(57)【要約】  本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系及びマイクロリソグラフィ露光方法に関する。一部の実施形態では、マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系は、ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、７２１、７２２、７３３，７３１、７３２、７３３、．．．）を有する少なくとも１つのミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）と、光学系の作動中にマニピュレータ（３００、７２０、９１０）上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるように光伝播方向にこのミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）の下流に配置され、マニピュレータ要素（３０１、３０２、．．．、６００、７２１、７２２、７２３、．．．）のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータ（３００、７２０、９１０）とを含み、ミラー配列（２００）によって反射される光の角度分布の変動により、少なくとも２つの互いに異なる照明設定（４２０、５２０）が調節可能であり、この照明設定（４２０、５２０）が、照明系（１０）の瞳平面の同一領域が異なる偏光状態の光で照明されるという意味で互いに異なっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系であって、
ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．、７２１、７２２、７３３、．．．、７３１、７３２、７３３、．．．）を有する少なくとも１つのミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）と、
光学系の作動中にマニピュレータ（３００、７２０、９１０）上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるように光伝播方向に前記ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）の下流に配置され、かつマニピュレータ要素（３０１、３０２、．．．、６００、７２１、７２２、７２３、．．．）のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータ（３００、７２０、９１０）と、
を含み、
少なくとも２つの互いに異なる照明設定（４２０、５２０）が、前記ミラー配列（２００）によって反射される光の角度分布の変動によって調節可能であり、該照明設定（４２０、５２０）は、照明系（１０）の瞳平面の同一領域が異なる偏光状態の光で照明されるという意味で互いに異なっている、
ことを特徴とする光学系。
【請求項２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系であって、
ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．、７２１、７２２、７３３、．．．、７３１、７３２、７３３、．．．）を有する少なくとも１つのミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）と、
光学系の作動中にマニピュレータ（７２０）上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態において異なって影響を受けるようにマニピュレータ要素（７２１、７２２、７２３、．．．）のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータ（７２０、９１０）と、
を含み、
前記マニピュレータ要素のうちの少なくとも１つが、Ｋｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルである、
ことを特徴とする光学系。
【請求項３】
マニピュレータ要素の前記ラスター配列は、それぞれの該マニピュレータ要素上に入射する光の前記偏光状態及び／又は前記強度に異なって影響を及ぼす領域の配列を提供し、該配列は、２つの互いに垂直な空間方向のうちの少なくとも一方において周期的に交替することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
問題の前記空間方向における前記周期的交替配列の前記周期の長さが、該空間方向の前記ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）の該周期長さ又は該周期長さの整数倍に対応することを特徴とする請求項３に記載の光学系。
【請求項５】
２つの互いに垂直な空間方向のうちの少なくとも一方における前記マニピュレータ要素の最大広がりが、該空間方向の前記マニピュレータの光学的使用可能区域の最大広がりの最大で１０分の１、好ましくは最大で１５分の１、より好ましくは最大で２０分の１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項に記載の光学系。
【請求項６】
前記マニピュレータ要素のうちの少なくとも１つ、特に全てのマニピュレータ要素の位置を変更するための位置マニピュレータが更に提供され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項に記載の光学系。
【請求項７】
前記ミラー配列（２００）及び前記マニピュレータ（３００）は、近軸部分口径比が互いから最大で０．１５、好ましくは最大で０．１０だけ異なる位置に配置さ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項に記載の光学系。
【請求項８】
前記ミラー配列（２００）及び／又は前記マニピュレータ（３００）は、近軸部分口径比が０．８よりも大きく、好ましくは０．９よりも大きい位置に配置され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項に記載の光学系。
【請求項９】
前記ミラー配列（２００）及び／又は前記マニピュレータ（３００）は、近軸部分口径比が０．３よりも小さく、好ましくは０．２よりも小さい位置に配置され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項に記載の光学系。
【請求項１０】
光学系が、２つのミラー配列（７２０、７３０）を有し、その各々が、それぞれの該ミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有し、
前記ミラー配列の一方（７３０）は、前記光伝播方向に前記マニピュレータ（７２０）の上流に配置され、
前記ミラー配列の他方（７２０）は、前記光伝播方向に前記マニピュレータ（７１０）の下流に配置される、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１１】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系であって、
光学系の作動時にマニピュレータ（３００、６００、７２０、９１０）上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるような構成のものであるマニピュレータ（３００、７２０、９１０）と、
各ミラー配列が、それぞれのミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有し、ミラー配列の一方（７３０）が、光伝播方向に前記マニピュレータ（７２０）の上流に配置され、かつミラー配列の他方（７２０）が、該光伝播方向に該マニピュレータ（７１０）の下流に配置された２つのミラー配列（７２０、７３０）と、
を含むことを特徴とする光学系。
【請求項１２】
前記マニピュレータ（３００、７１０）の互いに隣接するマニピュレータ要素が、光学系の作動時に該マニピュレータ上に入射する光に対して互いに直交する偏光状態を生成することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
マニピュレータ要素の前記配列は、前記マニピュレータ（３００）の前記光学的使用可能区域全体が照明される時に該マニピュレータ要素がそれらの前記偏光状態に対する影響において互いに相殺するようなものであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１４】
少なくとも２つの互いに異なる照明設定（４２０、５２０）が、前記ミラー配列（２００）によって反射される光の角度分布の変動によって調節可能であることを特徴とする請求項２から請求項１３のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１５】
前記照明設定（４２０、５２０）は、前記照明系（１０）の瞳平面の同一領域が異なる偏光状態の光で照明されるという意味で互いから異なることを特徴とする請求項１４に記載の光学系。
【請求項１６】
前記照明設定は、前記照明系（１０）の瞳平面の同一領域が異なる強度の光で照明されるという意味で互いから異なることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の光学系。
【請求項１７】
前記照明設定のうちの少なくとも１つが、二重極照明設定、四重極照明設定、輪帯照明設定、及び従来照明設定を有する群から選択されることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１８】
