(57)【要約】【課題】射出瞳の照明設定を変更できる波長が１９３ｎｍ以下放射を用いた照明システムを提供すること。【解決手段】放射を出射する光源（１）を備えた反射照明システムであって、放射はフィールド面（１１４）内のフィールドを照明すると同時に、瞳面を照明し、瞳面の被照明領域は連続的に変更できる大きさを有し、照明システムは、放射が光源（１）からフィールド面（１１４）及び瞳面に導かれるように配設された複数の光学素子を有し、複数の光学素子のうち少なくとも二つの光学素子の間の距離が可変であり、該二つの光学素子が、少なくとも一つのファセット型光学素子を含む、反射照明システム。【選択図】図１ｅ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射を出射する光源（１）を備えた反射照明システムであって、
前記放射はフィールド面（１１４）内のフィールドを照明すると同時に、瞳面を照明し、
前記瞳面の被照明領域は連続的に変更できる大きさを有し、
前記照明システムは、
前記放射が前記光源（１）から前記フィールド面（１１４）及び前記瞳面に導かれるように配設された複数の光学素子を有し、
前記複数の光学素子のうち少なくとも二つの光学素子の間の距離が可変であり、前記二つの光学素子が、少なくとも一つのファセット型光学素子を含む、反射照明システム。
【請求項２】
前記瞳面内の前記被照明領域が形状を有し、前記瞳面内の前記被照明領域の前記形状が変わらずに保たれる、請求項１記載の反射照明システム。
【請求項３】
前記フィールド面内の前記照明が変わらずに保たれる、請求項１又は請求項２記載の反射照明システム。
【請求項４】
前記瞳面の前記被照明領域の前記大きさが±１０％で変更できる、請求項１から請求項３迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項５】
前記瞳面の前記被照明領域の前記大きさが±２５％で変更できる、請求項１から請求項３迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項６】
前記瞳面の前記被照明領域の前記大きさが±４０％で変更できる、請求項１から請求項３迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項７】
前記放射が波長λを有し、該波長λの大きさがλ≦１９３ｎｍである、請求項１から請求項６迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項８】
前記波長λの大きさがλ≦１４ｎｍである、請求項７記載の反射照明システム。
【請求項９】
前記瞳面の前記被照明領域の形状が円形である、請求項１から請求項８迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項１０】
前記瞳面の前記被照明領域の形状が環状である、請求項１から請求項８迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項１１】
前記瞳面の前記被照明領域の大きさがフィリングレシオσで表され、該フィリングレシオσが±１０％で変更できる、請求項９又は請求項１０記載の反射照明システム。
【請求項１２】
前記瞳面の前記被照明領域の大きさがフィリングレシオσで表され、該フィリングレシオσが±２５％で変更できる、請求項９又は請求項１０記載の反射照明システム。
【請求項１３】
前記瞳面の前記被照明領域の大きさがフィリングレシオσで表され、該フィリングレシオσが±４０％で変更できる、請求項９又は請求項１０記載の反射照明システム。
【請求項１４】
前記瞳面の前記被照明領域が多極である、請求項１から請求項８迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項１５】
前記瞳面の前記被照明領域が双極である、請求項１から請求項８迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項１６】
前記瞳面の前記被照明領域が四極である、請求項１から請求項８迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項１７】
前記複数の光学素子が、更に、ファセット型光学素子（１０４．１、１０４．２）を含む、請求項１から請求項１６迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項１８】
前記複数の光学素子が光を略垂直に入射する光学素子を少なくとも一つ含む、請求項１から請求項１７迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項１９】
前記複数の光学素子が光を斜めに入射する光学素子を少なくとも一つ含む、請求項１８に記載の反射照明システム。
【請求項２０】
前記距離を継続的に変更できる、請求項１から請求項１９迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項２１】
前記少なくとも二つの光学素子が２つのファセット型光学素子である、請求項１から請求項２０迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項２２】
前記照明システム内において前記フィールド面（１１４）前方に光源（１）の中間像（Ｚ、８３００）が形成される、請求項１から請求項２１迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項２３】
前記複数の光学素子が、前記光源から前記中間像へ放射を導く第１の光学素子群と、前記中間像（Ｚ）から前記フィールド面（１１４）及び前記瞳面へ放射を導く第２の光学素子群を含み、前記第２の光学素子群が光を略垂直に入射する光学素子を少なくとも一つ含む、請求項２２記載の反射照明システム。
【請求項２４】
前記第２の光学素子群が、光を斜に入射する光学素子を少なくとも一つ有する、請求項２３記載の反射照明システム。
【請求項２５】
前記瞳面の前記被照明領域の前記形状を予め設定できる、請求項１から請求項２４迄の何れかに記載の反射照明システム。
【請求項２６】
前記瞳面の前記被照明領域の前記形状が前記複数の光学素子の中の一つの光学素子を交換することによって変更される、請求項２５記載の反射照明システム。
【請求項２７】
前記光学素子がファセット型光学素子である、請求項２６記載の反射照明システム。
【請求項２８】
請求項１から請求項２７迄の何れかに記載の照明システムと、前記フィールド面の前記フィールドの投影像を前記像面に生成する投影対物光学系とを備えた投影露光装置。
【請求項２９】
前記投影対物光学系の像側開口数ＮＡが０．２を上回る、請求項２８記載の投影露光装置。
【請求項３０】
対象物側の前記フィールド（１１４）の最大寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）が１０ｍｍを上回る、請求項２８又は請求項２９記載の投影露光装置。
【請求項３１】
対象物側の前記フィールド（１１４）の最大寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）が８０ｍｍを上回る、請求項３０記載の投影露光装置。
【請求項３２】
対象物側の前記フィールド（１１４）の最大寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）が１０４ｍｍを上回る、請求項３１記載の投影露光装置。
【請求項３３】
光源（１）の放射によってフィールド面（１１４）内のフィールドを照明するための投影露光装置用照明システムであって、当該照明システムは、
第１ラスタ部（２００５）を有する第１ファセット型反射素子（１０２）と、
第２ラスタ部（２００７）を有する第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）と含む第１光学部品（７０）と、
前記光源（１）から前記フィールド面（１１４）への光経路内に前記第１光学部品（７０）の後部に配置された第２光学部品（７２）とを備えた照明システムであって、
前記第１反射素子及び前記第２反射素子がお互いに距離（Ａ）離間し、
前記照明システムが更に、前記第１ファセット型反射素子（１０２）と前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）との間の前記距離（Ａ）を調整できる第１調整装置（８０）と、
前記第２光学部品（７２）の焦点距離を調整できる第２調整装置（８２）とを備えた照明システム。
【請求項３４】
前記放射が波長λを有し、該波長λの大きさがλ≦１９３ｎｍである、請求項３３記載の反射照明システム。
【請求項３５】
前記波長λの大きさがλ≦１４ｎｍである、請求項３４記載の反射照明システム。
【請求項３６】
前記第１調整装置（７０）が第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）の位置を移動することによって前記第１ファセット型反射素子と前記第２ファセット型反射素子の間の距離（Ａ）が変更する、請求項３３から請求項３５迄の何れかに記載の照明システム。
【請求項３７】
前記第１調整装置（７０）が第２ファセット型反射素子を第１位置（５００１）と第２位置（５００２）との間を移動して前記距離を変更し、前記光源の中間像（５００７）が前記第１位置と前記第２位置の中間に位置する、請求項３３から請求項３６迄の何れかに記載の照明システム。
【請求項３８】
前記照明システムが前記フィールド面内の前記フィールドをフィールド形状に照明し、前記第１ラスタ部がファセット形状を有し、前記ファセット形状が前記フィールド形状と同一である、請求項３３から請求項３７迄の何れかに記載の照明システム。
【請求項３９】
前記フィールドと前記第１ラスタ部が円弧状の形状に構成された、請求項３８記載の照明システム。
【請求項４０】
前記第２光学部品（７２）が、光学的屈折パワー（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ）を有する第１光学素子（１０６）と第２光学素子（１０８．１、１０８．２）を含む、請求項３３から請求項３９迄の何れかに記載の照明システム。
【請求項４１】
