(57)【要約】  本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系に関し、照明系（２００，７００）は、投影露光装置の作動において投影露光装置の投影対物系（４０）の物体平面（ＯＰ）を照明し、かつ照明系（２００，７００）は、照明系の作動において生成されて物体平面（ＯＰ）内でのみ重ね合わされる互いに点対称な関係にある光成分（１０，２０）が互いに直交する偏光状態を有するように適応される。【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照明系であって、
投影露光装置の作動において照明系（２００，７００）が、該投影露光装置の投影対物系（４０）の物体平面（ＯＰ）を照明し、かつ
照明系（２００，７００）が、照明系の作動において生成されて前記物体平面（ＯＰ）内でのみ重ね合わされる互いに点対称な関係にある光成分（１０，２０）が互いに直交する偏光状態を有するように適応される、
ことを特徴とする照明系。
【請求項２】
前記互いに直交する偏光状態を有する光成分は、照明系（２００，７００）の瞳平面（Ｐ）のそれぞれ異なる領域を通過することを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項３】
前記領域は、前記瞳平面（Ｐ）内で光ビーム断面の中心位置に関して互いに点対称な関係に配置されることを特徴とする請求項２に記載の照明系。
【請求項４】
前記投影露光装置の作動において前記物体平面（ＯＰ）内の構造で回折する際の前記光成分（１０，２０）は、前記投影対物系の像平面（ＩＰ）内で互いに重ね合わされて実質的に非偏光の光を生じ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項に記載の照明系。
【請求項５】
前記互いに直交する偏光状態は、互いに垂直な好ましい偏光方向を有する直線偏光状態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項に記載の照明系。
【請求項６】
前記互いに直交する偏光状態は、互いに反対の掌性を有する円偏光状態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項に記載の照明系。
【請求項７】
前記互いに直交する偏光状態を有する光成分を生成する偏光影響光学配置（２１０，３００，４００，５００，６００）を有す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項に記載の照明系。
【請求項８】
前記偏光影響光学配置（２１０，３００，４００）は、該配置を通過する直線偏光光成分に対して、前記光ビーム断面の第１の部分領域にわたって該偏光状態を変化しないままに残し、かつ該光ビーム断面の第２の部分領域にわたって前記好ましい偏光方向の９０°又はその奇数倍数にわたる回転を引き起こすことを特徴とする請求項７に記載の照明系。
【請求項９】
前記偏光影響光学配置（２１０，３００，４００）は、前記投影露光装置の作動において前記光ビーム断面の一部分しか網羅せず、かつ通過する直線偏光光に対して前記好ましい偏光方向の９０°又はその奇数倍数にわたる回転を引き起こす少なくとも１つの光学回転子要素を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明系。
【請求項１０】
前記偏光影響光学配置（２１０，５００）は、該配置を通過する直線偏光光成分を前記光ビーム断面の第１の部分領域にわたって左円偏光光へと変換し、かつ該光ビーム断面の第２の部分領域にわたって右円偏光光へと変換することを特徴とする請求項７に記載の照明系。
【請求項１１】
前記偏光影響光学配置（６００）は、該配置を通過する円偏光光成分に対して、前記光ビーム断面の第１の部分領域にわたって該偏光状態を変化しないままに残し、かつ該光ビーム断面の第２の部分領域にわたって該円偏光光の掌性を逆転することを特徴とする請求項７に記載の照明系。
【請求項１２】
前記偏光影響光学配置は、ＲＥＭＡ対物系（２０９，６０９）に配置され、これは、前記投影露光装置の作動において、前記物体平面に、好ましくは、該ＲＥＭＡ対物系（２０９，６０９）の瞳平面に中間視野平面の像を生成することを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のように設計された照明系と、
投影対物系と、
を含む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１４】
照明系と投影対物系とを有するマイクロリソグラフィ投影露光装置を作動させる方法であって、
