２に別の概略図でも示されており、より多数の開口素子を備え、同様に用いることのできる変化態様が図５に示されている。
【００３８】
開口装置は第１開口素子ＡＥ１を備え、開口素子ＡＥ１は、光学系のビーム経路における図１に示す係合位置とビーム経路外のニュートラル位置との間で、第１回転軸線ＲＡ１を中心として旋回駆動部ＡＤによって旋回可能である。第１開口素子ＡＥ１は、第１開口エッジＡＲ１によって規定された円形の第１開口を有する。開口素子の係合位置で、上記開口エッジは開口素子の光規定エッジとして作用し、凹面ミラーからの往路および凹面ミラーからの復路で開口を通過する全ての光線は結像に貢献することができ、凹面ミラーへの往路または凹面ミラーにおける反射後に凹面ミラーからの復路に開口の外側で入射する光線は遮断される。
【００３９】
さらに開口装置は第２開口素子ＡＥ２を備え、第２開口素子ＡＥ２は、光学系のビーム経路における係合位置とビーム経路外のニュートラル位置との間で、第１回転軸線ＲＡ１と同軸的な第２回転軸線ＲＡ２を中心として同じ旋回駆動部ＡＤによって旋回可能である。第２光学素子ＡＥ２は第２開口を備える。第２開口は第２開口エッジＡＲ２によって規定され、第１開口よりも小さい。円形開口の場合、開口の大きさを開口の直径によって規定することができ、本実施例の場合、第２開口の直径は、第１開口の直径よりも著しく小さい。一般に、第２開口の直径は、第１開口の直径の９５％未満である。第２開口素子ＡＥ２は、図１ではビーム経路外のニュートラル位置で示されている。
【００４０】
さらに開口装置は第３開口素子ＡＥ３を備え、第３開口素子ＡＥ３は、同じ旋回駆動部ＡＤによって、第１回転軸線ＲＡ１および第２回転軸線ＲＡ２と同一の第３回転軸線ＲＡ３を中心として、光学系のビーム経路における係合位置とビーム経路外のニュートラル位置との間で旋回可能である。第３光学素子は第３開口を備え、第３開口は第３開口エッジＡＲ２によって規定され、第１開口よりも著しく小さい。第３開口素子ＡＥ３は、図１ではニュートラル位置で示されており、図２では係合位置で示されている。
【００４１】
回転軸線ＲＡ１、ＲＡ２およびＲＡ３は、関連した開口によって規定された開口平面に対してそれぞれ平行に位置し、開口装置を設置した状態では投影対物レンズの光軸ＯＡに対して垂直方向に位置している。
【００４２】
他の実施形態では２個のみの旋回可能な開口素子が設けられている。図４および図５に示すように、４個以上の開口素子、例えば４個または５個以上の開口素子を設けることも同様に可能である。
【００４３】
図６の実施形態の場合と同様に、開口装置は４個の旋回可能な開口素子を備え、全ての可動な開口素子は、共通した単一の旋回駆動部ＡＤによって駆動される。旋回駆動部ＡＤは、例えば、投影露光装置の制御装置によって駆動される電動モータを含んでいてもよい。開口素子は、電動モータの出力軸ＳＨにジョイントによって取り付けられており、一方向へ軸を回転させた場合には時間間隔をおいて続けて全ての開口素子を係合位置に旋回させることができ、モータ軸を反対方向に回転させた場合には、開口素子は間隔をおいて続けてニュートラル位置に旋回される。このために、適宜な駆動装置が軸に設けられている。軸伝動技術から既知のような駆動装置として構成してもよい。
【００４４】
図２から特によくわかるように、係合位置に旋回された開口素子ＡＥ１，ＡＥ２およびＡＥ３の開口エッジＡＲ１，ＡＲ２およびＡＲ３は、破線で示した共通の湾曲面ＣＳに位置する。湾曲面ＣＳは、本実施例では球面、すなわち、球状に湾曲した面である。このことは、係合位置に旋回された開口素子の開口エッジが共通の平面に位置せず、方向ＡＸに対して平行に相互にずらされていることにより達成される。方向ＡＸは光軸ＯＡと一致していてもよい。より正確には、第１開口エッジＡＲ１は第１開口平面ＡＰ１を規定し、第１開口エッジＡＲ２は第２開口平面ＡＲ２を規定し、第３開口エッジＡＲ３は第３開口平面ＡＲ１を規定し、これらの開口平面はそれぞれ相互に平行である。結像時に作動する有効開口は、それぞれ係合位置に配置された最小の開口、すなわち、図１および図２に示した実施例の場合には、第３開口によって決定される。
