(57)【要約】  マスクを感光面上に結像するマイクロリソグラフィ露光装置、特に、ミラーアレイを含む照明光学系を含むそのような装置を提供する。マイクロリソグラフィのための投影露光装置は、物体視野の物体視野点を物体平面内で照明するための照明光学系を含む。照明光学系は、物体視野の各物体視野点に対して、物体点に関連付けられた射出瞳を有し、ｓｉｎ（γ）は、射出瞳の最大周辺角度値であり、照明光学系は、物体視野点に関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラー（３８ｓ）を含む多ミラーアレイ（３８）を含む。更に、照明光学系は、各物体視野点に対して、関連付けられた射出瞳内の強度分布の、関連付けられた射出瞳内の望ましい強度分布からの逸脱が、重心角度値ｓｉｎ（β）の場合に関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）に基づいて表して２％よりも小さく、及び／又は楕円度の場合に２％よりも小さく、及び／又は極均衡の場合に２％よりも小さくなるように、多ミラーアレイ（３８）の照明を時間的に安定化するための少なくとも１つ光学系（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３ｄ，４００，８２２，９０３，１０１０，１１０３，１２０３）を含む。【選択図】図３
2011507293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置が、物体平面における物体視野の物体視野点を照明するための照明光学系を含み、該照明光学系が、該物体視野の各物体視野点に対して、該物体点に関連付けられた射出瞳を有し、ｓｉｎ（γ）が、該射出瞳の最大周辺角度値であり、該照明光学系が、該物体視野点に関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを含む多ミラーアレイを含み、装置が、該物体視野を像平面内の像視野上に結像するための投影対物系を更に含む、マイクロリソグラフィのための投影露光装置であって、
照明光学系が、各物体視野点に対して、関連付けられた射出瞳内の強度分布の該関連付けられた射出瞳内の望ましい強度分布からの逸脱が、
重心角度値ｓｉｎ（β）の場合に、前記関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）に基づいて表して２％よりも小さく、及び／又は
楕円度の場合に、２％よりも小さく、及び／又は
極均衡の場合に、２％よりも小さく、
なるように、多ミラーアレイの照明を時間的に安定化するための少なくとも１つ光学系を収容する、
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
装置が、物体平面における物体視野の物体視野点を照明するための照明光学系を含み、該照明光学系が、該物体視野の各物体視野点に対して、該物体点に関連付けられた射出瞳を有し、ｓｉｎ（γ）が、該射出瞳の最大周辺角度値であり、該照明光学系が、該物体視野点に関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを含む多ミラーアレイを含み、装置が、該物体視野を像平面内の像視野上に結像するための投影対物系を更に含む、マイクロリソグラフィのための投影露光装置であって、
照明光学系が、各物体視野点に対して、関連付けられた射出瞳内の第１の調節された強度分布の該関連付けられた射出瞳内の第２の調節された強度分布からの逸脱が、外側σ及び／又は内側σにおいて０．１よりも小さくなるように、多ミラーアレイの照明を時間的に安定化するための少なくとも１つの光学系を収容する、
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項３】
単位［ｎｍ］の作動光波長λを有し、
前記多ミラーアレイの各ミラーが、少なくとも１つの軸の回りに最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）にわたって回転可能であり、かつ２００［ｍｍ*ｎｍ］*ｓｉｎ（α）／λよりも大きい最小縁部長さを有する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記物体視野は、サイズＯＦを有する照明物体視野面を有し、
前記多ミラーアレイの照明面が、サイズＡＦを有し、
ｃが、０．１＜ｃ＜１である定数であり、ｓｉｎ（α）が、前記多ミラーアレイの前記ミラーの前記最大傾斜角度値であり、ｓｉｎ（γ’）が、前記物体視野点の前記射出瞳に関連付けられた前記最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）のうちの最大周辺角度値である時に、
ＡＦ＝ｃ*ｓｉｎ（Ｙ’）／ｓｉｎ（α）*ＯＦ
が成り立つ、
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記照明面ＡＦに対する全ての照明されたミラーの表面積の和の比として定義される前記多ミラーアレイのフィル・ファクタが、１０％よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
０°と６０°の間の入射角に対する前記多ミラーアレイの前記ミラーの平均反射率が、２５％よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記平均反射率からの前記多ミラーアレイの前記ミラーの反射率の標準偏差が、０°と６０°の間の入射角に対して、該平均反射率に基づいて表して５０％よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記多ミラーアレイのミラーの少なくとも１つの縁部厚みが、３０μｍよりも大き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項に記載の装置。
【請求項９】
スキャナとして作動するように構成され、
前記物体視野点の前記射出瞳の前記強度分布は、走査処理中に修正される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記多ミラーアレイは、２０００個と４０、０００個の間のミラーを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記多ミラーアレイは、２ｃｍ2から８０ｃｍ2の間の面を有す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項に記載の装置。
【請求項１２】
物体視野点に関連付けられた前記射出瞳において前記多ミラーアレイのミラーによって発生する照明立体角範囲が、該関連付けられた射出瞳の前記最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）に基づいて表して５％よりも小さい、特に、１％よりも小さい最大角度範囲値を有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項に記載の装置。
【請求項１３】
物体視野点に関連付けられた前記射出瞳における立体角範囲が、前記多ミラーアレイの少なくとも２つのミラーにより、特に、該多ミラーアレイの少なくとも４つのミラーにより、非ゼロ強度と、該関連付けられた射出瞳の前記最大周辺角度値に基づいて表して１０％よりも小さい、特に、２％よりも小さい角度範囲値とを用いて照明され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項に記載の装置。
【請求項１４】
前記多ミラーアレイの各個々のミラーが、１０分の１秒以内、好ましくは、１００分の１秒以内で望ましい角度に調節されるように構成されることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記多ミラーアレイの各個々のミラーが、少なくとも１つのミラー設定又は少なくとも１つのミラー位置を測定するための少なくとも１つの容量センサ、圧電抵抗センサ、又は光センサを含むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
物体視野点に関連付けられた前記射出瞳の前記最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）は、全ての物体視野点に対して０．２よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
光源と前記多ミラーアレイの間に照明光線の照明光線束を有し、
前記光学系は、前記多ミラーアレイ上の前記照明光線束の照明光線の重ね合わせにより、該多ミラーアレイの前記照明の時間的安定化を実施する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記光学系は、前記多ミラーアレイの空間的に均一な照明に向けて構成されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記照明光線束は、発散と、前記光源から前記多ミラーアレイまでの照明光方向とを有し、
前記光学系の後の前記照明光方向の前記照明光線束の前記発散は、該光学系の前の該照明光線束の該発散の２倍よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記光学系は、少なくとも１つの光学インテグレーターを含むことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記インテグレーターは、ハニカムコンデンサーであることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ハニカムコンデンサーは、５ｍよりも長い焦点距離を有することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記光学系は、少なくとも１つのプリズム又はミラーによって折り返される折り畳みビーム経路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項に記載の装置。
【請求項２４】
前記光学系は、前記多ミラーアレイ上に前記照明光線束の前記照明光線の非コヒーレントな重ね合わせを生成するように構成されることを特徴とする請求項１７から請求項２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記光学系は、前記非コヒーレントな重ね合わせの時間的修正を生成するように構成されることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記光学系は、前記非コヒーレントな重ね合わせの前記時間的修正を生成する回転楔プレートを含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記光学系は、前記非コヒーレントな重ね合わせを生成するために、散乱要素及び／又は前記照明光線束を混合する混合要素を含むことを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記散乱要素は、１ｍｒａｄよりも小さく、特に、０．４ｍｒａｄよりも小さい散乱角を有する散乱ディスクであることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記混合要素は、回折光学要素であることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
光源と前記多ミラーアレイの間に光軸を有し、
前記照明光線束の照明光線が、前記光軸に対して垂直な前記光源と前記多ミラーアレイの間の平面内に該光軸に対する高さを有し、
前記照明光線の位相遅延が、前記光軸に対する前記照明光線の前記高さの関数として導入される、
ことを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の装置。
【請求項３１】
前記照明光線の前記位相遅延は、前記光源と前記多ミラーアレイの間に配置された光学位相要素によって生成されることを特徴とする請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
光源とアレイのミラーがミラー面を有する前記多ミラーアレイとの間に照明光線束の照明光線を有し、
前記光学系は、前記多ミラーアレイの前記ミラーの前記ミラー面上に前記照明光線束の照明光線を集中させるための少なくとも１つの光学デバイスを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
前記光学デバイスは、レンズアレイ、及び／又はミラーアレイ、及び／又は回折光学要素を含むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
発散、光線又は光束プロフィール、及び偏光状態を有する照明光線束を発生させるために１つよりも多いコヒーレントなレーザモード、及びレーザ出力を有するレーザを含み、
前記光学系は、前記レーザの前記出力と前記多ミラーアレイの間の前記照明光線束の少なくとも前記発散、及び／又は前記光線プロフィール、及び／又は前記偏光状態を修正するための光学調整ユニットを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項３３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
前記光学調整ユニットは、少なくとも１つのアナモフィック要素、及び／又は非球面要素、及び／又は自由曲面を有する要素、及び／又はＤＯＥを含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記光学調整ユニットは、少なくとも１つのミラーと、及び／又はビーム分割面とを含むことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記多ミラーアレイの複数の前記ミラーは、多角形の形状を有する境界線を有することを特徴とする請求項１から請求項３６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３８】
前記多ミラーアレイの複数の前記ミラーは、該多数のミラーをファセット方式で配置させる境界線を有することを特徴とする請求項１から請求項３６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３９】
前記投影露光装置は、スキャナとして作動されるように構成され、
前記境界線は、少なくとも１つの対称方向を有し、
この対称方向は、走査方向に対して平行ではない、
ことを特徴とする請求項３７から請求項３８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４０】
前記多ミラーアレイの複数の前記ミラーは、凹面又は凸面を有することを特徴とする請求項１から請求項３９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４１】
少なくとも１つのミラーが、前記多ミラーアレイの別のミラーとは異なる表面積を有することを特徴とする請求項１から請求項４０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４２】
少なくとも１つのミラーが、前記多ミラーアレイの別のミラーとは異なる面曲率を有することを特徴とする請求項１から請求項４１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４３】
少なくとも１つのミラーが、前記多ミラーアレイの別のミラーとは異なる、最も近い隣接ミラーからの最短距離を有することを特徴とする請求項１から請求項４２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４４】
前記照明光学系は、少なくとも１つのミラー特性において異なる少なくとも２つの多ミラーアレイを含むことを特徴とする請求項１から請求項４３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４５】
前記少なくとも２つの多ミラーアレイの選択的使用ためのデバイスが設けられることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記少なくとも２つの多ミラーアレイを入れ替えるためのデバイスが設けられることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも２つの多ミラーアレイは、同時に作動させることができることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項４８】
前記光学系は、ミラー面を有するミラー、及び該ミラー面の少なくとも一部分の傾斜を生成するように構成されたアクチュエータを含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項４９】
前記アクチュエータは、前記光軸に対して０°とは異なる角度だけ傾いた回転軸の回りの前記ミラーの回転振動を生じさせるように構成されることを特徴とする請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
前記光学系は、偏光依存のビーム分割面、及び該ビーム分割面と前記ミラーの間に配置された偏光マニピュレータを含むことを特徴とする請求項４８又は請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記混合要素は、
ａ）第１の側面を有する透過性第１ロッド、及び
ｂ）前記第１ロッドの前記第１の面に隣接する第２の側面を有する透過性第２ロッド、
を含み、
前記第１の面と前記第２の面は、互いに対して平行であり、かつ前記第１ロッド内の内部全反射によって誘導される光の少なくとも実質的な部分が、前記第２ロッド内にエバネセント波として結合される程に小さい距離Ｄだけ離間している、
ことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項５２】
前記第１の面と前記第２の面の間にそれらを前記距離Ｄに保つために配置されたスペーサ要素により、前記第１及び前記第２ロッドは、矩形断面を有することを特徴とする請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記距離Ｄは、１μｍよりも小さく、好ましくは、０．５μｍよりも小さいことを特徴とする請求項５１又は請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記距離Ｄは、前記部分が半分であるように判断されることを特徴とする請求項５１から請求項５３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５５】
前記混合要素は、
ａ）第１の側面を有する透過性第１ロッド、及び
ｂ）前記第１ロッドの前記第１の面に隣接する第２の側面を有する透過性第２ロッド、
ｃ）前記第１の面及び前記第２の面と接触するビーム分割層、
を含む、
ことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項５６】
前記ビーム分割層は、液体により、特に、純水により形成されることを特徴とする請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記ビーム分割層は、誘電体ビーム分割層状構造によって形成されることを特徴とする請求項５５に記載の装置。