照明系が、投影対物系（４０）の物体平面（ＯＰ）を照明し、
前記照明系において、互いに直交する偏光状態を有する互いに点対称な関係にある光成分（１０，２０）が、前記物体平面（ＯＰ）においてのみ重ね合わされるように生成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記光成分は、前記物体平面内の構造で回折する際に前記投影対物系の像平面において重ね合わされて実質的に非偏光の光を生じることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記互いに直交する偏光状態を伴う光成分（１０，２０）は、前記照明系の瞳平面（Ｐ）のそれぞれ異なる領域を通過することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
微細構造構成要素をマイクロリソグラフィにより製造する方法であって、
感光材料の層が少なくとも部分的に付加された基板を準備する段階と、
再現される構造を有するマスクを準備する段階と、
請求項１３に記載の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ある一定の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の製造方法によって製造された微細構造構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィは、例えば、集積回路又はＬＣＤのような微細構造構成要素の製作に用いられる。マイクロリソグラフィ工程は、照明系及び投影対物系を有する投影露光装置と呼ばれるもの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）の像は、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）上にこのマスクの構造を基板上の感光コーティング上に転写するために投影される。
【０００３】
多用途のための投影露光装置では、可能な限り非偏光の光の生成が望ましい。この目的のために、例えば、ＤＥ１９８，２９，６１２，Ａ１から、レーザ光源からの直線偏光光をＨａｎｌｅ偏光解消器及びその下流に配置された光混合系を用いて偏光解消することは公知である。
しかし、この場合に発生する問題は、照明系のレチクル平面内の光が、依然として残留偏光を有する場合があることである。この残留偏光の原因は、特に、照明系内でレンズ上に存在する反射防止層（ＡＲ層）、並びにミラー上に存在する高反射層（ＨＲ層）の影響である。
【０００４】
この点に関して、これらの効果が、残留偏光の不均一な分布を招く場合があることが見出されている。この不均一分布は、レンズ（特に、照明系内に用いられるアキシコンレンズの円錐レンズ）又はこれらのレンズ上のＡＲ層によって生成される半径方向の残留偏光分布が、ミラー上のＡＲ層によって生成される一定の好ましい偏光方向を有する直線残留偏光と重ね合わされ、これらの互いに重ね合わされる残留偏光分布が、関わるそれぞれの方向（例えば、走査方向に対して垂直又は平行）に依存して互いに増大又は低減するということに基づいて説明することができる。
【０００５】
照明系及び／又は投影対物系の光路内の偏光状態の望ましくない変化の影響を低減するための様々な手法は公知である。ＵＳ２００５／００９４２６８Ａ１及びＷＯ０３／０７７０１１Ａ１からは、光学系を２つの部分系に分割し、これらの部分系の間にラムダ／２プレートとして機能するリターダーを配置し、第２の部分系内の位相シフトを加え合わせることにより、第１の部分系における位相シフトが正確に相殺されるように、このリターダーが、これらの部分系の間で２つの互いに垂直な偏光状態を転置することは公知である。また、例えば、投影対物系に対する９０°偏光回転子の、この９０°偏光回転子に対して先行する群において生成されるリターデーションとこの９０°偏光回転子に対して追従する群において生成されるリターデーションとの相互補償のための使用は、ＵＳ２００３／００８６１５６Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ１９８，２９，６１２Ａ１
【特許文献２】ＵＳ２００５／００９４２６８Ａ１
【特許文献３】ＷＯ０３／０７７０１１Ａ１
【特許文献４】ＵＳ２００３／００８６１５６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、実施が平易で有効な代替的手法に従って投影露光装置の像平面内で好ましい偏光方向を持たない光の生成を可能にするマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