【００４５】
図１および図２からよくわかるように、係合位置に旋回された開口素子は、ミラーＭ２の反射されたミラー面ＭＳ２の近傍に位置し、有効開口は、ミラー面の前方の二重ビーム経路の領域に位置する。光線束の光線が結像に貢献することができるように、第１ミラーＭ１から第２ミラーＭ２の方向に反射される光線部分と、第２ミラーＭ２から第３ミラーＭ３の方向に反射される光線部分は、いずれも有効開口を通過しなければならない。光線束のエッジに位置し、実際に結像のため必要な光線が開口を介したミラーへの往路またはミラーからの復路において制限される場合、これは口径食と呼ばれ、一般に不都合である。例えば、可変の開口を有する平坦な開口が凹面ミラーＭ２の前方に設けられている場合、口径食の問題は増大しやすく、開口セットの有効開口は小さくなる。
【００４６】
このような問題は、特別な構成の開口装置において、係合位置に旋回される開口素子または開口素子の開口エッジが、ミラー面ＭＳ２の曲率と同一な、またはこれに適合された湾曲面ＣＳを規定することにより回避される可能性が大きい。本実施例の場合、開口エッジによって規定される共通の面ＣＳは、ミラー面ＭＳ２の凹面曲率に適合させた曲率を有し、したがって、ほぼ同一の曲率半径を有し、軸線ＡＸに対して平行に測定した場合に、旋回された開口エッジとミラー面との間の距離Ｄが、開口の関連した直径とは無関係に、全ての開口エッジについて同一であるか、またはほぼ同じになる。この距離Ｄは、ミラー面の直径に関係して、例えば、１、２、３または４ミリメートルのオーダであってよい。ミラー面の直径が１０ｃｍ〜５０ｃｍの場合、距離Ｄは、例えば、ミラー面の直径の１％〜５％であってよい。図２の凹面ミラーＭ２の実施例では、係合位置に旋回された全ての開口素子の開口は、凹面ミラーの物理的エッジＥによって規定される平面と凹面ミラーの頂点Ｖとの間に位置する。
【００４７】
旋回可能な開口素子を使用する場合、ミラー面に隣接したそれぞれの有効開口の有利な配置は特別な構造的手段なしには得られない。なぜなら、開口素子はミラーの反射側からミラーに向けて、またはミラーから離れるように旋回させる必要があり、同時に、最大の開口を有する開口素子は、ミラーの近傍で旋回可能な開口素子の順序で最初に係合位置に旋回させる必要があるからである。しかも共通の面ＣＳをミラー曲率に適合させるためには、第２開口素子（すなわち、比較的小さい開口を有する開口素子）は外側部分Ｏ２と内側部分Ｉ２とを有し、内側部分Ｉ２は第２開口に直接に接続し、外側部分Ｏ２に対して共通の面ＣＳの方向に突出しており、比較的大きい第１開口内に案内される。したがって、第２開口素子の内側部分Ｉ２によって規定された第２開口は、第１開口素子ＡＥ１における第２開口素子ＡＥ２の外側部分Ｏ２に向かい合った側に第１開口または開口平面ＡＰ２を超えて位置する。換言すれば、第２開口素子ＡＥ２の内側部分Ｉ２によって規定される第２開口は、第１開口に相対配置することができ、これにより、内側部分Ｉ２に向かい合って、すなわち、第１開口の他の側に位置する。したがって、より小さい開口はこのミラーに近い次に大きい開口を通ってミラーの方向に移動される。
【００４８】
特に図６に示すように、それぞれの外側部分は、関連した開口に対して平行なプレートの形状を有している。反対に、隣接する内側部分は、円錐台の形状で実施されており、その広い方の端部は外側部分に隣接し、テーパした端部は、関連した開口を規定する。円錐部分の円錐角は、光学系のビーム経路、すなわち、光線束の経路に適合させてもよい。したがって、内側部分の内側、または外側部分にさえもビームは入射せず、内側部分における直径が小さい方の端部は光規定エッジ、すなわち、有効開口エッジを形成する。さらに、それぞれの開口素子の回転軸線と、内側部分との間の距離、および相対位置は、より小さい開口を有する開口素子が内外に旋回された場合に、既に係合位置に配置されているより大きい開口を有する開口素子と衝突しないように寸法決めされていることが望ましい。
