(57)【要約】  光学素子に入射する光を反射または透過する第１領域を備え、いずれの場合にも第１領域から所定距離だけ離間された少なくとも１つの第２領域をさらに備える光学素子において、前記第２領域が、少なくとも部分的に電気伝導性であり、前記第１領域から電気絶縁されているように設計されており、前記光学素子が、キャリヤ素子（６０）と、ミラーファセットの形態でキャリヤ素子に配置された少なくとも２つの前記第１領域とを備え、前記キャリヤ素子（６０）にミラーファセットから離れて配置されたそれぞれの前記第２領域（６１）が、前記キャリヤ素子ならびに前記ミラーファセットに対して電気絶縁されており、少なくとも１つの前記ミラーファセットが電気伝導性の前記第２領域によって取り囲まれている。
2010541259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子に入射する光を反射または透過する第１領域を備え、いずれの場合にも該第１領域から所定距離だけ離間され、前記第１領域を少なくとも部分的に取り囲む少なくとも第２領域をさらに備える光学素子において、
前記第２領域が、少なくとも部分的に電気伝導性となり、前記第１領域から電気絶縁されるように設計されており、前記光学素子が、キャリヤ素子（６０）と、該キャリヤ素子に配置されたミラーファセットの形態の少なくとも２つの前記第１領域とを備え、前記キャリヤ素子（６０）に前記ミラーファセットから離れて配置されたそれぞれの前記第２領域（６１）が、前記キャリヤ素子ならびに前記ミラーファセットに対して電気絶縁されており、少なくとも１つの前記ミラーファセットが電気伝導性の前記第２領域によって取り囲まれていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子において、
前記第２領域が前記第１領域を完全に取り囲む光学素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学素子において、
前記第２領域が、少なくとも１つの電気伝導性の第１セクターと、電気伝導性の第２セクターとを備え、前記第１セクターが前記第２セクターに対して電気絶縁されている光学素子。
【請求項４】
請求項１に記載の光学素子において、
前記第２領域が、少なくとも１つの電気伝導性の第１セクターと電気伝導性の第２セクターとを含み、前記第１セクターと前記第２セクターとが、少なくとも１つの前記ミラーファセットを取り囲んでいる光学素子。
【請求項５】
請求項４に記載の光学素子において、
前記第２領域が、４分割検出器を構成する少なくとも４つの導電性のセクターを備える光学素子。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学素子において、
前記電気伝導性領域が電流測定器に電気接続されている光学素子。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の光学素子において、
前記電気伝導性領域が、金属材料または半導体材料により構成されている光学素子。
【請求項８】
請求項７に記載の光学素子において、
前記金属材料または前記半導体材料が、以下の１つ以上の材料：Ｒｕ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｓｉから選択されている光学素子。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項に記載の光学素子において、
前記光が、特にマイクロリソグラフィの視野のために設計された照明系における作動光線である光学素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学素子において、
前記作動光線が、４００ｎｍより短い、特に１００ｎｍより短い波長、好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲、特に１１ｎｍ〜１４ｎｍの範囲の波長、特に７ｎｍまたは１３．５ｎｍの波長を有している光学素子。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の光学素子において、
光電流信号を測定するために用いられる前記第２領域が、光学結像処理に不利ないずれの迷光も生成しないように設計されている光学素子。
【請求項１２】
光を放出する光源（１）を有し、該光源（１）の光が、射出瞳平面（２０１）で射出瞳（２００）を照明する照明系において、
少なくとも１つの光学素子を備え、該光学素子が、光学素子に入射する光を反射または透過する第１領域を有し、いずれの場合にも該第１領域から所定距離だけ離間された、前記第１領域を少なくとも部分的に取り囲む第２領域をさらに有し、該第２領域が、少なくとも部分的に電気伝導性に設計されており、前記第１領域に対して電気絶縁されており、前記光学素子が、前記光源（１）から前記射出瞳（２００）までの光が移動する光路に配置されていることを特徴とする照明系。
【請求項１３】
光を放出する光源（１）を有し、該光源（１）の光が、射出瞳平面（２０１）で射出瞳（２００）を照明する照明系において、
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の少なくとも１つの光学素子を備え、該光学素子が、前記光源（１）から射出瞳（２００）までの光が移動する光路に配置されていることを特徴とする照明系。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の照明系において、
前記光源（１）から前記射出瞳（２００）までの前記光路で、光学素子（５８）が、射出瞳平面または射出瞳平面の近傍および／または射出瞳平面と共役の平面に配置されており、前記光学素子がキャリヤ素子（６０）、および該キャリヤ素子（６０）に配置され、第１領域を表す多数の瞳ファセットならびに前記瞳ファセットの外部の領域で前記キャリヤ素子（６０）に配置された少なくとも１つの電気伝導性の第２領域（６１）を備え、該電気伝導性の第２領域が、前記キャリヤ素子（６０）および前記瞳ファセットから電気絶縁されている照明系。
【請求項１５】
請求項１４に記載の照明系において、
少なくとも１つの前記瞳ファセットが、前記電気伝導性の第２領域によって取り囲まれている照明系。
【請求項１６】
請求項１５に記載の照明系において、
前記第２領域が、少なくとも１つの導電性の第１セクターおよび導電性の第２セクターを備え、前記第１セクターおよび前記第２セクターが、少なくとも１つのミラーファセットの周囲に配置されている照明系。
【請求項１７】
請求項１６に記載の照明系において、
前記第２領域が、４分割検出器を構成する少なくとも４つの導電性のセクターを有している照明系。
【請求項１８】
請求項１２から１７までのいずれか一項に記載の照明系において、
該照明系が、多数の視野ファセットを有する別の光学素子（５６）を備え、該光学素子（５６）が、前記光源（１）の光を受け、この光を多数の光線束に分割し、前記光学素子（５６）に向ける照明系。
【請求項１９】
請求項１２から１８までのいずれか一項に記載の照明系において、
該照明系が集光器（３）を備え、該集光器が、前記光源（１）から前記射出瞳（２００）までの光路で前記光学素子の前方に配置されており、前記光源（１）の光を受ける照明系。
【請求項２０】
請求項１２から１９までのいずれか一項に記載の照明系において、
前記照明系が、少なくとも前記光源（１）を有する第１部分光学系（１２）と、少なくとも光学素子（５８）を有する第２部分光学系（５０）とを備える照明系。
【請求項２１】
請求項１２から２０までのいずれか一項に記載の照明系において、
該照明系が、前記光源および／または光学構成部材（１４）および／または前記光学素子のための位置設定装置（１６）を備える照明系。
【請求項２２】
請求項１２から２１までのいずれか一項に記載の照明系において、
該照明系が処理ユニット（３０４）を備え、該処理ユニットが、少なくとも１つの前記電気伝導性の第２領域に接続されている照明系。
【請求項２３】
請求項２２に記載の照明系において、
前記処理ユニットが、電気伝導性の第２領域からの信号を記録し、前記処理ユニット（３０４）に伝達するように設計されており、前記処理ユニットが、少なくとも前記光源および／または少なくとも前記光学構成部材および／または前記光学素子の位置を設定するための少なくとも１つの位置設定装置に接続されている照明系。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の照明系において、
前記位置設定装置（１６）が制御され、電気伝導性領域に記録された前記信号によって、前記光学素子に入射する光が実質的に前記光学素子の前記第１領域に入射するように設計されている照明系。
【請求項２５】
請求項１８に記載の照明系において、
少なくとも１つの前記視野ファセット（５９００．１，５９００．２）が、前記光線束（５９０２）に対して前記視野ファセットを位置決めするための役割を果たす位置設定装置（５９９８．１，５９９８．２，５９９８．３，５９９８．４）を含む照明系。