照明系が投影露光装置の作動において投影露光装置の投影対物系の物体平面を照明する本発明によるマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系は、照明系の作動において生成されて物体平面内でのみ重ね合わされる互いに点対称な関係にある光成分が互いに直交する偏光状態を有するように適応される。
この点に関して、本発明によると、偏光状態をそれぞれ表すＪｏｎｅｓベクトルのスカラー積がゼロである偏光状態を意味するのに「直交する偏光状態」という表現を用いる。この意味で、互いに直交する状態は、互いに垂直な好ましい偏光方向を含む直線偏光状態だけでなく、反対の掌性を有する円偏光状態（すなわち、左円偏光と右円偏光）でもある。更に、本発明によると、個々の光ビームが直線偏光される偏光分布を意味するのに直線偏光分布という表現を同様に用い、個々の光ビームの電界強度ベクトルの振動平面（例えば、半径方向又はタンジェンシャル偏光分布の場合等）は、様々な方向に配向することができる。
【０００９】
本発明は、互いに点対称な関係にある互いに直交する偏光状態の非コヒーレントな重ね合わせによって非偏光光を得ることができるという認識に基づいている。従って、本発明によると、本明細書の冒頭部分で解説した照明系の連続する部分の相互偏光光学補償（例えば、そのような部分の間で発生する好ましい偏光方向の９０°回転を用いた）という公知の手法の代わりに、照明系内で偏光効果を正確に合算することを可能にすることができる。この場合、対応する残留偏光効果から生じる分布を互いに直交する偏光状態を生成するために特定的に用いることができ、次に、この偏光状態から、非コヒーレントな重ね合わせによって最終的に望ましい実質的に非偏光の光が最初に得られる。この点に関して、直交する偏光状態の重ね合わせの得られる実質的に非偏光の光の生成は、直交する入射偏光状態に対して、偏光結像を表す結像方程式が、非偏光照明の場合に関する結像方程式へと変換されるように、この方程式における混合項が消失するという結像理論に基づいて説明することができる。
【００１０】
互いに直交する偏光を含む異なる領域は、投影対物系の物体平面の少し前に設けられるが（すなわち、特に、依然として照明系の瞳平面自体に）、これらの互いに直交する偏光光成分のいかなる重ね合わせも発生していないことも本発明の原理に関して極めて重要である。言い換えれば、レチクル平面の前、及び特に照明系の瞳平面の前では、少なくとも依然として偏光成分が存在する（例えば、少なくとも１パーセント、更に特定的には少なくとも２パーセント、更に特定的には少なくとも５％の残留偏光度）。更に、場合によっては瞳平面内のあらゆる照明される位置において、依然として完全な（又はほぼ完全な、例えば、９５％までの）偏光光が存在する可能性がある。実質的に非偏光の光を誘導するのは、レチクル平面内でのこれらの光成分の重ね合わせのみである。
【００１１】
本発明は、更に、投影露光装置の作動において投影露光装置の投影対物系の物体平面を照明し、この照明系の作動において生成されて物体平面内でのみ重ね合わされる光成分が、互いに直交する偏光状態を有するように適応されるマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系に関する。
本発明の実施形態によると、互いに直交する偏光状態を有する光成分は、照明系の瞳平面のそれぞれ異なる領域を通過する。
【００１２】
本発明によると、レチクル平面の前及び瞳平面の前それぞれに依然として互いに直交する偏光の領域が存在し、これらの領域が、レチクル平面内でのみ重ね合わされて非偏光光を生じるということは、本発明による概念が、特に、照明系の瞳平面の前又は瞳平面内で発生する異なる偏光状態を含む光成分の混合により予めこの瞳平面内で非偏光光を生成する本明細書の冒頭部分で示したＨａｎｌｅ偏光解消器のものとは異なることを意味する。
【００１３】
本発明の実施形態によると、互いに直交する偏光状態を有する光成分が生成される領域は、瞳中心に関して、すなわち、瞳平面内の光ビーム断面の中心位置に関して互いに点対称な関係で配置される。
本発明による直交する偏光状態の生成は、上述の残留偏光効果から発生する分布状態が、照明系内の適切な位置（例えば、レチクル平面の僅かに直前の）で望ましい直交する偏光状態が得られるように適切に分割される工程によって平易な方式で行うことができる。従って、本発明による手法の利点は、照明系の連続する部分の相互偏光光学補償に伴う複雑化及び経費（例えば、互いに補償し合う部分を選択するか又は適切に設定する時の）が回避される点でもある。
【００１４】