前記群の全ての照明設定が、調節可能であることを特徴とする請求項１７に記載の光学系。
【請求項１９】
前記ミラー配列（２００）のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．）の変位の作動のための作動ユニット（１０５）が更に提供されることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２０】
少なくとも２つの異なる二重極照明設定（４２０、５２０）が、互いに直交する偏光状態を用いて調節可能であることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２１】
少なくとも１つの照明設定（４２０、５２０）が、少なくとも近似的にタンジェンシャルな偏光分布又は少なくとも近似的にラジアルな偏光分布を用いて調節可能であることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２２】
前記マニピュレータ要素は、灰色フィルタとして作用することを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２３】
前記マニピュレータ要素は、光ビーム断面にわたる場所に依存して変化する反射性又は透過特性を有することを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２４】
照明系（１０）と投影対物系（２０）とを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、
照明系（１０）が、請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の光学系を有する、
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２５】
照明系（１０）の光源によって生成された光が、投影対物系（２０）の物体平面を照明するための投影露光装置に給送され、かつ該物体平面が、該投影対物系（２０）によって該投影対物系（２０）の像平面内に結像されるマイクロリソグラフィ露光方法であって、
マニピュレータ要素のラスター配列を有するマニピュレータ（３００）が、照明系において使用され、
少なくとも２つの互いに異なる照明設定が、前記マニピュレータ（３００）の異なる部分領域の照明によって調節される、
ことを特徴とするマイクロリソグラフィ露光方法。
【請求項２６】
前記光の少なくとも２つのビーム部分が、前記マニピュレータ（３００）を通過した後では互いに異なる偏光状態のものであることを特徴とする請求項２５に記載のマイクロリソグラフィ露光方法。
【請求項２７】
前記２つのビーム部分は、ミラー配列（２００）のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．）によって異なる方向に偏向されることを特徴とする請求項２６に記載のマイクロリソグラフィ露光方法。
【請求項２８】
微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ生産のための処理であって、
感光材料の層が少なくとも部分的に付加された基板（４０）を準備する段階と、
結像される構造を有するマスク（３０）を準備する段階と、
請求項１から請求項２３のいずれか１項に記載の光学系を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置を準備する段階と、
前記投影露光装置を用いて前記マスクの少なくとも一部を前記層の領域の上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする処理。
【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５月２７日出願のドイツ特許出願ＤＥ  １０  ２０１０  ０２９  ３３９．３及びＵＳ  ６１／３４８，７９８に対する優先権を請求する。これらの出願の内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系及びマイクロリソグラフィ露光方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、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。そのような投影露光装置は、照明系と投影対物系を有する。マイクロリソグラフィ処理では、照明系を用いて照明されるマスク（＝レチクル）の像は、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）上に投影対物系を用いて投影され、マスク構造を基板上の感光コーティング上に転写する。
【０００４】
マイクロリソグラフィ投影露光装置の作動時には、所定の照明設定、すなわち、照明系の瞳平面内の強度分布を具体的にターゲット方式で設定する必要性が存在する。この目的のために、回折光学要素（いわゆるＤＯＥ）の使用に加えて、例えば、ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２からミラー配列の使用も公知である。そのようなミラー配列は、互いに独立して調節可能な複数のマイクロミラーを含む。
【０００５】
結像コントラストを最適化するために照明系における瞳平面及び／又はレチクル内の所定の偏光分布を具体的にターゲット方式で設定するための様々な手法も公知である。従来技術に関しては、例えば、ＷＯ  ２００５／０６９０８１  Ａ２、ＷＯ  ２００５／０３１４６７  Ａ２、ＵＳ  ６  １９１  ８８０  Ｂ１、ＵＳ  ２００７／０１４６６７６  Ａ１、ＷＯ  ２００９／０３４１０９  Ａ２、ＷＯ  ２００８／０１９９３６  Ａ２、ＷＯ  ２００９／１００８６２  Ａ１、ＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６０１  Ａ１、及びＤＥ  １０  ２００４  ０１１  ７３３  Ａ１に注目されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ  ２００５／０２６８４３  Ａ２
【特許文献２】ＷＯ  ２００５／０６９０８１  Ａ２
【特許文献３】ＷＯ  ２００５／０３１４６７  Ａ２
【特許文献４】ＵＳ  ６  １９１  ８８０  Ｂ１
【特許文献５】ＵＳ  ２００７／０１４６６７６  Ａ１
【特許文献６】ＷＯ  ２００９／０３４１０９  Ａ２
【特許文献７】ＷＯ  ２００８／０１９９３６  Ａ２
【特許文献８】ＷＯ  ２００９／１００８６２  Ａ１
【特許文献９】ＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６０１  Ａ１
【特許文献１０】ＤＥ  １０  ２００４  ０１１  ７３３  Ａ１
【特許文献１１】ＵＳ  ２００２／０１７６１６６  Ａ１
【特許文献１２】ＵＳ  ２００４／０１８４０１９  Ａ１
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ  Ｋｉｄｇｅｒ著「基礎光学設計（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ）」、ＳＰＩＥ  ＰＲＥＳＳ、米国ワシントン州ベリングハム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、投影露光装置において設定することができる強度分布及び／又は偏光分布に関して高度な柔軟性を可能にするマイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための本発明による光学系は、ミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有する少なくとも１つのミラー配列と、光学系の作動中にマニピュレータ上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるように光伝播方向に上述のミラー配列の下流に配置され、マニピュレータ要素のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータとを含み、ミラー配列によって反射される光の角度分布の変動により、少なくとも２つの互いに異なる照明設定が調節可能であり、これらの照明設定は、照明系の瞳平面の同一領域が異なる偏光状態の光で照明されるという意味で互いに異なっている。
【００１０】
本発明により、マニピュレータ要素のうちの少なくとも２つが、配列の平面内で２つの互いに垂直な空間方向の各々において互いに隣接する関係でそれぞれ配置される少なくとも４つのマニピュレータ要素で構成された配列を表す上でマニピュレータ要素の「ラスター配列」という表現を使用する。この点に関して、本発明による「ラスター配列」は、周期的配列又は等距離配列に限定されず、すなわち、２つの空間方向（例えば、ｘ方向及びｙ方向）の各々に互いに続くマニピュレータ要素は、原理的にマニピュレータ要素の最大広がりに関してあらゆる望ましい構成（すなわち、同じく非周期的）のものとすることができる。更に、個別のマニピュレータ要素は、正方形、矩形、又はその光学的有効使用面に関して他の適切な幾何学形状のものとすることができる。一方、マニピュレータ要素は、互いに垂直な空間方向のうちの少なくとも１つにおける広がりに関して周期的に配置することができる（部分的又は全体的に）。更に、ミラー配列のマニピュレータ要素は、各々等しい寸法又は等しい断面を含むことができる（本発明をそれに限定することなく）。
【００１１】