前記第２光学部品が平面鏡として構成される第３光学素子（７１１０）を有する、請求項４０記載の照明システム。
【請求項４２】
前記第１ラスタ部（２００５）が長方形の構成である、請求項３３から請求項３７迄の何れかに記載の照明システム。
【請求項４３】
前記第２光学部品が、光学的屈折パワーを有する第１光学素子と第２光学素子と第３光学素子とを含む、請求項４２に記載の照明システム。
【請求項４４】
前記第３光学素子（６１１０、１１０）が前記フィールド面内に円弧状形状のフィール、ドを形成するフィールド鏡である、請求項４３記載の照明システム。
【請求項４５】
前記第２調整装置（８２）が、前記第２光学部品（７２）の一つ以上の光学素子又は第１光学部品との間の更なる距離（ＡＢ）を変更して、第２光学部品（７２）の焦点距離を設定するようになっており、
前記更なる距離（ＡＢ）が具体的に、
前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）と第１光学素子（１０６）との間の距離、
前記第１光学素子（１０６）と前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）との間の距離、
前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）と前記フィールド面（１１４）との間の距離である、請求項４０記載の照明システム。
【請求項４６】
前記第２調整装置（８２）が、前記第２光学部品（７２）の一つ以上の光学素子又は第１光学部品との間の更なる距離（ＡＢ）を変更して、第２光学部品（７２）の焦点距離を設定するようになっており、
前記更なる距離（ＡＢ）が具体的に、
前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）と前記第１光学素子（１０６）との間の距離、
前記第１光学素子（１０６）と前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）との間の距離、
前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）と前記第３光学素子（１１０）との間の距離、
前記第３光学素子（１１）と前記フィールド面（１１４）との間の距離である、請求項４１、請求項４３及び請求項４４の何れかに記載の照明システム。
【請求項４７】
前記照明システムの子午面内において、前記放射が、前記第１ファセット型反射素子及び／又前記第２ファセット型反射素子の子午面の表面に対して２０度を下回る最大入射角度（Θｍａｘ（ｍａｘ））を有する、請求項３３から請求項４６迄の何れかに記載の照明システム。
【請求項４８】
前記距離（ＡＢ）が±２０％を下回る範囲で変化する、請求項４５記載の照明システム。
【請求項４９】
前記距離（ＡＢ）が±２０％を下回る範囲で変化する、請求項４６記載の照明システム。
【請求項５０】
前記更なる距離（ＡＢ）が、前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）及び／又は前記第１光学素子（１０６）及び／又は前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）の表面の子午面の最大入射角度（Θｍａｘ（ｍａｘ））が５度を下回る範囲で変化する、請求項４５又は請求項４８に記載の照明システム。
【請求項５１】
前記更なる距離（ＡＢ）が、前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）及び／又は前記第１光学素子（１０６）及び／又は前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）及び／又は第３光学素子（１１０）の表面の子午面の最大入射角度（Θｍａｘ（ｍａｘ））が５度を下回る範囲で変化する、請求項４６又は請求項４９に記載の照明システム。
【請求項５２】
前記最大入射角度（Θｍａｘ（ｍａｘ））が３度を下回る範囲で変化する、請求項４９及び請求項５０の何れかに記載の照明システム。
【請求項５３】
前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）が一つ以上の前記第２ラスタ部の表面を含み、前記表面の８０％以上が前記照明により満たされる、請求項４８から請求項５２迄の何れかに記載の照明システム。
【請求項５４】
前記表面の９０％以上が前記照明により満たされる、請求項５３記載の照明システム。
【請求項５５】
照明システムの瞳面内に形状を有する被照明領域を、前記瞳面の前記被照明領域の前記形状をほぼ保存しながら、連続的に変更する方法であって、
前記瞳面の前記被照明領域は第１の大きさを有し、
前記照明システムは、
放射を出射する照明システムと、
第１ファセット型反射素子（１０２）と第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）とを含む第１光学部品（７０）と、
少なくとも第１光学素子（１０６）と第２光学素子（１０８．１、１０８．２）とを含む第２光学部品（７２）とを備え、フィールド面（１１４）のフィールドを照明する照明システムであって、当該方法は、
前記第２光学部品（７２）の焦点距離を調整して、第２の大きさを有する被照明領域を前記瞳面内に生成するステップと、
前記第１ファセット型反射素子（１０２）と前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）との間の距離を、前記第２の大きさで得られる前記フィールド面内の前記照明が前記第１の大きさで得られる前記フィールド面内の前記照明とほぼ同一となるように、或いは前記第１の大きさで得られる前記フィールド面内の前記照明が前記第２の大きさで得られる前記フィールド面内の前記照明とほぼ同一となるように調整するステップとを含んでなる方法。
【請求項５６】
前記放射が波長λを有し、該波長λの大きさがλ≦１９３ｎｍである、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記波長λの大きさがλ≦１４ｎｍである、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記第２の大きさが前記第１の大きさに対して±１０％で変化する、請求項５５から請求項５７迄の何れかに記載の方法。
【請求項５９】
前記第２の大きさが前記第１の大きさに対して±２５％で変化する、請求項５５から請求項５７迄の何れかに記載の方法。
【請求項６０】
前記第２の大きさが前記第１の大きさに対して±４０％で変化する、請求項５５から請求項５７迄の何れかに記載の方法。
【請求項６１】
前記瞳面の前記被照明領域の形状が円形である、請求項５５から請求項６０迄の何れかに記載の方法。
【請求項６２】
前記瞳面の前記被照明領域の形状が環形である、請求項５５から請求項６０迄の何れかに記載の方法。
【請求項６３】
前記瞳面の前記照明が多極である、請求項５５から請求項６０迄の何れかに記載の方法。
【請求項６４】
前記瞳面の前記照明が双極である、請求項５５から請求項６０迄の何れかに記載の方法。
【請求項６５】
前記瞳面の前記照明が四極である、請求項５５から請求項６０迄の何れかに記載の方法。
【請求項６６】
前記瞳面の前記被照明領域の大きさが、フィリングレシオσにより特徴付けられ、
前記瞳面の前記被照明領域の前記第１の大きさは、第１のフィリングレシオσ（１）に関連付けられ、前記瞳面の前記被照明領域の前記第２の大きさは、第２のフィリングレシオσ（２）に関連付けられ、
σ（２）はσ（１）に対して±４０％変化するか、或いはσ（２）が以下の式
（１＋０．４０）・σ（１）＞σ（２）＞（１−０．４０）・σ（１）で表される範囲にある、請求項６１又は請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記瞳面の前記被照明領域の大きさが、フィリングレシオσにより特徴付けられ、
前記瞳面の前記被照明領域の前記第１の大きさは、第１のフィリングレシオσ（１）に関連付けられ、前記瞳面の前記被照明領域の前記第２の大きさは、第２のフィリングレシオσ（２）に関連付けられ、
σ（２）はσ（１）に対して±２５％変化するか、或いはσ（２）が以下の式
（１＋０．２５）・σ（１）＞σ（２）＞（１−０．２５）・σ（１）で表される範囲にある、請求項６１又は請求項６２に記載の方法。
【請求項６８】
前記瞳面の前記被照明領域の大きさが、フィリングレシオσにより特徴付けられ、
前記瞳面の前記被照明領域の前記第１の大きさは、第１のフィリングレシオσ（１）に関連付けられ、前記瞳面の前記被照明領域の前記第２の大きさは、第２のフィリングレシオσ（２）に関連付けられ、
σ（２）はσ（１）に対して±１０％変化するか、或いはσ（２）が以下の式
（１＋０．１０）・σ（１）＞σ（２）＞（１−０．１０）・σ（１）で表される範囲にある、請求項６１又は請求項６２に記載の方法。
【請求項６９】
前記第１ファセット型反射素子（１０２）が第１ラスタ部（２００５）を有し、前記第１ラスタ部（２００５）が前記フィールド面内に前記フィールド形状を有する前記フィールドを含む、請求項５５から請求項６８迄の何れかに記載の方法。
【請求項７０】
前記第２光学部品（７２）の前記焦点距離が、前記第１光学部品又は前記第２光学部品を構成する以下の光学素子の一つと他方との間の距離、即ち、
前記第２ファセット型反射素子（１０４．１、１０４．２）と前記第１光学素子（１０６）との間の距離、
前記第１光学素子（１０６）と前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）との間の距離、又は
前記第２光学素子（１０８．１、１０８．２）と前記フィールド面（１１４）との間の距離を変更することによって調整される、請求項５５から請求項６８迄の何れかに記載の方法。
【請求項７１】
前記第１ファセット型反射素子（１０２）が第１ラスタ部（２００５）を有し、
前記第ラスタ部（２００５）が長方形形状を有する、請求項５５から請求項６８迄の何れかに記載の方法。
【請求項７２】
反射照明システムの瞳面内の被照明領域を調整する方法であって、前記瞳面内の前記被照明領域が前記瞳面内に形状と大きさを有し、
前記瞳面の前記被照明領域の前記形状を調整する第１のステップと、