好ましい構成によると、上述の目的のために、偏光影響光学配置を用いることができ、偏光影響光学配置は、この配置を通過する直線偏光光成分に対して、光ビーム断面の第１の部分領域にわたって偏光状態が変化しないままに残し、光ビーム断面の第２の部分領域にわたって好ましい偏光方向の９０°又は奇数倍数の回転を引き起こす。
偏光影響光学配置は、例えば、投影露光装置の作動において、光ビーム断面の一部分しか網羅せず、通過する直線偏光光に対して好ましい偏光方向の９０°又はその奇数倍数の回転を引き起こす少なくとも１つの光学回転子要素を有することができる。
【００１５】
更に好ましい実施形態によると、偏光影響光学配置は、この配置を通過する直線偏光光成分を光ビーム断面の第１の部分領域にわたって左円偏光光へと変換し、光ビーム断面の第２の部分領域にわたって右円偏光光へと変換するように設計することができる。偏光影響光学配置は、以下でより詳細に説明するように、それぞれ適切な光結晶軸配向を有するラムダ／４プレートの配列を用いて実施することができる。
【００１６】
更に好ましい実施形態によると、偏光影響光学配置は、この配置を通過する円偏光光成分に対して、光ビーム断面の第１の部分領域にわたって偏光状態を変化しないままに残し、光ビーム断面の第２の部分領域にわたって円偏光光の掌性を逆転するように設計することができる。この偏光影響光学配置は、以下でより詳細に説明するように、ラムダ／２プレートを用いて得ることができる。
円偏光光の生成を含む最後に説明した構成は、それらの場合には異なる掌性は伝達には関連がないので、互いに直交する偏光状態を有して生成された光成分、すなわち、一方の左円偏光光と他方の右円偏光光が、照明系又は投影対物系を通じた伝達において類似の挙動を示すという利点を有する。
【００１７】
それとは対照的に、上記に解説した互いに垂直な偏光方向を有する直線偏光状態の形態にある互いに直交する偏光状態の生成の場合には、それに伴う挙動は、一般的に、これらの互いに直交する偏光状態における伝達特性が、投影露光装置の光学系を通過する時に異なるようなものである。この伝達挙動の差は、エネルギ分布に関する適切な実施によって補償することができる。そのような補償は、例えば、最低強度を有する部分ビームと比較して高い強度レベルを有する部分ビームをこれらのビームの強度において低減する（例えば、濃淡フィルタを用いて）ことによって達成することができる。１つ又はそれよりも多くのそのような濃淡フィルタを特に本発明による偏光影響配置のような偏光光学要素と組み合わせることができ、光学系内の同じ位置に装着することができる。
好ましい構成によると、偏光影響光学配置は、ＲＥＭＡ対物系に配置され、ＲＥＭＡ対物系は、投影露光装置の作動において、中間視野平面の像を物体平面内に生成し、好ましくはこのＲＥＭＡ対物系の瞳平面に生成する。そのような位置では、本発明により利用される残留偏光は特に明瞭であり、互いに直交する偏光状態も特に実質的に可能である。
【００１８】
本発明は、更に、照明系が、投影対物系の物体平面を照明し、照明系内で互いに直交する偏光状態を有する互いに点対称な関係にある光成分が、物体平面内でのみ重ね合わされるように生成される照明系及び投影対物系を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置を作動させる方法に関する。
本発明は、更に、微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ製作のためのマイクロリソグラフィ投影露光装置及び工程、並びに微細構造構成要素に関する。
本発明の更に別の構成は、本明細書及び特許請求の範囲において見出されるものとする。以下では、本発明を添付図面に示す実施形態を例示的に用いてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】投影露光装置の像平面に好ましい偏光方向を持たない光を生成するための本発明に用いられる基本原理を示す模式図である。
【図２】投影露光装置の照明系内での本発明の実施を示す略模式図である。
【図３】本発明により用いられる偏光影響光学配置の照明系における偏光分布に対する影響を示す模式図である。
【図４】本発明により用いられる偏光影響光学配置の照明系における偏光分布に対する影響を示す模式図である。
【図５】本発明により用いられる偏光影響光学配置の照明系における偏光分布に対する影響を示す模式図である。
【図６】本発明により用いられる偏光影響光学配置の照明系における偏光分布に対する影響を示す模式図である。
【図７】本発明の更に別の実施形態による照明系の略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
投影露光装置の像平面に好ましい偏光方向を持たない光を生成するために適用される本発明の基本原理を説明するために以下では最初に図１を参照することにする。