【請求項２６】
請求項２５に記載の照明系において、
該照明系が、制御／調整ユニット（５９９４）を備え、該制御／調整ユニット（５９９４）が、少なくとも１つの電気伝導性の第２領域（５９１２．１，５９１２．２）に接続されている照明系。
【請求項２７】
請求項２６に記載の照明系において、
前記制御／調整ユニット（５９９４）が、信号が前記電気伝導性の第２領域に記録され、前記制御／調整ユニット（５９９４）に伝達されるように設計されており、前記制御／調整ユニット（５９９４）が、少なくとも１つの視野ファセット（５９００．１，５９００．２）を位置決めする役割を果たす少なくとも１つの位置設定装置（５９９８．１，５９９８．２）に接続されている照明系。
【請求項２８】
請求項２７に記載の照明系において、
前記制御／調整ユニット（５９９４）が、前記電気伝導性領域に記録された前記信号によって前記位置設定装置（５９９８．１，５９９８．２，５９９８．３，５９９８．４）を制御し、これにより、前記光学素子（５０５８）に到達した光が実質的に前記光学素子の第１領域（５９１０．１，５９１０．２）に入射し、光源（５００１）の角度ドリフトを補償するように設計されている照明系。
【請求項２９】
特にＥＵＶリソグラフィで使用するために、請求項１４から２４までのいずれか一項に記載の照明系を調整する方法において、
電気伝導性の前記第２領域に、該第２領域に入射する光によって生成された信号を記録するステップと、
少なくとも前記光源および／または前記光学構成部材（１４）および／または前記光学素子のための前記位置設定装置を、入射光によって電気伝導性の前記第２領域に生成される信号が最小限となるように制御するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
特にＥＵＶリソグラフィで使用するために、請求項２５から２８までのいずれか一項に記載の照明系の光源（１，５００１）のドリフトを補償する方法において、
前記電気伝導性の第２領域（５９１２．１，５９１２．２）に入射する光によって生成された信号を記録し、それぞれの前記第２領域（５９１２．１，５９１２．２）を前記第１領域（５９１０．１，５９１０．２）に関連づけるステップと、
前記第１領域に関連づけられた前記視野ファセット（５９００．１，５９００．２）の位置設定装置（５９９８．１，５９９８．２，５９９８．３，５９９８．４）を、入射光によって前記電気伝導性の第２領域に生成された信号が最小限となり、これにより、前記光源のドリフトが補償されるように制御するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
光源（１）の光が、少なくとも１つの光学素子によって像平面の像に物体平面の物体を投影する投影対物レンズにおいて、
前記光学素子が、光学素子に入射する光を反射または透過する第１領域と、関連した該第１領域から所定距離だけそれぞれ離間され、少なくとも部分的に前記第１領域を取り囲む第２領域とを備え、該第２領域が、少なくとも部分的に導電性であり、前記第１領域に対して電気絶縁されており、前記光学素子が、物体から像平面へ光が移動する光路に配置されていることを特徴とする投影対物レンズ。
【請求項３２】
請求項３１に記載の投影対物レンズにおいて、
前記第２領域が前記第１領域を完全に取り囲む投影対物レンズ。
【請求項３３】
請求項３１または３２に記載の投影対物レンズにおいて、
前記第２領域が、少なくとも１つの電気伝導性の第１セクターと電気伝導性の第２セクターとを有し、前記第１セクターが前記第２セクターに対して電気絶縁されている投影対物レンズ。
【請求項３４】
請求項３１から３３までのいずれか一項に記載の投影対物レンズにおいて、
前記第２領域が、４分割検出器を構成する少なくとも４つの導電性のセクターを備える投影対物レンズ。
【請求項３５】
請求項３１から３４までのいずれか一項に記載の投影対物レンズにおいて、
前記照明系が、前記投影対物レンズの少なくとも１つの光学素子および／または光学構成部材のための位置設定装置（１６）を備える投影対物レンズ。
【請求項３６】
請求項３１から３５までのいずれか一項に記載の投影対物レンズにおいて、
該投影対物レンズが処理ユニット（３０４）を備え、該処理ユニットが、少なくとも１つの電気伝導性の第２領域に電気接続されている投影対物レンズ。
【請求項３７】
請求項３６に記載の投影対物レンズにおいて、
前記処理ユニットが、信号が前記電気伝導性の第２領域に記録され、前記処理ユニット（３０４）に伝達されるように構成されており、前記処理ユニットが、少なくとも前記光学素子および／または前記光学構成部材を位置決めする役割を果たす少なくとも１つの前記位置設定装置（１６）に接続されている投影対物レンズ。
【請求項３８】
請求項３７に記載の投影対物レンズにおいて、
前記処理ユニットが、信号が前記電気伝導性の第２領域に記録され、前記処理ユニット（３０４）に伝達されるように構成されており、前記処理ユニットが、少なくとも素子および／または光学構成部材を位置決めする役割を果たす少なくとも１つの前記位置設定装置（１６）に接続されている投影対物レンズ。
【請求項３９】
特にＥＵＶリソグラフィで使用するために、請求項３１から３８までのいずれか一項に記載の投影対物レンズを調整する方法において、
前記電気伝導性の第２領域で、該第２領域に入射する光によって生成される信号を記録するステップと、
少なくとも光学素子および／または光学構成部材のための位置設定装置を、入射光によって前記電気伝導性の第２領域に生成される信号が最小限となるように制御するステップ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】
本発明は少なくとも１つの電気伝導性領域を有する光学素子、さらにこのような光学素子を有する照明系に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明系は、キャリヤ素子に配置されたファセット素子、特にミラーファセットを有する少なくとも１つの光学構成部材を含み、第１の光学構成部材は、射出瞳平面または射出瞳平面と共役の平面に、またはその近傍に配置される。照明系の作動波長は、≦４００ｎｍの波長範囲であり、特に１００ｎｍより短く、特に好ましくはＥＵＶリソグラフィで使用することのできる波長範囲、すなわち、５〜３０ｎｍ、特に１１ｎｍ〜１４ｎｍの範囲、特に7ｎｍまたは１３．５ｎｍである。
【０００３】
電子部品の構成線幅を、特にサブミクロン範囲でさらに低減することを可能にするために、マイクロリソグラフィプロセスで用いる光により短い波長を使用する必要がある。
例えばＥＵＶリソグラフィと呼ばれる軟Ｘ線を用いたリソグラフィプロセスでは、１００ｎｍより短い波長を有する光を使用することが考えられる。
【０００４】
ＥＵＶリソグラフィの分野は、最も有望な将来のリソグラフィ技術の１つである。現在では、０．２〜０．３の開口数で、５ｎｍ〜３０ｎｍ、特に１１〜１４ｎｍ、特に７ｎｍまたは１３．５ｎｍの範囲のＥＵＶリソグラフィのための波長が議論されている。ＥＵＶリソグラフィプロセスの画質は、一方では、投影対物レンズによって、他方では照明系によって決定される。照明系は、パターンを有するマスク、いわゆるレチクルを配置した視野平面のためにできるだけ一様な照明を提供する必要がある。
【０００５】
投影対物レンズは、感光性の物体を配置した像平面、いわゆるウェーハ平面に視野平面の像を投影する。ＥＵＶリソグラフィのための投影露出装置は、反射光学素子により設計される。ＥＵＶ投影露光装置の像平面の視野は、幅２ｍｍおよび円弧長さ２２〜２６ｍｍの光アスペクト比のリング状視野の形状を有している。投影系は通常はスキャンモードで作動される。ＥＵＶ投影露光装置の対象に関しては、以下の刊行物を参照されたい。
W. Ulrich, S. Beiersdoerfer , H. J. Mann, "Trends in Optical Design of Projection Lenses for UV- and EUV-Lithography" , in Soft X-Ray and EUV Imaging Systems, W. M. Kaiser, R. H. Stulen (editors), Proceedings of SPIE, Vol. 4146 (2000), pp. 13-24;
および
M. Antoni, W. Singer, J. Schultz, J. Wangler, I. Escudero-Sanz, B. Kruizinga, "Illumination Optics Design for EUV- Lithography", in Soft X-Ray and EUV Imaging Systems, W. M. Kaiser, R. H. Stulen (editors) , Proceedings of SPIE, Vol. 4146 (2000), pp. 25-34.