【請求項５８】
前記混合要素は、
ａ）２つの平行な面を有する透過性ロッド、
ｂ）光線束が、内部全反射が発生する際の入射角に近い入射角の下で前記面に衝突し、それによって該光線束の一部分が内部全反射によって反射され、かつ別の部分が該面を通過するという効果を達成するために、光線束を前記ロッド内に結合するように構成された光線束入力結合デバイス、
を含む、
ことを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項５９】
前記混合要素は、光線束が平行に延びるように、様々な方向の下で前記ロッドから出射する光線束を傾斜させるように構成されたプリズム又はミラー配列を含むことを特徴とする請求項５１から請求項５８のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクを感光面上に結像するマイクロリソグラフィ露光装置に関する。より具体的には、本発明は、ミラーアレイを含む照明光学系を含むそのような装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、多くの場合に、照明光学系によって照明される物体視野内の物体視野点に関連付けられた射出瞳内に強度分布を生成するための照明光学系を含む。そのような装置は、例えば、ＵＳ６，２８５，４４３Ｂ１から公知である。射出瞳の構造化（すなわち、望ましい強度分布を生成すること）は、フーリエ光学系によってそれに続く瞳平面とフーリエ関係を有する平面に回折光学要素（ＤＯＥ）によって生成される角度空間における強度分布を構造化することから生じる。射出瞳では、強度分布は、ＤＯＥの平面内の角度に対応する瞳座標の関数として説明される。ＤＯＥによって生成される角度分布を選択的に変更するために、ＤＯＥと瞳平面の間に配置された可変ズーム対物系及び／又はアキシコン系を用いることができる。それによって、例えば、照明の干渉、例えば、σが、以下により詳細に説明することになる干渉パラメータである場合に、設定の外側σ及び／又は内側σを調節することができる。これらの調節可能な要素は、射出瞳のより複雑な構造化を可能にする。ズーム対物系及び／又はアキシコン系は、対称軸としての瞳平面の光軸に対して光の放射対称又は軸対称の再分配を保証する。一般性を制限することなく、光軸に関するアキシコンの対称性が仮定される。
【０００３】
上述の干渉パラメータでは、外側σは、射出瞳内の光のフィル・ファクタの尺度である。逆に内側σは、外側σに説明される射出瞳内の光充填領域の内側の中心の掩蔽又は遮光のフィル・ファクタの尺度である。照明光学系の物体平面内にある物体視野の物体視野点の射出瞳が構造化されるように、少なくとも１組の更に別のフーリエ光学系が、瞳平面内の瞳位置の関数としての上述の分布をそれに続く物体平面内の角度分布へと変換する。
【０００４】
これらの投影露光装置における制限ファクタは、アキシコン系のズーム対物系又はズーム要素の様々なレンズを調節することでは、ＤＯＥによって引き起こされる構造化を基本的に光軸に関して放射対称又は軸対称に僅かな範囲でしか修正することができないことである。完全に異なる射出瞳構造が望ましい場合には、ＤＯＥを変更すべきである。実際には、望ましい瞳構造化に適するＤＯＥを準備するのに要する時間は数日又は更に数週である場合がある。従って、そのような投影露光装置は、迅速な変更という顧客要件を満たすには限られた適合性しか持たない。例えば、大幅に異なる射出瞳構造の間では数分の１秒内に変更を行うことはできない。
【０００５】
多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を用いて射出瞳の構造化を迅速に変更するための照明光学系を有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置は、例えば、ＷＯ２００５／０２６８４３Ａ２から公知である。
投影露光装置の照明光学系の射出瞳の最適な構造化をレチクル上の結像されるマスク構造の関数として計算する方法は、例えば、ＵＳ６，５６３，５６６Ｂ２及びＵＳ２００４／０２６５７０７Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ６，２８５，４４３Ｂ１
【特許文献２】ＷＯ２００５／０２６８４３Ａ２
【特許文献３】ＵＳ６，５６３，５６６Ｂ２
【特許文献４】ＵＳ２００４／０２６５７０７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の第１の目的は、導入部で言及した種類の投影露光装置を改良することである。特に、投影露光装置の照明光学系の物体視野点の射出瞳の構造化を迅速かつ再現可能に変更するための多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を有する投影露光装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、この目的は、各物体視野点に対して、関連付けられた射出瞳内の強度分布の、関連付けられた射出瞳内の望ましい強度分布からの逸脱が、重心角度値ｓｉｎ（β）の場合に関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）に基づいて表して２パーセントよりも小さく、及び／又は楕円度の場合に２パーセントよりも小さく、及び／又は極均衡の場合に２パーセントよりも小さくなるように照明光学系が多ミラーアレイの照明を時間的に安定化するための少なくとも１つ光学系を含む導入部で言及したマイクロリソグラフィのための第１の投影露光装置によって達成される。
【０００９】
本発明者は、例えば、ＵＳ６，２８５，４４３Ｂ１に説明されている従来の投影露光装置におけるＤＯＥが、射出瞳内で強い光混合を引き起こすことを見出した。この場合、強い光混合は、射出瞳内のある領域の強度が、基本的にＤＯＥの全ての位置又は視野点から出射する複数の照明光線の重ね合わせによって形成されることを意味する。従って、そのような系では、光源の時間的及び／又は空間的な変動、例えば、空間的レーザジッターがＤＯＥの強い光混合によって相殺される。露光工程中にはこの相殺により、時間平均された構造化と比較して僅かな範囲でしか変動しない時間的にほぼ安定化された構造化が射出瞳内に生る。従って、ＤＯＥを有する従来の投影露光装置では、射出瞳内のそのような時間平均の構造化をこの露光工程に対して望ましい構造化に様々な手法で近づけることができる。多くの系に対して適用可能な推定では、従来の投影露光装置のＤＯＥの光混合特性を再現するために、投影露光装置のための多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーが約８０、０００個又はそれよりも多く必要であることを示している。強い光混合を発生させるために投影露光装置においてそれ程多数のミラーを有するそのような多ミラーアレイ（ＭＭＡ）は、現時点では技術的に得ることができない。
【００１０】
本発明によると、８０、０００個よりも少ないミラーしか持たない投影露光装置において、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明の時間的安定化が、射出瞳の同様に良好な又は更に良好な時間平均の構造化を生じることが見出された。従って、最適に計算された投影露光装置のユーザが要望する投影露光装置の射出瞳の構造化を露光工程中に上述の投影露光装置によって高精度で再現することができる。従って、射出瞳の構造化において望ましい構造化と比較してごく僅かで許容可能な逸脱しか持たない変動を得ることができる。これは、本発明のこの第１の実施形態が、射出瞳の望ましい構造化を時間的に安定化するのに、瞳内でのＤＯＥの光混合特性を再現することを有利に可能にすることを意味する。従って、射出瞳は、例えば、８０、０００個よりも少ないミラーしか持たないＭＭＡを含む照明光学系の位置平面又は視野平面内の照明を時間的に安定化することにより、光源の時間的及び／又は空間的な変動、例えば、エキシマレーザのレーザジッターから有利に分離される。
この場合、射出瞳の構造化は、射出瞳内の強度分布と意味的に同等である。専門用語では、射出瞳の構造化の代わりに設定という用語も用いられる。
【００１１】
光学の教科書では、物体視野点の射出瞳は、開口制限絞りの像として定められ、これは、この絞りに続く光学系を通じてこの絞りを像空間内で結像することから生じる。別の表現を用いると、射出瞳は、物体視野点から開口制限絞りに続く光学系を通して見た絞りの後方観察において出現するこの開口制限絞りの像である。開口制限絞りが、それに続く光学系から、これらのそれに続く光学系の焦点距離の値よりも短い距離に位置する場合には、射出瞳は、開口制限絞りの虚像であり、着目している物体視野点の物体平面において光方向に先行する。しかし、この絞りが、それに続く光学系から、これらの光学系の焦点距離値よりも長い距離に位置する場合には、射出瞳は、開口制限絞りの実像であり、例えば、射出瞳の位置にあるスクリーンによって取り込むか又は表すことができる。テレセントリック系では、開口制限絞りは、それに続く光学系から、これらのそれに続く光学系の焦点距離に対応する距離に位置し、従って、射出瞳は、光方向に着目している物体視野点の物体視野平面の前の無限遠における開口制限絞りの虚像、及び光方向に着目している物体視野点の物体視野平面の後の無限遠における開口制限絞りの実像の両方として見られる。テレセントリック系の射出瞳としての開口制限絞りのこれらの虚像又は実像は、開口制限絞りを際どく通過することができ、物体視野点の照明光線（周辺光線）をこの物体視野点から直線的に後方に又は直線的に前方に無限遠へと延ばすことによって容易に得ることができる。この場合、物体視野点の射出瞳としての開口制限絞りの虚像又は実像内の照明光線の位置は、物体平面内のこの物体視野点における照明光線の関連付けられた角度に対応する。この場合、この対応は、照明光線の角度の正接を用いて成立し、同時にこの正接は、物体視野平面からの射出瞳の距離に対する射出瞳内での射出瞳中心からの照明光線の位置の距離の比である。この対応は、射出瞳内での射出瞳の中心に対する位置の距離と物体視野平面内での角度の間の正接関数による１対１対応を伴うので、光学の教科書における射出瞳の典型的な定義に加えて、物体視野平面内での角度を用いた射出瞳の別定義を本出願の範囲内で有効なものとする。本出願の範囲内での物体視野点の射出瞳は、照明光学系の開口制限絞りによって制限された物体平面内の物体視野点のこの物体視野点が照明光学系からの光を受光することができる角度範囲又は角度空間である。本出願の範囲内での射出瞳のこの定義は、物体平面内の物体視野点のこの物体視野点が照明光学系からの光を受光することができる角度範囲又は角度空間が、無限遠における開口制限絞りの虚像又は実像よりも技術測定目的で容易に利用することができるという利点を有する。
【００１２】
代替形態として、射出瞳は、物体平面内の角度範囲又は角度空間という形態の代わりに、物体平面のフーリエ変換として、いわゆるフーリエ光学系の瞳平面という形態で説明することができる。そのようなフーリエ光学系は、例えば、射出瞳を分析するために照明光学系の物体平面内に導入される測定機器の一部とすることができる。フーリエ光学系の物体平面と瞳平面の間のフーリエ関係により、瞳平面内で光軸に対して測定されたフーリエ光学系の瞳平面の点の高さは、物体平面内で光軸に対して測定された照明角度の正弦に関連付けられる。
従って、射出瞳の構造化、又は同等的に射出瞳内の強度分布は、開口制限絞りの虚像又は実像の像平面にわたる強度分布、フーリエ光学系の瞳平面内の面にわたる強度分布、又は位置／像平面又は視野平面内での角度範囲又は角度空間にわたる強度分布のいずれかとして説明することができる。
【００１３】
一般的に、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系は、テレセントリック性条件からの５０ｍｒａｄよりも小さい逸脱しか伴わずに、物体平面又はレチクル平面にテレセントリックビーム経路を有する。レチクル平面内のテレセントリックビーム経路へのそのような近似は、最適な結像に向けてレチクルを光軸に沿って位置決めする際の公差に対して有利である。０ｍｒａｄのテレセントリック性値を有する完璧なテレセントリック照明光学系では、照明系の射出瞳としての開口制限絞りの虚像又は実像は無限遠に位置し、従って、全ての視野点の射出瞳は互いに一致する。本出願の範囲内での射出瞳としての物体視野点のこれらの物体視野点が照明光学系からの光を受光することができる角度範囲も同様に一致する。
【００１４】
物体平面又はレチクル平面内の物体視野にわたる５０ｍｒａｄよりも小さいテレセントリック性分布では、射出瞳としての開口制限絞りの虚像又は実像は、照明光学系からの極めて大きい距離の位置で互いに偏心する。更に、本出願の範囲内での射出瞳としての物体視野点の角度範囲は、物体平面内で互いに傾斜される。上述の理由、及び照明光学系の他の結像誤差が、物体視野点の射出瞳内で更に別の差を引き起こす可能性があるという理由から、本出願の範囲内では投影露光装置のための照明光学系の全体的な射出瞳には着目せず、物体視野点の個々の射出瞳、及び物体視野点の個々の射出瞳内のそれぞれの強度分布に従って区別を付けることにする。理想的な場合には、上述のように、これらの射出瞳も一致するとすることができる。
【００１５】
フーリエ光学系の瞳平面、又は瞳平面と共役なフーリエ平面、例えば、照明光学系内の瞳平面、又は瞳を分析するための測定光学系の瞳平面内では、関連の平面内の強度分布を影響するか、又はこの平面内で強度分布を測定するかのいずれかを行うことができる。この場合、これらの平面は、「平坦」という用語の意味で必ずしも平面である必要はなく、２つまでの空間方向に湾曲したものとすることができる。同様に、物体／像平面、又は視野平面、又はこれらの平面と共役なフーリエ平面内で、関連の平面内の角度にわたる強度分布を影響するか、又はこの平面内で強度分布を測定するかのいずれかを行うことができる。ここでもまた、瞳平面に対して言及した一般化が、「平面」という用語に当て嵌まる。
【００１６】
投影露光装置において生成される物体視野点の射出瞳の強度分布からの望ましい強度分布の逸脱の尺度として、特に、関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）と比較したこれらの２つの強度分布の重心角度値ｓｉｎ（β）の差を用いることができる。本出願の範囲内での角度値は、対応する角度ｘの正弦ｓｉｎ（ｘ）を意味することを意図したものである。従って、周辺角度値は、射出瞳の周囲点を物体視野点から見た時の光軸又はそれに対して平行な軸に対する角度の正弦を意味することを意図したものである。物体視野点のこの物体視野点が照明光学系からの光を受光することができる角度範囲としての射出瞳の上述の別定義では、周辺角度値は、本出願の射出瞳として当て嵌まる角度範囲の周辺角度又は制限角度の正弦である。最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）は、射出瞳の全ての周囲点の全ての周辺角度のうちで最大の角度値、又は本出願の射出瞳として当て嵌まる角度範囲の全ての周辺角度のうちで最大の周辺角度値である。重心角度値ｓｉｎ（β）は、射出瞳内の強度分布の重心角度βの正弦であり、これは、更に、射出瞳内の強度分布の重心が物体視野点によって感知される方向の角度である。
【００１７】
多くの場合に、射出瞳内の強度分布の重心が感知される方向を中心光線方向とも呼ぶ。重心角度値、又は中心光線角度の正弦は、同時に所定の強度分布における射出瞳のテレセントリック性の尺度でもある。
テレセントリック性の場合には、多くの場合に、幾何学的テレセントリック性とエネルギ的テレセントリック性の間の区別もつけられる（下記を参照されたい）。更に、幾何学的テレセントリック性の場合には、主光線テレセントリック性（下記を参照されたい）と射出瞳の均一で回転対称な充填を有する幾何学的テレセントリック性との間で区別がつけられる。幾何学的テレセントリック性は、ゼロと最大周辺角度値との間で変えることができる制限角度値までの光による射出瞳の均一で回転対称な充填の場合の重心角度値、又は中心光線角度の正弦と意味において同等である。
【００１８】
光による射出瞳の基本的に均一で回転対称な充填、すなわち、射出瞳内の基本的に均一で回転対称な強度分布では、いわゆるσ設定又は部分的にコヒーレントな設定という用語も用いられる。専門技術者の文献では、設定の外側σは、最大周辺角度の正弦に対する射出瞳内の光充填領域が突然終端を成す角度の正弦の比を意味することを意図したものである。しかし、設定の外側σのこの定義では、実際の照明光学系における条件、特に、結像誤差、ゴースト像、及び散乱光の存在は無視される。射出瞳内での明領域と暗領域との突然の遷移は、瞳平面内の絞りを用いることによって近似的にのみ生成することができ、これは、この場合、結像誤差、ゴースト像、及び散乱光は、その大部分を無視することができるからである。しかし、設定を生成するための照明光学系の瞳平面内での絞りの使用は、必然的に光損失、及び従って露光される基板又はウェーハの収量の低減を引き起こす。本出願の範囲内では、設定の外側σの提案する定義は、絞りを用いて望ましい設定を生成する投影露光装置のための照明光学系に対してのみ適用するものとする。全ての他の照明光学系に対しては、上述の設定の外側σの教科書定義に反して、上述の理由から、外側σは、最大周辺角度の正弦に対する射出瞳の合計強度の９０％が存在する角度の正弦の比になる。従って、全ての他の照明光学系に対しては、次式が当て嵌まる。
外側σ＝角度値（９０％強度）／ｓｉｎ（γ）
【００１９】
一般的に、照明光学系の結像誤差に起因して、異なるσ設定におけるテレセントリック性と、所定の物体視野点に対する主光線テレセントリック性とでは、ゼロと数ｍｒａｄの間に収まるとすることができる異なる値が見られる。
物体視野点の主光線テレセントリック性は、物体視野点の位置における主光線の光軸又はそれに対して平行な軸に対する角度を意味することを意図したものである。この場合、主光線は、物体視野点から見て、射出瞳の幾何学的中心から出射する光線である。
【００２０】
同様に、環状設定におけるテレセントリック性値と、所定の物体視野点に対する主光線テレセントリック性とにおいても、一般的に、異なる値が得られる。環状設定は、射出瞳内の光の境界判断において外側σだけではなく内側σも有する強度分布を射出瞳内に含む。設定の内側σは、射出瞳内での中心の遮光又は掩蔽の範囲を説明する。専門技術者の文献では、設定の内側σは、最大周辺角度の正弦に対する射出瞳内の中心の遮光又は掩蔽が突然終端を成す角度の正弦の比を意味することを意図したものである。外側σに関して上述したものと同じ理由から、設定の内側σのこの定義は、設定が、瞳平面にある絞りによって生成される照明光学系には極めて適切である。全ての他の照明光学系における設定の内側σに対しては、本出願の範囲のこの定義に反して、設定の内側σは、最大周辺角度の正弦に対する、射出瞳の合計強度の１０％が存在する角度の正弦の比とすべきことになる。従って、全ての他の照明光学系に対しては、次式が当て嵌まる。
内側σ＝角度値（１０％強度）／ｓｉｎ（γ）
【００２１】
一方、エネルギ的テレセントリック性は、異なる強度値を有する異なる射出瞳部分、又は照明光学系の結像誤差によって異なって歪曲されるか、又はより明確に表すと歪曲して結像される異なる射出瞳部分から生じる。
テレセントリック性は、それに対する異なる捉え方に起因して独特な量ではないので、本出願の範囲内では重心角度値、すなわち、重心角度又は中心光線角度の正弦を独特な比較可能な量として用いることにする。この量は、射出瞳内の強度分布の中心光線角度のエネルギ的ファクタ又は幾何学的ファクタの両方を含み、最終的にマスク結像の結像処理に対する重心角度又は中心光線角度の全体的な効果を説明する量をも表している。