この点に関して、図１は、投影される構造を有し、投影対物系４０（２つのレンズＬ1及びＬ2によって象徴的にのみ示している）の物体平面ＯＰに配置されたレチクル（又はマスク）３０を示す大幅に簡略化した模式図である。投影対物系４０の像平面ＩＰ内には、感光層（又はウェーハ）５０が設けられた基板が配置される。
【００２１】
また、図１は、照明系（図１には示していない）から到着し、投影対物系４０の物体平面ＯＰ内で出合い、レチクル３０上の構造において回折される２つの光ビーム１０及び２０も示している。この点に関して、構造３０が、図１に示す座標システムのｙ軸（紙面に対して垂直な関係で配向された）に対して平行に延びる走査方向に延びる線を含むパターンを含み（少なくとも特に、）、それによって上述の回折が、走査方向に対して（又はｙ軸に対して）垂直な関係にある構造の線において発生することを仮定している。
【００２２】
この回折に対して、図１は、光ビーム１０，１２の各々に対してそれぞれ３つの回折次数１１〜１３及び２１〜２３を示しており、これらの回折次数のうちのそれぞれの１つの回折次数（すなわち、回折次数１１及び２１それぞれ）は投影対物系４０を通過せず、それに対して他の２つの回折次数１２，１３及び２２，２３それぞれは、投影対物系４０を通過し、像平面ＩＰに配置されたウェーハ５０上で再度出合う。
【００２３】
ここで、本発明の基本原理に関して極めて重要なことは、実質的に非偏光の光（すなわち、好ましい偏光方向を持たない光）が、投影対物系４０の像平面ＩＰに配置されたウェーハ５０上に生成されるが、この目的のために照明系からの２つの光ビーム１０及び２０自体が非偏光であることはない点である。より正確には、本発明によると、照明系の適切な構成は、光ビーム１０と２０とが互いに直交する偏光状態を有することを可能にする。以下でより詳細に説明するように、これらの直交偏光状態は、互いに垂直な好ましい偏光方向を有する直線偏光状態、及び同じく互いに反対の掌性を有する円偏光状態（すなわち、左回り円偏光光及び右回り円偏光光）の両方を含むことができる。
【００２４】
この点に関して、本発明は、一方で投影対物系４０を通過する第１の光ビーム１０の２つの回折次数１２，１３と、他方で投影対物系４０を通過する第２の光ビーム２０の２つの回折次数２２，２３とが、形成される像を有する構造の像を生成する時に、互いに直交する偏光状態を伴って像平面ＩＰ内にあるウェーハ５０上でも出合い、この関連において互いに実質的に重ね合わされ、非偏光光を生じるという効果を利用する。
【００２５】
図２は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系２００の模式図を示している。照明系２００は、図１を参照して上述したように、投影対物系（図２には示していない）の物体平面ＯＰに配置されたレチクル（マスク）２０１を照明するように機能する。
光は、例えば、１９３ｎｍの作動波長のためのＡｒＦレーザ、又は１５７ｎｍの作動波長のためのＦ2レーザを含むことができ、平行光ビームを生成するためのビーム成形光学手段を有する光源ユニット２０２から照明系２００上に入射する。図示の実施形態では、この平行光ビームは、最初に回折光学要素（ＤＯＥ）２０３上に入射し、回折光学要素（ＤＯＥ）２０３は、光伝播方向に下流の位置に配置されたズームアキシコンレンズ２０４と共に、アキシコン要素のそれぞれのズーム設定及び位置に依存して、偏向ミラー２０５の下流に配置された瞳平面に様々な照明構成を生成する。ビーム経路内のＤＯＥ２０３の下流には、下流に配置された光混合系２０７と共に、光源２０２の直線偏光光を非偏光光に変換するための偏光解消器２０６（例えば、Ｈａｎｌｅ偏光解消器）が配置される。図示の実施形態では、光混合系２０７は、それ自体公知であるマイクロ光学要素配置の形態にある。しかし、代替的に、光混合系としてハニカムコンデンサー又は棒状インテグレーターを公知の方式で用いることができる。光混合系２０７に続く光学結像手段２０８の下流に配置された中間視野平面は、ＲＥＭＡ対物系２０９（模式的にしか示していない）により、像を生成される構造を保持するレチクル２０１上に投影される。構造を保持するレチクル２０１は、投影対物系（図２には示していない）により、図１と同様に感光基板上に投影される。
ＲＥＭＡ対物系２０９内に「Ｐ」で示している瞳平面には、偏光影響光学配置２１０が配置され、その実施に関して、図３から図６を参照して以下に様々な実施形態を説明する。
【００２６】
図３から図５に示している偏光影響光学配置の実施形態に共通の特徴は、この配置が、この配置上に入射して直線残留偏光を含む光から互いに直交する偏光状態を含む光成分を生成し、これらの光成分が、瞳平面Ｐ内で光ビーム断面の中心位置に関して対称に配置されることである。