前記瞳面の前記被照明領域の前記大きさを調整する第２のステップとを含み、
前記瞳面の前記被照明領域の前記大きさを、前記フィールド面内の前記照明システムの前記照明及び前記瞳面の前記被照明領域の前記形状を変えずに保ちながら、連続的な変更により調整する方法。
【請求項７３】
前記照明システムが波長λの放射を出射する光源を有し、前記波長λの大きさがλ≦１９３ｎｍである、請求項７２記載の方法。
【請求項７４】
前記波長λの大きさがλ≦１４ｎｍである、請求項７３記載の方法。
【請求項７５】
前記瞳面の前記被照明領域の形状が円形である、請求項７２から請求項７４迄の何れかに記載の方法。
【請求項７６】
前記瞳面の前記被照明領域の形状が環状である、請求項７２から請求項７４迄の何れかに記載の方法。
【請求項７７】
前記瞳面の前記照明が多極である、請求項７２から請求項７４迄の何れかに記載の方法。
【請求項７８】
前記瞳面の前記照明が双極である、請求項７２から請求項７４迄の何れかに記載の方法。
【請求項７９】
前記瞳面の前記照明が四極である、請求項７２から請求項７４迄の何れかに記載の方法。
【請求項８０】
請求項３３から請求項５４迄の何れかに記載の照明システムと、前記フィールド面内の前記フィールドの像を前記像面に投影する投影対物光学系とを備えた投影露光装置。
【請求項８１】
請求項２８から請求項３２迄の何れか、或いは請求項８０に記載の投影露光装置を用いた、マイクロ電子部品の製造方法であって、
前記照明システムによってマスクを照明するステップと、
投影対物光学系によって前記フィールド面（１１４）内の前記マスクの像を前記像面の感光性皮膜に投影するステップと、
現像するステップの後に前記感光性皮膜が構造体を有するステップとを含んでなる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの放射によってフィールド面内のフィールドを照明すると同時に、瞳面を照明する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明システム又は投影露光装置の投影対物光学系などで用いられる光学素子は、いわゆる、屈折式光学素子と反射式光学素子の二つのクラスに大別できる。屈折式光学素子は、屈折部、即ちレンズ部であり、反射式光学素子は、反射部、即ち鏡部である。屈折部のみから構成される照明システム又は投影対物光学系は、屈折照明システム又は屈折投影対物光学系と呼ばれ、反射部のみから構成される照明システム又は投影対物光学系は、反射照明システム又は反射投影対物光学系と呼ばれる。更に、屈折部と反射部とを用いた照明システム又は投影対物光学系は、反射屈折照明システム又は反射屈折投影対物光学系と呼ばれる。
【０００３】
電子部品の構造上の幅をさらに減少させ、特にサブミクロン範囲にまで縮小できるようにするためには、マイクロリソグラフィー処理に使用される光の波長を小さくすることが有利である。このような構造体を製造するためには、波長が１９３ｎｍ以下の光、いわゆる、ＶＵＶ（ｖｅｒｙ  ｄｅｅｐ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）放射、又はＥＵＶ（ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）とも呼ばれる白色Ｘ線放射を用いることが好ましい。
【０００４】
この種の放射を用いる投影露光装置用照明システムについては、複数の刊行物に開示されている。例えば、米国特許第６，１９８，７９３号及び米国特許第６，４３８，１９９号には、フィールド面内のフィールド及び射出瞳を照明する、ほぼ長方形のラスタ部を有する第１ファセット型光学素子を備えた照明システムが開示されている。米国特許第６，１９８，７９３号及び米国特許第６，４３８，１９９号のシステムにおいて、フィールドは斜入射鏡によって形成される。
【０００５】
米国特許第６，１９５，２０１号にも二重ファセット型照明システムが開示されている。しかしながら、このシステムでは、フィールド面内の環状フィールド、即ちリングフィールドを照明する場合、フィールドは斜入射鏡によって形成されるのではなく、個々のフィールド切り子面（ファセット）が既にフィールドの形状、即ち円弧状に形成されている。
【０００６】
照明システムの瞳の照明の変更、即ち、照明設定の変更については、以下の刊行物に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
米国特許第６，６５８，０８４号に記載されているように、様々な照明、いわゆる照明設定を、第１ファセット型光学素子を交換することによって二重ファセット型照明システム内の瞳に確立できる。しかしながら、この種のシステムは、概して、第２ファセット型光学素子が第１ファセット型光学素子より多くのファセット（以後「切り子面」とも呼ぶ。）を必要とするため、製造コストが嵩むという欠点がある。
【０００８】
上記欠点を解決するための代替案として、開口絞りを第２ファセット型光学素子、即ち瞳切り子面を有するファセット型光学素子の面、又は共役面に設けることができる。更に、開口絞りを用いて第１ファセット型光学素子の第１ラスタ部の一部からの光を遮蔽できる。しかしながら、これによって光損失も生じる。
【０００９】
フィールド切り子面鏡の照明を変更することによって照明設定を変更するシステムが米国特許第６，７０４，０９５号に開示されている。この刊行物によると、第１フィールド切り子面鏡の照明の設定を、例えば、斜入射鏡、又はズームシステム等様々な手法を用いて変更することによって第１フィールド切り子面鏡の照明を変更できるようにしている。
【００１０】
屈折式、即ちジオプトリック照明システムのコンセプトである、切り子面鏡屈折素子を瞳面内で移動させることによって、瞳の照明を変更し、照明設定を変更する方法が米国特許出願第５，２３７，３６７号に開示されている。
【００１１】
瞳面内の照明を変更できる反射型の投影露光装置用照明システムが国際公開番号第ＷＯ２００６／０２１４１９号に開示されている。
【００１２】
瞳面内の照明、いわゆる照明設定は、例えば、円形形状、環状形状、又は多極形状等、様々な形状を有しうる。円形又は環状照明では、瞳面の照明の大きさはフィリングレシオ（ｆｉｌｌｉｎｇ  ｒａｔｉｏ）σで表す。照明システムの瞳が完全に照明される場合、σ＝１となるように定義される。瞳全体が照明されない場合、フィリングレシオは１を下回る。
【００１３】
フィリングレシオの定義については当業者が慣れ親しんでいる通りである。
【００１４】
円形照明のフィリングレシオσは以下のように定義される。
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ここで、ｒは射出瞳の照明半径を表し、ＲＮＡは照明システムの開口数ＮＡの半径を表す。投影露光装置の投影対物光学系の対象物側開口数もＮＡで同一とする。
【００１５】
本発明は、従来技術の欠点を克服し、具体的には、波長が１９３ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下で、特に好ましくは波長が１４ｎｍ以下の極紫外線（ＥＵＶ）の範囲で、
上述の従来技術の不具合が生じることなく、射出瞳の照明設定を変更できる照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の態様において、上述の欠点は、光源から出射される好ましい波長λの放射を用いて瞳面内に所定の形状と大きさの被照明領域を形成する、所定の照明強度でフィールド面内のフィールドを照明する照明システムによって解決される。当該照明システムは、前記放射を前記光源から前記フィールド面及び前記瞳面へ導くように配置された複数の素子を備え、前記照明システムは反射型照明システムであり、前記瞳面の前記被照明領域の大きさは、好ましくは、前記瞳面の前記被照明領域の前記形状及び前記フィールド面の前記被照明領域をほとんど変えずに保ちながら、連続的に変更できる。好ましくは、前記瞳面の前記被照明領域の大きさは連続的に±１０％の範囲、より好ましくは±２５％の範囲、更に好ましくは±４０％の範囲で変更できる。
【００１７】
「フィールド面の被照明領域」とは一般的に、フィールドの形状、フィールドの大きさ及びフィールド内の強度分散（照明強度）を含む。
【００１８】
好ましくは、被照明領域の連続的な変更は、複数の光学素子の中の少なくとも二つの光学素子の間の距離を変更することによって行われ、前記二つの光学素子は、少なくとも一つのファセット型光学素子を含む。
【００１９】
本明細書内に記載する照明システム及び投影露光装置は、様々な波長、例えば、ＥＵＶ又はＤＵＶ範囲の波長を用いて動作するように設計されている。本実施の形態のものは、好ましくは、ＥＵＶ波長で動作するように設計される。本発明の別の構成において、一つ以上の波長、又はある範囲の波長を用いることができる。
【００２０】
好ましくは、反射システムを、波長λ≦１９３ｎｍ、更に好ましくはλ≦１００ｎｍ、特に好ましくは、λ≦１４ｎｍ用に設計する。
【００２１】
照明設定は、例えば、円形、環状、又は多極、例えば四極形状等、様々な形状を有しうる。
【００２２】
照明システムの瞳面の被照明領域の形状は、本発明の好ましい実施の形態において、例えば、米国特許番号第６，６５８，０８４号に記載した、第１ファセット型光学素子等の光学素子をラスタ部と交換することによって予め選択できる。この概念を実現するため、第１ファセット型光学素子を、例えば、回転ホイール上に配置できる。事前の選択により、設定する形状を、例えば、環状又は円形に決定できる。本発明は、被照明領域の形状又は設定の形状をほぼ変わらずに保ちながら、瞳面の被照明領域の大きさを変更できる。
【００２３】
好ましくは、照明システムの複数の素子は、第１ファセット型光学素子及び第２ファセット型光学素子を含む。この場合、第１ファセット型光学素子及び第２ファセット型光学素子は、それぞれが、複数の個別の鏡切り子面が配置される鏡搬送部を有する反射素子として構成される。
【００２４】
