(57)【要約】  投影リソグラフィのための結像光学ユニット（７）は、結像光（３）を物体視野（４）から像視野（８）内に誘導するための複数のミラー（Ｍ１から８）を有する。物体視野（４）は、具体的に第１の大きめの物体視野寸法に沿う及び第２の小さめの物体視野寸法に沿う２つの物体視野座標（ｘ，ｙ）によって張られる。結像光学ユニット（７）は、少なくとも２つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ６）と、結像光ビーム経路内で２つのＧＩミラー（Ｍ３，Ｍ５）間に配置された少なくとも１つのＮＩミラー（Ｍ４）とを有する。ＮＩミラー（Ｍ４）の使用反射面は、第１の反射面座標（ｘ）に沿う面寸法と、第２の物体視野寸法と平行な第２の反射座標（ｙ）に沿う面寸法との間にアスペクト比（ｘ／ｙ）を有し、このアスペクト比は４．５よりも小さい。生産コストが低減した結像光学ユニットが出現する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影リソグラフィのための結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）であって、
結像光（３）を結像光ビーム経路に沿って物体平面（５）の物体視野（４）から像平面（９）の像視野（８）内に誘導するための複数のミラー（Ｍ１からＭ８）、を含み、
前記物体視野（４）は、
大きめの第１の物体視野寸法に沿う第１の直交物体視野座標（ｘ）と、
前記第１の物体視野寸法よりも小さい第２の物体視野寸法に沿う第２の直交物体視野座標（ｙ）と、
によって張られ、
前記結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）が、少なくとも２つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ６）を有し、
前記結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）が、前記結像光ビーム経路内の２つのＧＩミラー（Ｍ３，Ｍ５）間に配置された少なくとも１つのＮＩミラー（Ｍ４）を有し、
前記ＮＩミラー（Ｍ４）の使用反射面が、
第１の反射面座標（ｘ）に沿う面寸法と、前記第２の物体視野寸法と平行な第２の反射面座標（ｙ）に沿う面寸法と、
の間に４．５よりも小さいアスペクト比（ｘ／ｙ）を有する、
結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）。
【請求項２】
少なくとも４つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ６，Ｍ７）によって特徴付けられる請求項１に記載の結像光学ユニット。
【請求項３】
少なくとも３つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５）であって、
これらの３つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５）の使用反射面が、
第１の反射面座標（ｘ）に沿う面寸法と、
前記第２の物体視野寸法と平行な第２の反射面座標（ｙ）に沿う面寸法と、
の間に１よりも大きいアスペクト比（ｘ／ｙ）を有する、
少なくとも３つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５）によって特徴付けられる請求項１又は請求項２に記載の結像光学ユニット。
【請求項４】
前記結像光学ユニット（７）の前記ＧＩミラーの使用反射面の最も大きい直径が、４００ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の結像光学ユニット（７；２４）。
【請求項５】
前記結像光学ユニット（２２）の各ミラー（Ｍ１からＭ８）の使用反射面の最も大きい直径が、８５０ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項６】
前記結像光学ユニット（２１）の前記ミラーの前記使用反射面は、前記第２の直交物体視野座標と平行に延びる像視野座標（ｙ）の方向に２０００ｍｍよりも小さいエッジ長さを有する直方体内に受け入れることができることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項７】
少なくとも０．５の像側開口数によって特徴付けられる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の結像光学ユニットを含み、
前記物体視野（４）を光源（２）からの照明光（３）で照明するための照明光学ユニット（６）を含む、
光学系。
【請求項９】
請求項８に記載の光学系を含み、
前記照明光（３）を生成するための光源（２）を含む、
投影露光装置。
【請求項１０】
構造化構成要素を生成する方法であって、
レチクル（１０）及びウェーハ（１１）を与える段階と、
請求項９に記載の投影露光装置を用いて前記レチクル（１０）上の構造を前記ウェーハ（１１）の感光層の上に投影する段階と、
前記ウェーハ（１１）上にマイクロ構造又はナノ構造を生成する段階と、
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法に従って生成された構造化構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、引用によって本明細書にその内容が組み込まれているドイツ特許出願ＤＥ  １０  ２０１５  ２２１  ９８４．４の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、物体視野(object field)を像視野(image field)内に結像するための結像光学ユニット又は投影光学ユニットに関する。更に、本発明は、そのような投影光学ユニットを含む光学系、そのような光学系を含む投影露光装置、そのような投影露光装置を用いてマイクロ構造化又はナノ構造化構成要素を生成する方法、及びこの方法によって生成されたマイクロ構造化又はナノ構造化構成要素に関する。
【背景技術】
【０００３】
冒頭で示したタイプの投影光学ユニットは、ＪＰ  ２００２／０４８９７７  Ａ、「近接タイプ」投影露光装置を説明しているＵＳ  ５，８９１，８０６から、ＤＥ  １０  ２０１５  ２０９  ８２７  Ａ１から、ＷＯ  ２００８／１４１  ６８６  Ａ１から、及びＷＯ  ２０１５／０１４  ７５３  Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＪＰ  ２００２／０４８９７７  Ａ
【特許文献２】ＵＳ  ５，８９１，８０６
【特許文献３】ＤＥ  １０  ２０１５  ２０９  ８２７  Ａ１
【特許文献４】ＷＯ  ２００８／１４１  ６８６  Ａ１
【特許文献５】ＷＯ  ２０１５／０１４  ７５３  Ａ１
【特許文献６】ＤＥ  １０  ２００９  ０４５  ０９６  Ａ１
【特許文献７】ＷＯ  ２０１２／１２６  ８６７  Ａ
【特許文献８】ＤＥ  １０１  ５５  ７１１  Ａ
【特許文献９】ＵＳ  ２００７−００５８２６９  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、冒頭で示したタイプの結像光学ユニットをその生産コストが低減されるように開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により、この目的は、請求項１に指定する特徴を含む結像光学ユニットによって達成される。
【０００７】
結像光学ユニットは、投影リソグラフィにおける使用、特にＥＵＶ投影リソグラフィにおける使用に対して設計される。
【０００８】
第２の物体視野寸法は、結像光学ユニットが内部で用いられる投影露光装置の走査方向と平行に延びることができる。ＮＩミラーの第１の反射面座標は、通例では第１の直交物体視野座標(Cartesian object field coordinate)と平行に延びない。
【０００９】