【００４９】
図３は、開口装置ＡＰＤの例示的な実施形態を示し、開口装置ＡＰＤの旋回可能な開口素子は、係合位置で、凹面ミラーＭの凸状に湾曲したミラー面ＭＳの前方に直接に配置されている。図２の実施形態のように、係合位置に配置された開口素子の開口エッジは、共通の球面ＣＳに位置し、この球面の曲率半径は、凸面ミラー面ＭＳの曲率半径に対応している。この場合にも、係合位置に配置された開口素子の開口エッジと、ミラー面との間の軸線方向に平行な距離Ｄは、全ての開口素子で開口直径とは無関係に実質的に同じであり、この距離は、有効開口の直径とは無関係に、口径食ができるだけ回避されるように十分に小さく寸法決めされている。図３に示す開口装置の特別な構成では、第１開口素子ＡＥ１および第２開口素子ＡＥ２の開口エッジは、ミラーの頂点Ｖの前方に間隔をおいて、ミラーの反射側の平面にそれぞれ位置する。これにより、中央部に孔を設けたディスクの形態の構造的に簡単な開口素子の構成が可能となり、開口素子は、ミラーと衝突することなしに凹面ミラーの回転対称軸線ＡＸに対して垂直方向に移動させることができる。したがって、本実施例の場合、開口素子の同軸的な回転軸線ＲＡ１およびＲＡ２は、開口によって規定される平面に対して垂直方向に、または軸線ＡＸに対して平行に配向されており、これにより、場合によっては不要な開口素子を軸線ＡＸに対して垂直な旋回面でビーム経路内外に旋回させることができる。
【００５０】
本実施例では、凸面ミラーの最も近くに位置する開口素子ＡＥ４については、開口素子の開口エッジによって規定される平面は凸面ミラーと交差するので側方の旋回することはできない。この開口素子については、軸線ＡＸに対して垂直方向に延在し、適宜な偏向を行う同じ旋回駆動部ＡＤによって実施することのできる旋回部を設けるか、または別個の駆動部による旋回部を設けることも可能である。
【００５１】
図２および図３に示した実施例では、それぞれの開口素子に関連した旋回のための回転軸線は、それぞれの開口によって規定される平面に対して平行に位置しているか、またはこの平面に対して垂直方向に位置している。回転軸線の他の配向、図示の方向に対して斜めの配向、例えば、図示の方向に対して４５°の回転軸線の配向も可能である。
【００５２】
本発明の実施形態による開口装置は、係合位置に旋回される開口素子が単一ビーム経路の領域に位置するように配置してもよい。図４および図５は、単一ビーム経路を明確にするために、投影対物レンズの物体平面と像平面との間にそれぞれ左側から右側へ軸線方向に平行に延在する光線束の光線を示す。光線束のオープン光線は、開口装置の位置で異なる光線角度を有している。単一ビーム経路の領域では上述の口径食は付随的にしか影響がないか、または全く影響がない。しかしながら、システムの光学特性は、平坦な物体が平坦な像平面に結像されるにもかかわらず、関連した瞳結像部が瞳領域に像視野曲率を有するように設計されている場合もある。このような場合にも、平坦な開口を使用した場合には開口調整時に結像品質が損なわれることもあり、したがって、開口装置を設け、有効開口の軸線方向位置が、有効開口の直径に関係して変化することが好ましい。
【００５３】
図４および図５に示した実施形態では、このことは、それぞれ共通の回転軸線を中心として旋回可能な５つの開口素子を有する開口装置を用いて実施される。同一、類似の部分または構成には、図１〜図３の部分または構成に対応した参照符号を付す。
【００５４】