反射システムは一般的に、いわゆる垂直入射素子と斜入射素子とに区別される。垂直入射素子とは、全ての入射光線が素子表面に入射点における面法線方向に対して３０°以下、好ましくは２０°以下、更に好ましくは１０°以下、或いは５°以下の角度で入射する素子である。斜入射素子とは、全ての入射光線が素子表面に入射点における面法線方向に対して７０°以上、好ましくは８０°以上、更に好ましくは８５°以上の角度で入射する素子である。したがって、垂直入射素子とは、光を略垂直に入射する光学素子であり、斜入射素子とは、入射光を浅い角度で受ける光学素子である。
【００２５】
光源からフィールド面への光経路において、複数の素子は、好ましくは、光源からフィールド面及び瞳面に導かれた放射が、各垂直入射素子の表面に最大入射角度Θｍａｘ（ｍａｘ）で入射し、子午面において２０度を下回る、好ましくは１０度を下回る、より好ましくは５度を下回るように配置する。
【００２６】
好ましくない長波放射又は粒子を射出する光源から、照明システムの光学部品を分離できるように、本発明の好ましい実施の形態において光源の中間像を光経路の照明システムのフィールド面前方に形成する。照明システムの複数の素子は、光源からの放射を中間像に導く第１素子群と、中間像からの放射をフィールド面と瞳面に導く第２の素子群を含む。
【００２７】
好ましくは、第２の光学素子群は、垂直入射素子と斜入射素子を含み、垂直入射素子においては、照明システムの各光学素子の子午面への放射が、光学素子の表面に対して、２０度を下回る、好ましくは１０度を下回る、さらに好ましくは５度を下回る最大入射角度Θｍａｘ（ｍａｘ）で入射し、斜入射素子においては、照明システムの各光学素子の子午面への放射が、光学素子の表面に対して、７０度を上回る、好ましくは８０度を上回る、さらに好ましくは８５度を上回る入射角度で入射する。
【００２８】
本発明の更なる態様によると、照明システムは、少なくとも一つの第１ラスタ部を含む第１ファセット型光学素子と、少なくとも一つの第２ラスタ部を含む第２ファセット型光学素子を備え、第１ファセット型光学素子及び第２ファセット型光学素子はお互いに離間している。
【００２９】
反射式に構成された第１ファセット型光学素子は、ハニカムフィールド鏡とも呼ばれ、反射式に構成された第２ファセット型光学素子は、ハニカム瞳鏡とも呼ばれる。
【００３０】
照明システムは更に、光源からフィールド面への光経路において第１光学部品の後方に配置された、少なくとも一つの第２光学部品を含む。
【００３１】
本発明の更なる態様によると、照明システムは、第１ファセット型光学素子と第２ファセット型光学素子との間の距離を設定できる第１設定装置と、第２光学部品の焦点距離を設定できる第２設定装置を備える。具体的には、設定装置によって、リソグラフィーシステムを作動しながら、設定を行うこともできる。即ち、関連する光学部品を移動することによって動作中に瞳面の照明設定を行えるため、システムを一旦停止して時間を消耗する必要がない。
【００３２】
反射光学系、即ち反射型システムにおいても光学素子の位置をシフトすることによって被照明領域、即ち射出瞳の照明設定が可能であるという発見をした本発明者は高い評価を受けるべきである。反射システムにおいてシステム全体、特に照明システムの光軸を一義的に決定することは不可能であるため、今日迄、当業者は、被照明領域の設定に多大な困難を払ってきた。本発明は、具体的には、光学部品の位置を変更することによって、被照明領域の形状をほぼ維持しながら、射出瞳の被照明領域の大きさを設定できる。
【００３３】
本発明の第２の態様による解決法は、光コンデンサとも呼ばれる第２光学部品の焦点距離を調整でき、これにより、照明、特に射出瞳面の被照明領域の大きさ、更には照明システムの照明設定を変更できるようになった点に特徴がある。光コンデンサをズームシステムとして構成することによって、瞳の照明、更には照明設定を変更可能にできる。第２光学部品の焦点距離の変更は通常、フィールド像、即ち、フィールドの大きさも影響を与える。しかしながら、本システムでは、第１ファセット型光学素子と第２ファセット型光学素子との間の距離が瞳像に影響を与えないことから、第１ファセット型光学素子と第２ファセット型光学素子との間の距離を変更することによってフィールド像の変更を、瞳像に影響を与えることなく補償できる。第１設定装置を介して第１ファセット型光学素子と第２ファセット型光学素子との間の距離を変更することによって、瞳照明が変更してもフィールド照明を一定に保てる。換言すると、フィールド像に影響を与えることなく、瞳像に影響を与えられる。「フィールド照明」とは一般的に、フィールドにおける被照明領域の形状及び大きさ、更にはフィールド内の強度分散（照明強度）を含む。
【００３４】
複数のラスタ部を有する第１ファセット型光学素子は一般的に、光源から入射される光束を、それぞれが一つのラスタ部に対応する複数の光束に細分する働きがある。第１ラスタ部に対応する光束は中央光線である。ここで、中央光線とは、第１ラスタ部の幾何学的中心から出射され、第２ラスタ部の幾何学的中心に導かれる光線をいう。第１ラスタ部は、照明システムのフィールド面への像を決定することから、フィールドラスタ部とも呼ばれる。システムは、好ましくは、異なるフィールド点から出射される中央光線は全て、お互いにほぼ平行に進み、それぞれの第１ラスタ部と対応する第２ラスタ部に入射するように設計される。ここで、ラスタ部同士の対応は、第１ファセット型光学素子が第２ファセット型光学素子に対して移動しても変わることはない。したがって、距離が変更したとしても第１ラスタ部から第２ラスタ部へ割り当てられた経路は変わらない。
【００３５】
個々の経路により構成される光路がお互いに平行でない場合、個々のフィールドラスタ部及び瞳ラスタ部を傾斜できるように設計することが好ましい。この場合、直線的な変位を行って傾斜角度を変更することによって、フィールド切り子面及び瞳切り子面との関係を同様に保つ。
【００３６】
移動する光学素子の数はできる限り少ない方が有利である。本発明の更なる発展型の実施の形態では、第２ファセット型光学素子、いわゆる瞳切り子面鏡のみを第１設定装置によって、第１ファセット型光学素子から第２ファセット型光学素子への間の距離、第２ファセット型光学素子から第１光学素子への間の距離が変更するように移動することが想定される。この種のシステムでは少数の素子のみが機械的に移動する。即ち、移動する必要のあるものを一つの光学部品のみとすることによって、機械的構造を大幅に簡素化できるため有利である。
【００３７】
システムが正確に二つのズーム位置を実現できるものである場合、距離を変更して、第２ファセット型光学素子を第１設定装置によって第１位置から第２位置へ移動させ、第１ラスタ部の焦点距離を、第１ラスタ部によって形成される光源の中間像がほぼ第１位置と第２位置の正確な中点、即ち、第１位置と第２位置の中間に形成するように生成することは有利である。第２ファセット型光学素子は、この場合、中間像に対して焦点がずれ、第２ファセット型光学素子の個々の瞳ラスタ部は、例えば、ほぼ楕円形の照明を受光する。楕円形の照明は、中間焦点が円形、対称で、ラスタ部のアスペクト比が１とは異なる場合に発生する。中間焦点がこのように位置すると、両方のズーム位置における被照明領域の大きさはほぼ等しい。中間像の焦点がずれると、被照明領域の大きさはフィールド開口絞りの大きさによって決定される。本例において、開口絞りは、フィールドラスタ部の大きさによって決定される。例えば、寸法が３×２５ｍｍの長方形のフィールドラスタ部を用いると、被照明領域は、ｘ方向はほとんど変わらず、ｙ方向に伸長する。この結果、光源の中間像はほぼ楕円形形状となる。
【００３８】
好ましい実施の形態において、瞳ラスタ部の形状は、第２ファセット型光学素子の第１の位置及び／又は第２位置のそれぞれの照明に対応する。例えば、第２ラスタ部、即ち瞳ラスタ部は楕円形の形状でもよい。
【００３９】
上述のように、照明システムのフィールド面のフィールドが照明される。フィールド形状とも呼ばれるフィールドの形状は、例えば、円弧状の形状である。本発明の第１の実施の形態では、第１ラスタ部の切り子面形状とも呼ばれる、フィールド切り子面の形状は、照明されるフィールドのフィールド形状とほぼ等しいため、例えば、円弧状の形状となる。
【００４０】
フィールド切り子面の形状が照明されるフィールドの形状とほぼ等しい照明システムにおいて、瞳切り子面の像を照明システムの射出瞳に投影するように働く照明システムの第２光学部品が、光出力、より詳細には屈折光出力を有する第１光学素子及び第２光学素子を備えれば十分である。
【００４１】
必要に応じて、例えば、第１ファセット型光学素子が、被照射フィールド面のフィールド形状に構成されたフィールドラスタ部を備える場合、第２光学部品はまた、光出力、即ち、屈折特性を有さない第３光学素子、例えば、平面鏡等を備えることができる。
【００４２】
フィールド切り子面が被照射フィールドの形状とほぼ同一である二重ファセット型照明システムの代替として、フィールド切り子面もまた、長方形の形状に構成できる。この場合、第２光学部品は少なくとも３つの光学素子を備え、フィールドは、第３光学部品、好ましくは斜入射鏡によって形成される。
【００４３】
射出瞳の照明を変更する手段として、第２光学部品の焦点距離を以下の光学素子の一つと他方、即ち、
第２ファセット型光学素子と第１光学素子、
第１光学素子と第２光学素子、
第２光学素子と第３光学素子、
第３光学素子とフィールド面、を移動させ、該光学素子間の更なる距離（ＡＢ）を変更することによって、変更できる。
【００４４】
第２設定装置によって、上記光学素子の一つだけを移動することが好ましい。移動する素子は、好ましくは、第２光学部品の第２光学素子である。この光学素子を移動することによって、第１光学素子と第２光学素子の間、第２光学部品が２つの光学素子を備える場合は第２光学素子とフィールド面の間、或いは第２光学部品が３つの光学素子を備える場合は第２光学素子と第３光学素子の間の更なる距離（ＡＢ）を変更する。
【００４５】
好ましくは、本発明の照明システムにおいて、照明システムの子午面の放射は、第１ファセット型反射素子及び／又は第２ファセット型反射素子の表面の子午面において２０度を下回る、好ましくは１０度を下回る、特に好ましくは５度を下回る最大入射角度（Θｍａｘ（ｍａｘ））を有する。
【００４６】
本発明の特別な実施の形態において、更なる距離（ＡＢ）は、±２０％で変更する。
【００４７】
