(57)【要約】配向を相互に独立して設定することのできる複数のミラー素子(23)を含むミラーシステム(19)と、ミラー素子 (23)の配向を決定するようになされたモニタシステム(52)とを備える光学系。モニタシステムは、複数の異なる波長を有する光(55)で複数のミラー素子を照射するようになされたモニタ照射源(57) と、物体面(61)、結像面(63)および物体面と結像面の間に配置された瞳面(77) を有するモニタレンズ(59) と、種々の場所で相互に異なる波長依存透過特性を有するカラーフィルタ(78)と、検出領域(65)を有する空間分解および波長分解光検出器(67)とを備え、ミラー素子(23)はモニタレンズ(59) の物体面(61)の領域に配置され、光検出器(67)の検出領域(65)はモニタレンズ(59)の結像面(63)に配置され、カラーフィルタ(78)はモニタレンズ(59)の瞳面(77)に配置されている。【選択図】図４
2016500835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系であって、
複数のミラー素子（２３）を有するミラー系（１９）であって、該ミラー素子の配向を相互に独立して設定することのできるミラー系（１９）と、
前記ミラー素子（２３）の配向を決定するようになされた監視系（５２）とを備え、該監視系が、
複数の異なる波長を有する光（５５）で複数のミラー素子を照射するようになされた監視放射源 （５７）と、 
物体面（６１）、像面（６３）および該物体面と該像面との間に配置された瞳面（７７）を有する監視レンズ（５９）と、
異なる位置において相互に異なる波長依存透過特性を有するカラーフィルタ（７８）と、    検出面（６５）を有する空間分解および波長分解の光検出器（６７）とを備え、
前記ミラー素子（２３）が前記監視レンズ（５９）の前記物体面（６１）における領域に配置され、 
前記光検出器（６７）の前記検出面（６５）が前記監視レンズ（５９）の前記像面（６３）における領域に配置され、
前記カラーフィルタ（７８）が前記監視レンズ（５９）の前記瞳面（７７）における領域に配置される光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の光学系において、前記光検出器によって検出された光強度を分析して前記ミラー素子の配向を決定するようになされたコントローラをさらに備え、各々のミラー素子の配向が、それぞれのミラー素子と関連する前記検出器の前記検出面上の位置で検出される波長に依存して決定される光学系。
【請求項３】
請求項２に記載の光学系において、前記ミラー系が他のミラー素子に対する前記ミラー素子の内の少なくともいくつかの配向を変更するようになされた複数のアクチュエータを有し、前記コントローラが前記ミラー素子のうちの少なくとも１つの決定された配向に基づいて前記アクチュエータを駆動するようにさらになされた光学系。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の光学系において、前記監視放射源が２．０ｍｍ未満、具体的に１．０ｍｍ未満の直径を有する光学系。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の光学系において、前記監視系が相互に離れて配置された複数の監視放射源を有する光学系。
【請求項６】
請求項５に記載の光学系において、前記複数の監視放射源の各々が、所定の時間的強度変調を有する放射線を放射し、少なくとも２つの監視放射源の時間強度変調が相互に異なる光学系。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の光学系において、前記監視系が複数の監視レンズ、複数のカラーフィルタおよび複数の光検出器を有し、
前記ミラー素子が個々の監視レンズにおける前記物体面の領域に配置され、
前記複数の光検出器の各々の前記検出面が前記監視レンズの各々の前記像面における領域に配置され、
前記複数のカラーフィルタの内の１つが前記監視レンズの各々の前記瞳面における領域に配置される光学系。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の光学系において、前記検出面の上流におけるビーム経路に多孔マスクが配置され、該多孔マスクの穿孔が前記ミラー素子の位置に対応する位置に配置される光学系。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の光学系において、前記カラーフィルタが少なくとも１つの波長に対して線形空間依存プロファイルを有し、前記少なくとも１つの波長の光に対する前記カラーフィルタの透過度のプロファイル値が前記カラーフィルタ上の空間座標の値に比例して変化する光学系。
【請求項１０】
ＥＵＶビーム経路を有するＥＵＶリソグラフィシステムであって、該ＥＵＶリソグラフィシステムが 