【００２２】
投影露光装置において生成される物体視野点の射出瞳の強度分布からの望ましい強度分布の逸脱の更に別の尺度は、望ましい強度分布と得られる強度分布の間の楕円度の差である。
射出瞳の強度分布の楕円度を計算するために、射出瞳は、４つの四分円へと再分割される。この場合、ｘ方向とｙ方向とを有する物体視野平面内の座標系に関して、四分円を配置するのに２つの従来の選択肢が存在する。四分円の第１の配列では、射出瞳は、ｘ方向に１つの線によって分割され、ｙ方向に１つの線によって分割される。この分割をｘｙ分割と呼ぶ。
【００２３】
第２の配列では、これらの線は、ｘｙ座標系に対して４５°に延びている。四分円が、物体視野に対して水平（Ｈ）方向と垂直（Ｖ）方向とに位置するので、第２の配列の射出瞳分割をＨＶ分割と呼ぶ。
この場合、射出瞳内の強度分布の楕円度は、射出瞳の２つのＨ四分円内の強度の和と、射出瞳の２つのＶ四分円内の強度の和との間の差をこれらの２つの和の合計に対して正規化したものに１００パーセントを乗じたマグニチュード値を意味することを意図したものである。射出瞳のＸＹ分割における楕円度も同様に定められる。
【００２４】
投影露光装置において生成される物体視野点の射出瞳の強度分布からの望ましい強度分布の逸脱の更に別の尺度は、望ましい強度分布と得られる強度分布の間の極均衡の差である。射出瞳の強度分布の極均衡を計算するために、射出瞳内で強度を有する極又は領域の個数に従って、射出瞳は、光軸に関して放射対称な等しい大きさの区画へと相応に再分割される。これは、射出瞳内で互いに対向して位置する強度を有する２つの領域を有する双極設定では、射出瞳が、区画として２つの半域に分割されることを意味する。射出瞳内で強度を有する４つの領域を有する四重極設定では、射出瞳は、区画として４つの四分円に分割される。同様に、強度を有するｎ個の領域を射出瞳内に有するｎ極設定では、射出瞳はｎ個の区画に分割される。この場合、射出瞳内の強度分布の極均衡は、射出瞳の区画の最大強度と射出瞳の区画の最小強度との間の差をこれらの２つの区画からの強度の合計に対して正規化したものに１００パーセントを乗じた値を意味することを意図したものである。
【００２５】
本出願の範囲内での光源の時間的及び／又は空間的な変動は、特に、光源と照明光学系との間で光軸に対して垂直な照明光線束位置、光源と照明光学系との間で光軸に対して垂直な照明光線束の一部の照明光線束の残りの部分に対する位置、照明光線束の方向、照明光線束の一部の照明光線束の残りの部分の方向に対する方向、照明光線束の強度及び偏光、照明光線束の一部の照明光線束の残りの部分の強度及び偏光と比較した強度及び偏光、及びこれらの特性のあらゆる組合せである光源によって出力される照明光線束の特性の時間的及び／又は空間的な変化を意味することを意図したものである。
【００２６】
マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための光源として、３６５ｎｍと３ｎｍの間の波長を有する光源、特に、高圧水銀蒸気ランプ、レーザ、例えば、エキシマレーザ、例えば、ＡｒＦ2、ＫｒＦ2レーザ、又はＥＵＶ光源を考えることができる。本出願の範囲にある２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び１２６ｎｍという一般的な波長を有する光源としてのエキシマレーザの場合には、特に、光源のレーザパルスのレーザモードのモード数及びモード組成における変化も、光源の時間的及び／又は空間的な変動であると理解すべきである。
【００２７】
本出願の範囲内での多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の時間的に安定化された照明は、移動アンサンブル平均（下記を参照されたい）又は移動時間平均（下記を参照されたい）として、全てのアンサンブル平均又は時間平均の平均又は平均空間分布に基づいて表して２５パーセントよりも小さくしか、特に、１０パーセントよりも小さくしか空間分布が時間変化しない多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の平面内、又は多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上の照明光線束の空間強度分布を意味することを意図したものである。この場合、移動アンサンブル平均は、パルス光源（下記を参照されたい）の光パルスのアンサンブルにわたる移動平均値である。相応に、移動時間平均は、連続光源（下記を参照されたい）の特定の露光時間にわたる移動平均値である。
【００２８】
この場合、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）にわたる強度分布又は照明の積分強度は、例えば、光パルス毎に時間の関数として激しく大幅に変化する可能性があるが、移動アンサンブル平均又は移動時間平均としての多ミラーアレイ（ＭＭＡ）にわたる照明の空間分布はそうではない。更に、移動アンサンブル平均又は移動時間平均としての多ミラーアレイ（ＭＭＡ）にわたる強度分布の平均又は平均積分強度もそれ程変化してはならず、これは、この変化によって投影露光装置の像視野点の照射量が大幅に変化することになり、この変化は、一般的に、露光に対して望ましくないからである。
【００２９】
移動アンサンブル平均は、個数ｎの連続して発生する光パルスのアンサンブルにわたるある一定の量の移動平均値を意味することを意図したものである。この場合、移動は、個数ｎの連続して発生する光パルスのアンサンブルの先頭の光パルスが、光源の任意の光パルスであり、従って、アンサンブル平均が、アンサンブルの先頭の光パルスと共に時間移動することを意味する。この状況は、特定の露光時間にわたるある一定の量の移動平均値が、考慮される露光時間の開始時点と共に時間移動する場合の連続光源の特定の露光時間にわたる移動時間平均と類似である。
【００３０】
アンサンブルの光パルスの個数ｎ又は特定の露光時間は、露光される加工物の像視野点の露光に何個の光パルス又はどれ程の露光時間を必要とするかに従って決められ、従って、いわゆるマスクレスリソグラフィのための投影露光装置から、いわゆるスキャナ、更にいわゆるステッパに及ぶ投影露光装置によっては、アンサンブルは、１つの光パルスと数百個の光パルスとの間、又はそれに対応する露光時間程度とすることができる。
【００３１】
本出願の範囲内では、射出瞳の構造化又は射出瞳内の強度分布と、投影露光装置の物体視野点の射出瞳の重心角度値、楕円度、極均衡、外側σ、及び内側σの両方が、特に、更に別の移動アンサンブル平均値又は移動時間平均値であると理解すべきである。これは、ある一定の量のこれらの移動アンサンブル平均値又は移動時間平均値のみが、露光工程中にアンサンブルの必要な光パルス又は必要露光時間に対して成立する照明条件又は結像条件を全体的に特徴付けるか又は説明するので、これらの平均値のみが、像視野点の露光に全体的に関連するからである。
【００３２】
本発明の上述の第１の目的の更に別の第２の解決法は、導入部で言及した第１の投影露光装置、すなわち、物体視野点を有する物体視野を物体平面内で照明するための照明光学系を有し、物体視野を像平面内の照明視野へと結像するための投影対物系を有し、上記照明光学系が、物体視野の各物体視野点に対して関連付けられた射出瞳最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）を有する射出瞳を有し、上記照明光学系が、物体視野点の関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを有する少なくとも１つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を含み、上記照明光学系が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を時間的に安定化するための少なくとも１つの光学系を含み、各物体視野点に対して、関連付けられた射出瞳内の第１の調節された強度分布が、関連付けられた射出瞳内の第２の調節された強度分布から、外側σ及び／又は内側σにおいて値０．１よりも小さくしか逸脱しないようにする投影露光装置によって提供される。
【００３３】
本発明によると、光源の時間的及び／又は空間的な変動に対する環状設定の時間的安定化が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明の時間的安定化という形態で与えられた場合に、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を有する投影露光装置を用いた外側σ及び／又は内側σが若干しか異ならない環状設定の間の迅速な変更を特に良好に引き起こすことができる。
本発明によると、８０、０００個よりも少ないミラーしか持たない投影露光装置の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明の時間的安定化は、本発明による第１の投影露光装置に関連して上述したように、ＤＯＥの光混合特性を再現するのに有利であることが見出された。従って、露光工程おいて外側σ及び／又は内側σが若干しか異ならない２つの環状設定の間で、投影露光装置のユーザが意図する変更は、大きな変動を伴わずに、更に、環状設定の形態にある望ましい構造化と比較して可能な最低の逸脱しか伴わずに高精度で再現可能に実施することができる。従って、本発明によると、投影露光装置のユーザは、外側σ及び／又は内側σが若干しか異ならない２つの環状設定、又は射出瞳内の望ましい強度分布の間で、迅速かつ正確に、時間的に安定して、更に、再現可能に変更を行うことができる。
本発明の更に別の利点及び特徴は、本発明により提案する投影露光装置に関する従属請求項、及び図面を利用した例示的な実施形態の説明に見ることができる。
【００３４】
本発明の更に別の第２の目的は、特に、照明光学系の物体視野の物体視野点の射出瞳内の強度分布が投影露光装置の光源の時間的及び／又は空間的な変動に対して安定化されるような導入部で言及した種類の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系を改良することである。
この目的は、導入部に言及した照明光学系、すなわち、物体視野の各物体視野点に関連付けられた射出瞳を有し、物体視野点に関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを有する少なくとも１つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を含み、光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に照明光線の照明光線束を有し、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を時間的に安定化するための少なくとも１つの光学系を含み、この時間的安定化が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上での照明光線束の照明光線の重ね合わせによって実施される、物体視野点を有する物体視野の物体平面内での均一な照明のためのマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系によって達成される。
本発明によると、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明のための光源の照明光線束の照明光線の重ね合わせは、投影露光装置の光源の時間的及び／又は空間的な変動に対する照明の時間的安定化、及び従って射出瞳内の強度分布の安定化を有利に引き起こす。
本発明の更に別の利点及び特徴は、本発明により提案する照明光学系に関する従属請求項、及び図面を利用した例示的な実施形態の説明に見ることができる。
【００３５】
本発明の更に別の第３の目的は、投影露光装置の照明光学系の物体視野点の射出瞳の構造化を迅速に変更するのに適することを意図して、導入部で言及した種類の投影露光装置のための照明光学系のための多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を改良することである。
この目的は、単位［ｎｍ］の投影露光装置作動光波長λを有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系に適切であり、多ミラーアレイの各ミラーが、少なくとも１つの軸の回りに最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）だけ回転可能であり、２００［ｍｍ*ｎｍ］*ｓｉｎ（α）／λよりも大きい最小縁部長さを有する導入部で言及した多ミラーアレイ（ＭＭＡ）によって達成される。
本発明者は、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）が、１００μｍよりも短い縁部長さ、及び４°を超える最大傾斜角を有するミラーを４０、０００個よりも多く有する多ミラーアレイ（ＭＭＡ）が、例えば、１９３ｎｍの波長におけるこの目的に対して利用可能な限り、外側σ及び／又は内側σが若干しか異ならない２つの環状設定の間の迅速な変更を多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を有する投影露光装置によってより容易に、高精度で、時間的に安定して、更に、再現可能に達成することができることを見出した。これは、この場合、以下の考察が示すことになるように、個々のミラーのスポットによって射出瞳の構造化を極めて微細に構成することができ、投影露光装置をユーザに対して許容可能な設置空間内に収容することができることによる。
しかし、特に、以下の考察は、結局は、４０、０００個よりも少ないミラー、及び／又は４°よりも小さい最大ミラー傾斜角しか持たない多ミラーアレイ（ＭＭＡ）に対する操作方法も提供する。
【００３６】
多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の視野平面とフーリエ光学系の瞳平面の間の理想的なフーリエ光学系では、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の個々のミラーの直径スポットは、この瞳平面内で、フーリエ光学系の焦点距離と、個々のミラーを出射する照明光線束のこの部分の最大発散角との積によって与えられる。一方、瞳平面内の瞳半径は、フーリエ光学系の焦点距離と個々のミラーの最大傾斜角との積によって与えられる。これから、個々のミラーの後の照明光線束のこの部分の最大発散角に対する個々のミラーの最大傾斜角の比が、瞳平面内の解像度又は階調の尺度として適切であることが分る。従って、小さい発散角及び大きい最大傾斜角は、外側σ又は内側σにおいて僅かな差しか持たない環状設定間の変更に必要な瞳内の高解像度を保証する。しかし、瞳内の解像度を高める第１の可能な手法としての小さい発散角は、瞳内の小さいスポットを保証し、従って、必然的に瞳内のスポット光の僅かな混合をも保証する。ＤＯＥの光混合特性に関する上述の解説を参照すると、上述のことによる効果は、射出瞳の構造化が、光源の時間的及び／又は空間的な変動に依存することである。
【００３７】
４０、０００個を超える多数のミラーを有する多ミラーアレイ（ＭＭＡ）は、極めて小さい発散角により、射出瞳のある領域が多くのミラーによって照明されることを保証し、それによってこれらのミラーにわたる平均化、及び従って光源の時間的及び／又は空間的な変動からの分離が提供される。約４０、０００個のミラーを有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置のためのそのような多ミラーアレイ（ＭＭＡ）は、現時点では技術的に多大な困難を伴わずには実施することができない。更に、最大傾斜角において４°を超える大きい値を有する多ミラーアレイ（ＭＭＡ）は、瞳内の解像度を高める更に可能な手法である。そのような多ミラーアレイ（ＭＭＡ）もまた、現時点では技術的に多大な困難を伴わずには実施することができない。
【００３８】
瞳内の解像度以外に、瞳サイズも、考慮すべきである制約条件下にある。
一般的に、照明光学系の瞳平面には、固有の光混合を有する視野形成要素（ＦＤＥ）、又はそれに続く視野平面にそれに続く光混合を有する屈折光学要素（ＲＯＥ）が存在する。両方の場合に、光混合は、照明光学系の物体視野の均一な照明を発生させるように機能する。瞳平面内のこれらの要素の機能構成は、ある一定の最小瞳サイズを必要とする。瞳平面内の瞳サイズは、最大傾斜角と、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）と瞳平面の間のフーリエ光学系の焦点距離とによって決められる。従って、最大傾斜角を更に大きくすることができない場合には、例えば、フーリエ光学系の焦点距離を長くすることができる。しかし、フーリエ光学系の焦点距離の２倍は、それに続く瞳平面からの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の距離をも定めるので、従来、焦点距離のいずれか任意の延長に対して技術的設置空間制限が課せられる。
【００３９】
瞳内の解像度及び瞳サイズ以外に、照明光学系内の光損失及び瞳内の外来光も、考慮すべきである制約条件下にある。照明光学系内の光損失は、投影露光装置の基板又はウェーハの収量の低減を引き起こす。例えば、散乱光又はゴースト像によって引き起こされる瞳内の外来光は、最悪の場合、射出瞳のある一定の望ましい構造化を提供することができないということを招く。一般的に、瞳内の外来光は、瞳内の細かい解像度を妨害することになるので、外側σ又は内側σにおいて若干しか異ならない環状設定の間の変更ができないということをも招く。多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を有する照明光学系において光損失及び外来光が回避される場合には、回折効果に起因し、従って、投影露光装置の照明光の波長λの関数としての多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の最小ミラー縁部長さに対する下限が存在することを考慮すべきである。
【００４０】
上述の制約条件以外に、更に別の制約条件として照明光学系のコストを考慮すべきである。これから、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）、及び従って多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の個々のミラーの面積も任意に大きくすることができないことが分り、これは、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の面積が、最大傾斜角と共に直径及び従ってそれに続く光学系のコストに寄与する幾何学的光束を決めることによる。更に、それによって照明光学系の物体視野のサイズもまた、所定の開口数ＮＡに対して一緒に判断される。
【００４１】