本発明の更なる実施の形態において、更なる距離（ＡＢ）は、第２ファセット型反射素子及び／又は第１光学素子及び／又は第２光学素子及び／又は第３光学素子の表面への子午面の最大入射角度（Θｍａｘ（ｍａｘ））が５度を下回る、好ましくは３度を下回る角度変化するように、変化する。
【００４８】
更なる発展的な実施の形態において、第２ファセット型反射素子は、一つ以上の第２ラスタ部が配置された表面を含み、該表面の８０％を上回る、好ましくは９０％を上回る部分が照明される。
【００４９】
照明システムの他に、本発明は、照明システムの入射瞳の照明を変更する方法を提供する。被照明領域の大きさは、連続的に変更されるが、形状はほとんど変わらないで維持される。この機能を実現するため、照明システムは、例えば、第１ファセット型光学素子と第２ファセット型光学素子を含む第１光学部品と、少なくとも一つの第１光学素子と第２光学素子を含む第２光学部品とを備え、照明システムはフィールド面のフィールドを照明する。被照明領域の大きさを変更する方法は、以下のステップを含む。第１に、第２光学部品の焦点距離を、例えば、第２光学部品の少なくとも一つの光学素子を移動することによって、変更する。これによって、照明システムの射出瞳の照明が変化する。例えば、この移動の結果、第１度フィリングレシオσ（１）の、例えば、円形形状の照明設定は、第２フィリングレシオσ（２）の照明設定に変化する。しかしながら、焦点幅の変更は、被照明瞳面の直径、照明、即ち瞳面の円形形状設定のフィリングレシオに影響を与えるだけでなく、フィールド面の被照明フィールド面の大きさにも影響を与える。フィールド面の被照明フィールドの大きさを一定に保つためには、第１ファセット光学素子と第２ファセット光学素子との間の距離を、フィールド面の被照明フィールドがほぼ一定に保たれるように設定する。第１ファセット型光学素子から第２ファセット型光学素子への距離の変化が瞳面の照明される瞳の大きさに全く影響を与えないためにこれは可能である。
【００５０】
上述のように、瞳面の被照明領域の形状をほぼ保ちながら、被照明領域の大きさを連続的に変更できる上記方法を、照明の形状を設定する方法と組み合わせて用いると特に有利である。
【００５１】
かかる組み合わせを実行すると、予め選択した瞳面の照明の形状、即ち、照明設定の形状を用いて、本発明の方法は、照明設定の大きさを、本発明のズームシステムによって、例えば、光学投影システムの撮像特性に合わせて、最適にできる。照明設定の形状は、例えば、ファセット型光学素子の交換によって選択できる。
【００５２】
照明システムの瞳面内に形状を有する照明を、瞳面の被照明フィールドの形状はほぼ保ちながら、連続的に変化する方法であって、瞳面の被照明フィールドは第１の大きさを有し、当該方法は、
第２光学部品の焦点距離を調整し、瞳面の第２の大きさを有する被照明領域を生成するステップと、
第１ファセット光学素子と第２ファセット光学素子との間の距離を、第２の大きさで得られるフィールド面の照明が、第１の大きさで得られるフィールド面の照明とほぼ同一となるように、或いは第１の大きさで得られるフィールド面内の照明が第２の大きさで得られるフィールド面内の照明とほぼ同一となるように調整するステップとを含んでなる方法。
【００５３】
上記方法において、使用する放射が波長λを有し、該波長λの大きさがλ≦１９３ｎｍ、好ましくはλ≦１４ｎｍである。
【００５４】
本発明の特別な実施の形態において、上記方法は、第２の大きさが第１の大きさに対して最大で±１０％、好ましくは最大で±２５％、更に好ましくは最大で±４０％変化する。
【００５５】
瞳面の被照明領域は、例えば、円形、環状、又は多極、具体的には双極、又は四極でも可能である。
【００５６】
本発明の特別な実施の形態において、瞳面の被照明領域の大きさが、フィリングレシオσにより特徴付けられ、瞳面の被照明領域の第１の大きさは、第１のフィリングレシオσ（１）に関連付けられ、瞳面の被照明領域の第２の大きさは、第２のフィリングレシオσ（２）に関連付けられ、
σ（２）がσ（１）に対して±４０％変化するか、或いはσ（２）は以下の式
（１＋０．４０）・σ（１）＞σ（２）＞（１−０．４０）・σ（１）で表される範囲にある。
【００５７】
更に好ましくは、σ（２）が以下の式
（１＋０．２５）・σ（１）＞σ（２）＞（１−０．２５）・σ（１）で表される範囲にある。
【００５８】
特に好ましくは、σ（２）が以下の式
（１＋０．１０）・σ（１）＞σ（２）＞（１−０．１０）・σ（１）で表される範囲にある。
【００５９】
本発明の特別な実施の形態の方法において、第１ファセット型反射素子が第１ラスタ部を有し、第１ラスタ部がフィールド面内に形状を有するフィールドを含む。
【００６０】
本発明の方法において、第２光学部品の焦点距離は、第１光学部品又は第２光学部品の以下の光学素子の一つと他方の間の距離、即ち、
第２ファセット型光学素子と第１光学素子との間の距離、
第１光学素子と第２光学素子との間の距離、
第２光学素子とフィールド面との間の距離、を変更することによって、変更する。
【００６１】
本発明の方法において、第１ファセット型反射素子が第１ラスタ部を有し、第１ラスタ部が長方形の形状であることが好ましい。
【００６２】
本発明の更なる態様は反射照明システムの瞳面における照明を調整するための方法を提供する。瞳面の被照明領域は瞳面内に形状と大きさを有し、上記方法は、瞳面の被照明領域の形状を調整する第１のステップと、第１のステップの直後に瞳の被照明領域の大きさを調整する第２のステップとを含み、瞳面の被照明領域の形状及びフィールド面の照明システムの照明をほぼ一定に保ちながら、瞳面の被照明領域の大きさを連続的に変化させて調整する。
【００６３】
照明システムの他にも、本発明は、この種の照明システム、具体的には、波長が１９３ｎｍ以下のマイクロリソグラフィーフィールド用の照明システムを備えた投影露光装置を提供する。投影露光装置は、投影対物光学系によって、照明システムのフィールド面に配置したマスク、いわゆるレクチルを対象物面の感光性対象物に投影する。
【００６４】
露光後に感光性皮膜を現像すると、例えば、集積回路などの構造化層を得られる。本発明はまた、例えば、集積回路などの半導体部品を製造する方法を開示する。
【００６５】
本発明を、参照文献を用い、実例として複数の実施の形態について説明するが、本発明はこれらの例又は添付の図面に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
図１ａ〜図１ｄを参照して、複数の実施の形態に関連して用いられる一般的な概念について詳細に説明する。
【００６７】
図に、マイクロリソグラフィー投影露光装置２１００の一般的な構造を示す。マイクロリソグラフィー投影露光装置は、光源２１００と、照明システム２１２０と、投影対物光学系２１０１と、支持構造部、即ち、作業面２１３０とを備える。更に、デカルト座標系ｘ−ｙ−ｚも示す。照明システム２１２０は、光源２１１０から出射される放射に対して、例えば、放射を均一化する、或いは放射の光束２１２２を、対象物面２１０３内に位置するマスク２１４０上に導くなどの影響を与える。投影対物光学系２１０１は、マスクから反射される放射を、像面２１０２内に位置する基板面２１５０上に投影することによって、マスク２１４０の像を結像する。投影対物光学系２１０１の像側の光束を参照番号２１５２で示す。基板２１５０は支持構造部２１３０によって保持又は搬送されるようになっており、支持構造部は、投影対物光学系２１０１がマスク２１４０の像を基板２１５０の異なる領域に投影するように、基板２１５０を投影対物光学系２１０１に対して移動する。
【００６８】
投影対物光学系２１０１は光軸２１０５を有する。投影対物光学系の個別の光学素子は、光軸２１０５に対して回転対称に配置されている。光軸２１０５を含む面は、投影対物光学系の子午面である。図１ａに示すように、投影対物光学系２１０１は像面２１０２に、投影対物光学系２１０１の光軸２１０５を含まないマスク２１４０の一部の像を投影する。ここに示していないが、代替の実施の形態では、投影対物光学系の光軸２１０５上に位置する対象物の像を像面２１０２に投影することも可能である。光源２１１０には、マイクロリソグラフィー投影露光装置２１００が動作する動作波長λの電磁放射を放射するものを選択する。いくつかの例において光源２１００は、波長が９乃至１４ｎｍの範囲のＥＵＶ放射、又は波長が１９３ｎｍのＡｒＦレーザを放射するプラズマ光源、又はレーザープラズマ光源である。
【００６９】
マイクロリソグラフィー投影露光装置の動作波長λは、紫外線又は極紫外線（ＥＵＶ）の範囲の電磁スペクトル域内が好ましい。動作波長は１９３ｎｍ以下で、特に１００ｎｍ以下が可能である。複数の実施の形態においては、動作波長がＥＵＶ範囲の波長、特に、約１３ｎｍの範囲内である場合が特に好ましい。
【００７０】
投影露光装置で使用する投影対物光学系の解像度が一般的に使用する動作波長に対して略比例することから、特に短波長の放射を用いることが望ましい。したがって、使用する波長が短い程、投影対物光学系は、より長い波長の投影対物光学系を用いた場合と比較して像構造をより細かく解像できる。
【００７１】
照明システム２１２０は、強度分布が概ね均一で平行な光ビームを出射する光学部品を具備する。照明システム２１２０は更に、光束２１２２をマスク２１４０上に導く働きをする光学部品を具備する。特に好ましい実施の形態において、照明システム２１２０は更に、特定の偏光分布の光束を生成する光学部品を具備する。照明システムの光学部品には各々、対象物面２１０３内のフィールド中心点を中心とするｘ−ｙ−ｚ座標系を、並進シフトして回転することによって得た局所ｘ−ｙ−ｚ座標系が割り当てられている。照明システムの光学素子の子午面は、主光線ＣＲの反射面である。反射面は、例えば、フィールド中心点に属する局所ｚ軸と主光線ＣＲによって形成される。各光学素子の局所ｚ軸は、主光線ＣＲの入射点における面法線によって画成される。
【００７２】
像面２１０２は対象物面２１０３から距離Ｌ離間しており、この距離は、投影対物光学系２１０１の全長でもある。一般的にこの全長は、投影対物光学系２１０１の詳細設計及びマイクロリソグラフィー投影露光装置２１００が動作する波長に依存する。本明細書に記載の例では、全長は、１メートルから約３メートルの範囲、好ましくは約１．５メートルから２．５メートルの範囲である。
【００７３】