前記ＥＵＶビーム経路に配置され、被結像構造を配置させることのできる物体面が感光性構造体を配置させることのできる像面に結像されるようになされた結像光学系と、
請求項１〜９の何れか１項に記載の光学系と、 
ＥＵＶ放射源とを備え、 
前記ミラー系の前記ミラー素子が前記ＥＵＶ放射源と前記結像光学ユニットの前記物体面との間の前記ＥＵＶビーム経路に配置されるＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記ミラー系が１，０００より多いミラー素子を有するＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記ミラー素子の反射面が反射面全体において相互に隣接して配置され、該反射面全体の直径が１００ｍｍより大きい、具体的には１５０ｍｍより大きいＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記ミラー素子の前記反射面がそれぞれ１ｍｍ２未満の面積を有するＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記ミラー素子の内の少なくとも１つの配向が±０．０５ｒａｄを超えて、または±０．１ｒａｄを超えて変更可能なＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記ミラー素子の配向が２つの線形独立方向に変更可能なＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記監視レンズの前記像面における前記監視レンズの前記物体面の像の線形倍率が０．６未満、具体的には０．３未満であるＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記監視レンズは、以下、すなわち０．１  ＜  ＮＡ  ＜０．９ または０．３  ＜  ＮＡ  ＜０．８が適用される像側開口数ＮＡを有するＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記光検出器が複数の検出器ピクセルを有し、該検出器ピクセルの数が前記監視レンズの物体視野に配置されるミラー素子の数の５倍以上、具体的には１０倍以上であるＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記検出器ピクセルの各々がカラーフィルタを有し、直接隣接する検出器ピクセルが相互に異なるカラーフィルタを有するＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記光検出器が少なくとも１つの二色性ビームスプリッタと、該二色性ビームスプリッタの下流のビーム経路内における異なるビーム経路に配置された少なくとも２つの検出器ピクセル群とを有するＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項２１】
請求項１０〜２０のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記カラーフィルタが前記光検出器によって分解することのできる、少なくとも２，０００の相互に異なる分光透過率特性を有するＥＵＶリソグラフィシステム。
【請求項２２】
請求項１０〜２０のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィシステムにおいて、前記ミラー素子が真空容器内に配置され、前記監視放射源および／または前記監視レンズが前記真空容器の外に配置されるＥＵＶリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はミラー素子の配向を決定する監視系、およびこのような監視系を有するＥＵＶリソグラフィシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＵＶリソグラフィシステムは、ＥＵＶ照射によってレジストとも称される感光性構造に結像されるマスクまたはレチクルとも称される被結像構造によって、小型コンポーネントの製造に使用することができる。ＥＵＶ放射は、具体的に、例えば５ｎｍ〜３０ｎｍの範囲の波長などの極紫外線（ＥＵＶ）の波長を有する紫外線放射である。
【０００３】
特許文献１から公知であるＥＵＶリソグラフィシステムは、被結像構造を配置させることのできる物体面を感光性構造を配置させることのできる像面に結像するようになされた結像光学ユニットと、ＥＵＶ放射源と、ＥＵＶ放射源と物体面との間のＥＵＶビーム経路に配置され、基板と該基板に固定された複数のミラー素子とを有し、当該ミラー素子の基板に対するそれぞれの配向が被結像構造に入射されるＥＵＶ放射の角度分布における異なる設定が可能となるように設定することのできる第１ミラー系とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許出願第１２０２１０１Ａ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