ＮＩミラーの使用反射面(used reflection surface)のアスペクト比は４．４とすることができる。このアスペクト比は、より小さくすることもでき、４．３とすることができる。このアスペクト比は、より小さくすることもでき、４．２又は４．１とすることができる。このアスペクト比は、４よりも小さくすることができ、３．８よりも小さくすることができ、３．５よりも小さくすることができ、かつ３．４とすることができる。このアスペクト比は、３．４よりも小さくすることができ、３．３よりも小さくすることができ、３．２よりも小さくすることができ、かつ３．１とすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の結像光学ユニットは、特に適切であることが見出されている。
【００１１】
１よりも大きいアスペクト比を有する３つのＧＩミラーに関して、請求項３に記載の実施形態は、ＧＩミラーの折り返し平面内の反射面寸法がそこで過度に大きくならないことを保証することができる。第２の物体視野寸法は、通常はこの折り返し平面に位置する。
【００１２】
請求項４に記載の実施形態は、小型ＧＩミラー寸法を有利にもたらす。使用反射面の最も大きい直径に対する条件は、結像光学ユニットの各ＧＩミラーに適用することができる。最も大きい直径は、３９７．５ｍｍとすることができる。最も大きい直径は、３８０ｍｍよりも小さくすることができ、３７０ｍｍよりも小さくすることができ、かつ３６８．１ｍｍとすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の実施形態は、小型ミラー寸法決定を有利にもたらす。像側開口数を事前決定する特に結像光ビーム経路内の最後のミラーは、有利に小型である。最も大きい直径は、８４０．２ｍｍとすることができ、８００ｍｍよりも小さくすることができ、かつ７９７．２ｍｍとすることができる。
【００１４】
全体として、請求項６に記載の実施形態は、第２の像視野座標と平行に延びる寸法の方向に有利に小型である。第２の物体視野座標と平行なこのエッジ長さは、１８００ｍｍよりも小さくすることができ、かつ１７６６ｍｍとすることができる。
【００１５】
結像光学ユニットの像視野寸法は、１ｍｍ×１０ｍｍよりも大きくすることができ、例えば、１ｍｍ×２６ｍｍ又は１．２ｍｍ×２６ｍｍとすることができる。
【００１６】
請求項７に記載の像側開口数は、結像光学ユニットの高い構造分解能をもたらす。像側開口数は、０．５５又は０．６とすることができ、かつ更に大きくすることもできる。
【００１７】
請求項８に記載の光学系の利点は、結像光学ユニットに関して既に上述したものに対応する。
【００１８】
光源は、ＥＵＶ光源とすることができる。これに代えて、ＤＵＶ光源、すなわち、例えば１９３ｎｍの波長を有する光源を用いることもできる。
【００１９】
請求項９に記載の投影露光装置、請求項１０に記載の生成方法、及び請求項１１に記載のマイクロ構造化又はナノ構造化構成要素の利点は、結像光学ユニット及び光学系に関して既に上述したものに対応する。特に、半導体構成要素、例えば、メモリチップは、この投影露光装置を用いて生成することができる。
【００２０】
図面を参照しながら本発明の例示的実施形態を下記でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＥＵＶマイクロリソグラフィのための投影露光装置の概略図である。
【図２】２つの選択された視野点の主光線に関する及び上側コマ光線と下側コマ光線に関する結像ビーム経路が描かれた図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの実施形態を子午断面に示す図である。
【図３】図２の視線方向ＩＩＩから見た図２に記載の結像光学ユニットの図である。
【図４】図２及び図３に記載の結像光学ユニットのミラーの光学的使用面の周縁輪郭の平面図である。
【図５】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図２と同様の図である。
【図６】図５の視線方向ＶＩから見た図５に記載の結像光学ユニットの図である。
【図７】図５及び図６に記載の結像光学ユニットのミラーの光学的使用面の周縁輪郭の平面図である。
【図８】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図５と同様の図である。
【図９】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図６と同様の図である。
【図１０】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図７と同様の図である。
【図１１】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図５と同様の図である。
【図１２】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図６と同様の図である。
【図１３】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図７と同様の図である。
【図１４】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図５と同様の図である。
【図１５】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図６と同様の図である。
【図１６】図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして用いることができる結像光学ユニットの更に別の実施形態を示す図７と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置１は、照明光又は結像光３のための光源２を有する。光源２は、例えば５ｎｍと３０ｎｍの間、特に５ｎｍと１５ｎｍの間の波長範囲内の光を生成するＥＵＶ光源である。光源２は、プラズマベースの光源（レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）、ガス放電生成プラズマ（ＧＤＰ））、又は他にシンクロトロンベースの光源、例えば自由電子レーザ（ＦＥＬ）とすることができる。特に、光源２は、１３．５ｎｍの波長を有する光源又は６．９ｎｍの波長を有する光源とすることができる。他のＥＵＶ波長も可能である。一般的に、投影露光装置１内で誘導される照明光３に対して、任意の波長、例えば、可視波長、又は他にマイクロリソグラフィ（例えば、ＤＵＶ、深紫外）での使用を見出すことができ、適切なレーザ光源及び／又はＬＥＤ光源がそれに対して利用可能な他の波長（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２９ｎｍ、１０９ｎｍ）さえも可能である。図１には、照明光３のビーム経路を非常に概略的に描いている。
【００２３】
照明光学ユニット６は、照明光３を光源２から物体平面５内の物体視野４へと誘導する役割を果たす。物体視野４は、投影光学ユニット又は結像光学ユニット７を用いて像平面９内の像視野８へと事前決定縮小スケールで結像される。
【００２４】
投影露光装置１及び投影光学ユニット７の様々な実施形態の説明を容易にするために、直交ｘｙｚ座標系を図面内に示し、この座標系から、図に例示する構成要素のそれぞれの位置関係が明らかである。図１では、ｘ方向は作図面に対して垂直にその中に入り込むように延びる。ｙ方向は左に向かって延び、ｚ方向は上方に延びる。
【００２５】
投影光学ユニット７では、物体視野４及び像視野８は、曲った又は湾曲した実施形態、特に部分リングに成形された実施形態を有する。像視野８の絶対曲率半径は８１ｍｍである。これに代えて、物体視野４及び像視野８を矩形形状で具現化することができる。物体視野４及び像視野８は１よりも大きいｘ／ｙアスペクト比を有する。従って物体視野４は、ｘ方向に長めの物体視野寸法を有し、ｙ方向に短めの物体視野寸法を有する。これらの物体視野寸法は視野座標ｘ及びｙに沿って延びる。
【００２６】
従って物体視野４は、第１の大きめ（長め）の物体視野寸法に沿って第１の直交物体視野座標ｘにより、かつ第２の小さめ（短め）の物体視野寸法に沿って第２の直交物体視野座標ｙによって張られる。これら２つの物体視野座標ｘ及びｙに対して垂直な第３の直交座標ｚを下記では法線座標とも呼ぶ。
【００２７】
