(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間焦点面（１６）に予め定められた強度分布を有する照明放射線（１４）を該中間焦点面（１６）から物体視野（５）内に伝達するための投影露光装置（１）のための照明光学ユニット（４）であって、
ａ．第１のファセット要素（１７）、及び
ｂ．第２のファセット要素（１８）、
を含み、
ｃ．前記第２のファセット要素（１８）は、前記照明光学ユニット（４）のビーム経路で前記第１のファセット要素（１７）の下流に配置され、
ｄ．前記第２のファセット要素（１８）は、ファセット（２４）を形成するようにグループ分けすることができる多数の変位可能マイクロミラー（３３）を含み、かつ
ｅ．ファセット（２４）を形成するための前記マイクロミラー（３３）の前記グループ分けは、柔軟に可変であり、
前記マイクロミラー（３３）は、少なくとも１つのファセット（２４）上の強度分布が最小値（Ｉmin）と最大値（Ｉmax）を有するようなファセット（２４）を形成するようにグループ分けされ、ここで、Ｉmin≧０．０５Ｉmaxが成り立ち、
ｇ．前記マイクロミラー（３３）は、前記照明放射線（１４）のうちの少なくとも５％が、破棄されるようなファセット（２４）を形成するようにグループ分けされる、
ことを特徴とする照明光学ユニット（４）。
【請求項２】
前記マイクロミラー（３３）は、異なるエタンデュ及び／又は異なる伝達率及び／又は異なる瞳充填率を有する異なる照明瞳のファセット（２４）を形成するようにグループ分けすることができることを特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット（４）。
【請求項３】
前記マイクロミラー（３３）は、グループの異なるファセット（２４）が異なる幾何学設計を有するようにグループ分けすることができることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（４）。
【請求項４】
前記第１のファセット要素（１７）の前記ファセット（２３）は、変位可能であ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項に記載の照明光学ユニット（４）。
【請求項５】
ａ．請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（４）、及び
ｂ．放射線源（３）、
を含むことを特徴とする照明系（２）。
【請求項６】
前記第２のファセット要素（１８）の前記マイクロミラー（３３）は、予め定められたエタンデュを有する照明瞳のファセット（２４）を形成するようにグループ分けすることができ、該ファセット（２４）の幾何学設計は、前記放射線源（３）の特性に依存する方式で選択することができることを特徴とする請求項５に記載の照明系（２）。
【請求項７】
前記ファセット（２４）のサイズ及び／又は形態に適応させることができるサイズ及び／又は形態を有する絞り（２６）を含むことを特徴とする請求項５及び請求項６のいずれか１項に記載の照明系（２）。
【請求項８】
前記ファセット（２４）は、前記第２のファセット要素（１８）上の前記放射線源（３）の像のサイズよりも小さいサイズを有することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の照明系（２）。
【請求項９】
照明放射線（１４）を物体視野（５）内に案内するために使用される前記第１のファセット要素（１７）の領域の全体が、前記第１のファセット要素（１７）上で前記放射線源（３）によって照明することができる領域のサイズよりも小さいサイズを有することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の照明系（２）。
【請求項１０】
中間焦点面（１６）の領域に該中間焦点面（１６）の該領域内の前記放射線源（３）の像のサイズよりも小さい放射線伝達領域を有する絞り（２６）が配置されることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の照明系（２）。
【請求項１１】
物体視野（５）を照明するために使用される前記ファセット（２４）は、該物体視野（５）の該照明に寄与を与え、２つの任意のファセット（２４）の該寄与は、最大で１０％だけ互いからずれることを特徴とする請求項５から請求項１０のいずれか１項に記載の照明系（２）。
【請求項１２】
前記マイクロミラーは、前記第２のファセット要素の下流のビーム経路内の前記エタンデュが、前記第２のファセット要素の上流のビーム経路内のエタンデュよりも少なくとも５％低いようなファセットを形成するようにグループ分けされることを特徴とする請求項５から請求項１１のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１３】
照明系（２）を設計する方法であって、
ａ．請求項５から請求項１２のいずれか１項に記載の照明系（２）を与える段階、
ｂ．特定のエタンデュを有する特定の照明瞳を予め定める段階、
ｃ．前記照明瞳の適応させるべき少なくとも１つのパラメータを予め定める段階、
ｄ．ファセット（２４）を形成するために第２のファセット要素（１８）のマイクロミラー（３３）の少なくとも一部をグループ分けする段階、
を含み、
ｅ．各場合に、前記ファセット（２４）のうちの１つは、第１のファセット要素（１７）のファセット（２３）に対して、放射線源（３）からの照明放射線（１４）をそれぞれの該ファセット（２３）を通じてそれに印加することができるように割り当てられ、かつ
ｆ．前記マイクロミラー（３３）は、適応させるべき前記パラメータが予め決定された範囲に収まるようなファセット（２４）を形成するようにグループ分けされ、
ｇ．適応させるべき前記パラメータは、伝達率及び／又は瞳充填率であり、かつ
ｈ．前記パラメータを適応させるために、前記ファセット（２４）及び／又は前記ファセット（２３）の個数及び／又はサイズ及び／又は配置が選択される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
予め定められた前記照明瞳の前記エタンデュは、前記放射線源のエタンデュよりも低いことを特徴とする請求項１３に記載の照明系（２）を設計する方法。
【請求項１５】
マイクロリソグラフィのための投影露光装置（１）であって、
ａ．請求項５から請求項１２のいずれか１項に記載の照明系（２）、及び
ｂ．物体視野（５）を像視野（１０）内に投影するための投影光学ユニット（９）、
を含むことを特徴とする投影露光装置（１）。
【請求項１６】
微細又はナノ構造化構成要素を生成する方法であって、
請求項１５に記載の投影露光装置（１）を与える段階と、
レチクル（７）を与える段階と、
感光コーティングを有するウェーハ（１２）を与える段階と、
前記投影露光装置（１）を用いて前記レチクル（７）の少なくとも１つの区画を前記ウェーハ（１２）上に投影する段階と、
前記ウェーハ（１２）上の前記露光された感光コーティングを現像する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ドイツ特許出願第１０  ２０１２  ２１２  ４５３．５号明細書の内容が引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、投影露光装置のための照明光学ユニットに関する。本発明は、更に、そのような照明光学ユニットを含む照明系、及びそのような照明系を設計する方法に関する。更に、本発明は、投影露光装置、微細又はナノ構造化構成要素を生成する方法、及びこのようにして生成された構成要素に関する。
【背景技術】
【０００３】
投影露光装置のための照明光学ユニットは、例えば、ＷＯ  ２００９／１００８５６  Ａ１、ＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６００．８、及びＤＥ  １０  ２００９  ０００  ０９９．２から公知である。
【０００４】
そのような照明光学ユニットを更に開発することへの絶え間ない必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許出願第１０  ２０１２  ２１２  ４５３．５号明細書
【特許文献２】ＷＯ  ２００９／１００８５６  Ａ１
【特許文献３】ＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６００．８