【０００６】
これら２つの刊行物の開示内容は参照により本特許出願明細書に完全に組み込まれる。
【０００７】
照明系の像平面に配置したマスクの像を感光性基板、例えば、半導体素子を作製するために使用することができるウェーハに投影するためには、マスクを配置した平面における照明の形状および照明強度を露光プロセスの間一定に保つ必要がある。照明の変化は、光源の劣化または光源の位置変化の結果、それぞれ出力変化または位置変化によって生じる場合がある。
【０００８】
特に、２つの部分系、すなわち、少なくとも光源および、場合によっては集光器を備える第１部分系と、ミラーファセットを有する少なくとも１つの光学素子を備える第２部分系とからなる照明系では、光源の照射特性の変化、光源の位置変化、またはセンタリングエラーまたは調整エラー、すなわち、第１および第２部分系の不整合により、照明系の視野平面における視野および／または射出瞳平面における射出瞳の照明の変動、または視野平面における均一性の欠如および／または射出瞳におけるテレセントリック性エラーが生じる場合がある。
【０００９】
光源ユニットを備える第１部分系と、例えば視野平面または瞳平面を照明する役割を果たす第２部分系との間の上記調整エラーは、光学系、特に、例えばマイクロリソグラフィで使用される光学系において１つの起こり得る調整されていない状態にすぎない。他の起こり得る調整エラーは、例えば、個々の光学構成部材、例えば投影対物レンズの個々のミラーが調整されていない状態である。
【００１０】
米国特許第６８４２５００号明細書（特許文献１）に記載の投影露光装置は、照明の強さ、いわゆる露光量を決定することができる装置を含む。
【００１１】
特許文献１には、光源および集光器を備え、光源の像を中間像に投影する第１部分系を有する照明系が開示されている。さらにこの照明系は、光源から射出瞳までの光路において光源の中間像の下流側に配置された第２部分系を有し、この第２部分系は、視野平面における視野および射出瞳平面における射出瞳を照明する役割を果たす光学構成部材を含む。
【００１２】
さらに特許文献１には、第１および第２部分系を整列するための手段として、照明装置が第１部分系、いわゆる光源系と第２部分系との間における光軸位置のずれを検出する役割を果たす検出装置を含むことが一般的に記載されている。このコンセプトを実施するために、特許文献１は、第２部分系に配置したファセットミラーにセンサを配置することを一般的に提案している。検出されたずれに応じて光軸を整列する能力を提供するために、特許文献１は、集光ミラーを制御することによって第１および第２部分系の不整合を補正することが可能となるように集光ミラーを位置調整可能とする設計コンセプトを記載している。センサコンセプトとして、特許文献１では、作動光路において、例えばレチクルが配置されている平面の近傍で照明系の光路の折返しミラーの表面で入射光によって誘起された光電流を記録することを提案している。
【００１３】
特許文献１による装置では、照明装置の光学素子で生じる光電効果の変化は、同様に作動光線の入射光を反射または透過する光学素子の近傍で常に個々の光学素子の表面で検出される。
【００１４】
特許文献１に開示された装置の欠点として、光電的に生成される電子の数がそれぞれの光学素子表面の純度に関係している。ミラー面は、特に、例えば５ｎｍ〜３０ｎｍのＥＵＶ波長範囲で作動光線を使用した場合に、長時間にわたって作動した後に幾分汚染されるという事実に基づき、作動中に生成される光電的な信号に大きい変化を予期する必要がある。それ故、これらの信号は、照明系または投影対物レンズの光学構成部材を調整するために使用することはできない。同様に、例えば露光量を制御するためにこれらの信号から他の情報を引き出すことも極めて難しい。
【００１５】
国際公開第２００４／０３１８５４号（特許文献２）に開示された照明系は第１光学系および第２光学系を有し、第１光学系は光源を含み、第２光学系は少なくとも１つの視野ファセットミラーを含んでいる。
【００１６】
特許文献２に記載のコンセプトによれば、光源モジュールおよび下流側の光学構成部材を調整するために、視野平面または視野平面近傍に配置した光学素子、例えば視野ファセットミラーにセンサが配置される。
【００１７】
特許文献２は、同様に、好ましくは４分割センサとして構成された検出器を配置した瞳ファセットミラーを開示しているが、検出器を実際に実施する方法についてはさらに記載されていない。考慮できる検出器は、特許文献２には半導体検出器または感音性検出器としか記載されていない。特許文献２では、特許文献１に開示したような光電効果に基づく検出は不安定すぎるので好ましくないとしている。
【００１８】
検出器を有する他の照明系が欧州特許第０４２１７４６号明細書および欧州特許第１９０１１２５号明細書に記載されており、後者では開口絞りに配置した検出器を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第６８４２５００号
【特許文献２】国際公開第２００４／０３１８５４号
【特許文献３】欧州特許第０４２１７４６号
【特許文献４】欧州特許第１９０１１２５号
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】W. Ulrich, S. Beiersdoerfer , H. J. Mann, "Trends in Optical Design of Projection Lenses for UV- and EUV-Lithography" , in Soft X-Ray and EUV Imaging Systems, W. M. Kaiser, R. H. Stulen (editors), Proceedings of SPIE, Vol. 4146 (2000), pp. 13-24
【非特許文献２】M. Antoni, W. Singer, J. Schultz, J. Wangler, I. Escudero-Sanz, B. Kruizinga, "Illumination Optics Design for EUV- Lithography", in Soft X-Ray and EUV Imaging Systems, W. M. Kaiser, R. H. Stulen (editors) , Proceedings of SPIE, Vol. 4146 (2000), pp. 25-34
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の第１の課題は、長時間の作動時にも安定した光電信号を提供し、例えばマイクロリソグラフィ投影露光装置などの光学ユニットで使用される場合に調整を行うために用いることができる光学素子を提案することである。
【００２２】
本発明が解決しようとする別の課題は、上記欠点を回避した照明系を提案し、特に視野平面におけるできるだけ一様な照明および射出瞳における低いテレセントリック性エラーを簡単に確保する照明系を提案することである。光源モジュールおよび下流側の光学構成部材の不整合に起因するエラーを回避することに特に重点をおく。
【００２３】
本発明の別の課題は、安全に調整することができる投影対物レンズを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
第１に挙げた課題は、本発明によれば、請求項１に記載の光学素子により解決される。
【００２５】
本発明による光学素子は、光学素子に入射する光を反射または透過する第１領域を有し、さらに第１領域に隣接しているか、または第１領域に対して小さい間隙だけ離れた少なくとも１つの第２領域を有しており、第２領域は、少なくとも部分的に電気伝導性となり、第１領域から電気絶縁されるように設計されている。
【００２６】
光学素子は、例えば照明系、投影対物レンズまたはマイクロリソグラフィ投影露光装置の一部である場合、第１領域はいわゆる作動光線を受ける。作動光線は、照明系における視野平面または射出瞳の領域を照明するために用いられる光、または投影対物レンズにおいて物体平面の物体を像平面の像に投影する光線である。
【００２７】
ＥＵＶ光で作動するシステムでは、作動光線は５〜３０ｎｍ、好ましくは１１〜１４ｎｍの範囲、例えば７ｎｍまたは１３．５ｎｍであるが、これらの数値は制限を意味するものではない。特にＥＵＶ波長領域で１００ｎｍより短い波長を有する作動光線を使用した場合、第１領域は反射性となるように設計される。この場合、第１領域は入射光を別の光学構成部材、例えばミラー、または、例えば視野平面に反射する。例えば１９３ｎｍ以上の波長を有する作動光線の場合には、入射光を受ける第１領域は透過性となるように設計される。
【００２８】