第１の物体視野座標ｘと法線座標ｚとは、下記でサジタル平面とも呼ぶ第１の結像光平面ｘｚを張る。第１の結像光平面ｘｚを張る座標ｘ及びｚは、大きめの物体視野寸法ｘを含む。
【００２８】
第２の物体視野座標ｙと法線座標ｚは、下記で子午平面とも呼ぶ第２の結像光平面ｙｚを張る。
【００２９】
図２及びそれ以降に描いている例示的実施形態のうちの１つを投影光学ユニット７に対して用いることができる。図２に記載の投影光学ユニット７は、第１の結像光平面ｘｚ内で４倍だけ、第２の結像光平面ｙｚ内で８倍だけ縮小を行う。
【００３０】
投影光学ユニット７は、アナモルフィック投影光学ユニットである。２つの結像光平面ｘｚ、ｙｚ内における他の縮小スケール、例えば、３×、５×、６×、７×、又は他に８×よりも大きい縮小スケールも可能である。これに代えて、投影光学ユニット７は、２つの結像光平面ｘｚ、ｙｚ内においてそれぞれ同じ縮小スケール、例えば８倍の縮小を有することもできる。この場合、他の縮小スケール、例えば、４×、５×、又は８×よりも大きい縮小スケールさえも可能である。それぞれの縮小スケールは、像反転を引き起こす場合も引き起こさない場合もあり、後にこの像反転を、縮小スケールの適切な符号指定によって解説する。
【００３１】
図２に記載の投影光学ユニット７の実施形態では、像平面９は物体平面５と平行に配置される。この場合に結像されるものは、物体視野４と一致するレチクルとも呼ぶ反射マスク１０の一セクションである。レチクル１０は、レチクルホルダ１０ａによって担持される。レチクルホルダ１０ａは、レチクル変位ドライブ１０ｂによって変位される。
【００３２】
投影光学ユニット７を用いた結像は、基板ホルダ１２によって担持されたウェーハの形態にある基板１１の面上で実施される。基板ホルダ１２は、ウェーハ変位ドライブ又は基板変位ドライブ１２ａによって変位される。
【００３３】
図１は、レチクル１０と投影光学ユニット７の間にこの投影光学ユニット内に入射する照明光３の光線ビーム１３、及び投影光学ユニット７と基板１１との間に投影光学ユニット７から射出する照明光３の光線ビーム１４を略示している。図１には、投影光学ユニット７の像視野側開口数（ＮＡ）を正確な縮尺で再現していない。
【００３４】
投影露光装置１はスキャナタイプのものである。投影露光装置１の作動中に、レチクル１０と基板１１の両方がｙ方向に走査される。レチクル１０及び基板１１のｙ方向の段階的変位が基板１１の個々の露光の合間に行われるステッパタイプの投影露光装置１も可能である。これらの変位は、変位ドライブ１０ｂ及び１２ａの適切な起動によって互いに同期して行われる。
【００３５】
図２及び図３は、投影光学ユニット７の第１の実施形態の光学設計を示している。図２は、投影光学ユニット７を子午断面内に、すなわち、結像光３のビーム経路をｙｚ平面内に示している。子午平面ｙｚを第２の結像光平面とも呼ぶ。図３は、投影光学ユニット７の結像ビーム経路をサジタル平面ｘｚ内に示している。第１の結像光平面ｘｚHRは、結像光３のビーム経路のそれぞれの場所において、第１の直交物体視野座標ｘと現在の結像光主伝播方向ｚHRとによって張られる。結像光主伝播方向ｚHRは、中心視野点の主光線１６のビーム方向である。通常は、この結像光主伝播方向ｚHRは、ミラーＭ１からＭ８における各ミラー反射で変化する。この変化は、それぞれ考慮するミラーＭ１からＭ８における第１の直交物体視野座標ｘの回りの中心視野点の主光線１６の偏向角に等しい傾斜角の結像光主伝播方向ｚHRの傾斜として説明することができる。以後この第１の結像光平面ｘｚHRを簡略化目的で第１の結像光平面ｘｚとも呼ぶ。
【００３６】
第２の結像光平面ｙｚも同様に、結像光主伝播方向ｚHRを含み、第１の結像光平面ｘｚHRに対して垂直である。
【００３７】
投影光学ユニット７は子午平面ｙｚ内でのみ折り返されることから、第２の結像光平面ｙｚは子午平面と一致する。
【００３８】
図２は、この図のｙ方向に互いから離間した５つの物体視野点から射出する各場合に３つの個々の光線１５のビーム経路を描いている。描いているものは、これら２つの物体視野点の主光線１６、すなわち、投影光学ユニット７の瞳平面内の瞳の中心を通過する個々の光線１５と、各場合に上側コマ光線及び下側コマ光線とである。物体視野４から発して、主光線１６は、物体平面５上の法線との５．４°の角度ＣＲＡＯを含む。
【００３９】
物体平面５は、像平面９と平行に延びる。
【００４０】
投影光学ユニット７は、０．５５という像側開口数を有する。
【００４１】
図２に記載の投影光学ユニット７は、物体視野４を起点として個々の光線１５のビーム経路の順番にＭ１からＭ８で付番した合計で８つのミラーを有する。
【００４２】
図２から図４は、ミラーＭ１からＭ８の算出反射面のセクションを描いている。これらの算出反射面の一部分が用いられる。現実のミラーＭ１からＭ８では、反射面のうちでこの実際使用領域に張り出し部を加えたものしか実際には存在しない。これらの使用反射面は、ミラー本体によって公知の方式で担持される。
【００４３】
図２に記載の投影光学ユニット７では、ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ７、及びＭ８は、法線入射ミラー、すなわち、結像光３が４５℃よりも小さい入射角でその上に入射するミラーとして構成される。従って全体として、図２に記載の投影光学ユニット７は、４つの法線入射ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ７、及びＭ８を有する。これらの法線入射ミラーをＮＩ（法線入射）ミラーとも呼ぶ。
【００４４】
ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６は、照明光３のかすめ入射ミラー、すなわち、照明光３が６０°よりも大きい入射角でその上に入射するミラーである。かすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６上への結像光３の個々の光線１５の典型的な入射角は８０°の領域内にある。全体として、図２に記載の投影光学ユニット７は、正確に４つのかすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６を有する。これらのかすめ入射ミラーをＧＩ（かすめ入射）ミラーとも呼ぶ。
【００４５】
ミラーＭ２及びＭ３は、結像光３のビーム経路内に直接に連続して配置されたミラー対を形成する。ミラーＭ５及びＭ６も、結像光３のビーム経路内に直接に連続して配置されたミラー対を形成する。
【００４６】
一方のミラー対Ｍ２、Ｍ３ともう一方のミラー対Ｍ５、Ｍ６とは、個々の光線１５の反射角がこれら２つのミラー対のそれぞれのミラーＭ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６において加算されるように結像光３を反射する。従ってそれぞれのミラー対Ｍ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６のそれぞれの２番目のミラーＭ３及びＭ６は、それぞれの最初のミラーＭ２、Ｍ５がそれぞれの個々の光線１５に対して発揮する偏向効果を高める。ミラー対Ｍ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６のミラーのこの配置は、照明光学ユニットに関するＤＥ  １０  ２００９  ０４５  ０９６  Ａ１に説明されているものに対応する。
【００４７】
かすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６の各々は、半径に対して非常に大きい絶対値を有し、すなわち、これらのミラーは平面からの比較的小さい偏位しか持たない。これらのかすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６の各々は、比較的弱い屈折力、すなわち、全体的に凹又は凸であるミラーよりも低いビーム形成効果しか持たない。ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６は、特定の結像収差補正、特に局所結像収差補正に寄与する。
【００４８】