上記ではラスター配列内の最少で４個のマニピュレータ要素を指定したが、本発明がこれに限定されることはなく、一般的に、ラスター配列は、実質的により多くのマニピュレータ要素を有する。特に、本発明の実施形態では、マニピュレータのマニピュレータ要素の数は、少なくとも１０個、更に具体的には少なくとも３０個、更に具体的には少なくとも１００個とすることができる。
【００１２】
マニピュレータが光伝播方向にミラー配列の下流に配置されることは、ミラー要素を具体的にターゲット方式でマニピュレータの個別領域又は偏光子要素上に向けることができることを意味する。
【００１３】
以下においてより詳細に説明するが、本発明の実施形態におけるラスター配列のマニピュレータ要素は、その位置において変位可能であるように、及び／又は偏光に影響を及ぼすその効果において切換可能であるように適応させることができる。
【００１４】
一方でマニピュレータ要素の配列、及び他方で複数の互いに独立して調節可能なミラー要素を含むミラー配列の本発明による組合せの結果として、一方で照明光の個別ビーム部分にその偏光状態又は強度においてそれぞれ異なる変化を与える可能性と、同時に、光がミラー配列によってそれぞれ「適切な」方向、又はそれぞれ望ましい照明設定（任意的に偏光された）を生成するのに適する方向に典型的にその後の瞳平面の所定の領域内に偏向されるように偏光状態及び／又は強度のその変化に適合するミラー要素の調節を実施する可能性とがもたらされる。
【００１５】
特に、例えば、投影露光装置の照明系における使用時に、マニピュレータの異なる部分領域の照明によって異なる照明設定を調節する可能性が存在する。
【００１６】
更に別の態様により、マイクロリソグラフィ投影露光装置のための本発明による光学系は、ミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有する少なくとも１つのミラー配列と、光学系の作動中にマニピュレータ上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるように光伝播方向に上述のミラー配列の下流に配置され、マニピュレータ要素のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータとを含む。
【００１７】
本発明の実施形態では、マニピュレータ要素のうちの少なくとも１つは、Ｋｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルである。この点に関して、本発明は、光伝播方向にミラー配列の下流のマニピュレータの配列に限定されない。むしろ代替として、マニピュレータは、光伝播方向にミラー配列の上流に配置することができ、又は１つのマニピュレータをビーム経路内でミラー配列の上流に設けることができ、更に別のマニピュレータをミラー配列の下流に設けることができる。
【００１８】
すなわち、更に別の態様では、本発明はまた、ミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有する少なくとも１つのミラー配列と、光学系の作動中にマニピュレータ上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態において異なって影響を受けるようにマニピュレータ要素のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータとを含み、マニピュレータ要素のうちの少なくとも１つが、Ｋｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルであるマイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系に関する。
【００１９】
ミラー要素の変位機能及び同じく恐らくはマニピュレータの変位機能の結果として、本発明の実施形態では、異なる照明設定の間で迅速な切り換えを実施することは、この目的で光学系内に偏光又は強度に影響を及ぼす要素を必要とすることなく同じく可能である。
【００２０】
本発明による概念の可能な用途は、所定の照明設定をミラー配列を用いて調節し、マニピュレータ（偏光マニピュレータの形態にある）を用いてミラー配列のミラー要素の部分における望ましくない偏光効果を補償するという用途であり、従って、この場合、マニピュレータは、マニピュレータとミラー配列との組合せの部分に対して全体的な偏光−非偏光作用を得る目的で「補正板」として使用される。
【００２１】
本発明による概念の更に別の用途は、所定の偏光分布及び／又は強度分布の具体的にターゲットを定めた実施（すなわち、偏光分布及び／又は強度分布に関してほぼゼロと言える程小さくはない寄与を得ること）に関わっている。このようにして、一方で、システム内のいずれか他の場所に存在する問題を補償することができる。更に、具体的にターゲットを定めた偏光分布によって結像コントラストに寄与する有用光の比率を最適化することにより、所定の露光段階に関して処理ウィンドウを更に拡大することができる。
【００２２】
所定のターゲット状態への近似を得るために、視野又は瞳平面内で以前に実施された偏光分布及び／又は強度分布の測定に基づいて偏光子要素の照明又はミラー要素の作動を達成することができる。
【００２３】
本発明の概念の更に別の用途は、例えば、２つのシステム間の交換時に照明系とレチクルと投影対物系との組合せがウェーハ平面上で理想的な場合に同じ結像結果を与えるように２つの異なる投影露光装置のうちの少なくとも一方を修正する手順により、異なるシステムの結像特性を互いに適応させる段階に関わっている（「適合化」と呼ぶ）。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態では、ミラー配列及びマニピュレータは、近軸部分口径比が互いから最大で０．１５、好ましくは最大で０．１０だけ異なる位置に配置される。この場合、近軸部分口径比Ｓは、以下のように定義される。
【００２５】
【数１】
2013530526.tif 000003
【００２６】
ここで、ｒは、近軸周辺光線高さを表し、ｈは、近軸主光線高さを表している。いわゆる符号関数をｓｇｎ（ｘ）で表し、この場合、定義により、ｓｇｎ（０）＝１と設定することができる。近軸周辺光線及び近軸主光線の定義は、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ  Ｋｉｄｇｅｒ著「基礎光学設計（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ）」、ＳＰＩＥ  ＰＲＥＳＳ、米国ワシントン州ベリングハムに見出される。
【００２７】
瞳平面内で光軸と交わり、物体平面内で光軸に対して最も大きい間隔の位置にある物体点からの光線を表す上で主光線という表現を使用する。開口絞りの周囲部を最大開口で通過する物体平面と光軸の交点からの光線を表す上で周辺光線という表現を使用する。変形物体視野の場合には、周辺光線は、像空間内での物体の結像に寄与しない概念上の光線を含む。
【００２８】
近軸部分口径比Ｓは、光学系内の平面の視野近接性又は瞳近接性に関する基準である符号付きパラメータを表している。この点に関して、定義により、部分口径比は、−１と＋１の間の値に正規化され、ゼロの近軸部分口径比は、各視野平面に対応し、−１から＋１又は＋１から−１への近軸部分口径比の急変を有する不連続な場所は、各瞳平面に対応する。従って、少なくとも０．８の近軸部分口径比を有する平面は、瞳に近い平面を表し、それに対して最大で０．２の近軸部分口径比を有する平面は、視野に近い平面を表している。この点に関して、近軸部分口径比の符号は、基準平面の前又は後ろの平面配列を指定する。例えば、定義目的で、問題の平面内のコマ光線の貫通点の符号を使用することができる。
【００２９】
本発明の実施形態では、ミラー配列及び／又はマニピュレータは、近軸部分口径比が、０．８よりも大きく、好ましくは０．９よりも大きい位置、すなわち、「瞳に近い」位置に配置される。
【００３０】
本発明の更に別の実施形態では、ミラー配列及び／又はマニピュレータは、近軸部分口径比が、０．３よりも小さく、好ましくは０．２よりも小さい位置、すなわち、「視野に近い」位置に配置される。
【００３１】
本発明の実施形態では、光学系は、２つのミラー配列を有し、ミラー配列の各々は、そのミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立してそれぞれ変位可能である複数のミラー要素を有する。この点に関して、特に、好ましくは、これらのミラー配列の一方は、光伝播方向に関してマニピュレータの前に配置され、ミラー配列のうちの他方は、光伝播方向に関してマニピュレータの下流に配置される。
【００３２】
２つのミラー配列を有するこの配列は、上流のミラー配列を用いて各個別光ビームをそれぞれ選択されたマニピュレータ要素上に具体的にターゲット方式で誘導し、それによって最初に光ビームに対してその偏光状態及び／又は強度に関してマニピュレータ要素の作用に従って影響を及ぼす可能性が生じる。次に、望ましい偏光状態及び／又は望ましい強度が既に「印加」された問題の光線を第２のミラー配列を用いて望ましい方向に偏向することができる。従って、各個別光線に対して、偏光又は強度と、更にこの光線によって瞳平面内で照明される場所との両方を互いに独立して事前に判断することができ、それによって投影露光装置内で調節可能な強度又は偏光分布に関して柔軟性が更に高められる。
【００３３】
この点に関して、本発明は、マニピュレータのラスター構成（上記に定義した意味の）に限定されない。代わりに、上述の構造にある２つのミラー配列を有する本発明の実施形態では、マニピュレータ上に入射する光がその偏光状態及び／又は強度において入射場所に依存して異なって影響を受けるような異なる手法でマニピュレータを設計することができる。例えば、偏光状態が、光が通過するそれぞれの場所又は材料内で網羅すべき距離に依存して異なって更に影響を受けるように、マニピュレータは、光伝播方向に変化する（連続的又は非連続的に）厚み分布を有することができ、複屈折材料又は更に光学活性材料（例えば、結晶石英）から製造することができる。この点に関して、そのような変化する厚み分布によってもたらされる光線変位を補償するために、自らはもはや偏光状態を変化させない（かつ、例えばアモルファス石英ガラスから製造される）更に別の光学要素（相応に補完的な幾何学形状、従って、楔形形状の場合には対応する対応的な楔形の）を使用することができる。