この点に関して、偏光影響光学配置上に入射する光の上述の直線残留偏光は、特に、照明系内のＨＲ層及びＡＲ層の効果の重ね合わせから発生する不均一残留偏光分布から生じる。本明細書の冒頭部分で解説したように、この残留偏光分布は、レンズ上（特に、ズームアキシコン２０４の円錐レンズ上）のＡＲ層によって生成された半径方向の残留偏光分布が、ＨＲ層によって生成され、一定の好ましい偏光方向を含む直線残留偏光と重ね合わされるということに帰されるものであり、これらの互いに重ね合わされる残留偏光分布は、関わる方向（走査方向に対して垂直又は平行）に依存して互いに増大又は低減する。
【００２７】
以下では、図３ａ及び図３ｂを参照して本発明の第１の実施形態による偏光影響光学配置３００を説明する。
最初に図３ａは、ＲＥＭＡ対物系２０９の瞳平面Ｐ内に発生する偏光分布Ｐ1の例を模式的に示しており、純粋に例示的に、採用した基準は、光が瞳平面Ｐ内でｘ方向（すなわち、ｙ方向にある走査方向に対して垂直な）に延びる双極が有する極に限定される双極Ｘ照明環境と呼ぶものである。それぞれ電界強度ベクトルの振動方向を表す図３ａの双方向矢印によって示しているように、これらの極の領域内では、上記に解説した残留偏光効果によって少なくとも近似的に半径方向の残留偏光分布が発生する。
【００２８】
次に、図３ｂは、上述の例における本発明の第１の実施形態による偏光影響光学配置３００の効果の例を示している。図示の実施形態では、配置３００は、通過する直線偏光光に対して、好ましい偏光方向の９０°又はその奇数倍数の回転を引き起こす光学回転子要素を含む。波長１９３ｎｍ及び温度２１．６℃で１ｍｍ当たり約３２３．１°の特定の回転機能αを有する合成の光学活性結晶石英を用いる場合には、この条件は、偏光影響光学要素の２７８．５μｍ＋Ｎ*５５７μｍ（Ｎ＝０，１，２，．．．）又はその奇数倍数の厚みに対応する。この点に関して、配置３００又は偏光影響光学要素は、光ビーム断面の一部分しか網羅せず、より具体的には実質的に上述の双極Ｘ照明環境の２つの極の一方の領域しか網羅しない。
【００２９】
図３ｂの双方向矢印は、配置３００の影響の結果として発生する偏光分布を示している。図３ｂに示しているように、配置３００の作用により、図３ｂの右にある極内で元来半径方向にある偏光分布からタンジェンシャル偏光分布が発生し、このタンジェンシャル偏光分布に関して、電界強度ベクトルの振動方向は、９０°だけ回転されており、この時点では光軸（ｚ方向に延びる）に向く半径に対して垂直な関係で配向される。
【００３０】
図４ａ及び図４ｂに図示の実施形態では、図４ａの偏光分布Ｐ3（図３の偏光分布Ｐ1に対応する）の変換のための偏光影響光学配置４００は、光ビーム断面の半分を網羅し、図３ｂの偏光影響要素と類似の構成のものである光学回転子要素４２０に加えて、偏光分布を影響せず、複屈折のものではなく、すなわち、直線複屈折又は円複屈折のいずれでもない材料、例えば、光学アモルファス石英ガラスを含む補償プレート４１０を含む。この補償プレート４１０は、２つの領域Ｐ4,a及びＰ4,b内の光路及び光学伝達の補償のためなどに機能する。
【００３１】
図５に模式的に示している更に別の実施形態では、図５ａに示している偏光分布Ｐ5（前と同様に図３ａ及び図４ａそれぞれのＰ1及びＰ3という偏光分布に対応する）の変換のための偏光影響光学配置５００は、２つのラムダ／４プレート５１０及び５２０を含み、第１のラムダ／４プレート５１０における光結晶軸は、ｘ軸に対して＋４５°の角度で配向され、第２のラムダ／４プレート５２０における光結晶軸は、ｘ軸に対して−４５°の角度で配向される。ラムダ／４プレート５１０及び５２０は、あらゆる適切な複屈折材料、例えば、１９３ｎｍの作動波長ではフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）又は結晶石英（ＳｉＯ2）から作ることができる。
【００３２】
図５ｂに示しているように、配置５００の作用は、領域Ｐ6,a内の直線偏光分布Ｐ5が左円偏光光へと変換され、それに対して領域Ｐ6,b内の直線入射偏光分布Ｐ5が右円偏光光へと変換されることである。従って、上述の実施形態におけるように、偏光影響光学配置５００は、この配置上に入射し、直線残留偏光を含む光から、光ビーム断面の中心位置に関して対称に配置された互いに直交する偏光状態を含む光成分を同様に生成する。
【００３３】