下記では、投影光学ユニット７のミラーの偏向効果を特徴付ける目的で、偏向方向をそれぞれ描かれた子午断面に基づいて定義する。例えば図２に記載の子午断面内でそれぞれの入射ビーム方向に見てそれぞれのミラーの時計方向の偏向効果、すなわち右への偏向を略記号「Ｒ」で表記する。一例として、投影光学ユニット７のミラーＭ２はそのような偏向効果「Ｒ」を有する。反時計方向のミラーの偏向効果、すなわち、当該ミラー上にそれぞれ入射するビーム方向から見て左に向かう偏向効果を略記号「Ｌ」で表記する。投影光学ユニット７のミラーＭ１及びＭ５は、「Ｌ」偏向効果の例である。−１°＜ｆ＜１°が成り立つ折り返し角ｆを有するミラーの弱い偏向効果又は全く偏向しない効果を略記号「０」で表記する。投影光学ユニット７のミラーＭ７が「０」偏向効果に関する例である。全体として、投影光学ユニット７は、ミラーＭ１からＭ８に関してＬＲＲＲＬＬ０Ｒという偏向効果シーケンスを有する。
【００４９】
原理的に、投影光学ユニットの説明する全ての例示的実施形態は、工程における基本結像特性を変化させることなくｘｚ平面と平行に延びる平面に関して鏡像反転させることができる。しかし、この場合に、この鏡像反転は偏向効果シーケンスを必然的に変化させ、投影光学ユニット７からの適切な鏡像反転によって現れる投影光学ユニットの場合はＲＬＬＬＲＲ０Ｌという順番を有する。
【００５０】
偏向効果の選択、すなわち、例えば、ミラーＭ４上へのそれぞれの入射ビームの方向の選択、並びにミラー対Ｍ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６の偏向方向の選択は、それぞれ、投影光学ユニット７に対して利用可能な設置空間が効率的に用いられるように行われる。
【００５１】
ミラーＭ１からＭ８は、結像光３に対するこれらのミラーの反射率を最適化するコーティングを担持する。このコーティングは、ルテニウムコーティング、モリブデンコーティング、又はルテニウムの最上位層を有するモリブデンコーティングとすることができる。かすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６では、例えば１つのモリブデン段又はルテニウム段を有するコーティングを利用することができる。これらの高反射層、特に法線入射ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ７、及びＭ８のものは、連続する層を異なる材料から製造することができる多段層として構成することができる。交番する材料の層を用いることもできる。典型的な多段層は、それぞれモリブデン層及びシリコン層から生成された二重層を５０枚有することができる。
【００５２】
投影光学ユニット７の全体反射率を計算する目的で、系伝達率が、誘導光線、すなわち中心物体視野点の主光線の入射角に依存して各ミラー面におけるミラー反射率を決定し、それを乗算によって結合することによって系伝達率を形成することで計算される。
【００５３】
反射率計算に関する詳細は、ＷＯ  ２０１５／０１４  ７５３  Ａ１に説明されている。
【００５４】
ＧＩミラー（かすめ入射ミラー）における反射に関する更なる情報は、ＷＯ  ２０１２／１２６  ８６７  Ａに見出すことができる。ＮＩミラー（法線入射ミラー）における反射に関する更なる情報は、ＤＥ  １０１  ５５  ７１１  Ａに見出すことができる。
【００５５】
投影光学ユニット７の全てのミラーＭ１からＭ８の反射率の積として現れる投影光学ユニット７の全体反射率、系伝達率、又は全体伝達率は約Ｒ＝８％である。
【００５６】
ミラーＭ８、すなわち、結像ビーム経路内で像視野８の上流の最後のミラーは、最後から３番目のミラーＭ６から最後から２番目のミラーＭ７に向かって反射された結像光３の通過のための通過開口部１７を有する。ミラーＭ８は、通過開口部１７の周囲において反射方式で用いられる。他のミラーＭ１からＭ７のうちのいずれもが通過開口部を持たず、これらのミラーは、間隙のない連続領域内において反射方式で用いられる。
【００５７】
第１の結像光平面ｘｚ内において、投影光学ユニット７は、ミラーＭ６とＭ７の間の結像光ビーム経路内に正確に１つの第１の平面中間像１８を有する。この第１の平面中間像１８は、通過開口部１７の領域内に位置する。通過開口部１７と像視野８の間の距離は、通過開口部１７と第１の平面中間像１８の間の距離よりも４倍超大きい。
【００５８】
第１の結像光平面ｘｚ（図２を参照されたい）に対して垂直な第２の結像光平面ｙｚ内では、結像光３は、正確に２つの第２の平面中間像１９及び２０を通過する。これら２つの第２の平面中間像のうちの最初のもの１９は、結像光ビーム経路内でミラーＭ２とＭ３の間に位置する。これら２つの第２の平面中間像のうちのもう一方のもの２０は、結像光ビーム経路内でミラーＭ％とＭ６の間に位置する。
【００５９】
第１の平面中間像の個数、すなわち、投影光学ユニット７内で正確に１つの第１の平面中間像と、第２の平面中間像の個数、すなわち、投影光学ユニット７内で正確に２つの第２の平面中間像とは投影光学ユニット７内で互いに異なる。投影光学ユニット７では、中間像のこの個数は正確に１だけ異なる。
【００６０】
より多数の中間像、すなわち２つの第２の平面中間像１９及び２０が内部に存在する第２の結像光平面ｙｚは、ＧＩミラーＭ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６の折り返し平面ｙｚと一致する。通例として、第２の平面中間像は、結像光主伝播方向ｚHRを定める中心視野点の主光線１６に対して垂直ではない。中間像傾斜角、すなわち、この垂直配置からの偏位は、原理的に任意であり、０°と±８９°との間にあるものとすることができる。
【００６１】
中間像１８、１９、２０の領域内には補助デバイス１８ａ、１９ａ、２０ａを配置することができる。これらの補助デバイス１８ａ〜２０ａは、結像光ビームの境界を少なくともセクション毎に定義するための視野絞りとすることができる。中間像１８から２０の中間像平面のうちの１つの内部にＵＮＩＣＯＭの様式にある視野強度規定デバイス、特にｘ方向に千鳥配置された指状絞りを有するものを配置することもできる。
【００６２】
ミラーＭ１からＭ８は、回転対称関数によって説明することができない自由曲面として具現化される。ミラーＭ１からＭ８のうちの少なくとも１つが回転対称非球面として具現化される投影光学ユニット７の他の実施形態も可能である。全てのミラーＭ１からＭ８をそのような非球面として具現化することもできる。
【００６３】
自由曲面は、以下の自由曲面式（式１）によって説明することができる。
【００６４】
【数１】
2018534639.tif 000003
（１）
【００６５】
以下がこの式（１）のパラメータに適用される。
【００６６】
Ｚは、ｘ2＋ｙ2＝ｒ2である点ｘ，ｙにおける自由曲面のサグである。この場合、ｒは、自由曲面式の基準軸（ｘ＝０，ｙ＝０）からの距離である。
【００６７】
自由曲面式（１）では、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3…は、ｘ及びｙのべき乗における自由曲面級数展開の係数を表す。
【００６８】
円錐底面区域の場合には、ｃx、ｃyは、対応する非球面の頂点曲率に対応する定数である。従ってｃx＝１／Ｒx及びｃy＝１／Ｒyが成り立つ。この場合、ｋx及びｋyの各々は、対応する非球面の円錐定数に対応する。従って式（１）は二重円錐自由曲面を説明する。
【００６９】
別の可能な自由曲面は、回転対称基準面から生成することができる。マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影光学ユニットのミラーの反射面のためのそのような自由曲面は、ＵＳ  ２００７−００５８２６９  Ａ１から公知である。
【００７０】
これに代えて、自由曲面は、２次元スプライン面を用いて説明することもできる。２次元スプライン面の例は、ベジェ曲面又は非一様有理基底スプライン（ＮＵＲＢＳ）である。一例として、２次元スプライン面は、ｘｙ平面内の点格子と関連のｚ値とによって、又はこれらの点とそれに関連付けられた勾配とによって説明することができる。スプライン面のそれぞれのタイプに依存して、例えば、連続性及び微分可能性に関して特定の特性を有する多項式又は関数を用いた格子点の間の内挿によって完全な面が得られる。関数の例は解析関数である。
【００７１】