【特許文献４】ＤＥ  １０  ２００９  ０００  ０９９．２
【特許文献５】ＵＳ  ６，８５９，５１５  Ｂ２
【特許文献６】ＵＳ  ６，６５８，０８４  Ｂ２
【特許文献７】ＷＯ  ２００４／０９２  ８４４  Ａ２
【特許文献８】ＤＥ  １０  ２０１１  ０７６  ２９７．３
【特許文献９】ＷＯ  ２０１１／１５４／２４４  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの目的は、投影露光装置のための照明光学ユニットを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴を用いて達成される。
【０００８】
本発明の核心部は、ファセットを形成するようにグループ分けすることができる多数の変位可能マイクロミラーを用いて照明光学ユニットのビーム経路に第２のファセットミラーを形成することにあり、ファセットを形成するためのマイクロミラーのグループ分けは、柔軟に変更可能であり、少なくとも１つのファセットは、照明放射線の一部分が廃棄されるように設計される。この場合に、このファセットは、特に、最も低い強度を有する照明放射線の位相空間領域が廃棄されるように設計される。マイクロミラーは、特に、少なくとも１つのファセット上の強度分布が最小値Ｉminと最大値Ｉmaxを有し、Ｉmin≧０．０５Ｉmax、Ｉmin≧０．１０Ｉmax、特にＩmin≧０．１５Ｉmaxが成り立つようなファセットを形成するようにグループ分けされる。
【０００９】
マイクロミラーは、特に照明放射線のうちの少なくとも５％、特に少なくとも１０％、特に少なくとも１５％が廃棄され、すなわち、物体視野の照明に寄与しないようなファセットを形成するようにグループ分けされる。この場合に、ファセット上の強度を各領域において０まで低下させることができる。例えば、特定の領域内、特に特定の縁部領域内、例えば、１つの辺においてファセットのうちの１つ又は複数又は他に全てを切り取ることができる。好ましくは、マイクロミラーは、最も低い強度を有する照明放射線が廃棄され、ファセット上の強度分布が以上の説明に従って最小値Ｉminを有するようなファセットを形成するようにグループ分けされる。
【００１０】
マイクロミラーは、特に、第２のファセットミラーの下流のビーム経路内のエタンデュが第２のファセットミラーの上流のビーム経路内のエタンデュよりも低く、特に少なくとも５％、特に少なくとも１０％、特に少なくとも１５％だけ低いようなファセットを形成するようにグループ分けされる。この場合に、第２のファセットミラーの上流のビーム経路内のエタンデュは、特に入射瞳のサイズと開口数とにより、特に中間フォーカスの領域内のサイズと開口数とによって与えることができる。
【００１１】
入射瞳の開口数、特に中間フォーカスの領域内の開口数は、少なくとも０．１、特に少なくとも０．２、特に少なくとも０．５とすることができる。入射瞳、特に中間フォーカスの領域内の自由開口は、特に少なくとも１ｍｍ、特に少なくとも３ｍｍ、特に少なくとも１０ｍｍの直径を有する。
【００１２】
例示の観点から、この直径は、対応するファセットを切り取り、特に周辺部で切り取ることによって達成することができる。これは、このファセットのサイズが縮小されることを意味すると理解しなければならない。それによって低い瞳充填率、従って、改善されたコントラストがもたらされる。
【００１３】
好ましくは、第２のファセットミラーのファセットのうちの少なくとも１０％、特に少なくとも３０％、特に少なくとも５０％、特に少なくとも７０％、特に少なくとも９０％、特に全てのものが上記に従って設計される。
【００１４】
ファセットを形成するためのマイクロミラーのグループ分けは、特に照明光学ユニットの作動中に柔軟に選択することができる。これは、作動中に、特に第２のファセットミラーの特性、従って、照明瞳の特性を予め定められた要件に適応させ、特に最適化することを可能にする。言い換えれば、本発明による照明光学ユニットの場合に、第２のファセットミラーのファセットの形成は、簡単に予め定められず、必要に応じて変更され、特に最適化することができる。それは、特に、事前に既知ではない放射線源の特性に適応させることができる。これは、第１に照明光学ユニットの柔軟性を改善し、第２に照明光学ユニットの光学特性、従って、物体視野の照明の光学特性を改善する。第２のファセットミラーは、特に瞳ファセットミラーとすることができる。しかし、第２のファセットミラーは、必ずしも照明光学ユニットの瞳平面に配置する必要はない。それにも関わらず簡略化の目的で、以下では第２のファセットミラーを瞳ファセットミラーと呼び、そのファセットを瞳ファセットと呼ぶ。相応に簡略化の目的で、以下では第１のファセットミラーを視野ファセットミラーと呼び、そのファセットを視野ファセットと呼ぶ。
【００１５】
瞳ファセットミラーは、特にマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）として形成することができる。詳細に関しては、これにより本出願に内容が完全に組み込まれるＷＯ  ２００９／１００８５６  Ａ１又はＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６００．８、及びＤＥ  １０  ２００９  ０００  ０９９．２を参照されたい。
【００１６】
好ましくは、視野ファセットミラーの視野ファセットも変位可能である。１つの特に有利な実施形態において、視野ファセットミラーも、視野ファセットを形成するようにグループ分けすることができる多数の変位可能マイクロミラーを含む。好ましくは、視野ファセットミラーもＭＥＭＳとして形成される。これは、照明光学ユニットの柔軟性を更に高める。
【００１７】
照明チャネルを形成するために、瞳ファセットは、視野ファセットミラーの視野ファセットに割り当てることができる。この場合に、視野ファセットと、それに割り当てられた瞳ファセットとを含む対によって照明チャネルが形成される。詳細に関しては、再度ＷＯ  ２００９／１００８５６  Ａ１又はＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６００．８、及びＤＥ  １０  ２００９  ０００  ０９９．２を参照されたい。
【００１８】
本発明の一態様によれば、瞳ファセットミラーのマイクロミラーは、異なる照明瞳の瞳ファセットを形成するようにグループ分けすることができる。可能な照明瞳の選択は、特に、円形、環状、二重極状、四重極状、及びいわゆるクエーサー状の照明瞳を包含する。代替の照明瞳も同じく可能である。異なる照明瞳は、特に、照明系の異なる伝達率をもたらす異なるエタンデュ及び／又は異なる瞳充填率を有する。この場合に、伝達率は、全体的に照明光学ユニット内に入射する照明放射線の強度に対する物体視野に反射される強度の比を意味すると理解しなければならない。
【００１９】
本発明の一態様によれば、マイクロミラーは、異なる幾何学設計を有する瞳ファセットを形成するようにグループ分けすることができる。この場合に、瞳ファセットの幾何学設計は、特に、瞳ファセットミラー上の瞳ファセットのサイズ、形態、及び／又は配置を意味すると理解しなければならない。言い換えれば、瞳ファセットのうちの１つ又は複数、特に全てのもののサイズは、マイクロミラーのターゲットを定めたグループ分けによって柔軟に設定することができる。同じことは、瞳ファセットの形態及び／又はその配置に適用される。
【００２０】
本発明の一態様によれば、マイクロミラーは、グループに属する異なる瞳ファセットが異なる幾何学設計を有するようにグループ分けすることができる。瞳ファセットは、特に異なるサイズ及び／又は異なる形態を有することができる。それに対する代替として、グループに属する瞳ファセットの全てが同一のサイズ及び形態を有するようにマイクロミラーをグループ分けすることができる。
【００２１】
本発明の一態様によれば、視野ファセットミラーの視野ファセットは変位可能である。視野ファセットは、好ましくは、少なくとも２つ、特に少なくとも３つの離散位置を有する。視野ファセットは、連続的に変更可能な方式で調節可能にすることができる。好ましくは、視野ファセットの可能な位置のうちの少なくとも１つは、この位置にあるそれぞれの視野ファセット上に入射する照明放射線が第２のファセットミラーに向けられないようなものである。その結果、特にこの視野ファセット上に入射する照明放射線は、物体視野の照明に寄与しない。そのような視野ファセットの変位機能を視野ファセットの切り換え機能とも呼ぶ。これに代えて、視野ファセットの可能な位置のうちの１つでは、照明光は、第２のファセットミラーに達することができるが、それは、次いで、照明光が物体視野の照明に寄与しないようにそこで偏向される。