本発明は、上述の発見を単位［ｎｍ］の作動光波長λを有する照明光学系のための本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）において利用する。この場合、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の各ミラーは、少なくとも１つの軸の回りに最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）だけ回転可能であり、２００［ｍｍ*ｎｍ］*ｓｉｎ（α）／λよりも大きい最小縁部長さを有する。本発明によるそのような多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を有する照明光学系を用いて上述のことから得られる利点は、この照明光学系が、投影露光装置の照明光学系の物体視野点の射出瞳の外側σ及び／又は内側σが若干しか異ならない構造化の迅速な変更を可能にすることである。この変更は、正確に、時間的に安定して、更に、再現可能に行われる。
本発明の更に別の利点及び特徴は、本発明により提案する多ミラーアレイに関する従属請求項、及び図面を利用した例示的な実施形態の説明に見ることができる。
【００４２】
本発明の更に別の第４の目的は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を均一化するための光学系を改良することである。
この第４の目的は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を均一化するための導入部で言及した光学系によって達成される。この場合、本発明による光学系は、発散及び光源から多ミラーアレイ（ＭＭＡ）への照明光方向を有する照明光線束を有し、照明光方向に光学系の後の照明光線束の発散は、光学系の前の照明光線束の発散の５倍よりも小さい。
【００４３】
本発明者は、照明光学系の本発明による光学系による照明光学系の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明の空間的均一化が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上の照明の時間的安定化、及び従って射出瞳内の強度分布の時間的安定化を保証することを見出した。従って、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明、及び射出瞳内の強度分布は、均一化光学系により、投影露光装置の光源の時間的及び／又は空間的な変動から分離される。最大発散角と瞳内の解像度との関係の解説において上述したように、本発明者は、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上の照明を均一化するための光学系が、照明光線束の発散を実質的に増大させてはならず、これは、そうでなければ、外側σ及び／又は内側σが僅かな程度にしか異ならない環状設定の変更に向けて瞳内で必要な解像度が得られないからであることを更に見出した。
本発明の更に別の利点及び特徴は、本発明により提案する光学系に関する従属請求項、及び図面を利用した例示的な実施形態の説明に見ることができる。
【００４４】
本発明の更に別の第５の目的は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系のためのレーザの照明光線束を調整するための光学調整ユニットを改良することである。
この第５の目的は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系のためのレーザの照明光線束を調整するための導入部で言及した光学調整ユニットによって達成される。この場合のレーザは、１つよりも多くのコヒーレントなレーザモード及びレーザ出力を有する。更に、照明光線束は、発散、光線又は光束プロフィール、及び偏光状態を有し、本発明による光学調整ユニットは、レーザ出力と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）との間で照明光線束の少なくとも発散、光線又は光束プロフィール、及び／又は偏光状態を修正する。
【００４５】
本発明者は、外側σ及び／又は内側σが若干しか異ならない２つの環状設定又は射出瞳内の望ましい強度分布の間で、物体視野点の射出瞳の構造化の迅速な変更を実施することができるように、ある一定の状況下では、照明光線束が多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上に到着する時に、照明光線束の照明のサイズ、発散角、及び／又は偏光状態を調整、準備、又は修正することが好ましいことを見出した。これは、特に、射出瞳内の強度分布のサイズが大幅に異なる２つの環状設定の間で変更を行う時に有利である。この場合、射出瞳内の強度分布の安定化に対するミラー個数の効果、及び射出瞳内の解像度に対する照明光線束のミラーの後の部分の最大発散角の効果に関する上述の解説を参照すると、ある一定の状況下で、２つの設定の一方において、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の異なるミラー個数、及び／又は照明光線束の異なる発散角を選択することが好ましい。同様に、２つの設定の一方の結像特性において、偏光状態を変更することを好ましいとすることができる。また、これは、２つの環状設定が射出瞳内の強度分布のサイズにおいて大幅に異なる場合にそれ相応に可能性が高いものである。
本発明の更に別の利点及び特徴は、本発明により提案する光学調整ユニットに関する従属請求項、及び図面を利用した例示的な実施形態の説明に見ることができる。
【００４６】
本発明の更に別の第６の目的は、微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法、並びにそれによって製造することができる構成要素を提供することである。
本発明によると、この目的は、基板の少なくとも一部の上に感光材料の層が付加された基板を準備する段階と、結像される構造を含むマスクを準備する段階、及び／又は照明光学系のための光学調整ユニットを準備する段階、及び／又は照明光学系のための光学系を準備する段階、及び／又は照明光学系のための多ミラーアレイを準備する段階、及び／又は投影露光装置のための照明光学系を準備する段階、及び／又は投影露光装置を準備する段階と、マスクの少なくとも一部を層のある一定の領域上に投影露光装置の投影対物系を利用して投影する段階とを有する微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法、並びにそのような方法によって製造される微細構造化構成要素によって達成される。
【００４７】
一実施形態では、非コヒーレントな重ね合わせの時間的修正を引き起こすように構成された光学系は、ミラー面、及びこのミラー面の少なくとも一部分の傾斜を引き起こすように構成されたアクチュエータを有するミラーを含む。ミラー面の少なくとも一部分を傾斜させることにより、照明光線束も同様に傾斜され、光学インテグレーター上に傾斜して衝突する。それによってそれに続く多ミラーアレイ上に生成される強度分布の横方向シフトが生じる。光学インテグレーターが、ハニカムコンデンサーの２つのチャンネルプレートを含む場合には、照明光線部分束によって照明される第２のプレートのチャンネル上の面積を変更することができる。それによって、そうでなければ第１のチャンネルプレートが照明光線部分束を第２のチャンネルプレート上に集束する場合に発生する過度に高い強度によって引き起こされる可能性がある第２のチャンネルプレートにおける損傷を防止することができる。
【００４８】
光学インテグレーターのチャンネル（すなわち、マイクロレンズ）上に時間的に変化する入射角を伴って光線束を誘導する概念は、非コヒーレントな照明光線束の重ね合わせが懸念事項ではない場合に用いることができる。また、この場合に、この概念は、各々が複数のマイクロレンズを含む２つのプレートを含むハニカム光学インテグレーターにおける損傷を回避する。
【００４９】
ミラー面の少なくとも一部分の傾斜は、ミラー面を屈曲させるアクチュエータを用いて引き起こすことができる。好ましい実施形態では、アクチュエータは、光軸に対して０°とは異なる角度、好ましくは９０°の角度だけ傾いた回転軸の回りにミラーの回転振動を引き起こすように構成される。回転振動の振幅を制御することにより、回転振動によって引き起こされるミラー面の傾斜を装置の作動中に変化する可能性がある一定の要求に適応させることができる。例えば、照明光線部分束の発散は、第２のチャンネルプレートのチャンネル上の照明区域のサイズに対して強い効果を有する。この発散が、様々な作用、例えば、加熱効果の結果として変化する光学要素の光学特性の結果として変化する場合には、回転振動の振幅を変化する要求に適応させることができる。
【００５０】
ミラーが、マイクロミラーアレイに光学的に共役にされることになる場合には、ミラー及びマイクロミラーアレイが平行な平面に配置される配列を好ましいとすることができる。この点に関して、光学系が、偏光依存のビーム分割面、及びビーム分割面とミラーの間に配置された偏光マニピュレータを含む場合は有利であるとすることができる。この場合、偏光依存のビーム分割面を折り返しミラーとして用いることができ、このミラーは、ミラーから反射され、偏光マニピュレータを２度通過した光に対しては透明性を有する。
これらの主題の利点は、投影露光装置、照明光学系、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）、光学系、及び光学調整ユニットに関連して上述した利点、及び図面を利用した例示的な実施形態の説明に示す利点から見ることができる。
本発明の様々な特徴及び利点は、以下の詳細説明を添付図面と共に参照することによってより容易に理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来技術のインテグレーターとしてロッドを有する照明光学系を有する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】従来技術のインテグレーターとしてＦＤＥを有する照明光学系を有する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３】本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を有する本発明による照明光学系の本発明による瞳形成ユニットの概略図である。
【図４】本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を安定化するための本発明による光学系の概略図である。
【図５】本発明による多ミラーアレイにわたる強度分布により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を安定化するための本発明による光学系の概略図である。
【図６】本発明による周期的位相要素により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を安定化するための本発明による光学系の概略図である。
【図７】不規則位相分布を有する本発明による位相要素により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を安定化するための本発明による光学系の概略図である。
【図８】本発明による回転位相要素により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を安定化するための本発明による光学系の概略図である。
【図９】本発明による瞳形成ユニットの後の第１の瞳平面に至るまでの照明光線束のビーム経路の概略図である。
【図１０】本発明によるレンズアレイを有する本発明による瞳形成ユニットの後の第１の瞳平面に至るまでの照明光線束のビーム経路の概略図である。
【図１１】本発明による混合及び／又は散乱要素により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を調整するための本発明による調整ユニットの概略図である。
【図１２】本発明による混合及び／又は散乱要素、及び本発明による対称化ユニットにより本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を調整するための本発明による調整ユニットの概略図である。
【図１３】本発明による調整ユニットのための本発明による対称化ユニットの概略図である。
【図１４】本発明による混合及び／又は散乱要素、本発明による対称化ユニット、及び本発明による絞りにより本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を調整するための本発明による調整ユニットの概略図である。
【図１５】本発明による調整ユニットのための本発明による位相要素の概略図である。
【図１６】本発明によるインテグレーターとしての本発明によるハニカムコンデンサー、及び本発明による遠隔又は中継光学系により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を調整するための本発明による光学系の概略図である。
【図１７】本発明によるインテグレーターとしての本発明によるロッド又は本発明による導光器、及び本発明による遠隔又は中継光学系により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を調整するための本発明による光学系の概略図である。
【図１８】本発明によるインテグレーターとしての本発明によるプレート混合器コンデンサー、及び本発明による遠隔又は中継光学系により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を調整するための本発明による光学系の概略図である。
【図１９】本発明による簡単なインテグレーターとしての役割を同時に達成する本発明による光学調整ユニットとしての本発明による立方体混合器、及び本発明による遠隔又は中継光学系により本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を調整するための本発明による光学系の概略図である。
【図２０】回転振動を実施することができるミラーを含む多ミラーアレイの照明を安定化するための本発明の別の実施形態による光学系を通る略子午断面図である。
【図２１】照明光線部分束が第１のチャンネルプレート上に異なる入射角の下で衝突する３つの異なる時点における２つのチャンネルプレートを含むハニカムコンデンサーの照明の概略図である。
【図２２】照明光線部分束が第１のチャンネルプレート上に異なる入射角の下で衝突する３つの異なる時点における２つのチャンネルプレートを含むハニカムコンデンサーの照明の概略図である。
【図２３】照明光線部分束が第１のチャンネルプレート上に異なる入射角の下で衝突する３つの異なる時点における２つのチャンネルプレートを含むハニカムコンデンサーの照明の概略図である。
【図２４】エバネセント波が僅かな距離だけ分離された２つのロッド間を伝播する実施形態による混合要素を通る略断面図である。
【図２５】図２４に示す混合要素を複数備える混合ユニットの概略図である。
【図２６】２つのロッドが水又は別の誘電体媒体の薄層によって分離された別の実施形態による混合要素の概略図である。
【図２７】Ｌｕｍｍｅｒ−Ｇｅｈｒｋｅプレートと類似の平板を含む更に別の実施形態による混合要素の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、マイクロリソグラフィのための従来技術の投影露光装置の例を略示している。光源１は照明光線束１２を発生させ、照明光線束１２の断面が、ビーム拡大光学系１４内で変更される。次に、照明光線束１２は、回折光学要素３ａ（ＤＯＥ）上に衝突する。回折光学要素３ａは、照明光学系の視野平面に配置され、回折光学要素３ａ内に含まれる回折構造に従って照明角度分布を発生させる。次に、照明光線束１２は、回折光学要素によって加えられた照明角度分布を伴って光学モジュール２及びそれに続く瞳平面を通過する。この瞳平面（図１には示していない）は、屈折光学要素３ｂの近くに配置される。照明光線束１２を更に修正するために、光学モジュール２は、軸線方向に変位可能なレンズ２２及び１対のアキシコン要素２１で略示しているズーム系を含む。アキシコン要素２１を互いに収縮させることにより、設定の内側σ、又は照明環境の照明光線束の断面の境界を調節することができる。一方、光軸に沿った少なくとも１つのレンズ２２の変位を含むズーム系の焦点距離を変更する段階により、照明環境の外側σ、又は一般的に照明光線束断面の外側境界を調節することができる。回折光学要素３ａの適切な構成、並びにアキシコン要素２１及びズームレンズ２２の位置の適切な選択により、光学モジュール２の出力において、すなわち、屈折光学要素３ｂの近くに配置された瞳平面にほぼあらゆる望ましい強度分布を発生させることができる。
【００５３】
屈折光学要素３ｂは、視野平面内で望ましい視野形状、例えば、１０：１のアスペクト比を有する矩形視野形状を得るために、瞳平面内の照明光線束１２のこの強度分布に対して視野角度分布を加える。瞳平面内の照明光線束１２のこの視野角度分布は、それに続く視野レンズ光学系４によってロッド５の入力にある照明視野５ｅ内に転写される。ロッド５の入力にある照明視野５ｅは、照明光学系の視野平面に位置し、先行する視野レンズ光学系４の開口数に一般的にではあるが必須ではなく対応する最大照明角度値を有する照明角度分布を有する。回折要素３ａにある視野とは対照的に、視野５ｅは、照明光学系の幾何学的最大光束を有する。この幾何学的光束は、幾何学的光束の二重導入の結果である。それに続く視野平面内の照明角度分布を調節するために、最初に瞳に対する幾何学的光束が、回折光学要素３ａによって導入される。第２の段階では、光学要素３ｂに続いて照明光学系の幾何学的最大光束を利用することができるようにそれに続く視野平面内の照明視野形状を調節するために、視野に対する幾何学的光束が屈折光学要素３ｂによって導入される。
【００５４】
ロッド５の入力にある照明視野５ｅは、ロッド５によってロッドの出力の視野５ａへと転写される。ロッド出力の視野５ａ内の最大照明角度は、ロッド入力の視野５ｅ内のものに対応する。ロッド５のロッド壁における複数回の全反射は、ロッド射出口において視野５ａの視野点の射出瞳内に、各個々の２次光源の形状としてロッド入射口にある視野５ｅの視野形状を有する２次光源を発生させる。多くの２次光源の光がこの視野５ａ内では重ね合わされるので、ロッド５のこの万華鏡効果により、視野５ａは、視野にわたる強度分布に関して均一化される。
【００５５】
視野絞り５１は、視野５ａの側方範囲の境界を形成し、視野の鮮明な明−暗遷移を保証する。それに続くいわゆるＲＥＭＡ対物系６は、視野５ａをレチクル平面７内に結像する。それによって視野絞り５１の明−暗縁部は、視野平面７の物体へと鮮明に転写される。視野絞り５１の鮮明なエッジの結像のこの機能を「レチクル遮蔽」とも呼び、それによってこの対物系のＲＥＭＡ（レチクル遮蔽）という名前が誘導される。ＲＥＭＡ対物系６は、例えば、コンデンサー群６１、瞳平面の近くの瞳領域６２、瞳レンズ群６３、偏向ミラー６４、及びそれに続く視野レンズ群６５から成る。
【００５６】
ＲＥＭＡ対物系の瞳領域６２内では、例えば、特に、透過又は偏光に関して幅広い種類の瞳操作を実施することができる。ＲＥＭＡ対物系６は、視野絞り５１の鮮明な視野縁部を有する視野５ａのレチクル平面（すなわち、視野平面７）への結像を保証する。それによって視野５ａの照明角度分布も、視野平面７内の対応する照明角度分布へと転写される。従って、レチクル平面（すなわち、視野平面７）内にある照明視野の各物体視野点は、その照明角度分布又は射出瞳を得る。
【００５７】