図６に模式的に示している更に別の実施形態では、図６ａに示している偏光分布Ｐ7（この場合は図３から図５までとは異なり、例示している例では左円偏光光である均一な円偏光分布である）を変換するための偏光影響光学配置６００は、あらゆる適切な複屈折材料、例えば、１９３ｎｍの作動波長ではフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）又は結晶石英（ＳｉＯ2）から作ることができるラムダ／２プレート６００を含む。この場合、図３の実施形態と同様に、配置６００又はラムダ／２プレートは、光ビーム断面の一部分、より具体的にはここでもまた実質的に上述の双極Ｘ照明環境の２つの極の一方の領域しか網羅しない。ラムダ／２プレートは、そこを通過する円偏光光の掌性を逆転するので、双極Ｘ分布の右の極の領域内に右円偏光光を生成する。同様に可能な配置６００上に入射する右円偏光光の使用場合には、ラムダ／２プレートは、上記と同様にそれが網羅する光ビーム断面領域内に左円偏光光を生成する。
従って、上記に応じて、偏光影響光学配置６００は、配置６００上に入射して円偏光分布のものである光から、本発明により必要とされるここでもまた光ビーム断面の中心位置に関して対称に配置された互いに直交する偏光状態を含む光成分を前と同様に生成する。
【００３４】
図３から図６までを参照して上述した実施形態では、それぞれの偏光影響光学要素は、２つ又はそれよりも多くのプレート部分から構成することができ、これは、用いられるそれぞれの結晶材料の限られた利用可能性に関して有利であるとすることができることは理解されるであろう。更に、図４の実施形態と同様に全ての実施形態において補償プレートを設けることができことも理解されるであろう。
【００３５】
図７は、本発明の更に別の実施形態による照明系７００の構造を前と同様に略形態で示している。この場合、図２と比較して、実質的に同じ機能を有する対応する１つ又は複数の要素を５００だけ大きくした対応する参照番号で表している。
図７の照明系７００は、ズームアキシコン７０４の下流の瞳平面に配置されて通過する直線偏光光に対して光ビーム断面にわたって好ましい偏光方向の９０°の回転を生成する付加的な光学回転子要素７１１だけ図２のものとは異なる。従って、合成の光学活性結晶石英を用いる場合に、この条件は、ここでもまた、約２７８．５μｍ＋Ｎ*５５７μｍ（Ｎ＝０，１，２，．．．）の厚みに対応する。この光学９０°回転子を基本的に公知の方式に用いることにより、それぞれ回転子要素７１１の上流と下流とに配置された部分系の間で互いに垂直な偏光状態の実質的な入れ替えを可能にし、従って、部分系内で蓄積された位相シフトの少なくとも部分的な無効化をもたらすことができる。
図７の実施形態では、この補償原理は、本発明の特性であるＲＥＭＡ対物系７０９の瞳平面に残る残留偏光からの直交偏光状態の生成と組み合わされる。
【００３６】
本発明を特定的な実施形態を参照することによって説明したが、当業者には、例えば、個々の実施形態の特徴の組合せ及び／又は交換によって数々の変形及び別の実施形態が明らかになるであろう。従って、当業者には、そのような変形及び別の実施形態も同じく本発明に包含され、かつ本発明の範囲が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理解されるであろう。
【符号の説明】
【００３７】
１０，２０  光成分
４０  投影対物系
ＯＰ  物体平面
【図１】
2011504296.tif 000003
【図２】
2011504296.tif 000004
【図３ａ）】
2011504296.tif 000005
【図３ｂ）】
2011504296.tif 000006
【図４ａ）】
2011504296.tif 000007
【図４ｂ）】
2011504296.tif 000008
【図５ａ）】
2011504296.tif 000009
【図５ｂ）】
2011504296.tif 000010
【図６ａ）】
2011504296.tif 000011
【図６ｂ）】
2011504296.tif 000012
【図７】
2011504296.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月20日(2010.7.20)
【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照明系であって、
投影露光装置の作動において照明系（２００，７００）が、該投影露光装置の投影対物系（４０）の物体平面（ＯＰ）を照明し、かつ
照明系（２００，７００）が、照明系の作動において生成されて前記物体平面（ＯＰ）内でのみ重ね合わされる互いに点対称な関係にある光成分（１０，２０）が互いに直交する偏光状態を有するように適応され、
前記互いに直交する偏光状態を有する光成分は、照明系（２００，７００）の瞳平面（Ｐ）のそれぞれ異なる領域を通過し、