【００２２】
好ましくは、視野ファセットミラーもＭＥＭＳとして形成される。それによって照明光学ユニットの柔軟性が更に改善される。
【００２３】
本発明の更に別の目的は、投影露光装置のための照明系を改善することである。
【００２４】
この目的は、請求項５に記載の特徴を用いて達成される。その利点は、上述したものに対応する。
【００２５】
本発明の一態様によれば、瞳ファセットの幾何学設計は、放射線源の特性に依存する方式で選択される。特に、特定の照明瞳、特に予め決定された形態及び／又は予め定められたエタンデュを有する特定の照明瞳を予め定め、かつ瞳ファセットが、放射線源の特性、特に、そのエタンデュ、強度プロファイル、又は均一性に適応化されたサイズ及び／又は形態及び／又は配置を有するような瞳ファセットを形成するようにマイクロミラーをグループ分けすることが可能である。
【００２６】
これは、ユーザが、特に、用途に依存し、かつ必要に応じて伝達率及び／又は瞳充填率を最適化することを可能にする。特に、放射線源によって生成される放射線が、本発明による照明系においてより良好に使用される。本発明による照明系は、特に効率を高めることを可能にする。
【００２７】
本発明の更に別の態様によれば、照明系は、瞳ファセットのサイズ及び／又は形態に適応させることができるサイズ及び／又は形態を有する絞りを含む。絞りは、特に中間焦点面の領域内、すなわち、２次光源の場所に配置される。絞りは、瞳平面に対して共役な平面内、又は少なくとも瞳の近くに配置することができる。好ましくは、絞りは、少なくとも瞳の近くに配置される。以下で中間フォーカス内の照明のサイズを考える時に、このサイズは、この絞りの上流のビーム経路内の照明のサイズを意味すると捉えられたい。
【００２８】
可変絞り、特に、様々な方式で構成される中間フォーカス絞りは、照明光学ユニットによって物体視野内に伝達されない照明放射線を照明光学ユニットの入力において事前に遮蔽することを可能にする。それによって照明光学ユニットの熱負荷が低減する。
【００２９】
本発明の更に別の態様によれば、第２のファセットミラーのファセットのうちの少なくとも１つは、第２のファセットミラー上の放射線源の像のサイズよりも小さいサイズを有する。好ましくは、これらのファセットのうちの少なくとも１０％、特に少なくとも３０％、特に少なくとも５０％、特に少なくとも７０％、特に少なくとも９０％、特に全てのものがこのようにして設計される。ファセットのサイズは、好ましくは、第２のファセットミラー上の放射線源の像のサイズの最大で９０％、特に最大で７５％、特に最大で５０％、特に最大で４０％に対応する。
【００３０】
従って、ファセットは、照明放射線の一部が廃棄されるように設計される。これらのファセットは、特に、照明放射線のうちで最も低い強度を有する部分が廃棄されるように設計される。その結果、同時に全伝達率を可能な限り高く保ちながら瞳充填率を低下させることができる。
【００３１】
ファセットのサイズは、特に、ファセットのうちの少なくとも１つの上の強度分布が最小値Ｉminと最大値Ｉmaxを有し、Ｉmin≧０．０５Ｉmax、特にＩmin≧０．１０Ｉmax、特にＩmin≧０．１５Ｉmaxが成り立つように選択することができる。ファセットの更に有利な設計に対しては、照明光学ユニットの以上の説明を参照されたい。
【００３２】
本発明の更に別の態様によれば、照明放射線を物体視野内に案内するために使用される第１のファセットミラーの領域の全体は、第１のファセットミラー上で放射線源によって照明することができる領域のサイズよりも小さいサイズを有する。
【００３３】
このサイズは、物体視野の照明に寄与する中間焦点面内の放射線の角度分布が制限されるという効果を有する。言い換えれば、位相空間は、角座標に関して制限され、特に切り取られる。好ましくは、位相空間のうちで最も低い強度を有する部分、すなわち、全伝達率に最も小さい寄与を与える部分が廃棄される。特に、物体視野内に照明放射線を伝達するのに、照明放射線は、照明放射線の最大強度の少なくとも５％、特に少なくとも１０％、特に少なくとも１５％の最小強度を有する第１のファセットミラーの領域のみを使用することができる。この手段によっても、照明系の光学品質を改善することができる。
【００３４】
本発明の更に別の態様によれば、中間焦点面の領域内の放射線源の像のサイズよりも小さい放射線伝達領域を有する中間焦点面の領域内に絞りが配置される。それによって照明放射線の一部を中間焦点面の領域内で事前に廃棄することが可能になる。それによって照明光学ユニット内の熱負荷の低減が導かれる。絞りは、好ましくは、中間焦点面の領域内の放射線源の像のサイズの最大で９０％、特に最大で７５％、特に最大で５０％、特に最大で４０％に達する放射線伝達領域を有する。この場合にかつ上述の本文において、像のサイズは、特に、放射線源の像の面積又は最大直径を意味すると理解しなければならない。
【００３５】
本発明の更に別の態様によれば、絞りは、様々な方式で設計される。この絞りは、特に、可変サイズの放射線伝達領域を有する。放射線伝達領域は、特に上述の値に設定することができる。
【００３６】
絞りは、特に、絞りの放射線伝達領域内の放射線強度が最小値Ｉminと最大値Ｉmaxを有し、Ｉmin≧０．０５Ｉmax、特にＩmin≧０．１０Ｉmax、特にＩmin≧０．１５Ｉmaxが成り立つように設計される。
【００３７】
本発明の更に別の態様によれば、異なるファセットは、物体視野の照明に同等の寄与を与える。物体視野の照明への２つの任意のファセットの寄与は、互いから特に最大で１０％だけずれる。
【００３８】
この手段により、照明系の光学品質は、更に改善される。
【００３９】
本発明の更に別の目的は、照明系を設計する方法を改善することである。
【００４０】
この目的は、請求項１２に記載の特徴を用いて達成される。
【００４１】
本発明の核心部は、特定のエタンデュを有する特定の照明瞳と照明瞳の適応させるべき少なくとも１つのパラメータとを予め定める段階と、適応させるべきパラメータが予め決定された範囲に収まるような瞳ファセットを形成するように瞳ファセットミラーのマイクロミラーをグループ分けする段階とにある。
【００４２】
適応させるべき照明パラメータは、特に照明系の伝達率及び／又は瞳充填率とすることができる。伝達率は、照明光学ユニットによって物体視野内に伝達される照明放射線の強度に対して重大な影響を有する。瞳充填率は、照明のコントラストに対して重大な影響を有する。一例として、放射線源よりも低いエタンデュを有する照明瞳が予め定められた場合に、放射線源からの放射線を廃棄しなければならず、すなわち、物体視野を照明するために使用することができない。瞳ファセットを形成するためのマイクロミラーの柔軟なグループ分けは、照明強度及び／又はコントラストに関して物体視野の照明を最適化することを可能にする。これは、特に照明系の作動中に柔軟に決定することができる。
【００４３】
本発明の一態様によれば、瞳ファセットの個数、サイズ、及び／又は配置は、照明パラメータを適応させるために適切に選択される。
【００４４】
本方法は、照明系を設定する方法又は照明系を適応させる方法とも呼ぶ。
【００４５】
本発明の更に別の目的は、本発明による照明系を含むマイクロリソグラフィのための投影露光装置、この投影露光装置を用いて構成要素を生成する方法、及び本方法によって生成される構成要素を指定することである。
【００４６】
本発明により、これらの目的は、請求項１３に記載の投影露光装置、請求項１４に記載の方法、及び請求項１５に記載の構成要素によって達成される。
【００４７】
投影露光装置は、好ましくは、スキャナとして具現化される。投影露光装置は、特に、結像される物体と結像がその上に達成される基板、例えば、ウェーハとの両方に対して、投影露光中に走査方向に変位可能であるホルダを有する。
【００４８】
その利点は、以上の説明から明らかである。
【００４９】
本発明の更に別の利点、詳細、及び特異点は、図面を参照する例示的実施形態の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ＥＵＶ投影リソグラフィのための投影露光装置を通る略子午断面図である。
【図２】照明系の設計におけるエタンデュ仮定の概略図である。