図４は、投影光学ユニット７のミラーＭ１からＭ８上で各場合に結像光３による入射を受ける反射面の周縁輪郭、すなわち、ミラーＭ１からＭ８のいわゆるフットプリントを示している。これらの周縁輪郭は、各場合にそれぞれのミラーＭ１からＭ８の局所的なｘ座標及びｙ座標に対応するｘ／ｙグラフ内に描いたものである。これらの図は、ミリメートルを単位とする正確な縮尺のものである。更に、ミラーＭ８に関する図内には通過開口部１７を描いている。
【００７２】
以下の表は、ミラーＭ１からＭ８に関するパラメータ「最大入射角」、「反射面のｘ方向広がり」、「反射面のｙ方向広がり」、及び「最大ミラー直径」を要約している。
【００７３】
（表）
2018534639.tif 000004
【００７４】
ＧＩミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６の領域内の第２の平面中間像１９及び２０に起因して、これらのＧＩミラーもｙ方向に極端な広がりを持たない。これらのＧＩミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６の反射面の対応する面寸法のｙ／ｘアスペクト比は、ミラーＭ６に関してのみ１よりも大きく、このミラーでは約２．２である。ＧＩミラーのうちのいずれも２．２よりも大きいｙ／ｘアスペクト比を持たない。ｙ／ｘアスペクト比は、投影光学ユニット７のミラーＭ１からＭ８の場合にはミラーＭ４において１という値から最も大きく外れ、このミラーにおいて約１：３．４という値を有する。全ての他のミラーにおいて、ｙ／ｘアスペクト比は２．２５：１と１：２．２５の間の範囲内にある。
【００７５】
像側開口数を事前決定するミラーＭ８は、７９７．２ｍｍの直径で最も大きい最大ミラー直径を有する。他のミラーＭ１からＭ７のうちのいずれも、ミラーＭ８の最大ミラー直径の７０％を上回る最大直径を持たない。８つのミラーのうちの７つが５３０ｍｍよりも小さい最大直径を有する。８つのミラーのうちの６つが４００ｍｍよりも小さい最大直径を有する。特に、投影光学ユニット７の４つ全てのＧＩミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６が４００ｍｍよりも小さい最大直径を有する。
【００７６】
投影光学ユニット７内のミラーＭ１とＭ２の間の結像光ビーム経路内には瞳定義開口絞りＡＳが配置される。開口絞りＡＳの領域内では、結像光ビーム全体がその円周全体にわたってアクセス可能である。
【００７７】
投影光学ユニット７のミラーＭ１からＭ８の反射面の光学設計データは、以下に続く表から収集することができる。これらの光学設計データは、各場合に像平面９を起点とし、すなわち、それぞれの投影光学ユニットを像平面９と物体平面５の間で結像光３の逆伝播方向に説明する。
【００７８】
これらの表のうちの最初のものは、投影光学ユニット７の設計データの概要を提示しており、開口数ＮＡ、結像光に関する算出設計波長、２つの結像光平面ｘｚ及びｙｚ内の縮小率βｘ及びβｙ、像視野のｘ方向及びｙ方向の寸法、像視野曲率、像収差値ｒｍｓ、及び絞りの場所を要約している。この曲率は、視野の曲率半径の逆数として定義される。像収差値は、ｍλ（ｍｌ）を単位として指定され、すなわち、設計波長に依存する。この場合、像収差値は、波面収差のｒｍｓ値である。
【００７９】
これらの表のうちの２番目のものは、光学構成要素の光学面に関する頂点半径（Ｒａｄｉｕｓ＿ｘ＝Ｒx、Ｒａｄｉｕｓ＿ｙ＝Ｒy））及び屈折力値（Ｐｏｗｅｒ＿ｘ、Ｐｏｗｅｒ＿ｙ）を示している。負の半径値は、それぞれの面と、頂点における面法線とそれぞれの湾曲方向（ｘ，ｙ）とによって張られる考慮平面（ｘｚ，ｙｚ）との交線において入射照明光３に向かって凹である曲線を表す。２つの半径、Ｒａｄｉｕｓ＿ｘ、Ｒａｄｉｕｓ＿ｙは、明確に異なる符号を有することができる。
【００８０】
各光学面における頂点は、物体視野中心から像視野８へと対称平面ｘ＝０、すなわち図２の作図面（子午平面）に沿って進む誘導光線の入射点として定義される。
【００８１】
頂点における屈折力、Ｐｏｗｅｒ＿ｘ（Ｐx）、Ｐｏｗｅｒ＿ｙ（Ｐy）は次式として定義される。
【００８２】
【数２】
2018534639.tif 000005
【００８３】
上式中のＡＯＩは、面法線に対する誘導光線の入射角を表す。
【００８４】
３番目の表は、ミラーＭ１からＭ８に関して、円錐定数ｋx及びｋy、頂点半径Ｒx（＝Ｒａｄｉｕｓ＿ｘ）、並びに自由曲面係数Ｃnをｍｍを単位として示す。列記していない係数Ｃnは、各場合に値０を有する。
【００８５】
更に４番目の表は、それぞれのミラーを基準面を起点としてｙ方向に偏心（ＤＣＹ）させ、ｚ方向に変位（ＤＣＺ）させ、傾斜（ＴＬＡ、ＴＬＣ）させた大きさを指定している。このことは、自由曲面設計法の場合の平行移動及び傾斜に対応する。この場合、変位はｙ方向及びｚ方向にｍｍ単位で実施され、傾斜は、ｘ軸の回り、更にｚ軸の回りに実施される。この場合、回転角は度で指定される。偏心が最初に実施され、それに傾斜が続く。偏心中の基準面は、各場合に指定された光学設計データの最初の面である。ｙ方向及びｚ方向の偏心は、物体視野４に関しても指定される。個々のミラーに割り当てられた面に加えて、４番目の表は、像平面を最初の面として、かつ物体平面を最後の面として列記し、任意選択的に絞り面（ラベル「絞り」を有する）を更に列記している。
【００８６】
更に５番目の表は、ミラーＭ８からＭ１の伝達率データ、すなわち、それぞれのミラー上に中心で入射する照明光光線の入射角に対するこれらのミラーの反射率を指定している。全体伝達率は、入射強度から投影光学ユニット内の全てのミラーでの反射後に残る比率として指定される。
【００８７】
６番目の表は、絞りＡＳの境界を折れ線として局所座標ｘｙｚで指定している。上記で説明したように、絞りＡＳは偏心及び傾斜される。
【００８８】
（図２に対する表１）
2018534639.tif 000006
図２に対する表１
【００８９】
（図２に対する表２）
2018534639.tif 000007
図２に対する表２
【００９０】
（図２に対する表３ａ）
2018534639.tif 000008
2018534639.tif 000009
図２に対する表３ａ
【００９１】
（図２に対する表３ｂ）
2018534639.tif 000010
2018534639.tif 000011
図２に対する表３ｂ
【００９２】
（図２に対する表３ｃ）
2018534639.tif 000012
2018534639.tif 000013
図２に対する表３ｃ
【００９３】
（図２に対する表４ａ）
2018534639.tif 000014
図２に対する表４ａ
【００９４】
（図２に対する表４ｂ）
2018534639.tif 000015
図２に対する表４ｂ
【００９５】
（図２に対する表５）
2018534639.tif 000016
図２に対する表５
【００９６】
（図２に対する表６）
2018534639.tif 000017
図２に対する表６
【００９７】
投影光学ユニット７の全体反射率は約８％である。
【００９８】
表内の傾斜値によって明らかにされたように、ミラーの基準軸は、像平面９の法線に対して概ね傾斜されている。
【００９９】
像視野８は、１３ｍｍの２倍のｘ−広がりと１ｍｍのｙ−広がりとを有する。投影光学ユニット７は、１３．５ｎｍの照明光３の作動波長に対して最適化される。
【０１００】
絞りの絞り面の境界（図２に対する表６も参照されたい）は、視野中心点において絞り面の方向に完全な像側テレセントリック開口で像側を伝播する照明光３の全ての光線の絞り面上の交点から現れる。絞りが開口絞りとして具現化される場合には、境界は内側境界である。
【０１０１】
絞りＡＳは平面内に位置するものとすることができ、又は他に３次元実施形態を有することができる。絞りＡＳの広がりは、走査直交方向（ｘ）においてよりも走査方向（ｙ）において小さくすることができる。
【０１０２】
投影光学ユニット７のｚ方向の設置長さ、すなわち、物体平面５と像平面９の間の距離は約２１６０ｍｍである。
【０１０３】