前記領域は、前記瞳平面（Ｐ）内で光ビーム断面の中心位置に関して互いに点対称な関係に配置されることを特徴とする、照明系。
【請求項２】
前記投影露光装置の作動において前記物体平面（ＯＰ）内の構造で回折する際の前記光成分（１０，２０）は、前記投影対物系の像平面（ＩＰ）内で互いに重ね合わされて実質的に非偏光の光を生じることを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項３】
前記互いに直交する偏光状態を有する光成分を生成する偏光影響光学配置（２１０，３００，４００，５００，６００）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明系。
【請求項４】
前記偏光影響光学配置（２１０，３００，４００）は、該配置を通過する直線偏光光成分に対して、前記光ビーム断面の第１の部分領域にわたって該偏光状態を変化しないままに残し、かつ該光ビーム断面の第２の部分領域にわたって前記好ましい偏光方向の９０°又はその奇数倍数にわたる回転を引き起こすことを特徴とする請求項３に記載の照明系。
【請求項５】
前記偏光影響光学配置（２１０，３００，４００）は、前記投影露光装置の作動において前記光ビーム断面の一部分しか網羅せず、かつ通過する直線偏光光に対して前記好ましい偏光方向の９０°又はその奇数倍数にわたる回転を引き起こす少なくとも１つの光学回転子要素を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の照明系。
【請求項６】
前記互いに直交する偏光状態は、互いに垂直な好ましい偏光方向を有する直線偏光状態であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項７】
前記互いに直交する偏光状態は、互いに反対の掌性を有する円偏光状態であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項８】
前記偏光影響光学配置（２１０，５００）は、該配置を通過する直線偏光光成分を前記光ビーム断面の第１の部分領域にわたって左円偏光光へと変換し、かつ該光ビーム断面の第２の部分領域にわたって右円偏光光へと変換することを特徴とする請求項３及び請求項７に記載の照明系。
【請求項９】
前記偏光影響光学配置（６００）は、該配置を通過する円偏光光成分に対して、前記光ビーム断面の第１の部分領域にわたって該偏光状態を変化しないままに残し、かつ該光ビーム断面の第２の部分領域にわたって該円偏光光の掌性を逆転することを特徴とする請求項３及び請求項７に記載の照明系。
【請求項１０】
前記偏光影響光学配置は、ＲＥＭＡ対物系（２０９，６０９）に配置され、これは、前記投影露光装置の作動において、前記物体平面に、好ましくは、該ＲＥＭＡ対物系（２０９，６０９）の瞳平面に中間視野平面の像を生成することを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のように設計された照明系と、
投影対物系と、
を含む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１２】
照明系と投影対物系とを有するマイクロリソグラフィ投影露光装置を作動させる方法であって、
照明系が、投影対物系（４０）の物体平面（ＯＰ）を照明し、
前記照明系において、互いに直交する偏光状態を有する互いに点対称な関係にある光成分（１０，２０）が、前記物体平面（ＯＰ）においてのみ重ね合わされるように生成され、
前記互いに直交する偏光状態を有する光成分は、前記照明系（２００，７００）の瞳平面（Ｐ）のそれぞれ異なる領域を通過し、
前記領域は、前記瞳平面（Ｐ）内で光ビーム断面の中心位置に関して互いに点対称な関係に配置される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記光成分は、前記物体平面内の構造で回折する際に前記投影対物系の像平面において重ね合わされて実質的に非偏光の光を生じることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
微細構造構成要素をマイクロリソグラフィにより製造する方法であって、
感光材料の層が少なくとも部分的に付加された基板を準備する段階と、
再現される構造を有するマスクを準備する段階と、
請求項１１に記載の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ある一定の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【国際調査報告】
2011504296.tif 000014
2011504296.tif 000015