一般的に、ＲＥＭＡ対物系６は、レチクル又は視野平面７をテレセントリックに照明する、すなわち、全ての物体視野点の照明角度分布は、光軸、又は光軸に対して平行な軸に対して対称である。視野平面７の物体視野点における照明光線の照明光学系又は光源１の方向の後方の幾何学的な延長は、無限遠においてこの物体視野点に対する照明光学系の虚射出瞳を与える。物体視野平面７内の物体視野点の照明角度分布のそれに続く投影対物系８の方向の前方投影は、無限遠において、着目しているこの物体視野点に対する照明光学系の実射出瞳を与える。照明光学系の虚射出瞳又は実射出瞳は、視野平面７内でテレセントリックな照明光学系ビーム経路の場合の直接的な結果である。物体視野点の射出瞳の中心に対する射出瞳内の点の高さは、この場合、この物体視野点の照明光線角度の正接に射出瞳の距離を乗じたものによって与えられる。
【００５８】
物体視野平面７は、投影露光装置の照明光学系と投影対物系、例えば、投影対物系８の間の分割平面を表している。照明光学系は、鮮明な縁部によって境界が定められた視野を均一に照明し、それによって仕様に従って物体視野点の望ましい照明角度分布又は射出瞳を生成するという役割を有する。
本出願の範囲内では、物体視野点の特定の照明角度が、正接条件によって対応する射出瞳位置に関連付けられるので、物体視野点の照明角度分布の生成は、本明細書ではこの物体視野点の射出瞳内に強度分布を生成することと意味において同等である。
【００５９】
チップ製造のためのレチクル又はマスクは、物体視野平面７内に導入される。これらのマスクは、照明光学系によって生成される照明光線束１２を用いて照明される。投影対物系８は、照明されたマスクを更に別の視野平面である像視野平面１０内に結像する。像視野平面１０には、感光層を上面上に支持する基板９が配置される。マスク構造は、投影対物系８により、感光層の対応する露光領域内に転写される。この場合一般的に、は、マスク視野全体が感光基板９上に１回の露光段階で転写されるいわゆるステッパと、１回の露光段階ではマスクの一部のみが基板９の一部の上に転写され、この場合、マスク全体を転写するためにマスクと基板とが相応に同期方式で移動されるいわゆるスキャナという２つの異なる種類の投影露光装置が存在する。
露光処理段階の後には、露光された基板９は、それに続く処理段階、例えば、エッチングを受ける。一般的に、その後基板９は新しい感光層を受け取り、新しい露光処理段階を受ける。これらの処理段階は、完成したマイクロチップ又は完成した微細構造化構成要素が得られるまで繰り返される。
【００６０】
図２は、マイクロリソグラフィのための従来技術の投影露光装置の別の例を略示している。図１のものに対応する図２の要素を同じ参照番号で表している。
図２の投影露光装置は、図１の投影露光装置とは、照明光学系においてのみ異なる。図２の照明光学系は、図１の照明光学系とは、２次光源を発生させるためのロッド５が不在である点で異なる。更に、図２の照明光学系は、視野形成要素３ｃ（ＦＤＥ）が、瞳平面内で必要な視野角度の発生を保証するだけでなく、２段ハニカムコンデンサーとしての構造によって２次光源の発生を保証する点でも異なる。従って、図２の視野形成要素３ｃは、図１の屈折光学要素（ＲＯＥ）３ｂの機能と、図１のロッド５の機能の両方を含む。２段ハニカムコンデンサーとして構成された視野形成要素３ｃは、一方で瞳平面に必要な視野角を導入し、他方で瞳平面に２次光源を発生させる。従って、視野にわたって望ましい均一化された強度分布を有する対応する視野形状が、２次光源の光の重ね合わせによって照明光学系のそれに続く視野平面に発生する。
【００６１】
図３は、例えば、図１又は図２に表しているリソグラフィ投影露光装置のための照明光学系のための本発明による瞳形成ユニットを略示している。この場合、図３の本発明による瞳形成ユニットは、図１又は図２によるこの投影露光装置の瞳形成ユニット２の代替物として機能する。しかし、図３の瞳形成ユニットの使用は、図１又は図２に表しているこれらの投影露光装置に限定されない。
図３の瞳形成ユニットは、図１に図示の実施形態では屈折光学要素３ｂの近くに配置された瞳平面４４内で終端を成し、図２に図示の実施形態では視野形成要素３ｃの近くに配置された瞳平面４４内で終端を成す。多ミラーアレイ（ＭＭＡ）３８は、図１及び図２の回折光学要素３ａの代わりに瞳平面４４内で重ね合わされる照明角度分布を生成し、この瞳平面に強度分布を形成する。瞳平面４４のこの強度分布は、理想的なフーリエ光学系を仮定する限り、射出瞳内の強度分布、又は物体視野点の照明角度分布に対応する。
【００６２】
光源から出射し、平面折り返しミラー３０によって偏向された照明光線束１２は、ハニカムコンデンサー３２によって個々の照明光線部分束に分解され、その後、中継光学系３４又はコンデンサー３４によってレンズアレイ３６上に誘導される。このレンズアレイ３６は、照明光線部分束を多ミラーアレイ３８の個々のミラー上に集中させる。異なる強度分布を瞳平面４４内で調節することができるように、関連付けられた照明光線部分束の入射角を修正するために、多ミラーアレイ３８の個々のミラーは、異なって傾斜させることができ、すなわち、多ミラーアレイのミラーのうちの少なくとも一部を少なくとも１つの軸の回りに回転させることができる。多ミラーアレイ３８のミラーから出射する照明光線部分束は、それに続く散乱ディスク４０及びコンデンサー光学系４２を通過し、それによってこの時点では好ましくは平行な主光線を有して瞳平面４４と交差する。
【００６３】
図４は、図３の平面折り返しミラー３０と多ミラーアレイ３８の間の区画を倍尺で示している。この図には、コンデンサー光学系３４と多ミラーアレイ３８の間の任意的なレンズアレイ３６を示していない。図４は、照明光線束１２の照明光線部分束が、ハニカムコンデンサー３２及びコンデンサー３４を多ミラーアレイ３８上へと通過する様子を示している。この実施形態では、コンデンサー３４は、ハニカムコンデンサー３２の第２のハニカムチャンネルプレートが配置された前側焦点面、及び多ミラーアレイ３８が配置された後側焦点面を有するフーリエ光学系を形成する。照明光線部分束のうちの選択された光線の光線経路を実線及び破線の形態で表し、光軸を一点鎖線の形態で表している。実線として表している光線経路は、ハニカムコンデンサー３２の第１のハニカムチャンネルプレートに可能な限り大きい角度で衝突する光線を示している。破線形態で表している光線経路は、光軸に対して平行に、及び従って可能な限り僅かな角度でハニカムコンデンサー３２の第１のハニカムチャンネルプレートに衝突する光線を示している。
【００６４】
従って、ハニカムコンデンサー３２の前の照明光線部分束の発散は、実線形態にある照明光線部分束の照明光線の光線経路間の最大開口角によって与えられる。図４には、この発散を中黒円ａによって記号表記している。円ａの中黒の面積は、照明光線部分束の発散の尺度であることを意図している。
ハニカムコンデンサー３２の後に照明光線部分束の発散を決めるのは、破線として表している光線経路である。更に、この発散は、中黒円ｂの形態で記号表記している。中黒円ｂは、ハニカムコンデンサーの前の中黒円よりも大きい面積を有し、従って、照明光線部分束に対するハニカムコンデンサー３２の発散増大効果を表している。
【００６５】
図５は、照明光線束１２の２つの照明光線部分束（実線及び破線で示している）が、如何にハニカムコンデンサー３２の２つのハニカムチャンネルを通過し、多ミラーアレイ３８上に衝突するかを示している。２つの照明光線部分束の両方の光線経路は、光軸に対して平行、及び従ってハニカムコンデンサー３２に対して垂直に到着する光線に関連付けられる。図５によると、２つの照明光線部分束の２つの光線経路が、コンデンサー３４によって多ミラーアレイ３８上に重ね合わされることが分る。これを同様にハニカムコンデンサー３２の２つのハニカムチャンネルからの光線経路１２ａ及び１２ｂを用いて例示している。光線経路１２ａと１２ｂは、２つの異なるハニカムチャンネルから出射するが、多ミラーアレイ３８上の同じ位置に重ね合わされる。
【００６６】
図５に示している２つの照明光線部分束が高い相互空間的干渉を有する場合には、２つの照明光線部分束が多ミラーアレイ３８上で重ね合わされる時に、多ミラーアレイ３８上で周期的な強度変化を引き起こす可能性がある。この種の例示的な変化を図５に関数１００によって例示している。この関数１００は、多ミラーアレイ３８にわたる位置の関数として最大値と最小値との間で周期的に変化する。
【００６７】
図６は、空間的干渉を回避するのに用いられる周期的位相要素３３ａを含む点で図５に図示の実施形態とは異なる実施形態を略示している。図６の上部は、図５に示すものと類似のハニカムコンデンサー３２の上側の２つのハニカムチャンネルを通過する２つの照明光線部分束の光線経路を示している。ハニカムコンデンサー３２の２つの上側ハニカムチャンネルに関連付けられた照明光線部分束１２１から発する２つの照明光線部分束が、互いに空間的にコヒーレントであることを仮定する。
【００６８】
しかし、ハニカムコンデンサー３２の２つのハニカムチャンネルプレートの間に配置された周期的位相要素３３ａの結果、ハニカムコンデンサー３２の上側の２つのハニカムチャンネルの２つの照明光線部分束は位相において互いに逸脱され、それによって多ミラーアレイ３８にわたる第１の空間的に周期的な強度分布に加えて、この第１のものに対して空間的にシフトした多ミラーアレイ３８にわたる第２の空間的に周期的な強度分布が得られる。関数１００ａは、多ミラーアレイ３８にわたる、これらの２つの互いに空間的にシフトした周期的強度分布を示している。これらの２つの周期的強度分布の和としての強度が、最大値と最小値との間ではもはや変化せず、その代わりに最大値と平均値との間でのみ変化することを明らかに見ることができる。これは、位相要素３３ａが、その周期的位相関数により、照明光線部分束の空間的干渉に起因する多ミラーアレイ３８にわたる空間干渉現象の低減を引き起こすことを意味する。それに応じて、上述のことは、２つの互いに空間的にコヒーレントな照明光線部分束の発生源であり、ハニカムコンデンサー３２の２つの下側ハニカムチャンネルを通過する下側照明光線部分束１２２に対して当て嵌まる。
【００６９】
図７は、多ミラーアレイ３８上の強度分布の空間干渉現象を低減するために、任意の位相関数を有する位相要素３３ｂがハニカムコンデンサー３２の前に配置された別の実施形態を略示している。この場合、多ミラーアレイ３８上で必要な第２の空間的強度分布は、２つの照明光線部分束が、ハニカムコンデンサー３２の下側の２つのハニカムチャンネルを通過することによって生成される。これらの２つの照明光線部分束は、ハニカムコンデンサー３２に入射する前に位相要素３３ｂによって傾斜される。ハニカムコンデンサー３２の前の傾斜により、入射した照明光線部分束１２２から発する２つの互いに空間的にコヒーレントな照明光線部分束は、多ミラーアレイにわたって空間的にシフトした第２の周期的強度分布を得るように、ハニカムコンデンサー３２の第２のハニカムコンデンサープレートの内側で逸脱される。
【００７０】
関数１００ｂは、多ミラーアレイ３８上の２つの互いに空間的にシフトした周期的強度分布を表している。この場合、これらの２つの周期的強度分布の和としての合計強度が、最大値と最小値との間ではもはや変化せず、代わりに最大値と平均値との間でのみ変化することが分る。図６に図示の実施形態とは対照的に、照明光線部分束の空間的干渉に起因する多ミラーアレイ３８上の空間的強度分布の変化は、２つの空間的にコヒーレントな照明光線部分束が、周期的位相要素によって互いに空間的にシフトした２つの分離した強度分布に寄与することによっては低減されない。その代わりに、この低減は、空間的干渉を有する２つの照明光線部分束が、他の空間的にコヒーレントな照明光線部分束の周期的強度分布に対して位相要素３３ｂによって逸脱された周期的強度分布に寄与することによって達成される。
【００７１】
図８は、位相要素３３ｃが、多ミラーアレイ３８上に生成される強度分布に対する照明光線部分束の空間的干渉の効果を低減する別の実施形態を略示している。位相要素３３ｃは、この実施形態では回転可能楔として構成される。この楔は、時間平均の合計強度分布が最大値と平均値との間で変化するように、多ミラーアレイ３８上の空間的強度分布が時間の関数として前後に移動することを保証する。図８に示している強度分布１００ｃは、回転可能位相要素３３ｃの任意の固位置置における多ミラーアレイ３８にわたる空間的強度分布の瞬間的な図を表している。位相要素３３ｃが回転すると、この強度分布１００ｃは、図８に示している双方向矢印によって示しているように、ミラーアレイ３８にわたって周期的に移動する。従って、多ミラーアレイ３８上の強度分布は、ミラーアレイ３８の面にわたって時間の関数として逸脱され、その結果、多ミラーアレイのミラー上の強度は時間と共に平均化される。
【００７２】
図９は、照明光線束１２のビーム経路を略示している。光線は、ハニカムコンデンサー３２に入射し、多ミラーアレイの個々のミラー３８ｓのうちの１つから反射され、最終的に瞳平面４４を通過する。実線によって示している光線経路は、ハニカムコンデンサー３２の個々のチャンネルの周囲部分（光学的な意味で）を通過する照明光線を表している。破線によって示している光線経路は、ちょうどハニカムコンデンサー３２のチャンネルの周囲部を通過する照明光線を表している。図９の一点鎖線は光軸を表している。
【００７３】
図９に示しているハニカムコンデンサー３２から出射する全ての光線は、コンデンサー３４を通過し、多ミラーアレイ３８の個々のミラー３８ｓのうちの１つの上に収まる。ミラー３８ｓから反射された後に、光線は、更に別のコンデンサー４２を用いて瞳平面４４の面要素４４ａ上に重ね合わされる。図９では簡略化の目的で、ミラー３８ｓをそれが透過性を有するかのように示していることに注意すべきである。実際には、コンデンサー４２及び瞳平面４４は、ハニカムコンデンサー３４の中心が位置する光軸に対して傾いた光軸に沿って配置される。
照明光線束１２の伝播方向に多ミラーアレイの後に配置されたコンデンサー４２は任意的であり、特に、曲面ミラー３８ｓが用いられる場合は省くことができる。
【００７４】
図１０は、図９に示すものと類似のビーム経路を示している。しかし、この実施形態では、コンデンサー３４と個々のミラー３８ｓを含む多ミラーアレイ３８の間には、レンズアレイ３６が配置される。レンズアレイ３６は、多ミラーアレイ３８の個々のミラー３８ｓ上での光線の強い集中（集束）を保証する。図１０に図示の実施形態では、実線及び破線で示している光線は、もはやそれに続くコンデンサー４２によって瞳平面４４内で瞳要素４４ａ上に重ね合わされず、これらの光線は、瞳平面４４内でより大きな面要素４４ｂを照明するように互いに隣接して位置決めされる。レンズアレイ３６、個々のミラー３８ｓの反射面の曲率、及びコンデンサー４２の適切な寸法決めにより、個々のミラーによって瞳平面内で照明される面要素４４ｂのサイズを判断することができる。そのような寸法決めの結果として、瞳平面４４内で照明される面要素４４ｂは、図９に図示の実施形態において対応する面要素４４ａに等しいか又はそれよりも小さいとすることができる。
【００７５】
図１１は、本発明の別の実施形態を略示している。瞳形成ユニットに入射し、瞳形成ユニットの多ミラーアレイ３８上に衝突する照明光線束１２の光線が示されている。この実施形態の瞳形成ユニットは、回折光学要素３ｄ、及びコンデンサー又はフーリエ光学系３４を含む。この実施形態の多ミラーアレイ３８は、詳細図に示しているように、個々のミラー３８ｓを含む。個々のミラー３８ｓは、１つ又はそれよりも多くの軸の回りに傾斜させることができる。従って、個々のミラー３８ｓ上に入射する光線を異なる調節可能な出射方向に反射することができる。
【００７６】
回折光学要素３ｄは、照明光線束１２を大量の照明光線部分束に分解し、これらの照明光線部分束をコンデンサー３４を利用して多ミラーアレイ３８の個々のミラー３８ｓ上に重ね合わせ、同時にこれらの照明光線部分束を個々のミラー３８ｓ上に集光又は集束するという役割を有する。これを更なる詳細図において多ミラーアレイ３８のそれぞれの個々のミラー３８ｓ上で照明される領域３８１によって略示している。
【００７７】
図１２は、図１１に示している瞳形成ユニットの前に配置することができる光学調整ユニット４００を略示している。光学調整ユニット４００は、ある一定の強度分布４０１を有する照明光線束１２を受光する。光学調整ユニット４００は、その出力において光軸（図１２には示していない）に関して対称な照明光線束を生成し、この照明光線束は、光軸の上と下とにそれぞれ強度部分分布４０２と４０３とを有する。図１１によるＤＯＥ３ｄ、コンデンサー３４、及び多ミラーアレイ３８を含む瞳形成ユニットの出力において、２つの強度分布４０２と４０３との重ね合わせが発生する。
【００７８】
図１３は、図１２に図示の実施形態に用いられ、対称な強度分布４０２と４０３とを生成する光学調整ユニット４００の実施形態の詳細内容を略示している。強度分布４０１、及び図１３に小さい円記号によって示しているように作図面に対して垂直な直線偏光を有する照明光線束１２は、半透過ミラー５０５を通じて部分的に透過する。ミラー５０５の後方、すなわち、光学調整ユニット４００の出力では、照明光線束は強度分布４０２を有し、作図面に対して垂直な偏光方向に直線偏光されている。
【００７９】
照明光線束１２の他の部分は、偏光を維持しながら半透過ミラー５０５において反射される。この反射部分は、偏光依存のビームスプリッタ５０４により、照明光線束１２の元の光方向と逆の方向に再度反射される。照明光線束１２のこの部分は、その後λ／４プレート５０２を通過し、このλ／４プレートは、偏光方向を４５°だけ回転させる光学回転子によって置換することができる。それによって照明光線束１２のこの部分の偏光状態は、円偏光（示していない）へと変換される。その後、照明光線束１２のこの変換部分はミラー５０１で反射され、その戻り経路上で再度λ／４プレート５０２を通過する。それによって光の円偏光は、作図面に対して平行な偏光方向を有する直線偏光へと変換される。
【００８０】
従って、照明光線束１２の残りの部分が、戻り経路上で、作図面に対して平行な偏光方向を有する直線偏光光として偏光子５０４を通過することができる。それに続くλ／２プレート５０３は、光学調整ユニット４００の出力において作図面に対して垂直な直線偏光を有する第２の強度分布４０３が得られるように、作図面に対して平行な向きから作図面に対して垂直な向きへと直線偏光光の偏光方向を回転させて戻す。この強度分布４０３は、強度分布４０２に対して鏡面対称な強度形状を有する。
図１４は、付加的な絞りデバイス６００が設けられている点で図１２に図示の実施形態とは異なる実施形態を示している。絞りデバイス６００は、調整ユニット４００内で発生したあらゆる散乱光を有利に遮断することができるように、対称化された強度分布４０２と４０３とを有する照明光線束１２の境界を定めるのに用いられる。
【００８１】
図１５は、図１１、図１２、及び図１４のうちの１つによる実施形態の回折光学要素３ｄの前に任意的に配置することができる位相要素７０１を略示している。非球面レンズ要素及び／又は自由曲面を有するレンズ要素とすることができ、又はこれらの要素を含むことができる位相要素７０１は、照明光線束１２の波面７００を適応させるように機能する。図１５は、照明光線束１２が位相要素７０１を通過する前の照明光線束１２の波面７００を示している。更に、図１５は、位相要素７０１の後の照明光線束１２の波面７０２を示している。位相要素７０１を通過した後の波面７０２は、例えば、照明光線束１２の元の波面７００よりも小さい曲率を有することを明らかに見ることができる。従って、位相要素７０１の適切な選択により、照明光線束１２が、マイクロリソグラフィのための投影露光装置の照明光学系に入射する前に、照明光線束１２の波面を修正することができる。照明光線束１２の波面の曲率を修正することにより、照明光線束１２の発散も同様に変更される。従って、図１５の位相要素７０１は、照明光線束１２の波面の曲率を修正するだけではなく、照明光線束１２の発散を修正又は調整する役割をも達成する。