投影光学ユニット７では、瞳掩蔽は、入射瞳の開口全体の１８％である。従って通過開口部１７の結果として開口数の１８％未満しか掩蔽されない。掩蔽境界は、絞り１８に関連して上記で説明した絞り境界の構造と同様の方式で構成される。掩蔽絞りとして具現化される場合には、境界は、絞りの外側境界である。投影光学ユニット７の系瞳内で掩蔽に起因して照明することができない面は、系瞳全体の面の０．１８２未満である。系瞳内の非照明面は、ｘ方向にｙ方向とは異なる広がりを有することができる。系瞳内の非照明面は、丸形、楕円形、正方形、又は矩形とすることができる。更に、系瞳内で照明することができないこの面は、系瞳の中心に対してｘ方向及び／又はｙ方向に偏心させることができる。
【０１０４】
中心物体視野点と中心像視野点の間のｙ距離ｄOISは約１２９０ｍｍである。ミラーＭ７と像平面９の間の作動距離は８０ｍｍである。
【０１０５】
投影光学ユニット７のミラーは、７９６ｍｍ×２０３３ｍｍ×１５７７ｍｍのｘｙｚエッジ長さを有する直方体内に受け入れることができる。
【０１０６】
投影光学ユニット７は、像側でほぼテレセントリックである。
【０１０７】
平均波面収差ｒｍｓは６．３８ｍλである。
【０１０８】
図１に記載の投影露光装置１内で投影光学ユニット７の代わりに用いることができる投影光学ユニットの更に別の実施形態２１を図５から図７に基づいて以下に続く本文で説明する。図１から図４の関連で既に上述した構成要素及び機能は、該当する場合に同じ参照記号で表し、これらについて再度詳細に解説することはしない。
【０１０９】
前と同様にミラーＭ１からＭ８は、上記で示した自由曲面式（１）が成り立つ自由曲面ミラーとして具現化される。
【０１１０】
以下の表は、前と同様に投影光学ユニット２１のミラーＭ１からＭ８のミラーパラメータを示している。
【０１１１】
（表）
2018534639.tif 000018
【０１１２】
４つのＧＩミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６のうちの３つは、そのそれぞれの反射面の１よりも小さいｙ／ｘアスペクト比を有する。ＧＩミラーＭ６は、その反射面の２．１よりも小さいｙ／ｘアスペクト比を有する。ミラーＭ４は約１：４．１というｙ／ｘアスペクト比を有する。
【０１１３】
この場合にも、ミラーＭ８は、９０９．４ｍｍの大きさの最も大きい最大ミラー直径を有する。次に大きいミラーＭ１は、５００．１ｍｍの最大ミラー直径を有する。他の全てのミラーＭ２からＭ７は、５００ｍｍよりも小さい最大ミラー直径を有する。８つのミラーのうちの４つは、４００ｍｍよりも小さいミラー直径を有する。
【０１１４】
投影光学ユニット２１からの光学設計データは、それらの設計に関して図２に記載の投影光学ユニット７に対する表に対応する以下に続く表から収集することができる。
【０１１５】
（図５に対する表１）
2018534639.tif 000019
図５に対する表１
【０１１６】
（図５に対する表２）
2018534639.tif 000020
図５に対する表２
【０１１７】
（図５に対する表３ａ）
2018534639.tif 000021
2018534639.tif 000022
図５に対する表３ａ
【０１１８】
（図５に対する表３ｂ）
2018534639.tif 000023
2018534639.tif 000024
図５に対する表３ｂ
【０１１９】
（図５に対する表３ｃ）
2018534639.tif 000025
2018534639.tif 000026
図５に対する表３ｃ
【０１２０】
（図５に対する表４ａ）
2018534639.tif 000027
図５に対する表４ａ
【０１２１】
（図５に対する表４ｂ）
2018534639.tif 000028
図５に対する表４ｂ
【０１２２】
（図５に対する表５）
2018534639.tif 000029
図５に対する表５
【０１２３】
（図５に対する表６）
2018534639.tif 000030
図５に対する表６
【０１２４】
投影光学ユニット２１の全体反射率は約８％である。
【０１２５】
投影光学ユニット２１は、２×１３ｍｍのｘ−寸法と１．２ｍｍのｙ−寸法とを有する像視野８を有する。８１ｍｍの絶対曲率半径を有する像視野が存在する。投影光学ユニット２１は、０．５５という像側開口数を有する。投影光学ユニット２１は、第１の結像光平面ｘｚ内に４．００という縮小率βxを有する。第２の結像光平面ｙｚ内には、投影光学ユニット２１は８．００という縮小率βyを有する。物体側主光線角度は５．４°である。瞳掩蔽は１５％である。物体−像オフセットｄOISは約１１２０ｍｍである。投影光学ユニット２１のミラーは、９０９ｍｍ×１７６６ｍｍ×１５８４ｍｍのｘｙｚエッジ長さを有する直方体内に受け入れることができる。
【０１２６】
レチクル１０及び従って物体平面５は、ｘ軸の回りに−０．１°の角度Ｔで傾斜される。この傾斜角Ｔを図５に示している。
【０１２７】
ウェーハに最も近いミラーＭ７と像平面９との間の作動距離は約８０ｍｍである。平均波面収差ｒｍｓは７．３２ｍλである。
【０１２８】
図７は、前と同様に投影光学ユニット２１のミラーＭ１からＭ８の反射面の周縁輪郭を示している。
【０１２９】
図１に記載の投影露光装置１内で投影光学ユニット７の代わりに用いることができる投影光学ユニットの更に別の実施形態２２を図８から図１０に基づいて以下に続く本文で説明する。図１から図７の関連で既に上述した構成要素及び機能は、該当する場合に同じ参照記号で表し、これらについて再度詳細に解説することはしない。
【０１３０】
前と同様に、上記で指定した自由曲面式（１）がミラーＭ１からＭ８に適用される。
【０１３１】
以下の表は、前と同様に投影光学ユニット２２のミラーＭ１からＭ８のミラーパラメータを示している。
【０１３２】
（表）
2018534639.tif 000031
【０１３３】
前と同様に、この場合も結像ビーム経路内の最後のミラーＭ８は、８４０．２ｍｍの大きさの最も大きいミラー直径を有する。ミラーＭ４は、６０８．１ｍｍの大きさの次に大きい最大ミラー直径を有する。ミラーＭ１は、５００．７ｍｍの大きさの次に大きい最大ミラー直径を有する。更なるミラーＭ２、Ｍ３、及びＭ５からＭ７のミラー直径は各場合に５００ｍｍよりも小さい。
【０１３４】
ＮＩミラーＭ４は約４．３：１というｘ／ｙアスペクト比を有する。４つのＧＩミラーのうちの３つ、特にミラーＭ２、Ｍ３、及びＭ５のｘ／ｙアスペクト比は、各場合に１よりも大きい。
【０１３５】
図１０は、前と同様に投影光学ユニット２２のミラーＭ１からＭ８の反射面の周縁輪郭を示している。
【０１３６】
投影光学ユニット２２からの光学設計データは、それらの設計に関して図２に記載の投影光学ユニット７に対する表に対応する以下に続く表から収集することができる。
【０１３７】
（図８に対する表１）
2018534639.tif 000032
図８に対する表１
【０１３８】
（図８に対する表２）
2018534639.tif 000033
図８に対する表２
【０１３９】
（図８に対する表３ａ）
2018534639.tif 000034
2018534639.tif 000035
図８に対する表３ａ
【０１４０】
（図８に対する表３ｂ）
2018534639.tif 000036
2018534639.tif 000037
図８に対する表３ｂ
【０１４１】
（図８に対する表３ｃ）
2018534639.tif 000038
2018534639.tif 000039
図８に対する表３ｃ
【０１４２】
（図８に対する表４ａ）
2018534639.tif 000040
図８に対する表４ａ
【０１４３】
（図８に対する表４ｂ）
2018534639.tif 000041
図８に対する表４ｂ
【０１４４】
（図８に対する表５）
2018534639.tif 000042
図８に対する表５
【０１４５】
（図８に対する表６）
2018534639.tif 000043
図８に対する表６
【０１４６】
投影光学ユニット２２の全体反射率は約８％である。
【０１４７】
投影光学ユニット２２は、２×１３ｍｍのｘ−寸法と１．２ｍｍのｙ−寸法とを有する像視野８を有する。８１ｍｍの絶対曲率半径で湾曲した像視野が存在する。投影光学ユニット２２は０．５５という開口数を有する。縮小率は、第１の結像光平面ｘｚ内で４．０（βx）であり、第２の結像光平面ｙｚ内で−８．０（βy）である。物体視野４上の法線に対する主光線角度ＣＲＡは５．４°である。最大瞳掩蔽は１６％である。物体−像オフセットｄOISは約１３８０ｍｍである。投影光学ユニット２２のミラーは、８４０ｍｍ×２１６０ｍｍ×１５９８ｍｍのｘｙｚエッジ長さを有する直方体内に受け入れることができる。