【図３】より低いエタンデュを有する放射線源を使用する図２に記載の照明系の照明状況の概略図である。
【図４】瞳ファセットの第１の配置を形成するようにグループ分けされた多数のマイクロミラーを有する瞳ファセットミラーの概略図である。
【図５】環状照明瞳を形成するマイクロミラーの代替のグループ分けを有する図４に記載の図である。
【図６】環状照明瞳を生成するマイクロミラーの代替のグループ分けを有する図５に記載の図である。
【図７】可変中間フォーカス絞りの概略図である。
【図８】二重極照明設定を形成するためのマイクロミラーの代替のグループ分けを有する図４に記載の図である。
【図９】図８に記載の瞳ファセットミラー上で線ＩＸ−ＩＸに沿った強度プロファイルの図である。
【図１０】低い瞳充填度の場合の図８に記載の図である。
【図１１】図１０に記載の瞳ファセットミラー上で線ＸＩ−ＸＩに沿った強度分布の図である。
【図１２】小さい瞳ファセットの場合の図１０に記載の図である。
【図１３】図１２に記載の瞳ファセットミラー上で線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿った強度プロファイルの図である。
【図１４】照明光学ユニットの全伝達率に対する瞳ファセットの本発明による設計の有利な効果を示す概略図である。
【図１５】強度分布の等値線を中間フォーカスの領域内の４次元位相空間からの２次元抜粋に示す概略図である。
【図１６】異なるサイズの瞳ファセットの場合の図１２に記載の図である。
【図１７】図１６に記載の瞳ファセットミラー上で線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿った強度プロファイルの図である。
【図１８】強度分布の最適な領域を中間フォーカスの領域内の４次元位相空間からの２次元抜粋に示す概略図である。
【図１９】鏡面反射器である第１のファセット要素上の視野ファセットの配置を中間フォーカスの領域内の４次元位相空間からの２次元抜粋に示す概略図である。
【図２０】鏡面反射器である第１のファセット要素上の領域の配置を中間フォーカスの領域内の４次元位相空間からの２次元抜粋に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置１を子午断面に略示している。投影露光装置１の照明系２は、放射線源３に加えて、物体平面６の物体視野５を露光するための照明光学ユニット４を有する。この場合に、物体視野５に配置され、抜粋としてしか例示していないレチクルホルダ８によって保持されたレチクル７が露光される。
【００５２】
投影露光装置１は、投影光学ユニット９を更に含む。投影光学ユニット９は、物体視野５を像平面１１の像視野１０に結像するように機能する。像平面１１の像視野１０の領域に配置され、同じく略示するウェーハホルダ１３によって保持されたウェーハ１２の感光層上にレチクル７上の構造が結像される。
【００５３】
放射線源３は、特に、５ｎｍと３０ｎｍの間の範囲の放出使用放射線を有するＥＵＶ放射線源とすることができる。このＥＵＶ放射線源は、プラズマ光源、例えば、ＧＤＰＰ（ガス放電生成プラズマ）光源又はＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）光源とすることができる。当業者は、そのような放射線源に関する情報を例えばＵＳ  ６，８５９，５１５  Ｂ２に見出すことができるであろう。放射線源３から射出したＥＵＶ放射線１４は、コレクター１５によって集光される。以下では、ＥＵＶ放射線１４を照明光又は結像光とも呼ぶ。ＥＵＶ放射線１４は、特に中間焦点面１６を通り、その後に、視野ファセットミラー１７上に入射する。中間焦点面１６の領域内には、絞り開口２７を有し、中間フォーカス絞りとも呼ぶ絞り２６が配置される。視野ファセットミラー１７は、物体平面６に対して光学的に共役な照明光学ユニット４の平面に配置される。
【００５４】
視野ファセットミラー１７の下流において、ＥＵＶ放射線１４は瞳ファセットミラー１８によって反射される。瞳ファセットミラー１８は、照明光学ユニット４の瞳平面に配置される。照明光学ユニット４のこの瞳平面は、投影光学ユニット９の瞳平面に対して光学的に共役である。瞳ファセットミラー１８と、ビーム経路の順に命名したミラー２０、２１、及び２２を有する伝達光学ユニット１９の形態にある結像光学アセンブリとを用いて、視野ファセットミラー１７の視野ファセット２３が物体視野５に結像される。視野ファセットミラー１７の視野ファセット２３は、特に異なる照明瞳への適応化に向けて切換可能、特に変位可能である。切換可能、特に変位可能な視野ファセット２３を含む照明系２の詳細に関しては、ＵＳ  ６，６５８，０８４  Ｂ２を参照されたい。
【００５５】
視野ファセット２３に対しては、下記でより詳細に説明する。伝達光学ユニット１９の最後のミラー２２は、かすめ入射のためのミラー（「かすめ入射ミラー」）である。瞳ファセットミラー１８及び伝達光学ユニット１９は、照明光１４を物体視野５内に伝達するための連続光学ユニットを形成する。伝達光学ユニット１９は、特に、瞳ファセットミラー１８が投影光学ユニット９の入射瞳に配置される場合は割愛することができる。
【００５６】
位置関係のより簡単な表記のために、図１には直交ｘｙｚ座標系をプロットしている。図１では、ｘ軸は、作図面と垂直に作図面に入り込むように延びている。ｙ軸は右に向けて延びている。ｚ軸は下向きに延びている。物体平面６と像平面１１は、両方共にｘｙ平面と平行に延びている。
【００５７】
レチクルホルダ８は、投影露光中に、レチクル７を物体平面６内でｙ方向と平行な変位方向に変位させることができるように制御された方式で変位可能である。相応に、ウェーハホルダ１３は、ウェーハ１２が像平面１１内でｙ方向と平行な変位方向に変位可能であるように制御された方式で変位可能である。その結果、レチクル７とウェーハ１２とを一方で物体視野５により、他方で像視野１０によって走査することができる。変位方向を走査方向とも呼ぶ。走査方向のレチクル７の変位とウェーハ１２の変位とは、好ましくは、互いに同期して行うことができる。
【００５８】
コレクター１５は、特に、放射線源３からの放射線１４を中間焦点面１６内の中間フォーカス２５に集光するように機能する。コレクター１５は、特に、放射線源３の光分布が中間フォーカス絞り２６の絞り開口２７に合致して通り、更に、視野ファセット２３を有する視野ファセットミラー１７の領域内で予め定められた形態、特に予め定められた範囲を有するように光分布を集光するように機能する。それによって特に中間焦点面１６の領域内に放射線源３の像が導かれる。中間焦点面１６の領域内の放射線源３の像は、２次放射線源３２を形成する。２次放射線源３２は、視野ファセットミラー１７の視野ファセット２３を通して、瞳ファセットミラー１８の瞳ファセット２４上に結像され、この瞳ファセットに対しては、下記でより詳細に説明する。
【００５９】
図２に示すように、照明系２は、第１に、中間焦点面１６内の放射線源３の像、すなわち、２次放射線源３２の空間範囲が絞り開口２７の空間範囲に厳密に対応し、視野ファセットミラー１７が完全に照明され、すなわち、放射線１４が視野ファセット２３の全てに印加され、瞳ファセット２４が完全に照明されるように、放射線源３のサイズ、すなわち、ＥＵＶ放射線１４が生成される領域の空間範囲と、絞り開口２７のサイズと、視野ファセットミラー１７のサイズと、瞳ファセットミラー１８及び瞳ファセット２４のサイズとが互いに対して適応化されるように設計される。この場合に、瞳ファセットミラー１８上の瞳ファセット２４の個数は、好ましくは、視野ファセットミラー１７上の視野ファセット２３の個数に厳密に対応する。更に、瞳ファセット２４は、瞳ファセットミラー１８上で好ましくは、密充填方式で、すなわち、可能な限りいかなる間隙もなしに配置される。瞳ファセット２４が完全に照明される場合は、理想的な場合を表す。実際には、従来の照明系２の設計では、可能な限りいかなる光も失わないように瞳ファセット２４を完全に照明されるか否か、又は限定空間上に非常に多数の瞳ファセット２４を充填することができるように瞳ファセット２４を可能な限り小さくすべきか否かに関して疑問が生じていた。これまでは、照明系２を設計するときに一度はこの決定を行う必要があった。
【００６０】