【００３４】
すなわち、更に別の態様では、本発明はまた、光学系の作動時にマニピュレータ上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるような構成のものであるマニピュレータと、ミラー配列の各々が、それぞれのミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有し、これらのミラー配列の一方が、光伝播方向にマニピュレータの上流に配置され、これらのミラー配列のうちの他方が、光伝播方向にマニピュレータの下流に配置される２つのミラー配列とを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系に関する。
【００３５】
更に別の実施形態では、マニピュレータ要素のうちの少なくとも１つ、特に、全てのマニピュレータ要素の位置を変更するための少なくとも１つの位置マニピュレータが提供される。特に、位置マニピュレータは、１つ、複数、又は全てのマニピュレータ要素を変位及び／又は交換するように適応させることができる。この設計構成は、それぞれの用途に依存して異なるマニピュレータ要素分布を実施することができ、従って、更に、位置マニピュレータを用いて異なる偏光分布及び／又は強度分布を事前に設定することができるという利点を有する。
【００３６】
実施形態では、２つの互いに垂直な空間方向のうちの少なくとも一方におけるマニピュレータ要素の最大広がりは、マニピュレータの光学的使用可能区域のこの空間方向の最大広がりの最大で１０分の１、好ましくは最大で１５分の１、より好ましくは最大で２０分の１である。これは、理想的に個々のミラー要素の各々をその位置からの光伝播方向に続くマニピュレータの配列に対する大幅な偏向なしに異なる偏光操作及び／又は強度操作の効果によってマニピュレータ要素上に選択的に向けることができ、従って、それぞれのミラー要素に最適なミラー位置の直近で言わば「到達する」ことができるようにラスター配列にわたる異なるマニピュレータ要素の可能な限り均一な分布という点に関して有利である。これは、ミラー要素の角度変位に伴ってミラー要素の部分に対する恐らくは望ましくない偏光作用が伴う限り同じく有利である。
【００３７】
実施形態では、マニピュレータ要素配列は、マニピュレータの全ての光学的使用可能区域が照明される時に、マニピュレータ要素が偏光状態に対するマニピュレータ要素の影響において互いに相殺するようなものである。そのような構成は、時に互いに異なる偏光分布を有する異なる照明極（例えば、二重極照明設定又は四重極照明設定）にわたって照明設定を調節するのに一般的に望ましい均一な強度分布に関して有利である。
【００３８】
実施形態では、ミラー配列によって反射される光の角度分布の変動により、少なくとも２つの互いに異なる照明設定を調節することができる。この場合、瞳平面の同一領域が異なる偏光状態を含む光又は異なる光強度を含む光で照明される照明設定と、異なる偏光状態の光が瞳平面の互いに異なる領域内に偏向される照明設定との両方は、その偏光状態において互いから異なるものと考えられる。
【００３９】
実施形態では、ミラー配列のミラー要素の変位の作動のための作動ユニットが提供される。
【００４０】
実施形態では、マニピュレータ要素は、灰色フィルタとして作用する。このようにして、偏光マニピュレータの形態にあるマニピュレータの代替又は追加として、特定の強度構成（又は複数の異なる強度構成）を設定することができる。原理的には、そのような効果は、本発明により使用されるミラー配列の使用によって達成することができるが（１つ又はそれよりも多くのミラー要素を瞳平面内の所定の場所の上に向けることにより）、ミラー配列と灰色フィルタ配列の間でのような組合せは、例えば、異なる調節可能な強度分布の望ましい範囲をミラー配列の変位機能単独ではもはや網羅することができない場合に意味がある。
【００４１】
マニピュレータ要素は、特に、光ビーム断面（例えば、楔形又は直線である）にわたる場所に依存して変化する反射特性又は透過特性を有することができる。
【００４２】
本発明は、更に、照明系の光源によって生成された光が投影対物系の物体平面を照明するための投影露光装置に供給され、物体平面が投影対物系によって投影対物系の像平面に結像され、照明系内でマニピュレータ要素のラスター配列を有するマニピュレータが使用され、マニピュレータの異なる部分領域の照明によって少なくとも２つの互いに異なる照明設定を調節することができるマイクロリソグラフィ投影露光装置及びマイクロリソグラフィ露光方法に関する。
【００４３】
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。
【００４４】
以下では、本発明を一例として添付図面に図示の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】
【００４５】
【図１】本発明による光学系を有する投影露光装置の構造を示す概略図である。
【図２】図１の照明系に使用されるミラー配列の構造を示す図である。
【図３】本発明による光学系に使用される実施形態による偏光マニピュレータの構造を示す概略図である。
【図４】本発明による異なる照明設定の調節を示す概略図である。
【図５】本発明による異なる照明設定の調節を示す概略図である。
【図６】本発明による光学系に使用される実施形態による強度マニピュレータの構造を示す概略図である。
【図７】本発明の更に別の実施形態を示す概略図である。
【図８】本発明の更に別の実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明の更に別の実施形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の更に別の実施形態を示す概略図である。
【図１１】本発明の更に別の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
最初に、本発明による光学系を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置の原理に対する構造を図１を参照して以下に説明する。投影露光装置は、照明系１０と投影対物系２０を有する。照明系１０は、例えば、１９３ｎｍの作動波長のためのＡｒＦエキシマレーザと、平行光ビームを生成するビーム成形光学配置とを含む光源ユニット１からの光で構造付帯マスク（レチクル）３０を照明するように機能する。一般的に、照明系１０及び投影対物系２０は、好ましくは４００ｎｍよりも短く、特に、２５０ｎｍよりも短く、更に具体的には２００ｎｍよりも短い作動波長に向けて設計される。
【００４７】
本発明により、照明系１０の部分構成要素は、図２を参照して以下でより詳細に説明するように、特に、ミラー配列２００である。光伝播方向にミラー配列２００の下流には、図３から図６を参照して以下でより詳細に説明するマニピュレータ３００が配置され、マニピュレータ３００は、図１に示すように、瞳平面内、又は少なくとも瞳平面の直近に配置される。従って、マニピュレータ３００は、上記に定義した近軸部分口径比が０．８よりも大きく、好ましくは、０．９よりも大きい位置に配置される。
【００４８】
図１は、マニピュレータ３００の代わりに用いることができ、図７及びそれ以降を参照して以下でより詳細に説明するマニピュレータ９１０の位置も略示している。
【００４９】
照明系１０は、取りわけ、図示の例では偏向ミラー１２を含む光学ユニット１１を有する。光伝播方向に光学ユニット１１の下流には、例えば、光混合を提供するのに適するマイクロ光学要素の配列、並びにレンズ群１４をそれ自体公知の方式で有することができる光混合デバイス（図示せず）がビーム経路に配置され、その下流には、レチクルマスクシステム（ＲＥＭＡ）を有する視野平面が配置され、このレチクルマスクシステムは、光伝播方向に下流に配置されたＲＥＭＡ対物系１５を通じて更に別の視野平面に配置された構造付帯マスク（レチクル）３０上に結像され、それによってレチクル上の照明領域の境界が定められる。構造付帯マスク３０は、投影対物系２０により、感光層が設けられた基板４０又はウェーハ上に結像される。投影対物系２０は、特に、液浸作動モードに向けて設計することができる。更に、投影対物系２０は、０．８５、特に、１．１よりも大きい開口数ＮＡを有することができる。
【００５０】
図２に略示する構造では、ミラー配列２００は、複数のミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．を有する。ミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、ミラー配列２００によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位させることができ、図１に示すように、そのような変位を実施する（例えば、適切なアクチュエータを用いて）ための作動ユニット１０５を存在させることができる。
【００５１】