第２領域は第１領域に隣接し、これを部分的に取り囲む。第２領域は、電気伝導性となるように設計され、この領域に入射する光により光電効果が生じ、その結果、検出可能な電流が生じる。このシステムが完全に調整された場合、迷光を除いてはいずれの作動光線も第２領域に入射しない。作動光線は光学素子の第１領域にのみ入射する。このシステムは極わずかに調整されていない場合であっても、作動光線の光の一部は光学素子の第２領域に入射し、そこで光電式に検出することができる。第１領域は、システムが完全に調整された場合に広範囲に完全に照明されるように選択されているので、調整がわずかに不十分な場合にもすぐに第２領域の光電流が生じる。それ故、光学素子のエラーを光学素子自体で直接に測定することができるので、光学素子は調整されていない状態に対して感度が極めて高い。
【００２９】
好ましい実施形態では、第２領域は第１領域を完全に取り囲む。別の改良した実施形態では、第２領域は複数のセクター、例えば第１セクターと第２セクターとにさらに分割される。第２領域をセクターに分割することにより、調整エラーを検出することだけでなく、調整ずれの方向についての情報を得ることも可能となる。
【００３０】
特別な一実施形態では、光学素子は、キャリヤ素子と、ミラーファセットの形態でキャリヤ素子に配置された複数の第１領域と、キャリヤ素子のミラーファセットの外部に配置された電気伝導性の第２領域とを含み、電気伝導性の第２領域は、キャリヤ素子ならびにミラーファセットに対して電気絶縁されている。この調整の結果として、個々のミラーファセットに入射しない短波長の光は、ミラーファセットによって覆われていないキャリヤ素子の領域に二次電子を励起する。この領域が電気伝導性の領域、例えば金属面の場合には、この領域を例えば電流測定器に接続し、これにより、ドレイン電流を測定することが可能となる。
【００３１】
第１実施形態では、ミラーファセットを配置したキャリヤ材料は絶縁材料である。それぞれのミラーファセットは、幾らかの空間を残して電気伝導性の領域によって取り囲まれていてもよい。これにより、それぞれのミラーファセットを取り囲む領域が、ミラーファセットのミラー面に対してもキャリヤ素子に対しても絶縁されることが確実となる。電気伝導性の領域が個々のミラーファセットからできるだけ短い距離をおいている、すなわち、ミラーファセットに隣接している場合、特に好ましい。本実施例の関連では、短い距離とは、第１領域の平均寸法の１／１０未満の距離である。
【００３２】
また、第１領域と第２領域とは相互に電気絶縁されている必要があるので、距離が短すぎないように注意すべきである。したがって、距離には下限がある。下限は、例えばミリメートルのオーダである。空間が足りない場合、絶縁材料を適宜に選択し、例えば０．５ｍｍまたは０．１ｍｍの下限で短い距離を実施することも可能である。平均寸法は、例えば円形のミラーファセットの場合には、ミラーファセットの直径とみなされる。この場合、受信された光電流信号によって極わずかに調整されていない状態さえも検出することができる。
【００３３】
しかしながら、このことは、以下に説明するように、より大きい間隔を有する導電性領域の可能性を除外しない。本発明によれば、導電性領域は、光学系の作動光線によって照射されない領域で光学素子自体に配置される。すなわち、導電性領域は光学活性領域の外部に位置する。
【００３４】
代替的な実施形態では、多数の導電性領域が１つ以上のミラーファセットの周囲で絶縁キャリヤに配置されている。導電性領域は、例えば電気伝導性のストリップとして構成することもできる。ストリップの空間的配置に基づいて、局所的に異なった測定を行うことが可能となる。
【００３５】
ミラーファセットの少なくとも１つに属する電気伝導性領域が４分割検出器を構成する場合、特に好ましい。このことにより、加算および減算信号の生成が可能となり、これらは、不整合またはセンタリングエラーを決定するために再び用いられる。
【００３６】
電気伝導性領域は、好ましくは金属材料または半導体材料により構成されている。好ましい材料は、Ｒｕ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｓｉである。
【００３７】
本発明の好ましい実施形態では、光学素子はファセット付き光学素子である。特に好ましくは、しかしながら、これにより制限を意味することなしに、光学素子は瞳ファセットミラーである。米国特許第６，１９８，７９３号明細書に記載のような二重ファセット付き照明系では、瞳ファセットミラーは照明系の瞳孔平面に、または瞳孔平面に近傍に配置される。同明細書に記載の照明系は、特に１９３ｎｍより短い、とりわけ５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲の作動波長を用いるＥＵＶマイクロリソグラフィ投影露光装置で使用する種類の照明系である。この範囲の特別な作動波長は７ｎｍ，１１ｎｍおよび１３．５ｎｍである。ＥＵＶリソグラフィのための照明系では、ファセット付き光学素子は、複数のミラーファセットを含む光学素子の一種、いわゆるマルチミラーアレイである。上記明細書に開示されているような２重ファセット付き照明系は、少なくとも２つのファセット付き照明系を含む。すなわち、視野ファセットミラーと呼ばれる第１のファセット付き光学素子および上記の瞳ファセット付きミラーと呼ばれる第２のファセット付き光学素子である。
【００３８】
２つのファセット付き光学素子を有する二重ファセット付き照明系において、光源から照明される物体までの光路における第２ミラーが本発明により構成されているが、代替的な可能性として、本発明によるファセット付き光学素子は、米国特許出願公開第２００６／０１３２７４７号明細書に開示されているように、視野ファセットミラーまたはいわゆる鏡面反射器であってもよい。鏡面反射器とは、好ましくは視野平面にも瞳平面にも配置されない光学素子である。鏡面反射器は、照明系の視野および射出瞳を同時に照明し、数百個の個々のミラーファセットを備える。米国特許第６，１９８，７９３号明細書ならびに米国特許出願公開第２００６／０１３２７４７号明細書の開示内容全体は参照により本出願明細書に組み込まれる。
【００３９】
照明系または投影対物レンズの他の光学素子は、例えばかすめ入射ミラーまたは垂直入射ミラーである。電気伝導性領域として構成された第２領域は、常に、例えば結像光路または照明光路における作動光線の光によって使用されない（すなわち、光学有効領域の外部に位置する）領域である。
【００４０】
光学素子の他に、本発明はこのような光学素子を有する照明系、投影対物レンズまたはマイクロリソグラフィ投影露光装置をも提供する。
【００４１】
第１実施形態では、照明系は、射出瞳平面で射出瞳を照明する光源を含む。照明系は、光源から射出瞳までの光路に配置した光学素子をさらに含む。
【００４２】
好ましくは、光学素子は多数の瞳ミラーファセットを有するファセット付き光学素子として構成されており、射出瞳平面または射出瞳平面の近傍および／または射出瞳平面と共役の平面に配置されている。
【００４３】
このような光学素子は、キャリヤ素子およびキャリヤ素子に配置した多数の瞳ファセットならびに瞳ファセットの外部でキャリヤ素子に配置した少なくとも１つの電気伝導性領域を備え、電気伝導性領域は、キャリヤ素子および瞳ファセットに対して電気絶縁されている。瞳ファセットミラーを有する照明系は、例えば米国特許第６１９８７９３号明細書に開示されている。
【００４４】
代替的な照明系は、光源、キャリヤ素子を有する単一の光学素子、およびキャリヤ素子に配置した多数のミラーファセットを含む。光学素子は、ミラーファセットの外部に配置した導電性領域を含む。米国特許出願公開第２００６／０１３２７４７号明細書に記載のように、光学素子は視野平面および瞳平面を照明し、好ましくは視野平面にも視野平面と共役の平面にも配置されず、瞳平面にも瞳平面と共役の面にも配置されない。
【００４５】
米国特許第６１９８７９３号明細書に記載の照明系は、好ましくは多数の視野ファセットを有する別の光学素子を含む。視野ファセットは、光源の光を受け、この光を多数の光線束に分割する。これら多数の光線束は、ファセット付き瞳ファセットミラーとも呼ばれる光学素子に向けられる。本発明によれば、瞳ファセットミラーは、瞳ファセットの外部に位置する少なくとも１つの導電性領域を含む。視野ファセットから到来したそれぞれの光線束は２次光源を形成する。
【００４６】