【０１４８】
物体平面５と像平面９は、互いに対して０．３°の角度で延びる。
【０１４９】
ウェーハに最も近いミラーＭ７と像平面９との間の作動距離は８１ｍｍである。平均波面収差ｒｍｓは６．３２ｍλである。
【０１５０】
図１に記載の投影露光装置１内で投影光学ユニット７の代わりに用いることができる投影光学ユニットの更に別の実施形態２３を図１１から図１３に基づいて以下に続く本文で説明する。図１から図１０の関連で既に上述した構成要素及び機能は、該当する場合に同じ参照記号で表し、これらについて再度詳細に解説することはしない。
【０１５１】
前と同様にミラーＭ１からＭ８は、上記に示した自由曲面式（１）が成り立つ自由曲面として構成される。
【０１５２】
以下の表は、前と同様に投影光学ユニット２３のミラーＭ１からＭ８のミラーパラメータを示している。
【０１５３】
（表）
2018534639.tif 000044
【０１５４】
４つのＧＩミラーのうちの３つは、１よりも大きいｘ／ｙアスペクト比を有する。ＮＩミラーＭ４は約４．４というｘ／ｙアスペクト比を有する。
【０１５５】
前と同様に、結像ビーム経路内の最後のミラーＭ８は、１０６０ｍｍの大きさの最も大きいミラー直径を有する。ミラーＭ４は、７０７．８ｍｍの大きさの最大ミラー直径によって次に大きいミラー直径を有する。他のミラーＭ１からＭ３及びＭ５からＭ７の各々は、５５０ｍｍよりも小さい最大ミラー直径を有する。８つのミラーのうちの４つは、５００ｍｍよりも小さい最大ミラー直径を有する。
【０１５６】
図１３は、前と同様にミラーＭ１からＭ８の反射面の周縁輪郭を示している。
【０１５７】
投影光学ユニット２３からの光学設計データは、それらの設計に関して図２に記載の投影光学ユニット７に対する表に対応する以下に続く表から収集することができる。
【０１５８】
（図１１に対する表１）
2018534639.tif 000045
図１１に対する表１
【０１５９】
（図１１に対する表２）
2018534639.tif 000046
図１１に対する表２
【０１６０】
（図１１に対する表３ａ）
2018534639.tif 000047
2018534639.tif 000048
図１１に対する表３ａ
【０１６１】
（図１１に対する表３ｂ）
2018534639.tif 000049
2018534639.tif 000050
図１１に対する表３ｂ
【０１６２】
（図１１に対する表３ｃ）
2018534639.tif 000051
2018534639.tif 000052
図１１に対する表３ｃ
【０１６３】
（図１１に対する表４ａ）
2018534639.tif 000053
図１１に対する表４ａ
【０１６４】
（図１１に対する表４ｂ）
2018534639.tif 000054
図１１に対する表４ｂ
【０１６５】
（図１１に対する表５）
2018534639.tif 000055
図１１に対する表５
【０１６６】
（図１１に対する表６）
2018534639.tif 000056
図１１に対する表６
【０１６７】
投影光学ユニット２３は約８％の全体伝達率を有する。
【０１６８】
投影光学ユニット２３は、２×１３ｍｍのｘ−寸法と１．０ｍｍのｙ−寸法とを有する像視野８を有する。８１ｍｍの絶対曲率半径を有する像視野が存在する。投影光学ユニット２３は、０．６０という像側開口数を有する。
【０１６９】
第１の結像光平面ｘｚ内では縮小率βxは４．００である、第２の結像光平面ｙｚ内では縮小率βyは−８．００である。物体視野側主光線角度は５．４°である。最大瞳掩蔽は１１％である。投影光学ユニット２３は約６．８％の全体伝達率を有する。
【０１７０】
物体−像オフセットｄOISは約１３４０ｍｍである。投影光学ユニット２３のミラーは、１０６０ｍｍ×２０２５ｍｍ×１６３４ｍｍのｘｙｚエッジ長さを有する直方体内に受け入れることができる。
【０１７１】
投影光学ユニット２３では、物体平面５と像平面９は互いに対して０．４°の角度にある。ウェーハに最も近いミラーＭ７と像平面９との間の作動距離は７７ｍｍである。平均波面収差ｒｍｓは約７．６９ｍλである。
【０１７２】
図１に記載の投影露光装置１内で投影光学ユニット７の代わりに用いることができる投影光学ユニットの更に別の実施形態２４を図１４から図１６に基づいて以下に続く本文で説明する。
【０１７３】
図１から図１３の関連で既に上述した構成要素及び機能は、該当する場合に同じ参照記号で表し、これらについて再度詳細に解説することはしない。
【０１７４】
前と同様にミラーＭ１からＭ８は、上記で示した自由曲面式（１）が成り立つ自由曲面ミラーとして具現化される。
【０１７５】
以下の表は、前と同様に投影光学ユニット２４のミラーＭ１からＭ８のミラーパラメータを示している。
【０１７６】
ミラーＭ４は約３．１というｘ／ｙアスペクト比を有する。
【０１７７】
最後のミラーＭ８は約８７２．３ｍｍの大きさの最も大きいミラー直径を有する。他のミラーＭ１からＭ７のうちのいずれも５８０ｍｍよりも大きい直径を持たない。これら７つのミラーのうちの５つが３５０ｍｍよりも小さい最大直径を有する。ＧＩミラーのうちのいずれも３７０ｍｍよりも大きい最大ミラー直径を持たない。
【０１７８】
（表）
2018534639.tif 000057
【０１７９】
図１６は、ミラーＭ１からＭ８の反射面の周縁輪郭を示している。
【０１８０】
投影光学ユニット２４からの光学設計データは、それらの設計に関して図２に記載の投影光学ユニット７に対する表に対応する以下に続く表から収集することができる。
【０１８１】
（図１４に対する表１）
2018534639.tif 000058
図１４に対する表１
【０１８２】
（図１４に対する表２）
2018534639.tif 000059
図１４に対する表２
【０１８３】
（図１４に対する表３ａ）
2018534639.tif 000060
2018534639.tif 000061
図１４に対する表３ａ
【０１８４】
（図１４に対する表３ｂ）
2018534639.tif 000062
2018534639.tif 000063
図１４に対する表３ｂ
【０１８５】
（図１４に対する表３ｃ）
2018534639.tif 000064
2018534639.tif 000065
図１４に対する表３ｃ
【０１８６】
（図１４に対する表４ａ）
2018534639.tif 000066
図１４に対する表４ａ
【０１８７】
（図１４に対する表４ｂ）
2018534639.tif 000067
図１４に対する表４ｂ
【０１８８】
（図１４に対する表５）
2018534639.tif 000068
図１４に対する表５
【０１８９】
（図１４に対する表６）
2018534639.tif 000069
図１４に対する表６
【０１９０】
投影光学ユニット２４は、ｘ方向に１３．０ｍｍの２倍の像視野寸法を有し、ｙ方向に１．２ｍｍの像視野寸法を有する。
【０１９１】
投影光学ユニット２４では、像側開口数は０．５５である。縮小率は、第１の結像光平面ｘｚ内で４．０（βx）であり、第２の結像光平面ｙｚ内で−８．０（βy）である。物体側主光線角度ＣＲＡは４．９°である。瞳掩蔽は最大で１７％である。
【０１９２】
投影光学ユニット２４は約８％の全体伝達率を有する。
【０１９３】
投影光学ユニット２４では、物体−像オフセットｄOISは約１３１０ｍｍである。投影光学ユニット２４のミラーは、８７２ｍｍ×２２２９ｍｍ×１６７８ｍｍのｘｙｚエッジ長さを有する直方体内に受け入れることができる。
【０１９４】
投影光学ユニット２４では、物体平面５は、像平面９に対してｘ軸の回りに０．２°だけ傾斜される。
【０１９５】
ウェーハに最も近いミラーＭ７と像平面９との間の作動距離は８０ｍｍである。平均波面収差ｒｍｓは約７．７ｍλである。
【０１９６】
上記で説明した投影光学ユニットの一部のデータを再度下記の表Ｉ及び表ＩＩに要約する。それぞれの最初の列は、これらのデータをそれぞれの例示的実施形態に割り当てる役割を果たす。
【０１９７】
以下の表Ｉは、開口数（ＮＡ）、ｘ方向の像視野広がり（視野サイズＸ）、ｙ方向の像視野広がり（視野サイズＹ）、像視野曲率（視野曲率）、及び全体反射率又は系伝達率（伝達率）という光学パラメータを要約している。