図２は、照明系１０において本発明により使用されるミラー配列２００の構造及び機能を示すために、レーザビーム２１０のビーム経路に順番に偏向ミラー２１１、屈折光学要素（ＲＯＥ）２１２、レンズ２１３（例としてのみ示す）、マイクロレンズ配列２１４、本発明によるミラー配列２００、拡散器２１５、レンズ２１６、及び瞳平面ＰＰを含む照明系１０の部分領域の構造を例示的に示している。ミラー配列２００は、複数のマイクロミラー２００ａ、２００ｂ、２００ｃを含み、マイクロレンズ配列２１４は、これらのミラー上にターゲットを定めた集束を行って「不使用区域」の照明を低減又は回避するための複数のマイクロレンズを有する。マイクロミラー２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、それぞれ、例えば、−２°と＋２°の間、特に、−５°と＋５°の間、更に具体的には−１０°と＋１０°の間の角度範囲で個々に傾斜させることができる。予め均一化されて平行にされたレーザ光が、マイクロミラー２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．によって望ましい照明設定に依存してそれぞれ望ましい方向に偏向される限り、瞳平面ＰＰ内には、ミラー配列２００内のマイクロミラー２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．の適切な傾斜配列により、望ましい光分布、例えば、輪帯照明設定又は二重極設定又は四重極設定を生成することができる。
【００５２】
図３を参照すると、偏光マニピュレータ３００は、個別マニピュレータ要素を含むラスター（又は領域分割されたか、又はファセット形の）配列を有する。この配列は、隣接するマニピュレータ要素（例えば、マニピュレータ要素３０１、３０２）が、それぞれのマニピュレータ要素上に入射する光の偏光状態に異なって影響を及ぼすようなものである。
【００５３】
偏光マニピュレータ３００の構成は、例えば、ラスターが複屈折材料を含む半波板で形成されるＵＳ  ６  １９１  ８８０  Ｂ１に説明されている概念に沿ったものとすることができる。従って、この場合、マニピュレータ要素の各々は、使用される作動波長（例えば、１９３ｎｍ）において十分な透過特性を有する複屈折材料で作成される。適切な複屈折材料は、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）である。この点に関して、図３の実施形態における双方向矢印は、偏光方向を表している。この点に関して、一般的に幅が、例えば、１０ｍｍと２０ｍｍの間にある単一のマニピュレータ要素の区域にわたる偏光方向の変化は一定である。この点に関して、得られる偏光回転量は、基本的にマニピュレータ要素の方位角の向きに依存し、この点に関して、同じく各マニピュレータ要素を入射光の偏光方向に対して＋４５°に向けられた２つのλ／２板で構成することができる（いわゆる９０°回転子を生成するために）。
【００５４】
更に、偏光マニピュレータ３００の構成は、光結晶軸の向きが光伝播方向又は光学系軸と平行関係に定められた光学活性材料、特に、結晶石英で各々が作成されたマニピュレータ要素による光学活性を利用する場合に実施することができる。この場合、光学活性材料は、光学活性材料内でそれぞれ網羅すべき距離に比例する偏光方向の回転量を生成し、従って、それぞれのマニピュレータ要素の厚みが偏光回転量を決める。上述の実施形態（直線複屈折を利用する）とは異なり、光学活性（すなわち、円形複屈折）を利用する場合には、マニピュレータ要素の方位角の向きは、それぞれ得られる偏光回転量には関連しない。
【００５５】
偏光マニピュレータ３００の構成は、光学系軸と平行な結晶軸を有する複屈折材料の板の上に例えば直線回折格子の形態にある回折構造の形態、フレネル面方式の屈折構造の形態、又はホログラムの性質を有する偏向構造の形態で形成することができる少なくとも１つの偏向構造が提供されるＵＳ  ２００２／０１７６１６６  Ａ１に説明されている概念に沿ったものとすることができる。更に、偏光マニピュレータ３００の構成は、異なるリターデーション効果を有する複数のリターデーション区画を有する反射リターデーション配列が使用されるＵＳ  ２００４／０１８４０１９  Ａ１に説明されている概念に沿ったものとすることができる。
【００５６】
一般的に、マニピュレータ要素内の複屈折は、ＭｇＦ2以外の別の光学単軸結晶材料、例えば、光伝播方向と平行ではない結晶軸を有するフッ化ランタン（ＬａＦ3）、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）、又は結晶石英（ＳｉＯ2）を用いて、圧縮応力又は引張応力下に置かれた立方結晶材料（例えば、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＬｉＢａＦ3、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、又はＭｇＡｌ2０4）を使用することにより、又は圧縮応力又は引張応力の下に置かれたアモルファス材料（例えば、石英ガラス（ＳｉＯ2））を使用することによって実施することができる。圧縮応力又は引張応力の変化自体を偏光操作において少なくとも部分的に使用することができる（例えば、マニピュレータ要素を互いに対して適合させるために）。
【００５７】
マニピュレータ要素は、図３に示すラスター配列内で固定であるように、かつその位置で個々に可変であるように（例えば、図示していないアクチュエータを用いて）いずれにも適応させることができる。個々に可変である場合には、マニピュレータ要素は、特に、光軸に対して垂直な方向の変位、光軸に沿った変位、光軸と一致するか又は光軸と異なるかそのいずれでもよい光軸と平行な軸の回りの回転、及び光軸と平行ではなく、かつ要素の中心が識別される場合にこの中心を通って延びることができる（しかし、そうでなくてもよい）軸の回りの回転（傾斜移動）という自由度に関して可変であるように適応させることができる。
【００５８】
本発明の更に別の実施形態は、特に、図８及びそれ以降を参照して以下に説明するＫｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルを用いたマニピュレータの切換可能構成に関する。
【００５９】
ここで、一般性を制限することなく、以下では、偏光マニピュレータ３００上に入射するレーザ光は、最初にｙ方向に直線偏光されており、偏光マニピュレータ３００の領域３０１内では偏光方向が変更されないままに留まり、それに対して領域３０２内では９０°だけ回転される（λ／２板としての領域の部分における作用に対応する）と仮定する。従って、ミラー配列２００のミラーのうちの１つの上にビーム部分が入射する場合には、偏光マニピュレータ３００は、ビーム部分の偏光方向を変更されないままに残すか、９０°の角度だけ回転させるかのいずれかである。
【００６０】
図４ａを参照すると、ミラー配列２００のミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．は、特に、照明光全体が偏光マニピュレータ３００のマニピュレータ要素３４０上に偏向されるように設定することができる。網点なしの領域は、瞳平面内の照明されないが依然として照明領域（網点付きに示す）以外に照明することができる領域に対応する。偏光マニピュレータ３００のマニピュレータ要素３４０上に偏向されるビーム部分は、偏光マニピュレータ３００から射出する時に依然としてｙ方向の偏光方向を有する。このようにして設定される照明設定４２０は、図４ｂに示すような性質のものであるので、瞳平面ＰＰ内では、照明座標系のｘ方向に（すなわち、水平に）互いに反対関係にあり、かつ照明極と呼ぶことができる領域４２１及び４２２だけが照明され、これらの領域内では、光はｙ方向に偏光される。この照明設定４２０を「疑似タンジェンシャル偏光Ｈ二重極照明設定」とも呼ぶ。
【００６１】
更に、図５ａに示すように、ミラー配列のミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．は、全ての照明光が偏光マニピュレータ３００のマニピュレータ要素３５０の上に偏向されるように設定することができる。ここでもまた、網点なしの領域は、瞳平面内の照明されないが依然として照明領域（網点付きに示す）以外に照明することができる領域に対応する。偏光マニピュレータ３００のマニピュレータ要素３５０の上に偏向されるビーム部分は、偏光マニピュレータ３００から射出する時にｘ方向の偏光方向を有する。このようにして設定される照明設定５２０は、図５ｂに示すような性質のものであり、従って、瞳平面ＰＰ内では、同じく照明座標系のｘ方向に（すなわち、水平に）互いに反対関係にある領域５２１及び５２２のみが照明されるが、図４ｂとは異なり、これらの領域内の光はｘ方向に偏光される。この照明設定５２０を同じく「疑似ラジアル偏光Ｈ二重極照明設定」と呼ぶことができる。
【００６２】
この点に関して、電界強度ベクトルの振動方向が光学系軸を中心とする半径と垂直に延びる偏光分布を表す上で「タンジェンシャル偏光分布」という表現を一般的に使用する。従って、上述の条件が近似的に満たされる場合、又は図４ａの例における領域４２１及び４２２のような問題の平面（例えば、瞳平面）内の個別領域において満たされる場合に「疑似タンジェンシャル偏光分布」と記す。従って、電界強度ベクトルの振動方向が光学系軸を中心とする半径と平行に延びる偏光分布を一般的に表す上で「ラジアル偏光分布」という表現を使用する。従って、上述の条件が近似的に満たされる場合、又は図５ａの例における領域５２１及び５２２のような問題の平面（例えば、瞳平面）内の個別領域において満たされる場合に「疑似タンジェンシャル偏光分布」と記す。
【００６３】
この場合、特に、作動ユニット１０５を用いたミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．の適切な変位によって照明設定４２０と５２０の間で柔軟で迅速な切り換えを提供することができ、そのような変位は、偏光マニピュレータ３００のマニピュレータ要素のラスター配列に適合される。
【００６４】