ファセット付き瞳ファセットミラーは、２次光源が形成された平面またはこの平面の近傍に配置される。それぞれの２次光源は、ファセット付き瞳ファセットミラーが位置する平面に照明スポットを形成する。光源および光源に続く照明系の光学構成部材が相互調整されている場合、個々の照明スポットは、個々の瞳孔ファセットのみをカバーする。照明系が調整されていない場合、照明スポットは個々の瞳ファセットだけでなく、瞳ファセットに隣接する領域をもカバーする。本発明によれば、２次電子は瞳ファセットに隣接する領域で生成され、これにより、２次電子のドレイン電流を測定することができる。ドレイン電流の大きさから調整エラーの大きさを推測することができる。迷光によって生じる電流を除いて、有効光に由来するドレイン電流が測定されない場合、照明系は完全に調整されている。なぜなら、いま照明スポットによって瞳ファセットミラーのみがカバーされており、瞳ファセットミラーに隣接したいずれの領域もカバーされていないからである。この場合、有効光によって２次電子は生成されない。関連分野の知識を有する専門家には、上記の二重ファセット付きシステムについて説明した調整を、鏡面反射器を有するシステム、または光学系、例えば投影対物レンズにおけるそれぞれ他の任意の調整にも応用できることが明らかである。
【００４７】
一般的に、二重ファセット付き照明系は、例えば米国特許第６１９８７９３号明細書に開示されているように、５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲、特に１１ｎｍ〜１４ｎｍの範囲、特に７ｎｍ，１１ｎｍまたは１３．５ｎｍの光を照射する光源と、光源から照明されるべき平面までの光路に配置された第１ファセット付き素子または第１マルチミラーアレイと、光の方向に対して第１ファセット付き光学素子の下流側に配置された第２ファセット付き素子または第２マルチミラーアレイとを含む。
【００４８】
好ましくは、第２マルチミラーアレイは、本発明によるファセット付き素子として構成されており、光学領域の外部に電気伝導性領域を有している。このような装置により、光源のドリフト、特に光源の角度スペクトルのドリフトを検出することが可能となる。光源のドリフトまたは光源の角度スペクトルのドリフトは、光源、および場合によっては光源に関連した集光ミラーの放出強度の方向における変化に起因する。
【００４９】
この機能を実施するために、第１マルチミラーアレイは光源の光を受ける少なくとも２つのミラーを含む。第１マルチミラー素子のミラーまたはミラーファセットは、光源の光を反射して第１および少なくとも第２光線束とし、光源からの光線の角度スペクトルを第１角度スペクトルと少なくとも１つの第２角度スペクトルに分割する。第１光線束および第２光線束は、光路において第１マルチミラーアレイの下流側に配置された第２マルチミラーアレイの第１ミラーファセットおよび第２ミラーファセットに入射する。
【００５０】
第１光線束は第１光束、第２光線束は第２光束と略して呼ぶこともできる。第２マルチミラーアレイは、本発明によるファセット付き光学素子として構成されている。すなわち、第２マルチミラーアレイは、ミラーファセットの周囲に少なくとも部分的に延在する電気伝導性の領域を含む。電気伝導性の領域は、ミラーファセットのためのキャリヤ素子に対してもミラーファセットに対しても絶縁されている。第２マルチミラーアレイのミラーまたはミラーファセットは、第１マルチミラーアレイのミラーファセットによって生成された第１および第２角度スペクトルを局所的な寸法で受ける。
【００５１】
光源のドリフトが角度寸法に現れた場合、第１素子のミラーファセットによって生成された第１および第２角度スペクトルに変化が生じる。この場合、この変化は第２マルチミラー素子の局所寸法で検出される。すなわち、端的に言えば、角度寸法における光源ドリフトは、第２マルチミラーアレイのミラーファセットの局所寸法で検出される。第２マルチミラーアレイによって検出された角度寸法における光源ドリフトを、例えば照明ユニットにおける光源ドリフトを補償する能力を有する制御システムの制御信号として使用できる装置は特に好ましい。このような補償は、例えば、第１マルチミラーアレイのミラーまたはミラーファセットが、例えばピエゾ素子によって傾斜角度を変化させて制御に応答する場合に可能である。
【００５２】
いま光源ドリフトが第２マルチミラーアレイによって検出された場合、ドリフトの結果として生じる角度スペクトルの変化を、作動制御、例えば第１ファセット付き光学素子に配置したそれぞれのミラーの傾斜角の変化によって補償することができる。このような制御は、フィードバック・ループ方式で設計することもできる。
【００５３】
第１領域から小さい間隔をおいて、例えば瞳ファセットの近傍に配置した第２領域に対して代替的に、第１領域から離間した領域を利用して、調整のために使用することができる光電流を生成することも可能である。二重ファセット付き照明系では、例えば、個々の瞳ファセットの代わりに光学素子に形成された特殊な感光性領域に第１ファセット付き素子を用いて照明スポットを投影することによって、調整のための光電信号を生成することが可能であろう。このことは、視野ファセットミラーまたは第１ファセット付きミラーに付加的な視野ファセットを設けることによって、または個々の瞳ファセットの代わりに感光性領域を用いることによって、二重ファセット付きシステムで実施することができる。
【００５４】
感光性領域、すなわち、電気伝導性領域を、例えば４分割センサを構成する４つの区画に分割した場合、個々の四分区画の差分信号を生成し、信号合計によってそれぞれの差分を割ることによって、例えば調整を行う場合に次のような利点を提供する調整入力情報を生成する：
調整入力情報は、瞳ファセットミラーの個々の瞳ファセットが完全に照明されている場合にも利用可能である。
調整入力情報は、光線の絶対光度とは無関係である。
【００５５】
好ましい実施形態では、照明系は、光源から射出瞳までの光路においてファセット付き光学素子の前方に配置され、光源からの光を受け、集光する集光器を含む。
【００５６】
好ましくは、照明系は、少なくとも光源を有する第１部分光学系と、少なくともファセット付き光学素子を有する第２部分光学系とに分割される。第１部分光学系は、光源／集光器部分系とも呼ばれ、少なくとも１つの光源および集光器を備える。第２部分系は、照明系の他の全ての構成部材を備え、特にファセット付き光学素子を含む。好ましくは、第１および第２部分系は、中間焦点によって光学的に分離されており、それぞれの圧力レベルに関して、真空システムで一般に使用される適宜な技術手段によって分離されている。第２部分系において本発明による光学素子は、第２部分系に関連して第１部分系の設定を制御することを可能にする。
【００５７】
６つの自由度により調整を制御するためには、６つの調整情報を生成するために少なくとも６つのセンサが必要である。これらのセンサは瞳ファセットを有する光学素子に配置することができる。代替的な可能性として、いくつかのセンサのみが瞳ファセットを有する光学素子に配置され、残りのセンサは、例えば視野ファセットを有する光学素子に配置される。これは、高い測定精度が得られるという利点を有する。調整は、好ましくは光源および／または光学素子のために位置決め装置によって行われる。
【００５８】
照明系が処理ユニットならびに位置設定装置を有し、処理ユニットが少なくとも１つの電気伝導性領域に接続されている場合には、自動調整が可能である。
【００５９】
好ましくは、処理ユニットは、電気伝導性領域の測定値が自動的に評価され、処理ユニットが少なくとも光源および／または少なくとも光学素子の位置を設定するための役割を果たす少なくとも１つの位置設定装置に接続されるように構成されている。このような構成は、フィードバック・ループである。
【００６０】
この場合、照明系は、導電領域から受信した信号に基づいて処理ユニットが位置設定装置を制御し、多数の光束の照明スポットを瞳ファセットの領域に位置させるように構成されている。
【００６１】
照明系の他に、本発明は、特にＥＵＶリソグラフィ分野で照明系を調整するための方法も提供する。この方法は、次のステップ：
電気伝導性領域によって、電気伝導性領域における電流を表す信号を記録するステップと、
少なくとも光源および／または光学素子のための位置設定装置を制御し、電気伝導性領域の電子により生成された信号の大部分を消滅させ、これにより、照明系を整列させるステップとを有する。
【００６２】
システムを相互に調整するために、位置決め装置は、光源モジュールまたは照明モジュール全体を変位および回動させる。モジュール全体の移動は、モジュール内の光学素子の整列が影響を受けないという利点を有する。モジュールの光軸の整列が影響されない場合またはミラーが移動された後にもとのように整列される場合には、ミラー素子をモジュールの内部で移動させることも可能である。実質的にミラー素子の回動および変位により、例えば第１部分系と第２部分系との間で光源の中間像を変位され、調整され、光線の方向が補正される。ミラー素子は露光が行われている間にも制御することができるので、このような装置により、露光プロセスの間に２つの部分素子を整列または調整することが可能となる。調整システムが２つよりも多い調整軸線を有している場合には、光束の方向を互いに無関係に調整することができる。これは、例えば２本の回転軸および２本の並進軸を有するミラー、またはそれぞれ２本の回転軸を有する２つのミラーによって行うことがきる。