【００８２】
図１６は、ハニカムコンデンサー３２、コンデンサー光学系又は中継又は遠隔光学系３４、レンズアレイ３６、及び多ミラーアレイ３８を含む本発明による瞳形成ユニットを略示している。図４に示しているハニカムコンデンサー３２は、照明光線束の発散を実質的に増大させないので、光軸に対する多ミラーアレイ３８上の対応する高さへとこれらの低い発散を変換することができるためには、長い焦点距離を有するコンデンサー又は中継光学系３４を用いる必要がある。従って、技術的な設置空間の理由から、長い焦点距離を有するこのコンデンサー又は中継光学系３４をプリズム又はミラーによって折り返すことが有利である。
【００８３】
図１７は、図１６に図示の実施形態と比較すると、ハニカムコンデンサー３２が適切なロッド３２ａ、光誘導光ファイバ３２ａ、又は光誘導ファイバ束３２ａによって置換された別の瞳形成ユニットを略示している。
図１８は、本発明による瞳形成ユニットの別の実施形態を略示している。この実施形態では、中継光学系又はコンデンサー光学系３４は、２つの別々の中継光学系３４ａと３４ｂとに分割される。図１８では、従来の実施形態とは対照的に、互いに垂直に配置された２つの薄い光学プレートから成る「補助レンズ」によって形成された光学系が、光混合機器３２ｂとして用いられる。互いに垂直に配置された２つの薄いプレートは、多ミラーアレイ３８に対する望ましい光混合効果を保証する。
【００８４】
図１８に図示の実施形態では、任意的なビーム形成ユニット３１ａが、照明光線束のサイズ及び発散の適応化を保証する。照明光学系の瞳形成ユニット及び／又は調整ユニットの本発明による要素が、３１ｂによって示している照明光学系のハウジング壁の前に位置することができることを光線伝播方向に対して垂直な２つの断面平面３１ｂによって示している。
図１９は、本発明による瞳形成ユニットの別の実施形態を略示している。この実施形態では、光学調整ユニット３２ｃが用いられ、それによって対称化において光の偏光特性を頼りとせずに、調整ユニット３２ｃの出力において照明光線束が対称化される。照明光線束の一部は、ミラー３７ａ及び３７ｂによって偏向される。次に、照明光線束のこの部分は、いわゆるダブプリズム３５を通過する。ダブプリズム３５内では、光学調整ユニット３２ｃの出力において、光の伝播方向に沿った軸に関して互いに対称化された２つの照明光線部分束によって形成される照明光線束が存在するように、照明光線束の実際の鏡像化又は対称化が発生する。
【００８５】
図１９による例示的な実施形態では、更に別の光混合ユニット、例えば、ハニカムコンデンサー又はロッドを利用した更に別の光混合を不要にすることができる。それにも関わらず、他の光混合ユニット、例えば、言及したものとの組合せが可能である。図１９による実施形態では、光源によって生成され、照明光線束１２を形成する光の品質によっては、多ミラーアレイ３８の照明を均一化するのに、付加的な光混合なしに光学調整ユニット３２ｃの対称化特性を用いることで十分とすることができる。
【００８６】
図２０は、多ミラーアレイ３８上に生成される強度分布に対する照明光線部分束の空間干渉の効果を低減する光学系の別の実施形態を略示している。照明光線部分束を傾斜させる上で回転透過楔が用いられる図８に図示の実施形態とは対照的に、図２０に図示の実施形態は、類似の効果を得るために回転振動を実施することができるミラーを用いる。しかし、図２０に図示の実施形態では、照明光線部分ビーム１２１、１２２は作図のための紙面内でのみ傾斜され、それに対して図８に示している光線束１２１、１２２は光軸の回りの回転を実施する。それ以外に、図２０に図示の実施形態は、以下の説明から明らかなように、照明光線部分束の最大傾斜角を変更することができる（必要に応じて）。
【００８７】
図２０に図示の実施形態は、入射する照明光線束１２の僅かな部分を分離し、この部分をフーリエ光学系８１２へと誘導するビームスプリッタプレート８１０を含む。分離部分は、フーリエ光学系８１２を通過した後に、位置解像センサ、例えば、ＣＣＤセンサを含む発散測定ユニット８１４上に衝突する。発散測定ユニット８４０は、照明光線束１２の分離部分の発散を測定するように構成される。
照明光線束１２の残りの部分は、ビームスプリッタプレート８１０を通過して偏光依存のビーム分割立方体８１６上に衝突する。入射する照明光線束１２は、ビーム分割立方体８１６が照明光線束１２を完全に反射するように選択された直線偏光状態にある。反射光線束１２は４分の１波長板８１８を通過し、光学系の光軸８２２に対して垂直に延びる回転軸の回りに回転振動を実施することができる平面ミラー８２０上に衝突する。ミラー８２０にはアクチュエータ８２２が結合され、このアクチュエータは、図２０に破線及び双方向矢印で示しているように、ミラー８２０が回転振動を実施するようにミラー８２０に対して力を作用する。アクチュエータ８２２は、ミラー制御ユニット８２４を通じて発散測定ユニット８１４に接続される。
ビーム分割立方体８１６の反対側には、ミラー８２０をハニカムコンデンサー３２の第１のチャンネルプレート８２８上に結像する中継光学系８２６が設けられる。
【００８８】
以下では、図２０に示している光学系の機能に対して説明する。
照明光線束１２のビーム分割立方体８１６によって反射された部分は、４分の１波長板８１８上に衝突する。４分の１波長板８１８では、直線偏光状態が円偏光状態へと変換される。円偏光光は、振動しているミラー８２０上に衝突し、それによって所定の時点において照明光線束１２の伝播方向が、ミラー８２０の瞬間的な回転角によって決められる度数だけ傾斜される。
【００８９】
ミラー８２０から反射された後に、照明光線束１２は、再度４分の１波長板８１８を通って伝播する。それによって円偏光状態は変換されて直線偏光状態に戻るが、この直線偏光状態は、ビーム分割立方体８１６によって反射された照明光線束１２の直線偏光状態とは直交する。この直交偏光状態の結果として、照明光線束１２は、今度はビーム分割立方体８１６を通過し、中継光学系８２６及びハニカムコンデンサー３２を通過した後にマイクロミラーアレイ３８上に衝突する。
ミラー８２０の回転振動に起因して、照明光線部分束１２１、１２２は、ハニカムコンデンサー３２上に傾斜して衝突する。照明光線束がハニカムコンデンサー３２上に衝突する際の傾斜角は、ミラー８２０の回転振動の周期によって決められる周期で周期的に時間変化する。図２０では、照明光線部分束のこの連続傾斜を照明光線部分束１２１において実線と破線とで例示している。
【００９０】
次に、照明光線部分束１２１のこの連続的に振動する傾斜の効果に対して、３つの異なる時点においてハニカムコンデンサー３２上で小さい発散を有する照明光線部分束１２１を示している図２１、図２２、及び図２３を参照してより詳細に説明する。図２１で分るように、ハニカムコンデンサー３２の第１のチャンネルプレート８２８のチャンネルを完全に照明する照明光線部分束１２１は、第２のチャンネルプレート８３０の対応するチャンネルに向けて収束する。図２１に示している時点では、第２のチャンネルプレート８３０のこのチャンネルの光入射面８３２の下側部分のみが照明光線部分束１２１によって照明される。
図２２に示している後の時点では、照明光線部分束１２１は、光軸８２２に対して平行に伝播するようにミラー８２０によって傾斜される。この時点では第２のチャンネルプレート８３０の対応するチャンネルの中心部分が、収束する照明光線部分束８２１によって照明される。
【００９１】
図２３を参照すると、照明光線部分束１２１は、依然として後の時点において第２のチャンネルプレート８３０の対応するチャンネルの上側部分が照明されるように傾斜される。以上により、ミラー８３０の回転振動の最大振幅を適切に選択することによって第２のチャンネルプレート８３０の光入射面８３２を（ほぼ）均一に照明することができることが明らかになる。第２のチャンネルプレート８３０が作成される透過材料は、光強度が過度に大きい場合に損傷を受ける可能性があるから、上述のことは有利である。そのような大きい光強度は、照明光線部分束１２１が、第１のチャンネルプレート８２８のチャンネルにより、焦点が第２のチャンネルプレート８３０のチャンネル内に位置するように集束された場合に発生する可能性がある。
【００９２】
照明光線部分束１２１の発散が時間と共に変化しない場合には、第１のチャンネルプレート８２８のチャンネルの焦点距離は、焦点が第２のチャンネルプレート８３０のチャンネル内に位置しないように決めることができる。しかし、通常の状況下では、照明光線部分束１２１の発散の変化は完全に防止することができない。そのような条件下では、発散が、第２のチャンネルプレート内に許容することができない強度を引き起こす程度まで変化する可能性がある。
【００９３】
図２０に示している光学系は、第２のチャンネルプレート８３０のチャンネルの光入射面８３２上で照明される区域を空間的に変更することによってそのような損傷を防止する。
照明光線部分束１２１の発散変化の結果として第２のチャンネルプレート８３０のチャンネル上の照明区域が過度に小さくなることを回避するか又はこれらの区域が同じく回避すべきである隣接チャンネルへの拡張を起こすことを回避するために、光学系は、発散測定ユニット８１４を用いて到着する照明光線束１２の発散を測定する。測定値はミラー制御ユニット８２４に通信され、ミラー制御ユニット８２４は、図２１から図２３に示している条件が成立するように、すなわち、第２のチャンネルプレート８３０の光入射面８３２が、いずれか任意の時点ではなく時間積分的にではあるが完全に照明されるか、又は少なくとも過度に高い光強度によって引き起こされる損傷を阻止する区域にわたって照明されるように、アクチュエータ８２２によって生成される回転振動の最大振幅を制御する。
【００９４】
以下では、一部の代替実施形態を説明する。
発散が既知であるか又はその変化が既知の範囲にある場合には、ビーム分割プレート８１０、フーリエ光学系８１２、及び発散測定ユニット８１４を不要にすることができる。
別の実施形態では、ミラー８２０は回転振動を実施せず、適切なアクチュエータを用いて屈曲され、屈曲軸は、作図のための紙面に対して垂直に延びている。
【００９５】
別の代替的な実施形態では、ビーム分割立方体８１６及び４分の１波長板８１８が不要である。ミラー８２０は、その表面法線（中性位置における）が到着する照明光線束１２の方向に対してある角度を形成するように配置される。それによって、言い換えれば、ミラー８２０は、折り返しミラーとして用いられる。この傾いた向きの結果として、ハニカムコンデンサー３２を特にシャインプルーフ条件に従って同様に傾いた方式で構成することができる。
【００９６】
更に別の実施形態では、中継光学系８２６が不要である。しかし、この場合には、入射角だけでなく、照明光線部分束１２１が第１のチャンネルプレート８２８上に衝突する区域も時間変化することになる。これが許容できる場合には、中継光学系８２６の省略により、光学系の設計が大きく簡素化される。
別の代替的な実施形態では、４分の１波長板８１８が、別の偏光マニピュレータ、例えば、偏光方向を４５°の角度だけ回転させる偏光回転子によって置換される。そのような偏光回転子は、例えば、光学活性材料を含むことができる。
【００９７】
図２４は、図１１に示している配列において回折光学要素３ｄの代わりに用いることができる混合要素９０３を通る断面を略示している。混合要素９０３は、照明光線束に対して透過性を有する第１ロッド９１０及び第２ロッド９１２を含む。第１ロッド９１０は第１の面９１４を有し、第２ロッド９１２は、第１ロッド９１０の第１の面９１４に隣接して配置された第２の面９１６を有する。第１の面９１４と第２の面９１６とは互いに対して平行であり、第１ロッド９１０内で内部全反射によって誘導される光の少なくとも実質的な部分が、第２ロッド９１２内にエバネセント波として結合する程小さい距離Ｄだけ分離される。
【００９８】
そのようなエバネセント波は、内部全反射が発生する場合の副作用である。エバネセント波は、２つの隣接する光学媒体間の境界面を横切って伝播する。通常の条件下では、エバネセント波は、いかなるエネルギも伝達させない。しかし、２つの媒体間の距離が数波長分よりも短く、すなわち、第３の媒体で充填された薄い間隙空間が存在する場合には、エバネセント波は、間隙空間を横切って第３の媒体にわたってエネルギを伝達させる。上述の距離が短い程、第２の媒体内に結合する光の分量は大きい。量子トンネル効果に非常に類似したこの効果を減衰内部全反射とも呼ぶ。
【００９９】
第１の面９１４と第２の面９１６の間の距離Ｄを光波長数個分よりも短く保つことを可能にするためには、面９１４、９１６は平面でなければならず、これは、それによってそのような短い距離Ｄを有する面９１４、９１６の平行配列が簡素化されることによるものである。図示の実施形態では、距離Ｄは、面９１４、９１６間に配置されたスペーサ９１８によって決められる。スペーサ９１８は、薄膜、例えば、金膜の帯、又はスパッタリング構造によって形成することができる。ロッドは、ほぼあらゆる断面、例えば、ロッドが薄い平板の形状を有するようなアスペクト比を有する矩形断面を有することができる。
【０１００】
参照番号９２０は、照明部分束の重心光線を表している。この光線９２０が、適切な入射角でロッド９１０の前端面９２１に結合される場合には、ロッド９１０の側面９２３上の入射角が臨界角より大きく、それによってこの側面９２３において内部全反射が発生することを保証することができる。
側面９２３から反射された光線９２０が第１の面９１４上に入射する場合、ある一定の分量の光は、隣接する第２ロッド９１２に結合することができ、それによってビーム分割機能が得られる。反射部分は、再度、側面９２３に向けて誘導され、透過部分は、第２ロッド９１２の側面９２５上に衝突する。このようにして光線は、第１又は第２の面９１４、９１６の一方の上に衝突する度に２つの光線に分割されることになる。
【０１０１】
ロッド９１０、９１２の反対の後端面９２７、９２９からは、光線９２０がロッド９１０に結合される前の光線９２０の強度うちのある一定の分量を保持する複数の光線が出射する。この分量は、混合要素９０３の幾何学的パラメータ、特に、距離Ｄ、前端面９２１上の入射角、並びにロッド９１０、９１２の長さ及び厚みに依存する。
混合要素９０３の前端面９２１の大部分が照明光線束によって照明される場合には、短い長手寸法を有する混合要素９０３を用いて非常に有効な光混合効果が得られる。この実施形態の最も有意な利点のうちの１つは、光学境界においていかなる光も失われないことである。唯一の光損失は、ロッド９１０、９１２内の光吸収の結果として発生し、この光吸収は、非常に透過性の高い光学媒体が用いられる場合は非常に低く保つことができる。
【０１０２】
偏光依存性を低減するために、混合要素９０３を通って伝播する光束は、直線偏光のｓ状態になければならない。
一実施形態では、照明光線束は、１９３ｎｍの波長を有し、第１及び第２の面９１４、９１６に対する入射角は４５°であり、距離Ｄは１００ｎｍ、すなわち、光波長の約半分である。それによって面９１４、９１６において約５０：５０というビーム分割比を生じることになる。必要な平坦度及び最小粗度を有するロッドは、例えば、市販でスイスのＳｗｉｓｓｏｐｔｉｃから入手可能である。
【０１０３】
図２５は、図２４に示している混合要素９０３を複数備える混合ユニット９５０を通る略断面図である。この実施形態における混合要素９０３は、１ｍｍから２ｍｍ程度の厚み及び１０ｍｍと５０ｍｍの間の長さを有し、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、石英、又は溶融シリカで構成することができる。混合要素９０３の厚みは等しくなくてもよい。
混合要素９０３の後端面の後方には、プリズム９５２が配置される。プリズム９５２は、光線束が平行に延びるように、様々な方向の下に後端面から出射する光線束を傾斜させる。この目的のために、プリズム９５２は、光線束が混合要素９０３から出射する際の角度に適応された傾きを有する２つの傾いた端面を有する。プリズム９５２の代わりに適切なミラー配列を用いることができ、これは当業技術でそれ自体公知である。
【０１０４】
図２５の下部に例示的に示している強度分布は、混合ユニット９５０付近の照明光線束の強度分布の不均一性を示している。
光線束は、２つの反対の角度の下に混合要素９０３の後端面から出射するので、混合要素９０３の前端面を同様に２つの反対の角度で照明するように考えることができる。それによって、混合ユニット９５０によって得られる光混合効果が更に改善される。混合要素９０３の前端面への光の結合を容易にするために、これらの端面は、図２５の最上部の混合要素９０３において点線９５４によって示しているように、プリズムの形状を有することができる。
別の代替的な実施形態では、ユニットの後端面から出射する光が、それに続くユニットの前端面に結合するように、複数の混合ユニット（しかし、プリズム９５０を持たない）が、前後にカスケード方式で配置される。プリズム９５０は、カスケードの最後のユニットの後方に配置することができる。
【０１０５】
図２６は、更に別の実施形態による光混合要素を通る略断面図である。図２４に示しているものと類似の要素を同じ参照番号を１００だけ増大したもので表している。光混合要素１００３は、主に、第１の面１０１４と第２の面１０１６の間に形成された間隙空間が空気又は別の気体（混合）によって充填されず、誘電体、例えば、超純水、又は複数の個々の部分層を含む誘電体ビーム分割層によって充填される点で図２４に示している光混合要素９０３とは異なるものである。この場合、面１０１４、１０１６間の距離Ｄは、ナノメートルの数十又は数百分の１程度に保つことも又は一般的に減衰内部反射が発生する距離に保つ必要もない。それによってロッド１０１０、１０１２の製造及び装着が簡素化される。
【０１０６】
面１０１４、１０１６間の間隙空間に配置される誘電体媒体は、通常は照明光線束に対してロッド１０１０、１０１２の材料よりも高い吸収を有するので、光混合要素１００３内の光学的損失は、図２４に図示の実施形態におけるものよりも幾分高い可能性がある。
当然ながら光混合要素１００３は、図２５に示す混合ユニット９５０に対して用いることができる。
【０１０７】
図２７は、更に別の実施形態による光混合要素１１０３を通る略断面図である。光混合要素１１０３は、傾いた前端面１１１８を有するプリズム部分１１１６を有する（一体的に、又は上部に形成されて）平板１１１４を含む。重心光線１１２０によって表している照明光線部分束は、平板１１１４の前端面１１１８を通じて平板１１１４に結合されると、その面における内部全反射に起因して平板１１１４内で前後に進むことになる。しかし、平板１１１４の平行な側面１１２２、１１２４上の光線１１２０の入射角は、入射角がかろうじて臨界角の近くに留まるように決められる。それによって面１１２２、１１２４の一方における各反射において、光線１１２０の一部分は透過し、屈折光線１１２０’として平板１１１４から出射する。面１１２２、１１２４で透過する光の分量は、入射角、及び平板１１１４の屈折率と周囲の媒体（通常は空気又は別の気体）の屈折率とによって決められる。従って、平板１１１４の機能は、光学分野で分光器として用いられるＬｕｍｍｅｒ−Ｇｅｈｒｋｅプレートの機能と同様である。
【０１０８】
また、この実施形態では、屈折光線１１２０’は、２つの異なる角度の下に平板１１１４から出射する。平行に延びる光線束を得るために、プリズム１１１２ａ、１１１２ｂ、及びミラー１１１３ａ、１１１３ｂが用いられる。