【０１９８】
以下の表ＩＩは、パラメータ「ミラータイプシーケンス」（ミラータイプ順序）、「ミラー偏向効果シーケンス」（ミラー回転順序）、「ｘｚ平面内の屈折力シーケンス」（ｘ屈折力順序）、及び「ｙｚ平面内の屈折力シーケンス」（ｙ屈折力順序）を指定している。これらのシーケンスは、それぞれビーム経路内の最後のミラーで始まり、すなわち逆ビーム方向を辿る。順番「Ｌ０ＲＲＬＬＬＲ」は、例えば図２に記載の実施形態における順番Ｍ３からＭ１の偏向効果に関連している。
【０１９９】
（表Ｉ）
2018534639.tif 000070
表Ｉ
【０２００】
（表ＩＩ）
2018534639.tif 000071
表ＩＩ
【０２０１】
ミラータイプでは、指定子「Ｎ」は、法線入射（ＮＩ）ミラーに関連し、表記「Ｇ」は、かすめ入射（ＧＩ）ミラーに関連する。屈折力シーケンスでは、「＋」は凹ミラー面を表し、「−」は凸ミラー面を表す。ｘ及びｙにおける屈折力シーケンスを比較すると、例えば、図２及び図１１に記載の実施形態は、ｘ及びｙにおいて等しい屈折力シーケンスを有することがわかる。図２、図５、図１１、及び図１４に記載の実施形態は、ｘにおいて等しい屈折力シーケンスを有する。図２、図８、及び図１１に記載の実施形態は、ｙにおいて等しい屈折力シーケンスを有する。図５及び図１４に記載の実施形態は、ｙにおいて等しい屈折力シーケンスを有する。図８に記載の実施形態のｘにおける屈折力シーケンスは、他の全ての実施形態のものと異なっている。ｘにおける屈折力とｙにおける屈折力において異なる符号を有するミラーは、鞍面又は円環面を表す。ＧＩミラーが例示的実施形態のうちの１つに存在する限り、表ＩＩにおけるミラータイプシーケンスから推察することができるように、これらのＧＩミラーは、それぞれ少なくとも対で存在する。
【０２０２】
マイクロ構造化又はナノ構造化構成要素を生成するために、投影露光装置１は以下のとおりに用いられる。最初に、反射マスク１０又はレチクルと基板又はウェーハ１１とが与えられる。続いて、投影露光装置１を用いて、レチクル１０上の構造がウェーハ１１の感光層上に投影される。次に、感光層を現像することにより、ウェーハ１１上のマイクロ構造又はナノ構造、及び従ってマイクロ構造化構成要素が生成される。
【図１】
2018534639.tif 000072
【図２】
2018534639.tif 000073
【図３】
2018534639.tif 000074
【図４】
2018534639.tif 000075
【図５】
2018534639.tif 000076
【図６】
2018534639.tif 000077
【図７】
2018534639.tif 000078
【図８】
2018534639.tif 000079
【図９】
2018534639.tif 000080
【図１０】
2018534639.tif 000081
【図１１】
2018534639.tif 000082
【図１２】
2018534639.tif 000083
【図１３】
2018534639.tif 000084
【図１４】
2018534639.tif 000085
【図１５】
2018534639.tif 000086
【図１６】
2018534639.tif 000087
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月12日(2018.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影リソグラフィのための結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）であって、
結像光（３）を結像光ビーム経路に沿って物体平面（５）の物体視野（４）から像平面（９）の像視野（８）内に誘導するための複数のミラー（Ｍ１からＭ８）、を含み、
前記物体視野（４）は、
大きめの第１の物体視野寸法に沿う第１の直交物体視野座標（ｘ）と、
前記第１の物体視野寸法よりも小さい第２の物体視野寸法に沿う第２の直交物体視野座標（ｙ）と、
によって張られ、
前記結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）が、少なくとも２つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ６）を有し、その上に前記結像光（３）が、６０°よりも大きい入射角で入射し、
前記結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）が、少なくとも１つのＮＩミラー（Ｍ４）を有し、その上に前記結像光（３）が、４５°よりも小さい入射角で入射し、該少なくとも１つのＮＩミラー（Ｍ４）は、前記結像光ビーム経路内の２つのＧＩミラー（Ｍ３，Ｍ５）間に配置され、
前記ＮＩミラー（Ｍ４）の使用反射面が、
第１の反射面座標（ｘ）に沿う面寸法と、前記第２の物体視野寸法と平行な第２の反射面座標（ｙ）に沿う面寸法と、
の間に４．５よりも小さいアスペクト比（ｘ／ｙ）を有する、
結像光学ユニット（７；２１；２２；２３；２４）。
【請求項２】
少なくとも４つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ６，Ｍ７）によって特徴付けられる請求項１に記載の結像光学ユニット。
【請求項３】
少なくとも３つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５）であって、
これらの３つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５）の使用反射面が、
第１の反射面座標（ｘ）に沿う面寸法と、
前記第２の物体視野寸法と平行な第２の反射面座標（ｙ）に沿う面寸法と、
の間に１よりも大きいアスペクト比（ｘ／ｙ）を有する、
少なくとも３つのＧＩミラー（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ５）によって特徴付けられる請求項１又は請求項２に記載の結像光学ユニット。
【請求項４】
前記結像光学ユニット（７）の前記ＧＩミラーの使用反射面の最も大きい直径が、４００ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の結像光学ユニット（７；２４）。
【請求項５】
前記結像光学ユニット（２２）の各ミラー（Ｍ１からＭ８）の使用反射面の最も大きい直径が、８５０ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項６】
前記結像光学ユニット（２１）の前記ミラーの前記使用反射面は、前記第２の直交物体視野座標と平行に延びる像視野座標（ｙ）の方向に２０００ｍｍよりも小さいエッジ長さを有する直方体内に受け入れることができることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項７】
少なくとも０．５の像側開口数によって特徴付けられる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の結像光学ユニットを含み、
前記物体視野（４）を光源（２）からの照明光（３）で照明するための照明光学ユニット（６）を含む、
光学系。
【請求項９】
請求項８に記載の光学系を含み、
前記照明光（３）を生成するための光源（２）を含む、
投影露光装置。
【請求項１０】
構造化構成要素を生成する方法であって、
レチクル（１０）及びウェーハ（１１）を与える段階と、
請求項９に記載の投影露光装置を用いて前記レチクル（１０）上の構造を前記ウェーハ（１１）の感光層の上に投影する段階と、
前記ウェーハ（１１）上にマイクロ構造又はナノ構造を生成する段階と、
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法に従って生成された構造化構成要素。
【国際調査報告】
2018534639.tif 000088
2018534639.tif 000089
2018534639.tif 000090
2018534639.tif 000091
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2018534639.tif 000093