【００６３】
ミラー素子を調整するために特に好ましい装置が米国特許第４，４９０，０４１号明細書に示されており、その開示内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。この明細書には、ミラー素子の取付け装置が記載されており、この取付け装置は、単一の回転中心を中心としたミラーの回転によって、反射された光線は、方向を変化させながら、同じ固定位置でミラー面に常に当たり続ける。すなわち、ミラーが回動された場合に光束の光線の入射点は実質的に一定に保たれる。米国特許第４，４９０，０４１号明細書に記載されているような装置を位置設定装置として使用した場合、この位置設定装置によりミラー素子を再位置決めし、回転し、方向および位置を別個に調整することができる。この目的を達成するために、米国特許第４，４９０，０４１号明細書に記載のように回転軸を規定する回転中心を中心として回動させることができるようにミラー素子を支持する。例えば中間像の領域における光線束の方向のエラーは、上記の検出器による検出に続いて、いまこの単一の回転中心を中心とした回動によって補正することができ、これにより、その側方位置が失われることはない。これにより、特に調整を簡単に実施する方法が得られる。
【００６４】
本発明は、特にマイクロリソグラフィ用ＥＵＶ投影露光装置で使用される。次に実施例を用いて本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】位置設定装置を有するミラー素子を備えるＥＵＶ投影露光装置の概略図である。
【図２ａ】２つの部分光学系に分割されたＥＵＶ照明系における調整エラーの原理を示す図である。
【図２ｂ】２つの部分光学系に分割されたＥＵＶ照明系における調整エラーの原理を示す別の図である。
【図２ｃ】２つの部分光学系に分割されたＥＵＶ照明系における調整エラーの原理を示す別の図である。
【図２ｄ】２つの部分光学系に分割されたＥＵＶ照明系における調整エラーの原理を示す別の図である。
【図２ｅ】角度ドリフトを検出するための役割を果たす２つのファセット付き光学素子、すなわち、第１マルチミラーアレイおよび第２マルチミラーアレイを有する照明系の原理を示す図である。
【図２ｆ】光源のドリフトを補償するためのフィードバック・ループの原理を示す図である。
【図３ａ】ミラーファセットを有するファセット付き光学素子のキャリヤプレート上のミラーファセットに隣接して電気伝導性領域を配置した本発明によるファセット付き光学素子を示す図である。
【図３ｂ】ミラーファセットを有するファセット付き光学素子のキャリヤプレート上のミラーファセットに隣接して電気伝導性領域を配置した本発明によるファセット付き光学素子を示す別の図である。
【図４】スペクトル・グリッドフィルタにおいて中間焦点における回転調整と側方調整とを相互に分離することを可能にする調整装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図１は、特に１３．５ｎｍの波長を有するＥＵＶ光線領域の作動波長のための投影露光装置を示し、電気伝導性領域が、走査素子に隣接して、瞳走査素子を有する光学素子のキャリヤ素子に配置されている。作動波長は、１３．５ｎｍに制限されない。５ｎｍ〜３０ｎｍの作動波長は、例えば７ｎｍ〜１１ｎｍの波長であってもよい。ＥＵＶ投影露光装置は、ＥＵＶ光線を放出するソースプラズマ１を有する光源および集光光学構成部材、いわゆる集光器３を有する。集光器３は、国際公開第０２／０６５４８２号パンフレットに記載の入れ子状の集光器として構成されており、同パンフレットの開示内容全体は本明細書に組み込まれる。集光器３は、照明系の物体平面に配置された光源１の像を光源１の中間像Ｚに投影するか、または物体平面２と共役の平面ｙの第２光源に投影する。物理的開口絞り２２が、物体平面２と共役の平面７または平面７の近傍に配置されている。
【００６７】
本実施例では、例えばレーザプラズマ源またはプラズマ放出源であってもよい光源１は、照明系の物体平面２に配置されている。２次光源とも呼ばれる１次光源１の中間像Ｚは、照明系において物体平面２と共役の平面７に位置している。
【００６８】
本出願明細書の文脈では、照明系１０の第１部分光学系は、光源１から光源１の中間像Ｚまで延在する部分光学系である。
【００６９】
集光器３の他に、光源／集光器ユニットとも呼ぶ第１部分系１２は、ミラー素子としてグリッド素子１４および位置設定装置１６を含む。
【００７０】
スペクトル・グリッドフィルタとも呼ばれるこのようなグリッド素子１４は、例えば米国特許出願公開２００２／１８６８１１号明細書に記載されており、その開示内容は全て参照により本明細書に組み込まれる。米国特許出願公開２００２／１８６８１１号明細書に記載のように、１次の回折光の焦点は、開口絞り２２が位置する平面７に当たる。すなわち、第１回折オーダで、集光器およびグリッド素子は開口絞りの平面に光源のほとんど無収差の像を生成し、同平面における光源の２次光源または中間像Ｚが生じる。例えばゼロオーダなどの他の次数の回折光は全て開口絞り２２により遮断され、より長い波長の光、例えばＤＵＶ光は通過することができない。
【００７１】
米国特許第６４３８１９９号明細書に記載のように、さらに投影系の照明系１０は第２部分光学系５０を含む。第２部分光学系５０は、視野平面１００に角度視野を形成および照明し、光学投影装置の入射瞳を満たす光をできるだけセンタリングする役割を果たす。同明細書の開示内容は全て参照により本明細書に組み込まれる。図面には視野平面１００における局所的なｘ−ｙ−ｚ座標系も示されている。視野の一様な照明を生成するための混合ユニット５２として、第２部分光学系５０は、第１ラスター素子を有する第１光学構成部材５６および第２ラスター素子を有する第２光学構成部材５８を有する。第１ラスター素子および第２ラスター素子は、それぞれ第１キャリヤ素子および第２キャリヤ素子に配置されている。反射性の設計構成では、第１ラスター素子を有する第１光学構成部材５６は視野ファセットミラーとも呼び、第２光学構成部材５８は、瞳ファセットミラーとも呼ぶ。混合ユニット５２に加えて、第２部分光学系５０は２つの像反射ミラー６２，６４および視野形成用かすめ入射ミラー７０を有する光学像投影系６３を含む。
【００７２】
多数の反射性視野ファセットを有する視野ファセットミラー５６は多数の光源像を生成する。この場合のように光源の中間像Ｚが形成された場合、これらの多数の光源像は３次光源と呼ばれる。３次光源は、光源の平面２および中間像Ｚの平面７と共役の平面５９に位置する。図１に示すような二重ファセット付き照明系では、瞳ファセットミラー５８は上記の平面５９または平面５９の近傍に配置されている。瞳ファセットミラー５８は、キャリヤ素子６０を含み、キャリヤ素子６０には、多数の瞳ファセットが配置されている（図３ａおよび３ｂを参照のこと）。
【００７３】
瞳ファセットミラーのキャリヤ素子には、例えば第１および第２部分系１２，５０の調整されていない状態を検出するために、少なくとも１つの電気伝導性領域６１が瞳ファセットに隣接して配置されている。この場合、例えば４分割検出器の形態の多数の電気伝導性領域６１が好ましい。
【００７４】
光源１から視野平面１００までの光路で下流側に続く光学像投影装置６３は、瞳ファセットミラーの像を照明系の射出瞳に投影し、この像は投影対物レンズ２０２の入射瞳２００に入射する。投影対物レンズの入射瞳２００の位置は、例えば、視野平面１００における照明された視野の中央視野点（０，０）から到来する光束の主光線ＣＲが投影対物レンズの光軸ＨＡと交差する点によって決定される。射出瞳をも表す入射瞳は射出瞳平面２０１に位置する。
【００７５】
視野ファセットミラー５６および瞳ファセットミラー５８の個々のファセットの傾斜角は、視野ファセットミラーの個々の視野ファセットの像が照明系の視野平面１００で相互に重畳され、従って、この視野平面に位置するパターン支持マスク１０１のために広範囲に一様化された照明が可能となるように設計されている。環状視野セグメントが、例えば狭い反射角で作動される視野形成用かすめ入射ミラー７０により形成される。代替的な実施形態では、視野ファセット自体は、単に照明されるべき視野の形状を有していてもよく、すなわち、環状セグメント形状であってもよい。
【００７６】
レチクルとも呼ぶ視野平面１００のパターン支持マスク１０１は投影対物レンズ２０２によって視野平面１００の像平面２０４に投影される。投影対物レンズは、米国特許第６３５３４７０号明細書に開示されているような６ミラー投影対物レンズであり、同明細書の開示内容は全て参照により本明細書に組み込まれる。投影対物レンズの像平面２０４には、露光対象物、例えばウェーハが配置されている。
【００７７】