以下に説明するように、照明系２は、作動中に上述のことから外れる設計を柔軟に有することができる。特に照明光学ユニット４では、特に絞り２６及び／又は瞳ファセット２４の幾何学設計は、柔軟に変更可能な方式で設計することができる。この場合に、幾何学設計は、視野ファセット２３及び／又は瞳ファセット２４のサイズ、形態、個数、及び配置を意味すると理解しなければならない。一例として、照明系２は、放射線源３の特徴に柔軟に適応させることができる。一例として、図３は、図２に記載の例示的実施形態による照明光学ユニット４が図２に記載の照明系２の設計において考慮されるものよりも低いエタンデュを有する放射線源３と組み合わされる状況を示している。より低いエタンデュを有する放射線源３の使用は、中間フォーカス２５の領域内の放射線１４が図３に示すようにより小さい空間範囲を有するが、図２に記載の照明系におけるものと同じ角度範囲を有するという効果を有することができる。これは、放射線１４が視野ファセット２３の全てに印加されるが、絞り開口２７は部分的にしか照明されないという効果を有する。それに応じて、個々の瞳ファセット２４も部分的にしか照明されない。放射線１４が印加される瞳ファセットの個数及び平均瞳充填率には変化はない。
【００６１】
入射瞳の領域内、特に中間フォーカス２５の領域内の照明系２のエタンデュは、開口数と、この領域内の自由開口のサイズとを用いて表すことができる。入射瞳の開口数は、特に中間フォーカスの領域内の開口数は、少なくとも０．１、特に少なくとも０．２、特に少なくとも０．５とすることができる。入射瞳、特に中間フォーカスの領域内の自由開口は、特に少なくとも１ｍｍ、特に少なくとも３ｍｍ、特に少なくとも１０ｍｍの直径を有する。
【００６２】
瞳ファセットミラー１８の態様を図４から図６を参照して以下に説明する。瞳ファセットミラー１８は、多数の変位可能マイクロミラー３３を含む。これらの図には、マイクロミラー３３を概略的にしか例示していない。特に、これらのマイクロミラー３３は、正確な縮尺で例示したものではない。マイクロミラー３３の詳細に関しては、ＷＯ  ２００９／１００８５６  Ａ１又はＤＥ  １０  ２００８  ００９  ６００．８、及びＤＥ  １０  ２００９  ０００  ０９９．２を参照されたい。マイクロミラー３３は、特にいわゆるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）として設計される。マイクロミラー３３は変位可能である。マイクロミラー３３は、特に少なくとも１つ、好ましくは、２つの軸の周りに回転可能である。マイクロミラー３３は、瞳ファセット２４を形成するのに柔軟にグループ分けすることができる。図４から図６には、瞳ファセット２４を形成するグループ分け３４を示している。グループ分け３４は柔軟に変更可能であるので、瞳ファセット２４は、柔軟に設定可能な幾何学設計を有する。言い換えれば、マイクロミラー３３は、異なる幾何学設計を有する瞳ファセット２４を形成するようにグループ分けすることができる。この場合に、瞳ファセット２４の幾何学設計は、瞳ファセットミラー１８上の瞳ファセット２４のサイズ、形態、及び配置を意味すると理解しなければならない。従って、瞳ファセット２４の幾何学設計は、事前に固定的に予め定められない。言い換えれば、作動中に瞳ファセット２４の幾何学設計をそれぞれの用途の要件及び／又は照明系２の他の部分の特性、特に放射線源３の特徴に柔軟に適応させることができるので、マイクロミラー３３によって形成される瞳ファセット２４を仮想瞳ファセットとも呼ぶ。
【００６３】
本発明による照明系２は、特に、照明瞳の予め定められたパラメータが予め決定された範囲に収まるような瞳ファセット２４を形成するように瞳ファセットミラー１８のマイクロミラー３３をグループ分けすることを可能にする。特に、照明系の伝達率が最大にされ、及び／又は瞳のうちで可能な最も小さい部分、例えば、非常に小さい極を有する二重極が照明されるような瞳ファセット２４を形成するようにマイクロミラー３３をグループ分けすることができる。
【００６４】
仮想瞳ファセットの利点は、照明系２を設計する方法に基づいて以下に説明する。瞳ファセット２４を形成するためのマイクロミラー３３の柔軟なグループ分けは、特に、照明系２のエタンデュを放射線源３のものに適応させることを可能にする。マイクロミラー３３のグループ分けを変更することにより、特に、照明系２の作動中に照明系２のエタンデュを設定することができる。更に、瞳ファセット２４を形成するのにマイクロミラー３３のグループ分けを適応させることにより、伝達率及び／又は瞳充填率、及び／又は伝達率と瞳充填率の間の組合せ又は均衡を予め定められた境界条件に適応させることができる。特に照明パラメータを最適化することができる。
【００６５】
図４に略示する瞳ファセットミラー１８の照明状況は、図２に記載のものに実質的に対応する。この場合に、照明瞳は、放射線源３とほぼ同じエタンデュを有すると仮定されている。従って、マイクロミラー３３は、放射線源３の像が各々実質的に完全に、特に、少なくとも９９％の範囲で瞳ファセット２４に整合するような瞳ファセット２４を形成するようにグループ分けされる。これは、与えられた視野ファセット２３から瞳ファセットミラー１８に伝達される照明光の全強度のうちの少なくとも９９％が、この視野ファセット２３に割り当てられた瞳ファセット２４上に入射することを意味すると理解しなければならない。瞳ファセットミラー１８の領域内の放射線源３の像の強度分布を明確にするために、図４から図６は、放射線源３の像の全強度のうちの７０％、９０％、及び９９％を含む領域に対応する曲線３５、３６、及び３７を略示している。
【００６６】
図４に示す照明設定から始めて環状照明瞳を有するものに切り換えることが望ましい場合に、この照明設定の場合に、すなわち、環状照明瞳の場合に、瞳ファセットミラー１８上に対応する利用可能瞳ファセットが存在しない視野ファセット２３は、オフに切り換えることができる。視野ファセットは、そこから反射された放射線１４が、瞳ファセットミラー１８の割り当てられた適切な瞳ファセット２４上に入射しないように、特に瞳ファセットミラー１８上に入射しないように変位させ、特に傾斜させることによってオフに切り換えることができる。その代替として、対応する視野ファセット２３を掩蔽し、すなわち、覆い隠すことができる。
【００６７】
しかし、多数の視野ファセット２３をオフに切り換える結果として、照明系の伝達率も環状照明瞳のエタンデュと共に低下する。
【００６８】
従って、本発明により、照明系の伝達率が極めて重要なパラメータである場合に、オフに切り換える視野ファセット２３の個数を最小にすることが可能になる。多数の視野ファセット２３をオフに切り換える代わりに、位相空間の最も明るい部分だけを使用する方が効率的であることが認識されている。本発明による照明系２は、特に、視野ファセット２３をオフに切り換える代わりに、プラズマの縁部を廃棄することを可能にする。この廃棄は、瞳ファセットミラー１８上の放射線源３の像の縁部領域が廃棄されることを意味すると理解しなければならない。この廃棄は、放射線源３の像の全強度のうちの狭小部分のみが個々の瞳ファセット２４に整合するような瞳ファセット２４を形成するようにマイクロミラー３３をグループ分けすることによって達成される。言い換えれば、マイクロミラー３３は、小さいサイズの瞳ファセット２４を形成するようにグループ分けされる。図６に示す例示的実施形態の場合に、グループ分け３４、すなわち、瞳ファセット２４のサイズは、約５０％だけ縮小されている。このサイズ縮小は、放射線１４の全強度のうちで個々の瞳ファセット２４に整合した放射線源３の像の比率がもはや９９％ではないという影響を有している。しかし、放射線源３の像の全強度のうちで個々の瞳ファセットに整合する比率はそれにも関わらず９０％よりも大きい。その結果、図４と比較して小さい環状面積にも関わらず、仮想瞳ファセットの個数をほぼ一定に保つことができるので、図６に示す照明瞳の伝達率は、図４に記載の照明瞳のものよりも約１０％しか低くない。
【００６９】
仮想瞳ファセット２４のサイズを縮小するのに加えて又はこれに代えて、照明放射線１４を物体視野５に伝達するのに最も明るい視野ファセット２３だけを瞳ファセットミラー１８上の仮想瞳ファセット２４に割り当てることができる。言い換えれば、個々の視野ファセット２３をオフに切り換えることができる。この割り当ては、特に、視野ファセット２３が等しく明るくない場合であれば有利である。この場合に、最も暗い視野ファセット２３をオフに切り換えることを有利とすることができる。
【００７０】