図１ｂは、対象物面２１０３の対象物で反射され、像面２１０２に投影された光束の周辺光線２１５２を示す。周辺光線２１５２は円錐状の光線を画成する。
【００７４】
円錐状の光線の角度は、同時に投影対物光学系の入射瞳でもある、照明システムの射出瞳の対象物側の開口数ＮＡに関係する。対象物側開口数ＮＡは以下の数式で表せる。
ＮＡ  ＝  ｎ０・ｓｉｎΘＮＡ
【００７５】
ここでｎ０は、対象物面２１０３に隣接して介在する媒体の屈折率である。媒体として、例えば、空気、窒素、水、或いは真空等を挙げることができる。角度２・ΘＮＡは、周辺光線によって画成される角度を表す。ＥＵＶ光を用いた照明システムの場合、媒体は真空であり、屈折率ｎ０＝１となる。
【００７６】
一般的に、鏡によって反射される放射の一部の変化は、鏡面への入射角度の関数として表される。反射システムを通過する結像光線は、多くの異なる経路に沿って伝搬されるため、放射の各鏡に対する入射角度は鏡毎に異なり得る。これは、子午切断面、即ち鏡の子午面における鏡２３００の一部を示す図１ｃから理解できる。子午面とは、それぞれの光学素子の局所ｚ軸及び、例えば図１ｄに示すフィールドのフィールド中心点に属する主光線ＣＲを含む光学素子の面である。図１ｃに局所座標系を示す。様々な経路に沿って表面２３０１上に到達する結像放射には、例えば、光線２３１０、２３２０、２３３０によって表される経路に沿ったものが含まれる。光線２３１０、２３２０、２３３０は、鏡面２３０１の一部に入射する。鏡面上の面法線方向は鏡面２３０１のこの領域において異なる。この領域の面法線方向を、光線２３１０、２３２０、２３３０と対応づけて線２３１１、２３２１、２３３１で表す。光線２３１０、２３２０、２３３０は、鏡面にそれぞれ角度Θ２３１０、Θ２３２０、Θ２３３０で入射する。線２３１１、２３２１、２３３１は全て、局所座標系のｚ軸及び主光線ＣＲ（図示されてない）により画成される子午面内に存在する。
【００７７】
照明システム２１２０又は投影対物光学系２１０１を構成する全ての素子に対して、多数の経路に沿って伝播する像生成光線の入射角を表すことができる。入射角を表現し得る一つの形式として、当該素子の子午面の鏡毎に入射する光線それぞれの最大角度を用いるものがある。この最大角度とΘｍａｘとする。一般的に、角度Θｍａｘは、照明システム又は投影対物光学系２１０１を構成する各種の鏡に応じて変動し得る。本発明の一実施の形態において、照明システム又は投影対物光学系の全ての鏡の最大値（Θｍａｘ）は好ましくは２０度以下、より好ましくは１５度以下、或いは１３度以下、最も好ましくは１０度以下である。
【００７８】
反射システムにおいて、いわゆる垂直入射素子と斜入射素子とは明確に異なる。垂直入射素子とは、全入射光線が素子の表面に、入射点における面法線方向に対して３０度、好ましくは２０度、より好ましくは１０度、得に好ましくは５度を下回る角度で入射する素子をいう。斜入射素子とは、全入射光線が素子の表面に、入射点における面法線方向に対して７０度以上の角度で入射する素子をいう。
【００７９】
一般的に、照明システムの対象物面２１０３に形成されるフィールドの形状は異なり得る。いくつかの実施の形態において、フィールドは、円弧状の形状、例えば、環状セグメントの形状を有した、いわゆるリングフィールドでもよい。図１ｄに、リングフィールドとも呼ばれる環状セグメント２７００を示す。環状セグメント２７００は、ｘ軸方向の寸法Ｄｘ、ｙ軸方向の寸法Ｄｙ、半径寸法Ｄｒにより特徴付けられる。Ｄｘ及びＤｙはそれぞれ、像面２１０２又は対象物面２１０３における局座標系のｘ方向及びｙ方向のフィールド寸法の測定値である。これらの寸法値は以下のように指定できる。例えば、像面のフィールドが１８×１ｍｍ２の場合、Ｄｘは１８ｍｍ、Ｄｙは１ｍｍ。Ｄｒは、光軸２１０５からフィールド２７００の内部境界に至る環状部半径の測定値を表す。リングフィールドセグメント２７００は、ｙ−ｚ面に対して平行な線２７１０によって示される面に対して対称である。一般的に、Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｒは、照明システム及び投影対物光学系２１０１の設計に応じて大きさが異なる。通常、対象物面２１０３及び像面２１０２におけるＤｘ、Ｄｙのフィールド寸法又は測定値ＤｘはＤｙより大きい。対象物面２１０３及び像面２１０２におけるフィールド寸法又はフィールド測定値Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｒの相対的な大きさは、投影露光装置の投影対物光学系２１０１の拡大縮小倍率の関数として変動する。いくつかの例において、像面２１０２のＤｘは、相対的に大きい。
【００８０】
一般的に、任意のフィールド形状において、像面２１０２のフィールドは、フィールド寸法又はフィールド測定値の最大値をとることができ、例えば、リングフィールドのＤｘは１ｍｍを上回る、好ましくは３ｍｍを上回る、続けて小さい順で列挙すると４ｍｍを上回る、或いは５ｍｍを上回る、或いは６ｍｍを上回る、或いは７ｍｍを上回る、或いは８ｍｍを上回る、或いは９ｍｍを上回る、或いは１０ｍｍを上回る、或いは１１ｍｍを上回る、或いは１２ｍｍを上回る、或いは１３ｍｍを上回る、或いは１４ｍｍを上回る、或いは１５ｍｍを上回る、或いは１８ｍｍを上回る、或いは２０ｍｍを上回る、或いは２５ｍｍを上回る値をとる。他のフィールド寸法として、例えばＤｙはリングフィールドにおいて０．５ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲をとりうる。本発明の照明システムを用いて像面の面積Ｆを照明する場合、Ｆ＞４ｍｍ２、好ましくはＦ＞１０ｍｍ２、特にＦ＞２０ｍｍ２、及び特に好ましくはＦ  ＞２５ｍｍ２である。長方形フィールドでは、面積はＦ＝Ｄｘ×Ｄｙとなる。
【００８１】
リングフィールドの場合、リングフィールド半径Ｄｒは１５ｍｍを上回る、場合によっては像面２１０２を上回ってもよい。
【００８２】
投影対物光学系が縮小対物光学系、例えば、縮小倍率が４×倍の場合、像フィールドの寸法が１ｍｍ×２５ｍｍであれば、対象物フィールドの寸法は、４ｍｍ×１００ｍｍとなる。投影対物光学系の縮小倍率が分かれば、当業者であれば、像フィールドの寸法より対象物フィールドの寸法を推定できる。投影対物光学系の縮小倍率は、好ましくは４×、特に好ましくは５×である。
【００８３】
リングフィールドセグメント２７００において、照明システムを、例えば、図１ｅに示す種類の走査型マイクロリソグラフィー投影システムで用いる場合、座標系のｙ方向はいわゆる走査方向を示し、ｘ方向は走査方向に対して垂直方向を示す。走査積分値、即ち、ｙ軸に沿って積分した数量値は、いわゆるフィールドの高さと呼ばれる、位置ｘの関数として決定できる。照明の多くの数量は、フィールドに依存する数量である。かかるフィールド依存数量の一つが、例えば、フィールドの高さｘにその大きさが依存することが判明した、いわゆる走査エネルギー（ＳＥ）である。即ち、走査エネルギーはフィールドの高さの関数であり、一般的に以下の式に従う。
2007288188.tif 000004
Ｅはｘ及びｙに依存するｘ−ｙフィールド面内の強度分散を表す。照明が均一、即ち均等に分散し、楕円率、テレセン度（ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ）等その他の照明システムの特徴的な数量がフィールドの高さｘに同様に依存する場合において、これらの数量を少ないバラツキでフィールドの高さｘ全体に沿ってほぼ同一の値に保つことは有利である。
【００８４】
図１ｅに、本発明を適用した、例えば、マイクロ電子部品製造用の投影露光装置を、構成する照明システム及び投影対物光学系の個別の部品と共に示す。ここに示すシステムは、反射照明システム３０６と反射投影対物光学系１２８を備えた反射システムである。図示のシステムは反射システムであるため、光学部品又は光学素子は全て、鏡、又は鏡部から構成された反射型である。
【００８５】
本例の投影露光装置は、光源又は光源１の中間像Ｚを含む。光源１から出射した光は、複数の鏡シェルから構成される集光器３によって集められる。この図示される投影露光装置において、集光器は、更に、本例では平面鏡３００によって構成される光学素子に続く。集光器３から平面鏡３００に入る光線は、特に、ウェハステージを配設する対象物面１１４の機械部品及び光学部品用の空間を設けるため、方向を変えられる。図において、対象物面をｘ−ｙ−ｚ座標系で表している。レクチルとも呼ばれるマスク（図示されてない）は対象物面１１４内に、その像が投影対物光学系１２８によって像面１２４に投影されるように、配置できる。平面鏡３００もまた、回折型スペクトルフィルタ素子として構成できる。この種の回折型スペクトルフィルタ素子は、例えば、米国特許出願番号第ＵＳ２００２／０１８６８１１Ａ１に開示されたように、回折格子としてもよい。この種の格子素子は、光源１の中間像Ｚに近接した開口絞り３０２と共に、望ましくない放射、例えば、希望する波長より長い波長の放射を、照明システムの開口絞り３０２の後方に配置した部分に入らないようにする。開口絞り３０２はまた、光源１及び集光器３と格子として構成された平面鏡３００を含む空間３０４を照明システム３０６の下流方向に続く部分から分離する機能を実現できる。中間焦点近傍に弁を設けることによって二つの空間に分離する場合、圧力差を設けることもできる。この空間的隔離又は圧力差を用いて、光源に起因する汚染が開口絞り３０２後方の照明システムの領域に浸透することを防止できる。
【００８６】
集光器３によって集光され、平面鏡３００によって方向を変えた光は、照明システムの第１光学部品７０に導かれる。第１光学部品７０は、第１ファセット型光学素子１０２と第２ファセット型光学素子１０４とを備える。第１ファセット型光学素子１０２は、この場合、ファセット型反射素子であり、具体的には複数の第１反射ラスタ部を有する鏡、いわゆるフィールド切り子面（ファセット）鏡である。この種の第１ファセット型光学素子の設計について図２を参照して説明する。
【００８７】