本発明によれば、位置調整エラー、例えば不整合を検出する役割を果たす少なくとも１つの電気伝導領域６１が瞳ファセットミラー５８のキャリヤプレート６０に配置されている。キャリヤ素子に配置された電気伝導領域６１の詳細図が図３ａおよび図３ｂに示されている。センサ３００の信号は、例えば電気接続部３０２によって位置設定および制御ユニット３０４に伝達される。位置設定および制御ユニットでは、２次電子によって生成された信号が、例えば調整されたシステムの信号と比較される。検出されたずれに応じて、位置決め装置によってグリッド素子１４が図面に示した回転軸ＲＡを中心として回動されるか、または図面の局所的なｙ軸に沿って変位される。中間像Ｚを有する照明系では、図２ａ〜図２ｄに示すように、中間像Ｚの位置をこのようにして変位し、第２部分系の方向を互いに調整することができる。
【００７８】
位置設定装置１６の実施形態を図４に示す。
【００７９】
代替的な実施形態では、グリッド素子１４の代わりにソースプラズマ１の位置が調整可能となるように設計することも可能である。すなわち、光源は、光源１１の機械的および／または電気的な構成部材によって位置調整可能になっており、このことは、特にソースプラズマ１が作動中に経時的に位置を変えた場合には特に有利である。特に好ましくは、複数の構成部材、例えば光源１１、グリッド素子１４または光源-集光器ユニット１２の全体が操作できるように設計されている。
【００８０】
特に１９３ｎｍより短い波長、例えば５〜３０ｎｍのＥＵＶ波長領域でリソグラフィに用いることを意図した図１の照明系は、第１マルチミラーアレイ、視野ファセットミラー５６、第２マルチミラーアレイおよび瞳ファセットミラー５８を有するいわゆる「２重ファセット付き照明系」である。上述のように、第１マルチミラーアレイのそれぞれのミラーファセットは、光源１の角度スペクトルの一部を受ける。第１マルチミラーアレイのそれぞれのミラーファセット、すなわち、それぞれの視野ファセットには角度スペクトルおよび光線束が関連づけられている。それぞれの視野ファセットに属する光線束は、視野ファセットに関連した瞳ファセットに入射する。光源が角度ドリフトを示しているが、システムが他の点では正しく調整されている場合、第２光学マルチミラーアレイ５８の信号が変化するであろう。このことは、それぞれの視野ファセットミラーに関連して瞳ファセットミラーの信号に変化があることを意味する。視野ファセットミラー５６が、例えばキャリヤプレートに対して位置を個別に調整可能なミラーファセット、または調整可能な視野ファセットミラーを有している特殊な構成である場合、光源の角度ドリフトは、それぞれの視野ファセットミラーの位置を変更することにより補償することができる。このことは図２ｅおよび図２ｆに示されている。システムに付加的な欠陥があり、第１部分系が第２部分系に対して調整されていない場合、第２マルチミラーアレイで生じた信号を互いに重畳することができる。このような場合、適宜な分析によってこれらの信号を分離し、システムの調整を行うことができ、続いて光源１の角度ドリフトの補償を行う。
【００８１】
図２ａ〜図２ｄは、特に２つの部分系からなる照明系の起こりうる調整されていない状態を示す。この照明系では第１光源の中間像Ｚが形成される。中間像Ｚは、照明系を第１部分系１２と第２部分系５０とに分割する。図２ａは、第２部分系５０に対して調整された状態の第１部分系１２を示す。第１部分系の光軸４００．１と第２部分系の光軸４００．２とは一致しており、光源の中間像Ｚは、照明系の光源１を位置決めした平面２と共役の平面７に入射する。光源の平面２と共役の平面７には、好ましくは物理的な開口絞り２２が配置されている。
【００８２】
図２ｂ〜図２ｄは、照明系の第１部分系１２および第２部分系５０の起こりうる３つの調整されていない状態を示す。
【００８３】
図２ｂは、第１および第２部分系１２，５０の方向調整エラーを示す。方向調整エラーとは、中間像Ｚが位置する平面７は、物理的開口絞りを配置した平面２３と一致しているが、第１部分系の光軸４００．１は第２部分系の光軸４００．２に対して傾斜していることを意味する。中間像平面７から所定距離をおいて配置された検出器によって、第２部分系の光軸４００．２に対する第１部分系の光軸４００．１の傾斜角を決定し、これにより、第１光軸４００．１と第２光軸とを整列させること、すなわち、光線の方向に関してシステムを調整することが可能となる。本明細書では、「距離」という用語は、中間像平面７から検出器の入射点まで光が移動する距離を意味する。この場合、検出器は瞳ファセットミラー５８における導電性領域６１である。
【００８４】
図２ｃは、第２部分系５０に対して第１部分系の側方位置エラーが生じた場合を示す。この場合、光源の中間像Ｚは中間像平面７に入射するが、この平面と、物理的開口絞り２２を配置した第２光学系の光軸４００．２に対して中央では交わらない。すなわち、開口絞りは、第２部分系への光線の通過を遮断する。第１部分系１２と第２部分系５０との間のこのいわゆる側方調整エラーは、瞳ファセットミラーに設けた導電性領域によって検出することができる。調整されたシステムでは、瞳ファセットミラーは共役面５９に配置されている。導電性領域６１によって、生じた光点の大きさおよび位置を検出することができる。
【００８５】
図２ｄは、第２部分系に対して第１部分系の軸線方向位置エラーが生じた場合を示す。この場合、光源の中間像Ｚは中間像平面７に入射し、中間像Ｚは、光源から視野平面までの光路で、例えば物理的開口絞りを配置した開口絞り平面２３の後方に入射する。すなわち、この場合には中間像平面７はもはや開口絞り平面２３とは一致しない。第１部分系１２と第２部分系５０との間のこのいわゆる軸線方向位置調整エラーは、調整されているシステムで中間像平面７と共役の平面５９に配置した少なくとも１つの検出器によって検出することができる。このように、共役面の光点は、システムが理想的に調整されている場合に最小化される。軸線方向調整エラーによって、光点の大きさは増大し、これにより検出可能となる。本発明によれば、導電性領域を含む瞳ファセットミラーは、軸線方向位置調整エラーのための検出器である。
【００８６】
位置ならびに方向に関して調整されていないシステムを調整する場合に、第１ステップとして方向調整を行うことが好ましい。その結果、第１部分系１２の光軸４００．１と第２部分系の光軸４００．２とは互いに整列する。後続の第２ステップで位置調整を行う。これに続いて、所望の調整状態が得られるまでこのプロセスを繰り返すことができる。
【００８７】
図２ｅおよび図２ｆは、光源５００１の角度ドリフトが生じる、２つのマルチミラーアレイまたは２つのファセット付き光学素子を有する二重ファセット付き照明系の原理およびこのような角度ドリフトを補償する方法を示す図である。
【００８８】
図２ｅに示す照明系において、図１の較正部材に類似した較正部材には５０００を加えた同じ参照番号を付す。図２ｅに示す照明系は、光源５００１および第１ファセット付き光学素子または第１マルチミラーアレイ５０５６を含む。第１マルチミラーアレイ５０５６は、視野平面または視野平面と共役の平面またはこれらの平面の近傍に配置することができる。従って、この第１マルチミラーアレイは視野ファセットミラー５０５６とも呼ぶ。
【００８９】
図示の実施形態における第１マルチミラーアレイは、例として２つのミラー、すなわち、第１ミラー５９００．１および第２ミラー５９００．２を有している。第１マルチミラーアレイは２つのミラー５９００．１および５９００．２に制限されない。例えば、国際公開第０２／２７４０１号パンフレットの第１マルチミラーアレイは２１２個ほどの視野ファセットを有し、第２マルチミラーアレイは２１２個のファセットを有している。同パンフレットの視野ファセットは長方形の形状を有し、列および行で配置されている。同パンフレットの瞳ファセットの形状は円形である。光源５００１から到来する光線束５９０２は開口角αを有する。光源５９０１の光線束５９０２から、第１ミラー５９００．１は角度α１を有する第１角度スペクトルを受け、この入射角度スペクトルは、第１光線束５９０４．１として第２マルチミラーアレイ５０５８の第１ミラー５９１０．１で反射される。第２ミラー５９００．２は、光源５９０１の光線束５９０２から角度α２を有する第２角度スペクトルを受け、この入射角度スペクトルは、第２光線束５９０４．２として第２マルチミラーアレイ５０５８の第２ミラー５９１０．２で反射される。
【００９０】
システムが正しく調整されており、ドリフトが生じていない場合、光線束５９０４．１，５９０４．２はミラー５９１０．１，５９１０．２に入射する。ドリフトが生じている場合、光線束５９０４．１，５９０４．２は、ミラーに隣接した導電性領域５９１２．１，５９１２．２に入射する。導電性領域では、角度ドリフトの結果として信号が生成され、これらの信号は入射光線束５９０２に対してミラー５９００．１，５９００．２の位置を変更し、これにより、光源の角度ドリフトを補償するために用いることができる。
【００９１】