一般的に、視野ファセット２３又は瞳ファセット２４のいずれかの上及び／又は中間フォーカス２５において放射線１４を廃棄することに制限はない。必要に応じて、４次元位相空間の最も明るい領域を選択するか又は最も暗い領域を廃棄することができる。これは、特に照明光学ユニットが鏡面反射器方式からなる場合にも成り立つ。そのような鏡面反射器の詳細に関しては、ＷＯ  ２００４／０９２  ８４４  Ａ２を参照されたい。
【００７１】
下記では、本発明の更に別の態様を要約して説明する。
【００７２】
１つの有利な実施形態は、中間フォーカス絞り２６を可変設計のものとすることを可能にする。この中間フォーカス絞り２６は、特に仮想瞳ファセット２４のサイズ及び／又は形態に適応させることができる。特に、中間フォーカス絞り２６が照明放射線１４のうちで与えられたグループ分け３４の瞳ファセット２４に整合する部分のみを伝達し、その一方、いずれにしても瞳ファセットミラー１８の領域内で廃棄される照明放射線１４を照明光学ユニット４から入力側で事前に遮蔽するように中間フォーカス絞り２６を厳密に適応させることができる。可変絞り２６の詳細に関しては、例えば、ＤＥ  １０  ２０１１  ０７６  ２９７．３を参照されたい。
【００７３】
更に、クロストークを受ける光が可変絞りによって迷光をもたらすことが阻止される。これを阻止するために、中間フォーカス絞り２６の可変実施形態に加えて又はこれに代えて、近い瞳ファセット２４が近い視野ファセット２３によって照明されないように仮想瞳ファセット２４を視野ファセット２３に割り当てることを可能にすることができる。特に、近い瞳ファセット２４が、可能な最大の間隔を有する視野ファセット２３によって照明される場合であれば有利である。特に、近い瞳ファセット２４が、少なくとも１つ、特に少なくとも２つ、特に少なくとも３つの視野ファセット２３の分だけ互いから分離された視野ファセット２３によって照明されるように瞳ファセット２４を視野ファセット２３に割り当てることを可能にすることができる。
【００７４】
更に、仮想瞳ファセット２４及び／又は中間フォーカス絞り２６のサイズだけではなく、形態も柔軟に設定され、特に放射線源３の特性に適応させ、特に最適化することができる。
【００７５】
本発明の更に別の態様によれば、瞳ファセットミラー１８上の仮想瞳ファセット２４の配置を柔軟に設定することができる。個々の瞳ファセット２４の配置、すなわち、位置決めを特に瞳ファセット２４の形態に適応させることができる。
【００７６】
更に別の態様は、与えられたグループ分けの異なる瞳ファセット２４が異なる幾何学設計を有するようにマイクロミラー３３をグループ分けすることを可能にする。特に、予め定められる照明瞳を形成する瞳ファセット２４を異なるサイズ及び／又は形態を有するように設計することができる。それによって仮想瞳ファセット２４のサイズ及び／又は形態を放射線源３のそれぞれの像に適応させることが可能になる。本発明により、これらの像は、サイズ及び／又は形態に関して互いにずれる可能性があることが認識されている。
【００７７】
一般的に、特に予め定められたエタンデュを有する予め定められた照明瞳の瞳ファセット２４を形成するようにマイクロミラー３３をグループ分けすることができ、この場合に、瞳ファセット２４の幾何学設計は、放射線源３の特性に依存する方式で選択される。この場合に、放射線源３の極めて重要な特性は、そのエタンデュ、強度、特に強度プロファイル、特に均一性とすることができる。
【００７８】
有利な態様では、視野ファセットミラー１７も、多数の変位可能マイクロミラー３３を有するＭＥＭＳとして形成される。この場合に、視野ファセット２３の幾何学設計は、同じく柔軟に設定することができる。それによって照明系２の柔軟性が更に高まる。
【００７９】
下記では、本発明による概念を代替の照明設定に基づいて図８から図１３を参照して説明する。上述の例示的実施形態におけるものに等しい部分には同じ参照記号を付与しており、以下では、これらの上述の例示的実施形態の説明を参照する。この例示的実施形態による照明系２は、４８個の視野ファセットを有する視野ファセットミラー１７を含む。視野ファセット２３は、ここでもまた、一体的に設計するか又は多数のマイクロミラー３３のグループ分け３４として設計することができる。これらの視野ファセット２３は、この場合にも変位可能、特に傾斜可能、特に切換可能である。
【００８０】
図８は、個々には例示していないマイクロミラー３３が、いわゆる二重極照明設定を形成する瞳ファセット２４を形成するようにグループ分けされた瞳ファセットミラー１８の図を示している。説明目的でプロットする座標系を基準として、図示の照明設定をｘ二重極とも呼ぶ。
【００８１】
瞳ファセット２４は、仮想瞳ファセット、すなわち、瞳ファセットミラー１８のマイクロミラー３３のグループ分け３４である。７０％、９０％、及び９９％の領域３５、３６、３７に加えて、各々瞳ファセット２４の境界４０をプロットしている。境界４０は、瞳ファセットミラー１８上の放射線源３の像の領域を取り囲む。
【００８２】
瞳ファセット２４は、視野ファセット２３のうちで関連付けられたものと共に、ＥＵＶ放射線１４を物体視野５に、特にレチクル７に案内するための照明チャネルをそれぞれ形成する。
【００８３】
図９は、瞳ファセットミラー１８上で線ＩＸ−ＩＸに沿った照明放射線１４の強度Ｉを示している。物体視野５に伝達される照明放射線１４の全強度は、瞳ファセット２４のうちの各個々のものによって反射される強度を全ての瞳ファセット２４にわたって加え合わせた全強度からもたらされる。
【００８４】
低い瞳充填率を設定することが意図される場合に、視野ファセット２３のうちの特定の選択は、それらが照明放射線１４を割り当てられた瞳ファセット２４に、従って、物体視野５内に以後導かないように設定し、すなわち、変位させるか又は切り換えることができる。視野ファセット２３のそのような変位又は切り換え機能の詳細に関しては、ＷＯ  ２０１１／１５４／２４４  Ａ１を参照されたい。
【００８５】
例えば、視野ファセット２３のうちの７５％、すなわち、３６個は、これらの視野ファセット２３によって反射される照明放射線１４が、以後、瞳ファセットミラー１８に案内されないように切り換えることができる。その結果、図１０に示す照明設定を得ることができる。この照明設定は、図８に記載の照明設定のものと比較して７５％だけ低下した瞳充填率を有する。ファセットミラー１８上で線ＩＸ−ＩＸに沿ったこの照明設定に関連付けられた強度分布を図１１に例示している。
【００８６】
以上により、使用される瞳ファセット２４の個数、すなわち、物体視野５の照明に寄与する瞳ファセット２４の個数は、４倍だけ減少したことになる。この量は、図８に記載の照明設定の瞳ファセット２４の個数の４分の１に対応する。原理を解説するために、図１０は、空の瞳ファセット２４、すなわち、オフに切り換えられた瞳ファセット２４と、その境界４０も例示している。しかし、これらの瞳ファセット２４は、物体視野５の照明に寄与しない。対応するマイクロミラー３３のターゲットを定めた配置、特にそのグループ分けを割愛することができる。
【００８７】
瞳ファセット２４の各々が、物体視野５の照明の全強度に実質的に等しい寄与を与えると仮定すると、図１０に記載の照明設定は、図８に記載の照明設定と比較して７５％だけ低下した物体視野５の照明の全強度をもたらす。別の言い方をすると、視野ファセットミラー１７上での局所的に変化しない強度、すなわち、中間フォーカス内での角度非依存の強度を仮定した場合の瞳充填率の低下は、７５％の光損失をもたらす。
【００８８】
本発明により、瞳ファセットミラー１８のマイクロミラー３３をグループ分けし直すことにより、瞳充填率の低下に起因する光損失を低減することができ、従って、物体視野５の照明の全強度を高めることができることが認識されている。特に、低い瞳充填率を生成する上で、小さい瞳ファセット２４が使用されるように瞳ファセットミラー１８のマイクロミラー３３をグループ分けし直すことが有利であることが認識されている。対応するグループ分けを例えば図１２に示している。瞳ファセットミラー１８のマイクロミラー３３は、特に、瞳ファセット２４のサイズが、瞳ファセットミラー１８上の放射線源３の像のサイズよりも小さいような瞳ファセット２４を形成するようにグループ分けされる。瞳ファセット２４は、特に、図８に記載の配置の瞳ファセット２４の境界４０の範囲に位置する境界４１を有する。境界４１は、境界４０の範囲に少なくとも部分的に、特に完全に収まる。瞳ファセット２４は、特に、瞳ファセットミラー１８上の放射線源３の像の１０％から９５％の範囲、特に１５％から８０％の範囲、特に２０％から５５％の範囲の面積に対応する面積を有する。
【００８９】