図４の開口装置ＡＰＤは、５つの開口素子ＡＥ１，ＡＥ２，ＡＥ３，ＡＥ４およびＡＥ５を有し、これらの開口素子は、共通の旋回駆動部によって共通の回転軸線ＲＡを中心として旋回可能であり、図示の係合位置で開口素子のスタックの形式で相互に重ねられている。光入射側に配置され、最大の開口を有する第１開口素子ＡＥ１は、開口を形成する切欠きを有する平行な面のプレートの形態で構成されている。他の開口素子は、それぞれプレート状の外側部分と、開口を規定し、隣接するより大きい開口の方向に外側部分に対して円錐状に幾分突出した内側部分とを備える。しかしながら、図１および図２または図６に示した実施形態とは異なり、次に大きい開口に対して小さい開口が、それぞれの開口素子の関連した外側部分と同じ側に位置している。これにより、係合位置に旋回される開口素子の開口エッジによって規定される共通の面ＣＳが、図１および図２に示した実施形態の対応した共通の面と比べて正反対の曲率を有する。旋回可能な開口素子の円錐状の内側部分によって、例えば、共通の球面ＣＳの曲率半径が大きい場合にもそれぞれの光学素子の開口を極めて正確に球面ＣＡに位置決めすることができ、開口のプレート状の外側部分の厚さは限定的なパラメータを構成しない。したがって、異なる寸法の開口が方向ＡＸに対して、開口部分の外側部分の厚さに相当する間隔よりも相互により接近して位置していてもよい。
【００５５】
上述のように、開口装置の有効開口は、最小の開口を有する開口素子の係合位置に旋回された開口によってそれぞれ規定される。開口エッジの対応した構成、すなわち、開口素子の光規定エッジが設けられている場合、このような開口装置を図示の配向または反対の配向で、すなわち、１８０°だけ回動させて、必要に応じてビーム経路に組み込むことができる。設定時の配向は、旋回可能な開口素子の旋回移動に利用できる構成スペースおよび設定場所において有効な開口曲率に応じて決定することができる。
【００５６】
図示の実施例では、開口素子の開口はいずれの場合にも円形であり、開口を含む開口エッジは平面に位置している。すなわち、周方向にのみ湾曲されている。しかしながら、いずれの特性も強制的ではない。例として、開口エッジが平面に位置するのではなく、相互に垂直な２つの面に曲率を有しているように開口素子を湾曲させてもよい。これに関して図７は、ＡＥ７のプレート状開口の実施例を概略的に示しており、開口素子ＡＥ７は、第１円筒軸線ＣＡ１を中心として実質的に円筒状に湾曲されている。開口素子は、開口エッジＡＲ７によって取り囲まれる円形の開口ＡＰ７を有している。開口エッジは、第１円筒軸線ＣＡ１によって規定される円筒と、この円筒を貫通する円筒ＣＹ（破線で示す）とが交差する線として生じ、円筒の円筒軸線（第２円筒軸線ＣＡ２）は第１円筒軸線に対して垂直である。したがって、開口エッジは、第１に開口素子ＡＥ７によって規定される円筒状に湾曲した面に位置し、第２にこの円筒状に湾曲した面の軸線に対して垂直方向に配向された円筒面に位置する。その結果、開口エッジは、周方向および貫通する円筒ＣＹの軸線に対して平行な面の両方で湾曲される。このような構成は、例えば、ミラー面が自由面、すなわち、実際のミラー面と最適に適合した球面とのずれが、使用される波長よりも著しく大きい非回転対称的な非球面に相当するミラーの場合には有利である。
【００５７】
このような開口素子は、例えば本発明の上記実施形態では、旋回可能な開口素子として実施してもよい。しかしながら、開口素子は、旋回式開口のないシステムで使用することもできる。例えば、開口変化を並進移動によって行うことができるように、このような開口素子を変位可能に第１円筒軸線ＣＡ１に対して平行に取り付けてもよい。
【００５８】