Ｌｕｍｍｅｒ−Ｇｅｈｒｋｅプレートとは対照的に、屈折光束１１２０’が遠視野内で干渉パターンを生成することを回避すべきである。この回避は、平板１１１４内の２つの反射の間の距離ａが、光の時間的な干渉長程度である場合に保証することができる。１９３ｎｍの波長、及び１．５ｐｍの帯域幅を有する光では、ａ＝２．５ｃｍである。偶然なことに、同じ条件は、図２４から図２６に図示の実施形態にも当て嵌まる。
【０１０９】
図３、図９、図１０の本発明による瞳形成ユニット、図４から図８及び図１６から図２４７の本発明による光学系、並びに図１１から図１４の本発明による光学調整ユニットは、照明光線部分束の重ね合わせにより、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）３８の照明の時間的安定化を可能にする。
従って、これらの様々な実施形態は、物体視野の各物体視野点に関連付けられた射出瞳を有し、物体視野点に関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを有する少なくとも１つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を含み、光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に照明光線の照明光線束を有し、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を時間的に安定化するための少なくとも１つの光学系を含み、この時間的安定化が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上での照明光線束の照明光線の重ね合わせによって実施される、物体視野点を有する物体視野の物体平面内での均一な照明のためのマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための本発明による照明光学系を示している。
【０１１０】
多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明、及び従って投影露光装置の物体視野点の射出瞳を光源の時間的及び／又は空間的な変動から分離するためには、この多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を安定化すべきである。
この分離により、図３、図９、及び図１０の本発明による瞳形成ユニット、図４から図８及び図１６から図２７の本発明による光学系、並びに図１１から図１４の本発明による光学調整ユニットを有する投影露光装置によって生成される物体視野点の射出瞳内の強度分布を重心角度値、楕円度、及び極均衡に関して望ましい強度分布から殆ど逸脱させないことが可能である。
【０１１１】
これらの上述の実施形態は、物体視野点を有する物体視野を物体平面内で照明するための照明光学系を有し、物体視野を像平面内の像視野へと結像するための投影対物系を有し、上記照明光学系が、物体視野の各物体視野点に対して関連付けられた射出瞳最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）を有する射出瞳を有し、上記照明光学系が、物体視野点の関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを有する少なくとも１つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を含み、各物体視野点に対して、関連付けられた射出瞳内の強度分布が、関連付けられた射出瞳内の望ましい強度分布から、重心角度値ｓｉｎ（β）の場合に関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）に基づいて表して２パーセントよりも小さく、及び／又は楕円度の場合に２パーセントよりも小さく、及び／又は極均衡の場合に２パーセントよりも小さくしか逸脱しないように、上記照明光学系が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を時間的に安定化するための少なくとも１つの光学系を含む、マイクロリソグラフィのための本発明による投影露光装置を示している。
この分離により、本発明による投影露光装置によって物体視野点の射出瞳内に生成される第１の強度分布を生成される第２の強度分布から外側σ又は内側σにおいて殆ど逸脱させないことが同様に可能である。
【０１１２】
従って、上記に言及した実施形態は、物体視野点を有する物体視野を物体平面内で照明するための照明光学系を有し、物体視野を像平面内の照明視野へと結像するための投影対物系を有し、上記照明光学系が、物体視野の各物体視野点に対して関連付けられた射出瞳最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）を有する射出瞳を有し、上記照明光学系が、物体視野点に関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを有する少なくとも１つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を含み、上記照明光学系が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を時間的に安定化するための少なくとも１つの光学系を含み、各物体視野点に対して、関連付けられた射出瞳内の第１の調節された強度分布が、関連付けられた射出瞳内の第２の調節された強度分布から、外側σ及び／又は内側σにおいて値０．１よりも小さくしか逸脱しないようにする、マイクロリソグラフィのための本発明による投影露光装置を同様に示している。
【０１１３】
図３から図１２、図１４、及び図１６から図２７の本発明による多ミラーアレイ（ＭＭＡ）３８は、外側σ及び／又は内側σにおいて若干しか異ならない環状設定間の変更に対して瞳内で必要な解像度要件を満たすために、本明細書の導入部で上記に提供した考察に従って構成される。更に、図示の図の上述の実施形態における本発明による多ミラーアレイ３８は、特に、投影露光装置の設置空間要件、及び瞳平面４４内の最小瞳サイズ要件を満たす。
【０１１４】
従って、上述の実施形態は、多ミラーアレイの各ミラーが、少なくとも１つの軸の回りに最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）だけ回転可能であり、かつ最小縁部長さを有し、最小縁部長さが、２００［ｍｍ*ｎｍ］*ｓｉｎ（α）／λよりも大きい、単位［ｎｍ］の投影露光装置作動光波長λを有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系のための多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を示している。
【０１１５】
図４から図８及び図１６から図２７の本発明による光学系は、多ミラーアレイ上の照明光線部分束の重ね合わせにより、この照明の均一化が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）３８の照明の純粋な時間的安定化を超えて拡張されることを保証する。この場合、上述の実施形態における本発明による光学系は、本明細書の導入部において上述した理由から、本発明による光学系の後に、照明光線部分束の高い発散という形態での付帯的な幾何学的光束を殆ど導入しない。
【０１１６】
従って、上述の実施形態は、照明光線束の発散、及び光源から多ミラーアレイ（ＭＭＡ）への照明光方向を有し、照明光方向に光学系の後の照明光線束の発散が、光学系の前の照明光線束の発散の５倍よりも小さい、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系の多ミラーアレイの照明を均一化するための本発明による光学系を示している。
図１１から図１５の本発明による光学調整ユニットは、レーザ出力と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）３８との間で、照明光線束１２の位置、発散、光線又は光束プロフィール、及び／又は偏光状態を修正することができる。
【０１１７】
従って、上述の実施形態は、レーザが、１つよりも多くのコヒーレントなレーザモード及びレーザ出力を有し、照明光線束が、発散、光線又は光束プロフィール、及び偏光状態を有し、光学調整ユニットが、レーザ出力と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）との間で照明光線束の少なくとも発散、光線又は光束プロフィール、及び／又は偏光状態を修正する、マイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系のためのレーザの照明光線束を調整するための本発明による光学調整ユニットを示している。
【０１１８】
本発明は、特許請求の範囲に記載の実施形態、又は例示的な実施形態の実施形態に限定されない。
特許請求の範囲に収まる個々の実施形態、又は上述の例示的な実施形態において提供した個々の実施形態の特徴の組合せから生じる実施形態もまた、本発明の対象とすべきものであると考えられる。
言及することができる例は、図１６による実施形態と図１７による実施形態との組合せであり、この場合、インテグレーター３２と３２ａは、光伝播方向の連続配列によって共通して作動させることができる。同様に、例示的に示されるものは、図１２から図１４に関連して例として説明した調整ユニット４００のインテグレーター３２又は３２ａとの多くの組合せの可能性であり、この場合、これらの２つのユニットを光方向に多ミラーアレイ３８の前にあらゆる望ましい順序で照明光線束内に連続して配置することができる。
更に、上述の個々の実施形態の特徴を組み合わせることから生じる実施形態以外に、同じく本発明の対象とすべきものと考えられる本発明による実施形態を異なる実施形態からの特徴を入れ替えることによって得ることができる。
【０１１９】
以下の条項は、本発明のこれら及び他の態様をより一般的な用語で説明するものである。本出願人は、これらの条項によって説明される態様のうちのいずれについても請求を起こす権利を保有する。
１．ａ）各々が複数のマイクロレンズを含む２つのプレートを含むハニカム光学インテグレーターと、ｂ）光線束を時間的に変化する入射角を伴って光学インテグレーターのマイクロレンズ上に誘導するように構成された光線束傾斜デバイスとを含む物体視野の物体視野点を物体平面内で照明するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置のための照明光学系。
２．デバイスが、ミラー面を有するミラー、及びデバイスの光軸に沿った移動成分を有する、ミラー面の移動を生成するように構成されたアクチュエータを含む条項１に記載の照明光学系。
３．アクチュエータが、光軸に対して０°とは異なる角度、好ましくは、９０°の角度だけ傾いた回転軸の回りに上記ミラーの回転振動を引き起こすように構成される条項２に記載の装置。
４．光学系が、偏光依存のビーム分割面、及びビーム分割面とミラーの間に配置された偏光マニピュレータを含む条項１又は条項２に記載の装置。
５．物体視野の各物体視野点に関連付けられた射出瞳を有し、物体視野点の関連付けられた射出瞳内の強度分布を調節するための複数のミラーを有する少なくとも１つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を含み、光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に照明光線の照明光線束を有し、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明を時間的に安定化するための少なくとも１つの光学系を含み、この時間的安定化が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上の照明光線束の照明光線の重ね合わせによって実施される、物体視野点を有する物体視野の物体平面内での均一な照明のためのマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系。
６．単位［ｎｍ］の投影露光装置作動光波長λを有し、多ミラーアレイの各ミラーが、少なくとも１つの軸の回りに最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）だけ回転可能であり、最小縁部長さを有し、最小縁部長さが、２００［ｍｍ*ｎｍ］*ｓｉｎ（α）／λよりも大きい、条項５に記載の照明光学系。
７．サイズＯＦを有する物体視野の照明物体視野面と、サイズＡＦを有する多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の照明面と、物体視野点の射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）とを有し、０．１＜ｃ＜１である定数ｃ、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）、物体視野点の射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）のうちの最大周辺角度値ｓｉｎ（γ’）を用いて、
ＡＦ＝ｃ*ｓｉｎ（Ｙ’）／ｓｉｎ（α）*ＯＦ
が成り立つ条項６に記載の照明光学系。
８．照明面ＡＦに対する照明される全てのミラーの表面積の和の比としてのフィル・ファクタが１０％よりも大きい条項７に記載の照明光学系。
９．０°と６０°の間の入射角における多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの平均反射率が、２５％よりも大きい条項５から条項８のいずれか１項に記載の照明光学系。
１０．０°と６０°の間の入射角における多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの反射率の平均反射率からの標準偏差が、平均反射率に基づいて表して５０％よりも小さい条項９に記載の照明光学系。
１１．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの少なくとも１つの縁部厚みが、３０μｍよりも大きい条項５から条項１０のいずれか１項に記載の照明光学系。
１２．投影露光装置がいわゆるスキャナとして作動され、物体視野点の射出瞳の強度分布が、走査処理中に修正される条項５から条項１１のいずれか１項に記載の照明光学系。
１３．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）が、２０００個と４０、０００個の間のマイクロミラーを含む条項５から条項１２のいずれか１項に記載の照明光学系。
１４．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）が、２ｃｍ2から８０ｃｍ2の面広さを有する条項１から条項１３のいずれか１項に記載の照明光学系。
１５．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のマイクロミラーによって発生する物体視野点の関連付けられた射出瞳内の照明立体角範囲が、関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）に基づいて表して５％よりも小さく、特に、１％よりも小さい最大角度範囲値を有する、物体視野点の射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）を有する条項５から条項１４のいずれか１項に記載の照明光学系。
１６．物体視野点の関連付けられた射出瞳における立体角範囲が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の少なくとも２つのミラー、特に、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の少なくとも４つのミラーにより、非ゼロ強度で、関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値に基づいて表して１０％よりも小さく、特に、２％よりも小さい角度範囲値を有して照明される、物体視野点の射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）を有する条項５から条項１５のいずれか１項に記載の照明光学系。
１７．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の各個々のミラーが、１０分の１秒以内、好ましくは、１００分の１秒以内で望ましい角度に調節することができる条項５から条項１６のいずれか１項に記載の照明光学系。
１８．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の各個々のミラーが、少なくとも１つのミラー設定又は少なくとも１つのミラー位置を測定するための少なくとも１つの容量センサ、圧電抵抗センサ、又は光センサを含む条項５から条項１７のいずれか１項に記載の照明光学系。
１９．全ての物体視野点に対する物体視野点の関連付けられた射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）が、０．２よりも大きい、物体視野点の射出瞳の最大周辺角度値ｓｉｎ（γ）を有する条項５から条項１８のいずれか１項に記載の照明光学系。
２０．光学系が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の空間的に均一な照明に向けて構成された条項５から条項１９のいずれか１項に記載の照明光学系。
２１．照明光方向に光学系の後の照明光線束の発散が、光学系の前の照明光線束の発散の２倍よりも小さい、照明光線束の発散、及び光源から多ミラーアレイ（ＭＭＡ）への照明光方向を有する条項２０に記載の照明光学系。
２２．光学系が、少なくとも１つの光学インテグレーターを含む条項１から条項２１のいずれか１項に記載の照明光学系。
２３．インテグレーターが、ハニカムコンデンサーである条項２２に記載の照明光学系。
２４．ハニカムコンデンサーが、５ｍよりも長い焦点距離を有する条項２３に記載の照明光学系。
２５．光学系が折り畳みビーム経路を有し、折り畳みビーム経路が、少なくとも１つのプリズム又はミラーによって折り返される条項５から条項２４のいずれか１項に記載の照明光学系。
２６．光学系が、照明光線束の照明光線を多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上で重ね合わせる条項２０から条項２５のいずれか１項に記載の照明光学系。
２７．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上での照明光線束の非コヒーレントな重ね合わせが、時間的に修正される条項２６に記載の照明光学系。
２８．非コヒーレントな重ね合わせの時間的修正が、回転楔プレートによって得られる条項２７に記載の照明光学系。
２９．光学系が、非コヒーレントな重ね合わせを与えるために、照明光線束を散乱させるための光学要素、及び／又は照明光線束を混合するための光学要素を含む条項２６又は条項２７に記載の照明光学系。
３０．散乱光学要素が、１ｍｒａｄ（ＨＷＨＭ）よりも小さく、特に、０．４ｍｒａｄ（ＨＷＨＭ）よりも小さい散乱角を有する散乱ディスクである条項２９に記載の照明光学系。
３１．混合光学要素が、回折光学要素である条項２９に記載の照明光学系。