マイクロミラー３３のこのグループ分け３４の場合に、すなわち、瞳ファセット２４の対応する設計の場合に、視野ファセット２３から瞳ファセットミラー１８に案内される照明放射線１４の一部は、当該瞳ファセット２４とそれぞれ関連付けられた瞳ファセット２３の外側に位置する領域内、又はマイクロミラー３３の対応するグループ分け３４の外側の領域内に入射する。強度のうちのこの部分を図１３に破線で表している。照明放射線１４のうちのこの部分は、物体視野５内に案内されない。その結果、この部分はレチクル７の使用領域に到達せず、従って、リソグラフィ工程に寄与しない。
【００９０】
好ましくは、この部分は、瞳ファセットミラー１８上に入射する前に予め適切に偏向又は遮蔽される。この目的で、絞り、特に可変絞りが設けられる。絞りは、好ましくは、中間フォーカスの領域内、特に中間視野平面１６の領域に配置される。絞りは、特に、照明放射線１４のうちで、厳密に瞳ファセット２４のそれぞれの境界４１の外側にある瞳ファセットミラー１８の領域内に入射する部分が遮蔽されるように調節可能である。この場合に、図１３に実線で表す強度プロファイルが、瞳ファセットミラー１８の領域内に発生する。この強度プロファイルの場合に、照明チャネルの強度は、各々この強度が、無視することができる値まで、特にゼロまで低下してしまう前に遮断される。特に、瞳ファセット２４が特定の最小強度を有する強度プロファイルを有するようにこれらの瞳ファセット２４を設計することができる。最小強度は、それぞれの瞳ファセット２４上の照明放射線１４の最大強度の特に少なくとも５％、特に少なくとも１０％、特に少なくとも１５％、特に少なくとも２０％とすることができる。
【００９１】
好ましくは、強度プロファイルのうちで遮蔽される部分は、望ましい全伝達率及び／又は望ましい瞳充填度の関数として決定される。
【００９２】
図１２に記載の瞳ファセットミラー１８の構成の場合に、すなわち、瞳ファセットミラー１８の領域内の放射線源３の像よりも小さい瞳ファセット２４の設計の場合にも、照明放射線１４の損失は発生する。しかし、この光損失は、瞳ファセット２４の各々が瞳ファセットミラー１８の領域内の放射線源３の像と同じサイズのものである瞳ファセットミラー１８の実施形態の場合のものよりも少ない。図８に記載の実施形態と比較しての光損失は、特に５０％よりも小さく、特に２５％よりも小さく、特に１０％よりも小さいとすることができる。図８に記載の実施形態に対して相対的な図１２に記載の実施形態の場合の光損失は、特に、図８に記載の実施形態に対して相対的な図１０に記載の実施形態の場合のものよりも低い。言い換えれば、図１２に記載の実施形態は、図１０に記載のものと比較して同等の瞳、特に同等の瞳充填率、特に等しい瞳充填率の場合に、高い全伝達率をもたらす。図１２に記載の実施形態の場合の全伝達率は、図１０に記載の実施形態の場合のものよりも特に少なくとも１０％高い、特に少なくとも２５％高い、特に少なくとも５０％高い、特に少なくとも１００％高い。
【００９３】
多くの場合に、中間フォーカス内の照明の局所プロファイルは、ガウス分布によって近似することができる。この場合に、中間フォーカス内の絞り、従って、瞳ファセット２４のサイズは、照明放射線１４の予め定められた最小分量が瞳ファセット２４からレチクル７に案内されるように選択することができる。特に、例えば、境界４１が強度分布の「３σ値」に厳密に対応するように瞳ファセット２４のサイズを選択することを可能にすることができる。これは、この場合に、強度分布の「３σ値」に対応するサイズが、中間フォーカス絞り１６の領域内の放射線源３の像のサイズとして使用されることになることを意味する。
【００９４】
更に、瞳ファセット２４のサイズを中間焦点面１６の領域内の絞り２６に適応させることができる。中間焦点面１６の領域内の絞り２６の設計により、瞳ファセットミラー１８の領域内の放射線源３の像のサイズに影響を及ぼすことができる。この目的のために、特に、絞り２６は、様々な方式で、特に設定可能なサイズの絞り開口を有するように設計することが有利である。瞳ファセット２４のサイズは、好ましくは、最大で瞳ファセットミラー１８の領域内の放射線源３の像のサイズと同じサイズのものであるように設定される。瞳ファセット２４のサイズは、特にこの像のサイズよりも小さい。瞳ファセット２４のサイズは、この像のサイズの最大で９５％、特に最大で８０％、特に最大で５０％である。この場合に、サイズは、特に像の面積を意味すると理解しなければならない。しかし、瞳ファセット２４のサイズは、相応に瞳ファセットミラー１８の領域内の放射線源３の像の直径に対して定めることができる。
【００９５】
照明系２の全伝達率に対する個々の瞳ファセット２４のサイズの縮小の利点を図１４に略示している。特定のエタンデュと与えられたコレクター１５とを有する放射線源３を使用する場合に、光損失を伴わずに設定することができる極めて低い瞳充填率が存在する。図１４の水平軸をスケーリングするのにこの瞳充填率が使用されている。低い瞳充填率は、図１４の垂直軸上に相対光損失として示す全伝達率の低下を余儀なくもたらす。破線は、予め定められた瞳ファセット２４をオフに切り換えることによって低い瞳充填率が得られ、それによって対応する光損失が引き起こされる状況を示すのに対して、実線は、本発明による手法の効果を示している。本発明により与えられる時の瞳ファセット２４のサイズの適応化は、特に、有意に低い光損失、すなわち、より高い全伝達率を導く。一例として、伝達率の有意な低下、特に５％よりも大きい伝達率の低下が始まる前に、瞳充填率の半減を提供することができる。
【００９６】
下記では、本発明の更に有利な態様及び変形を説明する。中間焦点面１６内の照明放射線１４の強度の局所依存性が可能な限り強く鮮明化され、特に非常に長いテールを有し、それに対して角度依存性が微弱にしか鮮明化されない場合に、特に、強度が特定の限界角度に至るまで一定であり、その後に、ゼロまで非常に急激に低下する場合に、瞳ファセット２３のサイズの制限により、特定の有利な結果がもたらされる。
【００９７】
照明系２のための望ましい目標は、視野ファセットミラー１７の均一な照明、すなわち、中間焦点面１６内での角度非依存の照明である。しかし、実際には、中間焦点面１６内では照明の角度依存性が発生する可能性がある。中間焦点面１６内の照明放射線１４の強度分布は、特に、中間フォーカス内の場所及び角度の関数、すなわち、２つの場所変数ｘ、ｙ及び２つの角度変数ａ、ｂの関数である。この場合に、中間フォーカス内の場所変数は、瞳ファセット２４のサイズに対応する。この場合に、中間フォーカス内の角座標は、視野ファセットミラー１７上の照明領域に対応する。
【００９８】
上述の瞳ファセット２４のサイズの縮小の場合に、中間フォーカス内の位相空間は、場所変数に関して制限され、特に切り取られる。この制限は、例えば、絞り２６を用いて達成することができる。
【００９９】
視野ファセット２３をオフに切り換えることにより、中間フォーカス内の位相空間を角度変数に関して制限し、特に切り取ることが可能である。これは、中間フォーカス内の照明放射線１４の強度分布が角度依存性を有する場合であれば特に有利である。
【０１００】
予め定められた瞳充填度での場所変数及び角度変数の関数Ｉ＝Ｉ（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）としての中間フォーカス内の強度分布に基づいて、視野ファセットミラー１７及び／又は瞳ファセットミラー１８の構成の最適条件を決定することが可能である。特に、可能な限り少ない光損失に関して、すなわち、可能な最も高い全伝達率に関して、視野ファセットミラー１７及び／又は瞳ファセットミラー１８を最適化することができる。視野ファセット２３の形態及び／又はサイズは、照明される物体視野５の形態及び／又はサイズ、並びに照明光学ユニット４の結像スケールによって予め定められるので、視野ファセット２３に関して、特にその個数が最適化される。この場合に、瞳ファセット２４の個数は、正確に１つの瞳ファセット２４が各視野ファセット２３に割り当てられるように選択することができる。上述したように、特に瞳ファセット２４のサイズは、全伝達率を最適化するように適応化される。本発明の利点は、使用される視野ファセット２３の個数の適応化によって更に改善することができる。特に、２０％よりも小さい瞳充填度において全伝達率を更に高めることができる。
【０１０１】