図４及び図５の例と同じく、これらの例に加えて、ミラー配列２００のミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．は、疑似タンジェンシャル又は疑似ラジアルの偏光Ｖ二重極照明設定を設定してこれらのミラー要素が全ての光を瞳平面ＰＰ内でｙ方向に互いに反対関係にある領域上にのみ偏向するように調節することができ、この場合、ミラー配列２００のミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．の対応する変位によってこれらの照明設定の間の切り換えを提供することも可能である。
【００６５】
ミラー配列２００の作動は、個々に調節可能なミラー位置におけるシステムの効果が、使用されるそれぞれのマニピュレータに対して計算により又は較正方法を用いて見出されるように、かつ感度情報が、ミラーの制御アルゴリズムに対する入力として、この場合にシステムの測定からもたらすことができ、又は一方で現在の使用概要に関する情報項目から導出される１つ又はそれよりも多くのターゲット設定と併せて使用されるようにすることができる。使用されるアルゴリズムは、従来技術で十分に公知のいずれかの最適化処理（例えば、傾斜処理、冷却シミュレーション、遺伝的アルゴリズム、又はこれらの組合せ）とすることができる。任意的に、ミラー要素の作動は、１つ又はそれよりも多くのマニピュレータ要素の位置の操作のためのいずれかの位置マニピュレータ（存在する場合）に結合することができる。
【００６６】
更に別の実施形態により、ミラー配列２００は、他の公知の照明設定、例えば、四重極照明設定が生成されるように偏光マニピュレータ３００と協調することができる。
【００６７】
図６は、本発明の更に別の実施形態に従って図１に示す構造においてマニピュレータとして使用することができる強度マニピュレータ６００の概略図を示している。強度マニピュレータ６００は、この実施形態により、各々が楔形又は直線の透過特性を有するマニピュレータ要素のラスター配列を有する。この目的のために、マニピュレータ要素を透過機能又は反射機能が横方向に変化する層で被覆することができる。更に別の実施形態では、マニピュレータ要素を変化する密度を有する吸収剤粒子（例えば、クロム斑点）で被覆することができる。マニピュレータ６００が可変灰色フィルタを形成するように、ミラー配列２００のミラー要素２００ａ、２００ｂ、２００ｃ．．．の設定に基づいて、上述のラスター配列内で照明されるある一定の位置を具体的にターゲット方式で選択することができる。
【００６８】
上述の実施形態と同じく、マニピュレータ６００は、特に、均一性を改善するのに有利な瞳の近く、及び同じく特にアポディゼーション特性を最適化するのに有利である視野の近くの両方に配置することができる。更に、本発明による概念は、図６の種類の強度マニピュレータが図３の種類の位置マニピュレータと組み合わされるように拡張することができる。
【００６９】
図７ａは、それぞれ複数の互いに独立して調節可能なミラー要素７２１、７２２、７２３．．．及び７３１、７３２、７３３．．．を各々が有する２つのミラー配列７２０及び７３０が設けられた更に別の実施形態を示す概略図を示している。更に、マニピュレータ要素７１１、７１２、７１３の配列を有する上述の実施形態と類似の構造のマニピュレータ７１０が存在し、ミラー配列７２０は、光伝播方向（ｚ方向に延びる）に関してマニピュレータ７１０の下流に配置され、ミラー配列７３０は、光伝播方向に関してマニピュレータ７１０の上流に配置される。
【００７０】
ミラー配列７３０のミラー要素７３１、７３２．．．の機能は、問題のマニピュレータ要素のそれぞれの構成に基づいて望ましい偏光状態又は望ましい強度が個別の光線に対して「印加」されるように、これらの光線を選択されたマニピュレータ要素７１１、７１２．．．の上に具体的にターゲットを定めて偏向することである。次に、第２のミラー配列７２０は、瞳平面内で同じく自由に選択され、それによって瞳平面に光分布を実施することができる位置にそれぞれ望ましい偏光状態及び／又は望ましい強度を有する問題の光線を偏向する機能を実施する。従って、この構成では、偏光状態又は強度、かつ瞳平面内で照明される場所の両方を光線の各々に対して互いに独立して自由に選択することができ、それによって望ましい照明設定を設定することに関して高い程度の柔軟性が得られる。
【００７１】
例として、他の実施形態に関連して上述の説明は、マニピュレータ要素７１１、７１２の構成に関して相応に適用される。特に、マニピュレータ要素は、それぞれ入射する光の偏光状態及び／又は強度に異なって影響を及ぼす領域の周期的に交替する配列を与えるように組み立てることができる。フィルタリングを行うことにより（例えば、ブリュースタープリズムを用いて）、又は偏光状態を変更又は回転する（リターデーション要素又は光学活性を用いて）偏光に影響を及ぼす効果を得ることができる。
【００７２】
図７ｂを参照すると、マニピュレータ要素７１１、７１２、７１３．．．の配列を有するマニピュレータ７１０と第２のミラー配列７２０との間には、第１のミラー配列７３０のミラー要素を第２のミラー配列７２０のミラー要素上に結像する光学結像配列又は中継光学配置７１０が配置される。それによって第１のミラー配列のミラー要素の数Ｎを第２のミラー配列７２０のミラー要素の数Ｍよりも小さいものとして選択することができ、時に実質的に小さいものとして選択することができる（すなわち、Ｎ≦Ｍ、時に、更にＮ≪Ｍ）。この場合、第１のミラー配列７３０のミラー要素の数Ｎは、照明瞳内に何個の異なる偏光状態を同時に生成することができるかを決める。本発明により、Ｍと比較して大きいＮの値もあり得ないことではない。
【００７３】
照明設定毎に異なる偏光状態の動的設定では、マニピュレータ要素７１１、７１２、７１３．．．（偏光光学ファセット要素の形態にある）の配列を有するマニピュレータ７１０は、図８及びそれ以降を参照して以下でより詳細に説明するように切換可能であるように適応させることができる。そのような動的構成のまだ説明していない利点以外に、図７ａ〜図７ｂの配列は、実質的に同等の柔軟性を得るのにマニピュレータにおける切換不能設計構成の場合よりも少数のミラー要素しか必要とされないという更に別の利点を享受する。上述のマニピュレータに対する切換不能設計構成の場合には、第１のミラー配列７３０のミラー要素の数Ｎは、照明系の瞳平面又は照明瞳内に全体的に発生させることができる全ての偏光状態の数を決める。
【００７４】
光学結像配列（又は中継光学配置）７１０は、第１のミラー配列７３０のそれぞれのミラー要素の像を第２のミラー配列７２０のｍ個の関係するミラー要素上に生成し、この場合、好ましくは、ｍ*Ｎ＝Ｍという関係が満たされる（この場合ｍは、自然数又はゼロよりも大きい整数である）。この関係は、第１のミラー配列７３０のミラーの像が、第２のミラー配列７２０のある数（整数）のミラー上に有利な態様においては正確に収まるという考えに基づいている。この点に関してより好ましくは、第１のミラー配列７３０によってもたらされる第１のミラー配列７３０の２つのミラーの像の間の移行部（又は「縁部」）は、第２のミラー配列７２０のミラー上に位置するようになってはならない。これは、第２のミラー配列７２０の各ミラー上に明確な偏光状態が作用し、例えば、２つ又はそれよりも多くの互いに異なる偏光状態が作用しないことを提供する。
【００７５】
図７ｂを参照すると、第１のミラー配列７３０の１つの同じミラー要素がマニピュレータ７１０のどのチャンネルが係わるかに基づいて、光学像配列７１０によって第２のミラー配列７２０の同じ１つ又は複数のミラー要素上に常に結像される（図７ｂでは、これを一方でビーム経路Ａ及びＣにおいて、他方でビーム経路Ｂ及びＤにおいて見ることができる）。言い換えれば、第１のミラー配列７３０のミラー要素と第２のミラー配列７２０のミラー要素との間の関係は、光学結像配列７１０によって固定的に予め判断される。光学結像配列７１０自体は、投影対物系（２点間結像の実施を可能にする）を表し、簡略化のためにそのうちの１つのレンズだけを略示しており、この投影対物系は、基本的にいずれかの結像スケールを有し、この場合、この結像スケールは、第１及び第２のミラー配列又はそこに配置されたミラー要素の場合によって異なるサイズに適切に適合される（すなわち、一般的に、結像スケールは、マグニチュードにおいて第１及び第２のミラー配列７３０、７２０のサイズの比に対応するように選択される）。
【００７６】
第１のミラー配列７３０におけるそれぞれの傾斜角の設定は、マニピュレータ７１０のどの「チャンネル」（すなわち、ファセット偏光光学要素）が係わるかを設定する働きをする。この場合、偏光は、第２のミラー配列７２０内のそれぞれの傾斜角の設定により、照明瞳内の対応する座標に望ましい強度分布と適合して偏向される。
【００７７】
この点に関して、（図７ｂにビーム経路Ａ、Ｂを用いて示すように）第１のミラー配列７３０の異なる領域は、図７ｂにビーム経路「Ａ」及び「Ｂ」への参照によって例示するように、同じマニピュレータ要素７１１、７１２、７１３．．．に関連付けることができ（すなわち、これらの領域は、同じチャンネルを使用する）、この点に関して、特に、第１のミラー配列７３０の全ての個々のミラーは、同じチャンネルを使用することができる。一方、図７ｂにビーム経路「Ｃ」及「Ｄ」への参照によって示すように、第１のミラー配列７３０の異なる領域は、異なるマニピュレータ要素７１１、７１２、７１３．．．に関連付けることができる（すなわち、これらの領域は異なるチャンネルを使用する）。
【００７８】
本発明の更に別の実施形態を図８〜図１０を参照して以下に説明する。この実施形態では、図９から分るように、複数のミラー要素を有するミラー配列９２０に加えて、偏光の柔軟な動的切り換えを可能にし、図示の実施形態ではＫｅｒｒセルの形態にあるセルのラスター型又は行列型の配列を有するマニピュレータ９１０が存在することにより、チャンネル別の偏光調節が可能になる。図９では、マニピュレータ９１０は、光伝播方向にミラー配列９２０の下流に配置され、特に、光伝播方向にミラー配列９２０の次に続く光学要素を表している。