３２．光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に光軸を有し、照明光線束の照明光線が、光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に光軸に対して垂直にある平面内で光軸に対する高さを有し、照明光線の位相遅延が、光軸に対する照明光線の高さの関数として導入される、条項２６又は条項２７に記載の照明光学系。
３３．照明光線の位相遅延が、光源と多ミラーアレイの間の光学位相要素によって生成される条項３２に記載の照明光学系。
３４．光学系が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーのミラー面上に照明光線束の照明光線を集光するための少なくとも１つの光学デバイスを含む、光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に照明光線束の照明光線を有して多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーがミラー面を有する条項５から条項３３のいずれか１項に記載の照明光学系。
３５．光学デバイスが、レンズアレイ、ミラーアレイ、及び／又は回折光学要素（ＤＯＥ）を含む条項３４に記載の照明光学系。
３６．光学系が、レーザの出力と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）との間で照明光線束の少なくとも発散、光線プロフィール、及び／又は偏光状態を修正するための光学調整ユニットを含む、１つよりも多くのコヒーレントなレーザモード及びレーザ出力を有する発散、光線又は光束プロフィール、及び偏光状態を有する照明光線束を発生させるためのレーザを有する条項５から条項３５のいずれか１項に記載の照明光学系。
３７．光学調整ユニットが、少なくとも１つのアナモフィック要素、非球面要素、自由曲面を有する要素、及び／又はＤＯＥを含む条項３６に記載の照明光学系。
３８．光学調整ユニットが、少なくとも１つのミラー及び／又はビーム分割面を含む条項３６に記載の照明光学系。
３９．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の複数のミラーが、多角形形状で構成された境界を有する条項５から条項３８のいずれか１項に記載の照明光学系。
４０．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の複数のミラーが、複数のミラーをファセット方式で配置することを可能にする境界を有する条項５から条項３８のいずれか１項に記載の照明光学系。
４１．投影露光装置が、いわゆるスキャナとして作動され、境界が、少なくとも１つの対称方向を有し、対称方向が、走査方向に対して平行ではない、条項３９から条項４０のいずれか１項に記載の照明光学系。
４２．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の複数のミラーが、平面表面から逸脱する凹面又は凸面を有する条項５から条項４１のいずれか１項に記載の照明光学系。
４３．少なくとも１つのミラーが、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の別のミラーとは異なる表面積を有する条項５から条項４２のいずれか１項に記載の照明光学系。
４４．少なくとも１つのミラーが、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の別のミラーとは異なる面曲率を有する条項５から条項４３のいずれか１項に記載の照明光学系。
４５．少なくとも１つのミラーが、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の別のミラーとは異なる、最も近い隣接ミラーからの最短距離を有する条項５から条項４４のいずれか１項に記載の照明光学系。
４６．照明光学系が、少なくとも１つのミラー特性において異なる少なくとも２つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）で作動することを意図したものである、条項５から条項４５のいずれか１項に記載の照明光学系。
４７．少なくとも２つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の選択的使用ためのデバイスが設けられる条項４６に記載の照明光学系。
４８．少なくとも２つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を入れ替えるためのデバイスが設けられる条項４７に記載の照明光学系。
４９．少なくとも２つの多ミラーアレイ（ＭＭＡ）を同時に作動させることができる条項４６に記載の照明光学系。
５０．多ミラーアレイの各ミラーが、少なくとも１つの軸の回りに最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）だけ回転可能であり、最小縁部長さを有し、最小縁部長さが、２００［ｍｍ*ｎｍ］*ｓｉｎ（α）／λよりも大きい、単位［ｎｍ］の投影露光装置作動光波長λを有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系のための多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５１．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の面のある一定のサイズ及び多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）を有し、０．１＜ｃ＜１である定数ｃ、照明光学系の物体視野平面内の開口数、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの最大傾斜角度値ｓｉｎ（α）、及び照明光学系の物体視野平面内の物体視野のサイズＯＦを用いて、多ミラーアレイの面のサイズが、ｃ*ＮＡ／ｓｉｎ（α）*ＯＦによって与えられる、条項５０に記載の照明光学系のための多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５２．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の面のサイズに対する全てのミラー面の面積の和の比としてのフィル・ファクタが、１０％よりも大きい、条項５１に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５３．０°と６０°の間の入射角における多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの平均反射率が、２５％よりも大きい条項５０から条項５２のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５４．０°と６０°の間の入射角における多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの反射率の平均反射率からの標準偏差が、平均反射率に基づいて表して５０％よりも大きい条項５３に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５５．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーの少なくとも１つの縁部厚みが、３０μｍよりも大きい条項５０から条項５４のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５６．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）が、２０００個と４０、０００個の間のマイクロミラーを含む条項５０から条項５５のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５７．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）が、２ｃｍ2から８０ｃｍ2の面広さを有する条項５０から条項５６のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５８．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の各個々のミラーが、１０分の１秒以内、好ましくは、１００分の１秒以内で望ましい角度に調節することができる条項５０から条項５７のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
５９．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の各個々のミラーが、少なくとも１つのミラー設定又は少なくとも１つのミラー位置を測定するための少なくとも１つの容量センサ、圧電抵抗センサ、又は光センサを含む条項５０から条項５８のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
６０．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の複数のミラーが、多角形形状で構成された境界を有する条項５０から条項５９のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
６１．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の複数のミラーが、複数のミラーをファセット方式で配置することを可能にする境界を有する条項５０から条項６０のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
６２．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の複数のミラーが、平面表面から逸脱する凹面又は凸面を有する条項１０２から条項１０３のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
６３．少なくとも１つのミラーが、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の別のミラーとは異なる表面積を有する条項６１から条項６２のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
６４．少なくとも１つのミラーが、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の別のミラーとは異なる面曲率を有する条項５０から条項６３のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
６５．少なくとも１つのミラーが、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の別のミラーとは異なる最も近い隣接ミラーからの最短距離を有する条項５０から条項６４のいずれか１項に記載の多ミラーアレイ（ＭＭＡ）。
６６．照明光方向に光学系の後の照明光線束の発散が、光学系の前の照明光線束の発散の５倍よりも小さい、照明光線束の発散、及び光源から多ミラーアレイ（ＭＭＡ）への照明光方向を有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系の多ミラーアレイの照明を均一化するための光学系。
６７．光学系が、少なくとも１つの光学インテグレーターを含む条項６６に記載の光学系。
６８．インテグレーターが、ハニカムコンデンサーである条項６７に記載の光学系。
６９．ハニカムコンデンサーが、５ｍよりも長い焦点距離を有する条項６８に記載の光学系。
７０．光学系が折り畳みビーム経路を有し、折り畳みビーム経路が、少なくとも１つのプリズム又はミラーによって折り返される条項６６から条項６９のいずれか１項に記載の光学系。
７１．光学系が、照明光線束の照明光線を多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上で非コヒーレントに重ね合わせる条項６６から条項７０のいずれか１項に記載の光学系。
７２．多ミラーアレイ（ＭＭＡ）上での照明光線束の非コヒーレントな重ね合わせが、時間的に修正される条項７１に記載の光学系。
７３．非コヒーレントな重ね合わせの時間的修正が、回転楔プレートによって得られる条項７２に記載の光学系。
７４．光学系が、非コヒーレントな重ね合わせを与えるために、照明光線束を散乱させるための光学要素、及び／又は照明光線束を混合するための光学要素を含む条項７１又は条項７２に記載の光学系。
７５．散乱光学要素が、１ｍｒａｄ（ＨＷＨＭ）よりも小さく、特に、０．４ｍｒａｄ（ＨＷＨＭ）よりも小さい散乱角を有する散乱ディスクである条項７４に記載の光学系。
７６．混合光学要素が、回折光学要素である条項７５に記載の光学系。
７７．光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に光軸を有し、照明光線束の照明光線が、光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に光軸に対して垂直にある平面内で光軸に対する高さを有し、照明光線の位相遅延が、光軸に対する照明光線の高さの関数として導入される条項７１又は条項７２に記載の光学系。
７８．照明光線の位相遅延が、光源と多ミラーアレイの間の光学位相要素によって生成される条項７７に記載の光学系。
７９．光学系が、多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーのミラー面上に照明光線束の照明光線を集光するための少なくとも１つの光学デバイスを含む、光源と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）の間に照明光線束の照明光線を有して多ミラーアレイ（ＭＭＡ）のミラーがミラー面を有する条項６６から条項７８のいずれか１項に記載の光学系。
８０．光学デバイスが、レンズアレイ、ミラーアレイ、及び／又は回折光学要素（ＤＯＥ）を含む条項７９に記載の光学系。
８１．光学調整ユニットが、レーザ出力と多ミラーアレイ（ＭＭＡ）との間で照明光線束の少なくとも発散、光線又は光束プロフィール、及び／又は偏光状態を修正する、１つよりも多くのコヒーレントなレーザモード及びレーザ出力を有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置のための照明光学系のためのレーザの発散、光線又は光束プロフィール、及び偏光状態を有する照明光線束を調整するための光学調整ユニット。
８２．光学調整ユニットが、少なくとも１つのアナモフィック要素、非球面要素、自由曲面を有する要素、及び／又はＤＯＥを含む条項８１に記載の光学調整ユニット。
８３．光学調整ユニットが、少なくとも１つのミラー及び／又はビーム分割面を含む条項８１に記載の光学調整ユニット。
８４．基板の少なくとも一部の上に感光材料の層が付加された基板を準備する段階と、結像される構造を含むマスクを準備する段階と、請求項１から請求項５８のいずれか１項に記載の投影露光装置を準備する段階と、マスクの少なくとも一部を層のある一定の領域上に投影露光装置の投影対物系を利用して投影する段階とを含む、微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法。
８５．基板の少なくとも一部の上に感光材料の層が付加された基板を準備する段階と、結像される構造を含むマスクを準備する段階と、条項５から条項４９のいずれか１項に記載の投影露光装置のための照明光学系を準備する段階と、そのような投影露光装置を準備する段階と、マスクの少なくとも一部を層のある一定の領域上に投影露光装置の投影対物系を利用して投影する段階とを含む、微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法。
８６．基板の少なくとも一部の上に感光材料の層が付加された基板を準備する段階と、結像される構造を含むマスクを準備する段階と、条項５０から条項６５のいずれか１項に記載の照明光学系のための多ミラーアレイを準備する段階と、投影露光装置のためのそのような照明光学系を準備する段階と、そのような投影露光装置を準備する段階と、マスクの少なくとも一部を層のある一定の領域上に投影露光装置の投影対物系を利用して投影する段階とを含む、微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法。
８７．基板の少なくとも一部の上に感光材料の層が付加された基板を準備する段階と、結像される構造を含むマスクを準備する段階と、条項６６から条項８３のいずれか１項に記載の照明光学系のための光学系を準備する段階と、投影露光装置のためのそのような照明光学系を準備する段階と、そのような投影露光装置を準備する段階と、マスクの少なくとも一部を層のある一定の領域上に投影露光装置の投影対物系を利用して投影する段階とを含む、微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法。
８８．基板の少なくとも一部の上に感光材料の層が付加された基板を準備する段階と、結像される構造を含むマスクを準備する段階と、条項８１から条項８３のいずれか１項に記載の照明光学系のための光学調整ユニットを準備する段階と、投影露光装置のためのそのような照明光学系を準備する段階と、そのような投影露光装置を準備する段階と、マスクの少なくとも一部を層のある一定の領域上に投影露光装置の投影対物系を利用して投影する段階とを含む、微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法。
８９．条項８４から条項８８のいずれか１項に記載の方法によって製造された微細構造化構成要素。
【符号の説明】
【０１２０】
１２  照明光線束
３０  平面折り返しミラー
３２  ハニカムコンデンサー
３４  中継光学系
３８  多ミラーアレイ
４４  瞳平面
【図１】
2011507293.tif 000003
【図２】
2011507293.tif 000004
【図３】
2011507293.tif 000005
【図４】
2011507293.tif 000006
【図５】
2011507293.tif 000007
【図６】
2011507293.tif 000008
【図７】
2011507293.tif 000009
【図８】
2011507293.tif 000010
【図９】
2011507293.tif 000011
【図１０】
2011507293.tif 000012
【図１１】
2011507293.tif 000013
【図１２−１３】
2011507293.tif 000014
【図１４】
2011507293.tif 000015
【図１５】
2011507293.tif 000016
【図１６】
2011507293.tif 000017
【図１７】
2011507293.tif 000018
【図１８】
2011507293.tif 000019
【図１９】
2011507293.tif 000020
【図２０】
2011507293.tif 000021
【図２１】
2011507293.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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