図１５は、場所変数及び角度変数の関数Ｉ＝Ｉ（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）としての中間フォーカス内の強度分布の図を示している。この場合に、１つの空間座標ｘ及び１つの角座標ａだけを示している。Ｉ＝ｃｏｎｓｔで表記している線は、強度分布の等値線である。この図では、瞳ファセット２４のサイズの縮小は、水平軸と平行な限定領域のみが使用されることに対応する。図１５は、使用される位相空間の境界４２を略示している。境界４２は、図示の例示的実施形態によると矩形であり、この矩形の幅は、瞳ファセット２４の選択サイズに対応する。視野ファセットミラー１７の使用領域は矩形の高さに対応する。
【０１０２】
本発明の更に別の例示的実施形態を図１６及び図１７を参照して以下に説明する。図８及び図１２に記載の例示的実施形態におけるものに等しい部分には同じ参照記号を付与しており、以下では、これらの例示的実施形態の説明を参照する。この例示的実施形態において、異なるサイズを有する個々の瞳ファセット２４を設計することが可能になる。グループ分け３４は、特に異なる個数のマイクロミラー３３を含む。この場合に、特に、大きい瞳ファセット２４を高い強度を有する視野ファセットに割り当てることが可能になる。低い強度を有する視野ファセット２３は、小さい瞳ファセット２４に割り当てられる。図１６は、瞳ファセットミラー１８上で瞳ファセット２４のうちの２つが残りの瞳ファセット２４よりも大きい面積を占有する実施形態を単なる例として示している。更に、全ての瞳ファセット２４のサイズを個々に設定することができる。瞳ファセット２４のサイズは、特に、関連付けられた視野ファセット２３によって伝達される強度に依存する方式で選択可能にすることができる。
【０１０３】
図１７は、瞳ファセットミラー１８上で線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿った上記に関連付けられた照明放射線１４の強度プロファイルを前と同じく例示している。
【０１０４】
位相空間の座標で表すと、図１６に記載の設計は、中間フォーカス１６の領域内の使用位相空間が直交４次元平行ポリトープではないという効果を有する。この場合に、位相空間の境界４２’は矩形ではない。この位相空間は、第１に等値線Ｉ＝ｃｏｎｓｔ．*により、第２に角座標ａの平行境界ａ＝ａ1、ａ＝ａ2によって境界が定められる。図１８は、中間フォーカス内の強度分布を場所変数及び角度変数の関数Ｉ＝Ｉ（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）として図１５と類似の方式に示している。位相空間の使用領域の縁部が、プロットする像内の等値線Ｉ＝ｃｏｎｓｔ*に沿って位置する場合に、予め定められた瞳充填率において可能な最良の伝達率、又は予め定められた伝達率に対して可能な最小の瞳充填率が得られる。Ｉ（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）が依存する２つだけではなく４つ全ての変数が考慮される場合に、４次元位相空間内の３次元等値面を必要とする。従って、中間フォーカス１６内の強度分布Ｉ（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）が局小値を持たない場合に、位相空間の領域は単純に接続され、視野ファセット２３及び瞳ファセット２４の設定によって少なくとも近似することができる。図１８に記載の位相空間の境界４２’の場合に、図示の位相空間領域の上側及び下側それぞれの縁部に対応する視野ファセット２３に、これらの縁部の間にある視野ファセットに割り当てられることになるものよりも小さい瞳ファセット２８が割り当てられることになる。
【０１０５】
視野ファセット２３及び／又は瞳ファセット２４の設定は、特に最適化法を用いて決定することができる。この場合に、必ずしも絶対最適条件を決定する必要はない。最適化法は、予め定められた判断基準に達した時に終了することができる。
【０１０６】
視野ファセット２３及び瞳ファセット２４の本発明による配置及び設計は、特にいわゆるフライアイコンデンサーに対して有利である。フライアイコンデンサーでは、中間フォーカス内の放射線源３の像は、各々視野ファセット２３のうちの１つにより、割り当てられた瞳ファセット２４上に結像される。更に、瞳ファセット２４は、それぞれ割り当てられた視野ファセット２３をレチクル７全域の上に結像する。視野ファセット２３は、中間フォーカス１６の遠視野に存在するかのように場所が定められる。
【０１０７】
本発明は、いわゆる鏡面反射器にも同じく適用可能である。そのような反射器の場合に、第２のファセット要素は、同じく第１のファセット要素上の個々の群をレチクル７上に結像するが、これらの群は、必ずしもレチクル７と同じ形態を持たない。そのような群の像がレチクル７全域を覆わないことが可能である。鏡面反射器の場合に、瞳ファセット２４は、第２のファセット要素上の領域によって置換される。相応に、第１のファセット要素の使用領域が視野ファセット２３を置換し、特にこれらの領域は、視野ファセット２３の個数に取って代わる。
【０１０８】
第２のファセット領域上の使用領域のサイズは、各そのような群に対して独立して選択することができる。放射線１４の特定の領域内でそのような群の像がレチクル７全域を覆わない場合に、この領域には、視野ファセット２３を配置することができる場合よりも多いそのような群を配置することができる。従って、これらの群の各々は、照明放射線１４の小さい位相空間体積をもたらす。
【０１０９】
図６に記載の例示的実施形態に基づいて既に示したように、平均よりも大きい強度を有する視野ファセット２３に割り当てられる瞳ファセット２４は、より大きいものとして選択することが好適である。視野ファセット２３の有限サイズに起因して、瞳ファセット２４の選択サイズは、視野ファセット２３の区域にわたって空間的に異なる照明放射線１４の特性に関する妥協として生じる。第２のファセット要素上に割り当てられる使用領域のサイズが妥協として生じることに関して第１のファセット要素上の領域が小さい程、少ない妥協しか行わなくてもよく、すなわち、少ない光又は瞳充填率しか失われない。
【０１１０】
図１９は、中間フォーカス１６内の強度分布Ｉ（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）を図１８と類似の方式に示しており、角度変数ａ及びｂへの依存性のみを示している。これらの変数は、視野ファセットミラー１７上の座標に少なくとも近似的に対応する。一例として、２つの視野ファセット２３1及び２３2の大体の位置をプロットし、すなわち、対応する位相空間領域は、対応する視野ファセットを通じて案内される。個々の視野ファセット２３1、２３2の領域にわたって有意な強度変化が発生し、従って、割り当てられた瞳ファセット２４1、２４2の最適サイズの変化も発生する。従って、割り当てられる瞳ファセット２４1、２４2の実際のサイズは、異なる要件の妥協でしかない可能性がある。
【０１１１】
図２０は、鏡面反射器に関する類似の図面を示している。第１のファセット要素上の領域２３’1、２３’2、２３’3、．．．は、フライアイコンデンサーの場合のものよりも小さいものとして設計される。従って、領域にわたる強度分布変動は小さく、従って、第２のファセット要素上に割り当てられる領域の最適サイズも小さい。従って、第２のファセット要素上に割り当てられる領域のサイズは、相反する要件の間でより低い程度までしか調整を付ける必要がない。
【０１１２】
投影露光装置１の使用中に、レチクル７と、照明光１４に対して感光性を有するコーティングを担持するウェーハ１２とが与えられる。その後に、投影露光装置１を用いてレチクル７の少なくとも１つの区画がウェーハ１２上に投影される。ウェーハ１２上へのレチクル７の投影中に、レチクルホルダ８及び／又はウェーハホルダ１３を物体平面６及び／又は像平面１１それぞれと平行な方向に変位させることができる。レチクル７の変位とウェーハ１２の変位は、好ましくは互いに同期して行うことができる。最後に、照明光１４で露光されたウェーハ１２上の感光層が現像される。このようにして、微細又はナノ構造化構成要素、特に半導体チップが生成される。
【符号の説明】
【０１１３】
１８  瞳ファセットミラー
２４  瞳ファセット
３３  変位可能マイクロミラー
３５  ７０％領域
３６  ９０％領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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