本例においてラスタ部はそれぞれ、ほぼ長方形の形状で、一つ一つが鏡切り子面として構成される。光源の２次像を第２ファセット型光学素子１０４の瞳切り子面内又は瞳切り子面近傍に結像するため、図２に示すように、フィールド切り子面とも呼ぶ第１ラスタ部は、正の屈折力を有する。第１ファセット型光学素子１０２がほぼ円形に配置された面に照射される。集光器の鏡シェルはそれぞれ一つの円形領域を照射し、こうして照射される円形領域は全て面１０３内に直接隣接する。この種の照射における集光器については、例えば、米国特許出願第２００３／００４３４５５Ａ１号に記載している。
【００８８】
第１ファセット型光学素子１０２の他に、照明システム３０６の第１光学部品７０は、第２ラスタ部、いわゆる瞳切り子面を用いた第２ファセット型光学素子１０４を備える。図２に、二つの位置１０４．１、１０４．２における第２ファセット型光学素子を示す。第２ファセット型光学素子とは、第２ファセット型反射素子、具体的には、多数の第２反射ラスタ部、いわゆる瞳切り子面を備えた鏡である。
【００８９】
フィールド切り子面を備えた第１ファセット型光学素子１０２は、光源からの入射光を複数の光束に細分する（図示されてない）。同一のフィールド切り子面に対応する光束はそれぞれ、同一の瞳切り子面に入る。このようにして、第１ファセット型光学素子の個別のフィールド切り子面と第２ファセット型光学素子の個別の切り子面との間に一対一の関係が成立する。米国出願第２００２／０１３６３５１Ａ１又は米国特許６，６５８，０８４に示すように、この関係は、照明の形状、即ち、照明システムの射出瞳の照明設定を決定できる。照明、即ち射出瞳の照明設定は、通常の形状（即ち、円が満ちた形状）、環状形状（即ち、閉じた円形リング）、双極（相互に対向する２つの極）形状又は四極（相互に９０度の角度を形成する４つの極）形状をとり得る。
【００９０】
通常、照明システムの射出瞳は、フィールド面１１４に照射されるフィールド内のフィールド中心点に属する主光線ＣＲが照明システムの後の光経路下流に続く投影露光装置内の投影対物光学系の光軸ＯＡと交差する交点Ｓによって与えられる。この種のシステムにおいて、照明システムの射出瞳は投影対物光学系の入射瞳と一致する。本例において、この射出瞳は、参照番号１４０で示される。
【００９１】
図示された照明システムにおいて、第１ファセット型光学素子１０２と第２ファセット型光学素子１０４との間の距離Ａは変更しうる。距離Ａは、第１ファセット型光学素子１０２から第２ファセット型光学素子１０４までの、フィールド面内のフィールド中心点に属する主光線ＣＲに沿った光経路の長さによって決定される。本例において、距離Ａは、第２ファセット型光学素子１０４を距離ｄｚｌ、例えば、第１調製装置８０によって移動して得られる。第１ファセット型光学素子１０２は、この処理において固定されたまま保持される。これは、必須要件ではないが、有利である。第１ファセット型光学素子１０２は、収斂する光束、発散する光束、又は平行な光束に配置できる。本例において、第１ファセット型光学素子１０２は、発散光束に配置されている。第１ファセット型光学素子１０２に続く、第１ファセット型光学素子１０２と第２ファセット型光学素子１０４の間の光線パターンは、第２ファセット型光学素子１０４が第１位置１０４．１から第２位置１０４．２に移動する時でさえも、光束は第１ファセット型光学素子のそれぞれのフィールド切り子面に対応する第２ファセット型光学素子１０４の瞳切り子面によって受光されるように、第１ファセット型光学素子１０２の個々のフィールド切り子面から入射する光束の全ての中央光線はお互いに平行に進む特性がある。第１ファセット型光学素子１０２と第２ファセット型光学素子１０４の間の距離の変更はフィールド像にのみ影響を与えるが、瞳像は影響を受けない。これは、瞳像は位置変化によって変更できないことを意味する。
【００９２】
本例において第２光学部品は３つの光学素子、即ち、第１光学素子１０６、第２光学素子１０８、第３光学素子１１０を有する。図示される照明において第３光学素子１１０は、実質的に、対象物面１１４におけるフィールドを形成する働きをする。対象物面１１４におけるフィールドは通常、図１ｄに示すように円の一部である。第２光学部品７２の焦点距離は光出力と、以下に記載するそれぞれの距離、即ち、
―  第１光学部品７０の第２ファセット型光学素子１０４と第１光学素子１０６との間の距離
―  第１光学素子１０６と第２光学素子１０８との間の距離
―  第２光学素子１０８と第３光学素子１１０との間の距離、及び
―  第３光学素子１１０と対象物面１１４との間の距離によって決定される。
【００９３】
したがって、第２設定装置８２によって、例えば、第２光学素子を距離ｄｚ２移動することによって、上記の距離の一つを変更して、第２光学部品の焦点距離を変更できる。第２光学部品の焦点距離が変更すると、フィールド像内及び瞳像内にも変化が生じる。フィールド像の変化は、上述のように、瞳像が変化しても、フィールド面内に照明されるフィールドの形状に影響がほぼ及ばないように、更に照明の強度、即ちフィールド像にバラツキがないように、第１ファセット型光学素子と第２ファセット型光学素子との間の距離を変更することによって補償できる。第２光学部品においてもまた、一つの素子だけを、本例では、第２光学素子のみを第２設定装置８２を用いて距離ｄｚ２移動することが好ましい。これは図１ｅにおいて、第２光学素子の位置１０８．１及び１０８．２に示されている。
【００９４】
対象物面には、照明装置によって照明され、投影対物光学系１２８によって像面１２４に投影されるマスク、具体的にはレクチルが配置されている。本装置が走査システムである場合、レクチルは、走査方向１１６、即ちｙ方向に移動できるように対象物面１１４に配置される。照明システムの射出瞳は、投影対物光学系１２８の入射瞳と一致する。図示される実施の形態の投影対物光学系１２８は、６個の鏡１２８．１、１２８．２、１２８．３、１２８．４、１２８．５、１２８．６を備え、例えば、米国特許６，６００，５５２Ｂ２に記載された構成を有する。
【００９５】
投影対物光学系１２８は、対象物面１１４のレクチル（図示されてない）の像を像面１２４に投影する。
【００９６】
図２は、図１の第１ファセット型光学素子１０２を示す。図１の集光器３によって照明される全領域Ａ１は、最も外側の鏡シェルにより設定される境界４００．１と最も内側の開口素子に起因する内部境界４００．２によって画成される。
【００９７】
図示の実施の形態におけるフィールド切り子面平面の照明は、集光器３のために環状である。更に、図１ｅの第１ファセット型光学素子１０２の反射フィールド切り子面２００５を認識できる。本例における個々のフィールド切り子面２００５は、搬送部（図示されてない）上に配置された鏡部である。鏡を用いてフィールドを形成する本実施の形態において、フィールド切り子面２００５は、ほぼ長方形の形状である。更に、図面で示すように、中央光線（図示されてない）が出射されるフィールド切り子面の中央ＭＦは図３に示す瞳切り子面の中点ＭＰに導かれる。
【００９８】
図３に、図１ｅにおいて参照番号１０４で示される第２ファセット型光学素子上の２つの第２ラスタ部、即ち瞳切り子面２００７の構成を示す。ここに示す実施の形態の瞳切り子面２００７は、各フィールド切り子面から対応する瞳切り子面に進む個々の光束の中央光線がお互いにほぼ平行に進むように配置されている。中央光線はそれぞれ、図２のフィールド切り子面２００５の中央ＭＦから図３の瞳切り子面の中心へ導かれる光線である。中央光線は平行に進むため、フィールド切り子面と瞳切り子面の間の相互関係は、例えば、第２ファセット型光学素子の位置が変わったとしても保たれる。第１ファセット型光学素子の個々のフィールド切り子面２００５と第２ファセット型光学素子の瞳切り子面２００７との関係を視覚的に表すため、図３に、瞳切り子面２００７．１、２００７．２、２００７．３からなる第１ブロック２００９についてそれぞれ対応する図２の第１ファセット型光学素子のフィールド切り子面２００５．１、２００５．２、２００５．３を波線で示す。それぞれのフィールド切り子面には図２と同様の参照番号を付す。図３から明らかなように、各瞳切り子面の中点ＭＰは、対応するフィールド切り子面の中点ＭＦと一致する。このためには、各フィールド切り子面２００５から対応する瞳切り子面２００７へ進む光束の中央光線が、お互いに平行である必要がある。図３から更に明らかなように、ブロック２００９の瞳切り子面の配列は、ブロック２０１１のフィールド切り子面の配列とほぼ一致する。図３にｘ−ｙ−ｚ座標系を示す。瞳切り子面２００７の形状は、瞳ラスタ部を有する第２ファセット型光学素子が配置された面の二次光源の形状と一致することが好ましい。瞳切り子面及びフィールド切り子面は、例えば、搬送部構造体上に配置された個々の鏡でもよい。
【００９９】
図４及び図５に、第１光学部品７０の第２ファセット型光学素子と第２光学部品の第２光学素子とを２つの別々の位置に設定して照明を行う場合における２つの照明、即ち瞳の照明設定を示す。図４及び図５に示す照明、即ち照明設定は、照明網羅度、即ち瞳面における被照明領域の大きさを表すフィリングレシオσを用いて環状に設定されている。フィリングレシオσの定義については、当業者であれば十分に精通している。
【０１００】
図４及び図５から明らかなように、これら２つの照明設定は、基本的にフィリングレシオσ、照明が網羅される量又は度合いにおいて異なるが、照明設定の形状、即ち環状の形状である点においては同様である。
【０１０１】
図４及び図５に示すように、射出瞳面における射出瞳は、個別の部分瞳、いわゆる三次光源３１００を有する、唯一の動作が位置の変化であり、スケール比の変更を生じることから、図４及び図５におけるそれぞれの照明網羅レベルの違いは、個別の部分瞳３１００のイメージ化比（ｉｍａｇｉｎｇ  ｒａｔｉｏ）の変化に起因する。一方で、射出瞳における照明される部分瞳３１００の数には変更はない。この結果具体的には、二つの照明設定における射出瞳における積分光強度はほぼ同一である、即ち、照明システムにおけるフィールド面の照明強度に照明設定の変更による変化は生じないことになる。照明設定に変化があっても、照明システムの対象物面等のフィールド面においても、照明システムの射出瞳等の瞳面においてもほぼ同一に保たれる。図４に、照明システムを表すσｉｎ、σｏｕｔ、Ｒ（ＮＡ）を、図５に更に、σｉｎ’及びσｏｕｔ’を示す。σｉｎ及びσｏｕｔは基本的に環状照明の半径を示すことから、環状照明の網羅度の大きさ、即ちフィリングレシオσを表す。
【０１０２】