このような制御コンセプトを図２ｆに示す。図２ｅの構成部材と同一の構成部材には同じ参照符号を付す。図２ｆに示す第１マルチミラーアレイ５０５６の２つのミラー５９００．１，５９００．２は所定の可動性をもってキャリヤプレート５９９０に取り付けられている。図２ｆに示す実施例では、ミラー５９００．１，５９００．２およびキャリヤプレート５９９０は、共に第１ミラーアレイ５０５６を形成している。いま光源の角度ドリフトによって生じた信号が第２マルチミラーアレイ５０５８の導電性領域５９１２．１，５９１２．２によって検出された場合、この信号はライン５９９２によって制御・調整ユニット５９９４に伝達されるであろう。制御・調整ユニット５９９４は、ライン５９９６．１，５９９６．２によって第１マルチミラーアレイ５０５６の個々のミラー５９００．１，５９００．２を制御する。これにより、ミラー５９００．１，５９００．２は、例えば傾斜角の変更によって異なる位置に設定され、これにより、光源５００１の角度ドリフトは補償される。ミラー５９００．１，５９００．２の位置を変更するためには、ピエゾ素子５９９８．１，５９９８．２，５９９８．３，５９９８．４またはいわゆるマイクロアクチュエータを用いることができる。それぞれのピエゾ素子は、ライン５９９６．１，５９９６．２によって制御ユニット５９９４に接続されている。ピエゾ素子５９９８．１，５９９８．２，５９９８．３，５９９８．４は、一般に位置設定装置である。ピエゾ素子の代わりに、位置設定装置は、例えばローレンツ力を使用することもできる。
【００９２】
図３には、図１では参照番号５８付した瞳ファセットミラーの第１実施形態が示されている。瞳ファセットミラーはキャリヤ素子１０００を含む。この実施例では、全部で８個の瞳ファセットがキャリヤ素子に配置されている。瞳ファセットは、一般に瞳ファセットミラーを配置した平面の照明スポットの形状に対応した丸い形状を有している。反射性瞳ファセットとして構成された個々の瞳ファセットには、参照符号１００２．１，１００２．２，１００２．３，１００２．４，１００２．５，１００２．６，１００２．７，１００２．８を付す。それぞれの瞳ファセット１００２．１，１００２．２，１００２．３，１００２．４，１００２，５，１００２．６，１００２．７，１００２．８は、絶縁領域１００４．１，１００４．２，１００４．３，１００４．４，１００４．５，１００４．６，１００４．７，１００４．８によってそれぞれ取り囲まれている。絶縁領域は、間隙によりそれぞれの瞳ファセットから分離されている。電気伝導性の層、例えば金属層１００６．１，１００６．２，１００６．３，１００６．４，１００６．５，１００６．６，１００６．７，１００６．８が絶縁領域に蒸着される。いま、調整されていない状態に起因して、第２光源の照明スポットは、それぞれの瞳ファセットによってカバーされた領域から外側に移動し、これにより、それぞれの導電性領域１００６．１，１００６．２，１００６．３，１００６．４，１００６．５，１００６．６，１００６．７，１００６．８を構成する周辺金属材料で２次電子の放出が生じる。その結果、いわゆるドレイン電流が、それぞれの領域に関連したコネクタ導線１０１２．１，１０１２．２，１０１２．３，１０１２．４，１０１２．５，１０１２．６，１０１２．７，１０１２．８を貫流する。ドレイン電流の大きさは、照明が理想的な照明と異なる程度を表す。システムが完全に調整されている場合には、照明スポットは、個々の瞳ファセットによってカバーされた領域のみを照明する。この場合、２次電子信号は絶対に測定されることはないであろう。
【００９３】
導電性領域１００６．１，１００６．２，１００６．３，１００６．４，１００６．５，１００６．６，１００６．７，１００６．８、この場合それぞれの瞳ファセットを取り囲むリング状の金属被覆領域は、絶縁材料１０１４．１，１０１４．２，１０１４．３，１０１４．４，１０１４．５，１０１４．６，１０１４．７，１０１４．８によってキャリヤプレートから再び絶縁されている。図３ａに示す実施形態では、それぞれの瞳ファセットは、信号を受信し、瞳ファセットを同心的に取り囲む１つのみの導体領域１００６．１，１００６．２，１００６．３，１００６．４，１００６．５，１００６．６，１００６．７，１００６．８と共に示されている。瞳ファセットを取り囲む導電材料に蒸着された導体材料の幾つかの同心的なリングを有することも考えられる。このような配置は、より良好なトポグラフィ解像度が得られるという利点を有する。
【００９４】
図３ｂは、図２ａに示すように瞳ファセットミラーに配置された多数の瞳ファセット１００２．１，１００２．２，１００２．３，１００２．４，１００２，５，１００２．６，１００２．７，１００２．８を代表する個々の瞳ファセット１０４０に関し、多数の導電性領域をどのようにして瞳ファセットに配置することができるかを示している。この実施例ではそれぞれの瞳ファセット１０４０は、全部で８つの導電性領域によって取り囲まれている。瞳ファセット１０４０自体は絶縁プレート１０５０に配置されており、絶縁プレート１０５０は、図３ａに参照番号１０００により示したキャリヤ素子に配置されている。８つの導電性領域は、１０２０．１，１０２０．２，１０２０．３，１０２０．４，１０２０．５，１０２０．６，１０２０．７，１０２０．８により示す。照明スポットが瞳ファセットミラーの領域から外側に移動した場合、この場合には金属ストリップとして構成されたそれぞれの導電性領域で電気信号が検出されるであろう。導電性領域は４分割検出器の形態で個々の瞳ファセットを取り囲んでいるので、図３ｂに示す実施形態ではトポグラフィ解像度により不整合を検出することが可能となる。８つの導電性領域は、接続ライン１０３０．１，１０３０．２，１０３０．３，１０３０．４，１０３０．５，１０３０．６，１０３０．７，１０３０．８によってドレイン電流を測定する測定器にそれぞれ接続されている。図面に示した８つの導電性領域の代わりに、より多くの導電性領域を実施することもできる。これにより解像度が増大するであろう。またより少ない導電性領域、例えば４分割検出器を形成する４つの導電性領域を有していることも可能である。
【００９５】
４分割検出器では、それぞれの導電性領域は信号電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４に関連づけられている。これらの測定量Ｉ１〜Ｉ４に基づき、非対称信号
2010541259.tif 000003
および加算信号
Ｓ１＝Ｉ１＋Ｉ３
Ｓ２＝Ｉ２＋Ｉ４
を計算することができる。
【００９６】
これらの情報から、例えば調整されていないシステムの側方位置を決定することが可能である。位置を計算するためには他の可能な方法もある。
【００９７】
図４は、米国特許第４４９００４１号明細書に記載の原理に従って、受信した信号に基づいて光源の中間像Ｚの位置を調整するための役割を果たす位置設定装置１６の実施例を示す。
【００９８】
位置設定装置は、グリッド１４の形をとることができるミラー素子を含む、角度ブラケットにより、ミラー素子は、旋回軸２０００に機械的に結合されている。スピンドル駆動装置２００２によって、旋回軸２０００を中心としてミラー素子を回転させることができる。
【００９９】
従って、スピンドル駆動装置２００２は、旋回を制御するアクチュエータである。入射光束２００６はグリッド素子および集光ユニットによって１次の回折方向に回折され、光源の中間像Ｚに集束される。図面には開口絞り２２も示されている。アクチュエータが旋回のために調整された場合、中間像平面における中間像の位置は常に不変のままである。スピンドル駆動装置２００２は並進移動のためのアクチュエータとして設けられている。上述のように、そして米国特許第４４９００４１号明細書に記載のように、ここに示した調整装置は、中間焦点を調整するための旋回移動から並進移動を分離させることを可能にする。
【０１００】
本発明により、照明系の調整状態を簡単に決定し、監視する照明系が初めて開示された。これにより、時間および位置に関してマスクの照明が一定となり、瞳の中央の照明が確保される。
【０１０１】
さらに特別な実施形態では光源の角度ドリフトを補償することができる。
【図１】
2010541259.tif 000004
【図２ａ】
2010541259.tif 000005
【図２ｂ】
2010541259.tif 000006
【図２ｃ】
2010541259.tif 000007
【図２ｄ】
2010541259.tif 000008
【図２ｅ】
2010541259.tif 000009
【図２ｆ】
2010541259.tif 000010
【図３ａ】
2010541259.tif 000011
【図３ｂ】
2010541259.tif 000012
【図４】
2010541259.tif 000013
【国際調査報告】
2010541259.tif 000014
2010541259.tif 000015