【００７９】
マニピュレータ９１０内のＫｅｒｒセルの各々は、外部から印加される電界の変化を使用するそれ自体公知の方式で通過する光の偏光の制御可能な変調を可能にする。更に別の実施形態では、セルは、作動波長において十分な透過率を有する適切な結晶材料（例えば、ＫＤＰ＝リン酸二水素カリウム、ＫＨ2ＰＯ4）から製造され、外部から印加される電界に対する結晶材料内の複屈折の直線比例性に基づいて偏光操作を可能にするＰｏｃｋｅｌｓセルの形態にあるとすることができる。
【００８０】
複数のＫｅｒｒセル（又はＰｏｃｋｅｌｓセル）を有するマニピュレータ９１０の構成は、周期的又は非周期的な配列とすることができ、特に、マニピュレータ９１０内の個別のＰｏｃｋｅｌｓセルの寸法は、マニピュレータ９１０の光学的使用領域にわたって変化することができる。更に、個別のＰｏｃｋｅｌｓセルは、その有効な光学的使用区域に関して正方形、矩形、又は他の適切な幾何学形状のものとすることができる。
【００８１】
好ましくは、マニピュレータ９１０及びミラー配列９２０で形成される光学アセンブリによって遮光効果が最小にされるか又は最適な透過率が得られるように、マニピュレータ９１０内のＫｅｒｒセルの幾何学配列は、ミラー配列９２０に適合される。
【００８２】
原理的には、ミラー配列９２０の各個別のミラー要素は、それに関連付けられたマニピュレータ９１０内に関係する独自のＫｅｒｒセル（又はＰｏｃｋｅｌｓセル）を有することができるが、本発明の実施形態は、１つの同じクラスタのミラー要素によって反射される光に同じ偏光の光がそれぞれ作用するように、複数のミラー要素がマニピュレータ９１０内の同じＫｅｒｒセル（又はＰｏｃｋｅｌｓセル）とクラスタ別に関連付けられることを可能にすることができる。単なる例として、基本的な出発点がミラー配列内の合計で４０００個のミラー要素である場合には、例えば、（本発明がこの例に限定されることなく）５０個程度のミラー要素を有するそれぞれのクラスタは、同じＫｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルに関連付けることができ、それによってこれらのミラー要素における反射の後に、光に対して同じ偏光状態が作用し、個別のＫｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルのそれぞれの作動に基づいて、隣接するクラスタ内のミラー要素に異なる偏光状態を作用させることができる。
【００８３】
図８及び図９に図示の実施形態の実質的な利点は、Ｋｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルの可変作動に起因して可能である偏光状態の動的切り換えに関して、得ることができる切り換え時間が非常に短く（特に、１秒未満とすることができる）、従って、ミラー配列９２０によって実施することができる強度分布又は照明設定における変更（同じく一般的に１秒未満しかかからないとすることができる）に適応させることができることである。従って、本発明により、一方でマニピュレータ９１０と他方でミラー配列９２０との互いに適合した作動又は協働した作動により、強度分布及び／又は偏光分布において互いから異なっている異なる照明設定の間で迅速に連続して動的に切り換えを行う可能性が存在する。
【００８４】
図８は、上述の点に関して、一例として可能であり、光がマニピュレータ９１０を通過した直後に達成され、かつそれを用いてミラー配列９２０の個々のミラー要素（又はミラー要素のクラスタ）における反射の後に作用させることができる偏光分布を示す単なる概略図を示している。一方でマニピュレータ９１０と他方でミラー配列９２０との適切な互いに適合した作動により、例えば、上述の切り換え時間で図１０に示すように異なる照明設定９３０、９４０、９５０．．．の間で切り換えを行うことができる。
【００８５】
上述の実施形態の用途の更に別の例は、一方でマニピュレータ９１０内のＫｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルと他方でミラー配列９２０との適切な作動により、少なくとも瞳平面の個別領域内で様々な偏光状態の非コヒーレントな重ね合わせを得ることができ、その結果、これらの領域内で非偏光光がもたらされることを提供する。この目的のために、この場合、レーザ光源によって生成され、異なる「干渉セル」に関連付けられ、従って、互いに対してもはやコヒーレントではない個別の光束領域又は光束セルが、ミラー配列９２０によって瞳平面内の同じ領域の上に偏向され、マニピュレータ９１０の適切な作動により、これらの領域又はセルに異なる偏光状態が作用し、非コヒーレントな重ね合わせが生成される。同時に、マニピュレータ９１０内の他のＫｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセル及びミラー配列９２０内のミラー要素を用いて、瞳平面の他の領域又は照明極内に明確な優先的偏光方向を更に生成することができ、このようにして偏光／非偏光混合照明設定を生成することができる。
【００８６】
この例は、照明設定９７０が、疑似ラジアル偏光分布を有する二重極設定（ｘ方向に互いに反対関係にある照明極９７１及び９７３内の）と、非偏光照明設定（瞳平面の中心に円形領域又は照明極９７２を有し、非偏光光で照明される「低シグマ設定」とも呼ぶ）との組合せを含む図１１ａに示している。
【００８７】
本発明は、特に、少なくとも領域別に非偏光である照明設定の設定（恐らくは同じく動的に切換可能である）をこの目的のために個別の偏光解消子を必要とすることなく可能にする。
【００８８】
本発明による調節可能照明設定の更に別の例は、照明設定９８０が、ｙ方向に互いに反対関係で配置された２つの照明極９８１、９８２を有する二重極設定の形態で生成され、優先的偏光方向が、個別の照明極９８１、９８２にわたってそれぞれ変化する（図示の実施形態では、電界強度ベクトルの振動方向は、１つの同じ照明極内でｘ方向に領域別に、かつｙ方向に領域別に延び、すなわち、１つの同じ照明極内に互いに垂直な優先的偏光方向が生成される）図１１ｂに示している。
【００８９】
本発明を具体的な実施形態を用いて説明したが、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代替的な実施形態が明らかであろう。従って、当業者は、そのような変形及び代替的な実施形態が本発明によって同じく包含され、本発明の範囲が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を認めるであろう。
【符号の説明】
【００９０】
１０  照明系
１１  光学ユニット
１２  偏向ミラー
２０  投影対物系
４０  基板
【図１】
2013530526.tif 000004
【図２】
2013530526.tif 000005
【図３】
2013530526.tif 000006
【図４ａ】
2013530526.tif 000007
【図４ｂ】
2013530526.tif 000008
【図５ａ】
2013530526.tif 000009
【図５ｂ】
2013530526.tif 000010
【図６】
2013530526.tif 000011
【図７ａ】
2013530526.tif 000012
【図７ｂ】
2013530526.tif 000013
【図８】
2013530526.tif 000014
【図９】
2013530526.tif 000015
【図１０】
2013530526.tif 000016
【図１１ａ】
2013530526.tif 000017
【図１１ｂ】
2013530526.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月24日(2013.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系であって、
ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．、７２１、７２２、７３３、．．．、７３１、７３２、７３３、．．．）を有する少なくとも１つのミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）と、
光学系の作動中にマニピュレータ（３００、７２０、９１０）上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるように光伝播方向に前記ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）の下流に配置され、かつマニピュレータ要素（３０１、３０２、．．．、６００、７２１、７２２、７２３、．．．）のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータ（３００、７２０、９１０）と、
を含み、
少なくとも２つの互いに異なる照明設定（４２０、５２０）が、前記ミラー配列（２００）によって反射される光の角度分布の変動によって調節可能であり、該照明設定（４２０、５２０）は、照明系（１０）の瞳平面の同一領域が異なる偏光状態の光で照明されるという意味で互いに異なっており、
マニピュレータ要素の前記ラスター配列は、それぞれの該マニピュレータ要素上に入射する光の前記偏光状態及び／又は前記強度に異なって影響を及ぼす領域の配列を提供し、該配列は、２つの互いに垂直な空間方向のうちの少なくとも一方に周期的に交替し、
問題の前記空間方向に前記周期的に交替する配列の該周期の長さが、該空間方向の前記ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）の該周期長さ又は該周期長さの整数倍に対応する、