図４に示す照明は、図１の第２ファセット型光学素子１０４及び図１の第２光学素子１０８がそれぞれの第１位置に配置された場合に得られる。第２ファセット型光学素子１０４が距離ｄｚ１移動し、第２光学素子１０８がｄｚ２だけ移動した場合、図５に示す照明が得られる。位置がｄｚ１だけ変更することによって、第２ファセット型光学素子は位置１０４．１から位置１０４．２に移動する。第２光学素子１０８がｄｚ２だけ移動すると、第２光学部品は位置１０８．１から位置１０８．２に移動する。
【０１０３】
上述のシステムを用いて、２つの照明、即ち、図４及び図５に例示したフィリングレシオσの異なる２つの照明設定を正確に実現する場合、図６に示すように、フィールド切り子面によって生成される二次光源が第２ファセット型光学素子５１０４の第１位置５００１と第２ファセット型光学素子５１０４の第２位置５００２の間のほぼ中間に位置するように屈折力を選択することが好ましい。この結果、第２ファセット型光学素子の第１位置及び第２位置で照明の焦点がずれることから、第２ファセット型光学素子の被照明領域が楕円形形状を有するようになる。光源の実際の二次像への距離が２つの位置においてほぼ同一であることから、瞳切り子面鏡上の被照明領域の形状は２つの位置において同一である。例えば、切り子面を楕円形形状にするなどして、個々の瞳切り子面を照明に合わせることができる。
【０１０４】
図７及び図８は、本発明の２つの例の中間像Ｚに続く部分を示した概略図。
【０１０５】
図１ｅに示すシステムのように、図７によるシステムも同様に、ほぼ長方形の構成のフィールド切り子面とフィールドを形成する第３光学部品６１１０を備える。図１のシステムと同様の構成要素には図１の参照番号に６０００を加えた参照番号を付している。図１のシステムのように、図７のシステムにおいて第１ファセット型光学素子６１０２と第２ファセット型光学素子６１０４との距離Ａは、第２ファセット型光学素子６１０４をｄｚ１．１移動して変更する。第２光学部品の焦点距離は、第２光学部品の第１光学素子６１０６及び第２光学素子６１０８をそれぞれ距離ｄｚ２．１、ｄｚ２．２移動して設定する。図７に示すように、光学部品は、局所的な光軸、即ち光学素子のｚ方向に沿ってのみ移動するのではなく、屈折式光学素子とは異なり、ｚ軸に対して角度をもって移動する。ｚ軸に対してある角度をもって移動する、即ち、局所的な光軸に対して傾斜して移動するだけで、光学部品の位置が変更しても、光源の中間焦点Ｚの位置がレクチル面１１４内のレクチルに対するその位置が変化しないようにできるため、光源を移動する必要はない。図７及び図８に示す照明システムのファセット型光学素子６１０２、６１０４、７１０２、７１０４に関する局所ｘ−ｙ−ｚ座標系は、ｚ−ｙ面内を並進移動し、続きｘ−ｙ面を光学素子の局所ｘ軸を中心として角度γ回転移動して得られる。
【０１０６】
図８のシステムにおけるフィールド切り子面はほぼ円弧状のフィールド形状を有する。図８から明らかなように、第２光学部品の第３光学素子７１１０は、フィールドを形成する必要がないため、平面鏡である。図７のシステムとは異なり、第２光学部品の焦点幅は、第１光学素子７１０６及び第２光学素子７１０８が、フィールド中心点に属する主光線ＣＲの方向に沿って距離ｄｚ２．３及びｄｚ２．４移動することによって変更する。更に、第１ファセット型光学素子７１０２と第２ファセット型光学素子７１０４の間の距離は、第２ファセット型光学素子がｄｚ１．２移動することによって変更する。斜入射鏡によって図６に示すようにフィールドを形成する場合、この鏡がフィールド面内に位置せず、フィールド面より約３００〜４００ｍｍ前方に位置するという問題がある。この結果、鏡は瞳特性を一層劣化させ、お互いに僅かに異なるフィールド形状を生成することになる。２つの異なる瞳切り子面から発せられた光線は、異なる場所及び異なる入射角度でフィールドを形成する鏡に入射する。この結果、形状が僅かに異なるフィールドが得られる。
【０１０７】
本発明の一例を図９ａ、図９ｃ、及び以下の表１を用いて説明する。ここで、瞳面の被照明領域の大きさの調整、即ち、σの設定の調整は、表１に記載するように、瞳切り子面鏡をフィールド切り子面鏡に対して移動させ、第２光学部品の第１光学素子に対して第２光学素子を移動させて行うことができる。この場合、照明の形状は円形、即ち照明設定は調整可能なフィリングレシオσを用いた円形設定である。円形の照明設定は、以下の式に従って行う。
2007288188.tif 000005
【０１０８】
図９ａ〜図９ｃにおいて、図１と同様の構成要素には図１の参照番号に８０００を加えた参照番号を付している。
【０１０９】
第１ファセット型光学素子８１０２のフィールド切り子面の半径はＲ＝９０４．２５ｍｍである。
【０１１０】
８１０４．１、８１０４．２、８１０４．３の３つの位置に移動する第２ファセット型光学素子８１０４の瞳切り子面の半径は、Ｒ＝１０９０．３ｍｍである。８１０６．１、８１０６．２、８１０６．３の３つの位置に調整可能な第２光学部品の第１光学素子８１０６の半径は、Ｒ＝２５０．６ｍｍである。
【０１１１】
８１０８．１、８１０８．２、８１０８．３の３つの位置に調整可能な第２光学素子８１０８の第２光学素子の半径は、Ｒ＝−８２９．４ｍｍである。フィールド形状の鏡８１１０は非球面鏡であって、ｘ方向の半径はＲｘ＝３０５．３ｍｍ、ｙ方向の半径はＲｙ＝４７１６．５ｍｍである。データは、対象物面８１１４内のフィールド中心点にその原点を有する座標系を並進移動し、回転して得られる光学素子のそれぞれの局所座標系で表したものである。
【０１１２】
更に、図９ａ、９ｂ、９ｃに対象物面８１１４の局所座標系を示す。本例ではｚ方向、ｘ方向と共にｙ方向も示す。図９ａ〜図９ｃに示すように、座標系は共通の子午面、即ち、個々の局所座標系のｚ軸を含む面内に示されている。既に説明したが、当業者には公知のように、局所座標系は、対象物面内の基準座標系を並進移動し、更に回転して得られる。
【０１１３】
更に、図９ａ〜図９ｃに示すように、被照明フィールドの主光線ＣＲは対象物面８１１４内にある。以下の表１に示す個々の光学素子間の距離の値は、光路で光が伝播する方向で遭遇する順番に配置された、個々の光学部品間のフィールド面のフィールド中心点を介して主光線ＣＲに沿った距離として定義している。
【０１１４】
表１に、図９ａ〜図９ｃに示す本実施の形態における個々の光学部品について照明設定のフィリングレシオσと上述のように定義した距離を列挙する。ここで照明設定は円形の照明設定とする。
【０１１５】
照明設定は、上述の距離を連続して変更することによって調整できる。表１には一例として、フィリングレシオをそれぞれσ＝０．３、σ＝０．５、σ＝０．８とした３つの設定に対する厳密値を示している。表１から具体的に明らかなように、中程度のフィリングレシオのσ＝０．５に対して４０％を越える設定のバラツキが発生し得る。この分野に熟知した当業者であれば、上記の説明からσに他の値を使用することも可能である。
【表１】
2007288188.tif 000006
【０１１６】
本発明に従って、照明システムの光学素子を単純に移動して、光学素子間の距離を変更することによって、被照射瞳領域、具体的には設定の調整を実行する反射システムを初めて説明した。
【０１１７】
具体的には、本発明は、初めて、反射型照明システム、即ち、例えば、ＥＵＶリソグラフィーで使用する種類の反射照明システムにおいて、連続的な手法で照明設定を調整することを可能にする。従来のシステムとは異なり、この種の連続的な調整は、例えば、開口絞りによって発生しうる光強度損失を回避できると共に、連続的な設定を可能にするという利点がある。更に、ここに説明したように連続的な設定の調整を直接実現できる。
【０１１８】
更に、設定を変更しても部分瞳の数はほとんど変わらないため、照明システムのフィールド面における照明強度を確実にほぼ同一に保てるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１ａ】マイクロリソグラフィー露光装置の一般的な構造を示す図である。
【図１ｂ】対象物側開口数ＮＡの定義を説明する図。
【図１ｃ】鏡面上の入射角度の定義を説明する図。
【図１ｄ】対象物面内のフィールドを示す図。
【図１ｅ】各種光学素子を用いた本発明の投影露光装置を示す図。
【図２】フィールド切り子面を用いた第１ファセット型光学素子を示す図。
【図３】瞳切り子面を用いた第２ファセット型光学素子を示す図。
【図４】照明システムの瞳面内の照明の一例を示す図。
【図５】照明システムの瞳面内の照明の他の例を示す図。
【図６】二次光源に対してほぼ等距離に位置する瞳切り子面の構成を示す図。
【図７】フィールドを形成する鏡を用いた本発明の第１の実施の形態のシステムを示す図。
【図８】円弧形状のフィールド切り子面を用いた本発明の第２の実施の形態のシステムを示す図。
【図９ａ】フィールド切り子面鏡から瞳切り子面鏡への距離を変更することによって、照明を変更し、瞳の設定を変更する実施の形態を示す図。
【図９ｂ】フィールド切り子面鏡から瞳切り子面鏡への距離を変更することによって、照明を変更し、瞳の設定を変更する実施の形態を示す図。
【図９ｃ】フィールド切り子面鏡から瞳切り子面鏡への距離を変更することによって、照明を変更し、瞳の設定を変更する実施の形態を示す図。
【符号の説明】
【０１２０】
１  光源
３  集光器
７０    第１光学部品
８０    第１調整装置
８２    第２調整装置
１０２  第１ファセット型光学素子
１０４  第２ファセット型光学素子
１０６  第１光学素子
１０８  第２光学素子
１１０  第３光学素子
１１４  フィールド面（対象物面）
１２８  投影対物光学系
３００  平面鏡
３０２  開口絞り
３０４  空間
３０６  照明システム
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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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９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【外国語明細書】
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