図８は、開口素子ＡＥ８の例を概略的に示す。開口素子ＡＥ８の開口エッジＡＲ８によって取り囲まれた開口ＡＰ８は、円形とは異なる形状、すなわち、実質的に卵形または楕円形である。このような円形とは異なる開口は、一方側から斜めに下流側の光学素子の方向にミラー面に入射する光線束を反射するミラーの前方に開口装置を配置する場合には特に有利である。図１の例示的な実施形態では、この状態が凹面状の第２ミラーＭ２の前で得られる。第２ミラーＭ２は第１ミラーＭ１からの光線を受け、この光線を第３ミラーＭ３の方向に反射し、第３ミラーＭ３の反射面は、光学軸線ＯＡに対して相対的にＭ１の反射面の反対側に位置する。この状態では、非円形の開口の大きい方の第１直径Ｄ１が図示の子午面に位置し、Ｄ１よりも小さい第２直径Ｄ２が子午面の垂直方向に、すなわち、図平面に対して垂直方向に位置することが好ましい。開口は、特に光線束における斜めに入射する主光線に対して対称的に位置する２本の光線が、いずれも往路および復路で有効開口を通過するか、または開口素子によって遮断されるように寸法決めすることができる。光線経路に関するこのような状況の例、例えば米国特許第７，２２１，５１６号明細書に記載されており、その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００５９】
上記例示的な実施形態の開口素子は、それぞれ連続的に湾曲した開口エッジによって構成することができ、したがって、開口は透過フィルタとして機能し、透過率は最大であり、透過関数は方形であり、開口の領域における開口全体にわたって一定である。開口エッジの外側の領域ではゼロに等しく、完全な透過および完全なビーム遮断との間の急激な移行が開口エッジで行われる。しかしながらこのことは不可欠ではない。開口素子は、任意の他の透過率関数を有するフィルタとして構成してもよい。例えば、外側へ移行するにつれて連続的に透過率が減衰する広幅または狭幅の移行領域を、全にビームを遮断する外側領域と完全に透過性の内側領域との間に設けてもよい。このような構成は、例えば、開口エッジの領域に、内側に向いた鋸歯状の縁部を有する開口を設けることにより達成できる。これに関して、開口素子は、方形ではない透過率関数を有する任意のフィルタとして構成してもよい。
【００６０】
開口素子ＡＥ１，ＡＥ２などに代替的または付加的に、図１、図３および図６に関連して説明した旋回駆動部を用いて、さらにフィルタ、拡散プレートおよび／または屈折または反射光学素子をビーム経路外のニュートラル位置から、光学ビーム経路に影響を及ぼす係合位置に移動させることもできる。
【００６１】
開口を狭める場合にビーム経路に旋回され、光線の一部を遮断する開口素子の面は、幾つかの実施形態では、例えば、ＥＵＶ領域で有効な反射コーティングを塗布することによって反射面として構成されている。これにより、部分的に照射された開口素子が不都合に過剰に加熱されることを防止することができる。代替的または付加的に、開口装置には、開口素子を能動的に冷却するための冷却装置が設けられている。例として、冷却液によって冷却することのできる流体通路を開口素子に設けてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
ＡＰＤ  開口装置
ＲＢ  光線束
ＲＡ１，ＲＡ２  回転軸線
ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３  開口エッジ
ＡＥ１，ＡＥ２，ＡＥ３，ＡＥ４，ＡＥ５  開口素子
ＣＳ  共通の面
Ｏ２  外側部分
Ｉ２  内側部分
ＰＯ  光学系
ＭＳ２，ＭＳ  ミラー面
Ｍ２，Ｍ  ミラー
ＡＤ  旋回駆動部
ＡＰ  有効開口
Ｐ１  瞳面
【図１】
2011205073.tif 000003
【図２】
2011205073.tif 000004
【図３】
2011205073.tif 000005
【図４】
2011205073.tif 000006
【図５】
2011205073.tif 000007
【図６】
2011205073.tif 000008
【図７】
2011205073.tif 000009
【図８】
2011205073.tif 000010
【外国語明細書】
2011205073000001.pdf