ことを特徴とする光学系。
【請求項２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系であって、
ミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．、７２１、７２２、７３３、．．．、７３１、７３２、７３３、．．．）を有する少なくとも１つのミラー配列（２００、７２０、７３０、９２０）と、
光学系の作動中にマニピュレータ（７２０）上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態において異なって影響を受けるようにマニピュレータ要素（７２１、７２２、７２３、．．．）のラスター配列を有する少なくとも１つのマニピュレータ（７２０、９１０）と、
を含み、
前記マニピュレータ要素のうちの少なくとも１つが、Ｋｅｒｒセル又はＰｏｃｋｅｌｓセルである、
ことを特徴とする光学系。
【請求項３】
２つの互いに垂直な空間方向のうちの少なくとも一方における前記マニピュレータ要素の最大広がりが、該空間方向の前記マニピュレータの光学的使用可能区域の最大広がりの最大で１０分の１、好ましくは最大で１５分の１、より好ましくは最大で２０分の１であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記マニピュレータ要素のうちの少なくとも１つ、特に全てのマニピュレータ要素の位置を変更するための位置マニピュレータが更に提供され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項に記載の光学系。
【請求項５】
前記ミラー配列（２００）及び前記マニピュレータ（３００）は、近軸部分口径比が互いから最大で０．１５、好ましくは最大で０．１０だけ異なる位置に配置さ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項に記載の光学系。
【請求項６】
前記ミラー配列（２００）及び／又は前記マニピュレータ（３００）は、近軸部分口径比が０．８よりも大きく、好ましくは０．９よりも大きい位置に配置され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項に記載の光学系。
【請求項７】
前記ミラー配列（２００）及び／又は前記マニピュレータ（３００）は、近軸部分口径比が０．３よりも小さく、好ましくは０．２よりも小さい位置に配置され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項に記載の光学系。
【請求項８】
光学系が、２つのミラー配列（７２０、７３０）を有し、その各々が、それぞれの該ミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有し、
前記ミラー配列の一方（７３０）は、前記光伝播方向に前記マニピュレータ（７２０）の上流に配置され、
前記ミラー配列の他方（７２０）は、前記光伝播方向に前記マニピュレータ（７１０）の下流に配置される、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項９】
マイクロリソグラフィ投影露光装置のための光学系であって、
光学系の作動時にマニピュレータ（３００、６００、７２０、９１０）上に入射する光が入射場所に依存してその偏光状態及び／又は強度において異なって影響を受けるような構成のものであるマニピュレータ（３００、７２０、９１０）と、
各ミラー配列が、それぞれのミラー配列によって反射される光の角度分布を変更するために互いに独立して変位可能である複数のミラー要素を有し、ミラー配列の一方（７３０）が、光伝播方向に前記マニピュレータ（７２０）の上流に配置され、かつミラー配列の他方（７２０）が、該光伝播方向に該マニピュレータ（７１０）の下流に配置された２つのミラー配列（７２０、７３０）と、
を含むことを特徴とする光学系。
【請求項１０】
前記マニピュレータ（３００、７１０）の互いに隣接するマニピュレータ要素が、光学系の作動時に該マニピュレータ上に入射する光に対して互いに直交する偏光状態を生成す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項に記載の光学系。
【請求項１１】
マニピュレータ要素の前記配列は、前記マニピュレータ（３００）の前記光学的使用可能区域全体が照明される時に該マニピュレータ要素がそれらの前記偏光状態に対する影響において互いに相殺するようなものであ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項に記載の光学系。
【請求項１２】
少なくとも２つの互いに異なる照明設定（４２０、５２０）が、前記ミラー配列（２００）によって反射される光の角度分布の変動によって調節可能であることを特徴とする請求項２から請求項１１のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１３】
前記照明設定（４２０、５２０）は、前記照明系（１０）の瞳平面の同一領域が異なる偏光状態の光で照明されるという意味で互いから異なることを特徴とする請求項１２に記載の光学系。
【請求項１４】
前記照明設定は、前記照明系（１０）の瞳平面の同一領域が異なる強度の光で照明されるという意味で互いから異なることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の光学系。
【請求項１５】
前記照明設定のうちの少なくとも１つが、二重極照明設定、四重極照明設定、輪帯照明設定、及び従来照明設定を有する群から選択されることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１６】
前記群の全ての照明設定が、調節可能であることを特徴とする請求項１５に記載の光学系。
【請求項１７】
前記ミラー配列（２００）のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．）の変位の作動のための作動ユニット（１０５）が更に提供されることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１８】
少なくとも２つの異なる二重極照明設定（４２０、５２０）が、互いに直交する偏光状態を用いて調節可能であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項１９】
少なくとも１つの照明設定（４２０、５２０）が、少なくとも近似的にタンジェンシャルな偏光分布又は少なくとも近似的にラジアルな偏光分布を用いて調節可能であることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２０】
前記マニピュレータ要素は、灰色フィルタとして作用することを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２１】
前記マニピュレータ要素は、光ビーム断面にわたる場所に依存して変化する反射性又は透過特性を有することを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の光学系。
【請求項２２】
照明系（１０）と投影対物系（２０）とを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、
照明系（１０）が、請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の光学系を有する、
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２３】
照明系（１０）の光源によって生成された光が、投影対物系（２０）の物体平面を照明するための投影露光装置に給送され、かつ該物体平面が、該投影対物系（２０）によって該投影対物系（２０）の像平面内に結像されるマイクロリソグラフィ露光方法であって、
マニピュレータ要素のラスター配列を有するマニピュレータ（３００）が、照明系において使用され、
少なくとも２つの互いに異なる照明設定が、前記マニピュレータ（３００）の異なる部分領域の照明によって調節される、
ことを特徴とするマイクロリソグラフィ露光方法。
【請求項２４】
前記光の少なくとも２つのビーム部分が、前記マニピュレータ（３００）を通過した後では互いに異なる偏光状態のものであることを特徴とする請求項２３に記載のマイクロリソグラフィ露光方法。
【請求項２５】
前記２つのビーム部分は、ミラー配列（２００）のミラー要素（２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、．．．）によって異なる方向に偏向されることを特徴とする請求項２４に記載のマイクロリソグラフィ露光方法。
【請求項２６】
微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ生産のための処理であって、
感光材料の層が少なくとも部分的に付加された基板（４０）を準備する段階と、
結像される構造を有するマスク（３０）を準備する段階と、
請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載の光学系を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置を準備する段階と、
前記投影露光装置を用いて前記マスクの少なくとも一部を前記層の領域の上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする処理。
【国際調査報告】
2013530526.tif 000019
2013530526.tif 000020
2013530526.tif 000021
2013530526.tif 000022