課題は、ミラー系の複数のミラー素子を、その基板もしくはミラー系の一体化された光学系の別のコンポーネントに対して、またはこのような光学系の光軸、視野平面もしくは瞳面に対して、角度分布の所望の設定が実現されるように設定し、この設定がＥＵＶリソグラフィシステムの動作中も維持されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものである。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、ミラー素子の配向を設定することのできるミラー素子系と、ミラー素子の配向を決定する監視系とを備える光学系を提供する。
【０００８】
本発明の別の実施形態によれば、ミラー素子の配向を設定することのできるミラー素子系と、ミラー素子の配向を決定する監視系とを備えるＥＵＶリソグラフィシステムを提供する。
【０００９】
いくつかの特定の実施形態によれば、光学系はミラー系と監視系とを備え、ミラー系は複数のミラー素子を有し、ミラー素子のそれぞれの配向は相互に独立して設定され、ミラー素子の配向を決定するために監視系が設けられ、監視系は、以下、すなわち、複数の異なる波長を有する光で複数のミラー素子を照射するようになされた監視放射源と、物体面、像面および物体面と像面との間に配置された瞳面とを有する監視レンズと、異なる位置において相互に異なる波長依存透過特性を有するカラーフィルタと、検出面を有する空間分解および波長分解の光検出器とを備え、ミラー素子は監視レンズの物体面における領域に配置され、光検出器の検出面は監視レンズの像面における領域に配置され、カラーフィルタは監視レンズの瞳面における領域に配置される。
【００１０】
複数のミラー素子を有するミラー系はさらなる光学系と一体化させ、さらなる光学系を機能させるために必要とされる目的を満足させることができ、そのためには、例えば、ミラー素子同士、または例えばミラー素子の取り付けられる基板などの他の基準に対するミラー素子の所定の配向が必要となり得る。そこで監視系は、決められた配向に応じて特定の手段を取ることができるように、ミラー素子の配向を決定するように構成される。
【００１１】
監視レンズは、物体面および像面が光学的に相互に共役した平面となるように、物体面を像面に結像する。物体面の任意の点から異なる角度で発せられる光線は、異なる角度から像面の１つの点に再度入射する。監視レンズの瞳面は、物体面と像面との間のビーム経路に配置される。ここで、瞳面は、物体面の異なる点から同じ角度で発せされる光線が同じ点で瞳面に交差するという特性を持っている。
【００１２】
ミラー素子は監視レンズの物体面における領域に配置される、すなわち、ミラー素子の光学的に有効な反射面は、監視レンズの物体面に厳密に配置されるか、または、ミラー素子を監視レンズの像面へ満足できる結像品質で結像できるように、そこからあまり離れていないところに配置される。さらに監視レンズの物体面および像面は、正確な平面ではなく、望ましいまたは望ましくない像面湾曲によって曲面にすることも可能である。またミラー素子の表面は正確な平面に配置する必要はなく、湾曲した二次元面に配置してもよい。
【００１３】
監視レンズはミラー素子を空間分解検出器に光学的に結像するので、監視放射源によって放射され、特定のミラー素子に反射される光は、それが監視レンズに入射するのであれば、光学結像によって特定のミラー素子と関連する空間分解検出器のある点に、正確には特定のミラー素子の基板に対する配向とは関係なく入射する。
【００１４】
物体面、像面および検出器配置の結像品質または幾何学的位置の重要な条件は、光学的に有効な反射面の各々に対するコア領域が検出器にあり、このコア領域にはある反射面からの光のみが入射し、別の反射面からの光は入射しないことである。しかしながら、検出に際して、検出器の各点は反射面の光のみにさらされる必要はない。これによって監視レンズの複雑性を低減することが可能になる。
【００１５】
しかしながら特定のミラー素子に反射された光は、反射光が物体面を離れる角度に依存する点で監視レンズの瞳面を通過する。この角度は特定のミラー素子の配向によって異なる。瞳面にはカラーフィルタが配置され、これは位置によって異なる光の波長に対して異なる特性を有する。その結果、特定のミラー素子に対応する点で検出器に入射する光はカラーフィルタによってフィルタリングされるが、これは特定のミラー素子の配向に依存する。これにより、特定のミラー素子の配向に依存する色または波長分布を有する特定のミラー素子に関連する点で、光が検出器に入射する。この色または波長の分布は波長分解光検出器によって決定され得る、そして反対に、ミラー素子の配向は、決定された色から推定され得る。
【００１６】
例示的実施形態によれば、光学系は光検出器によって検出された光強度を分析し、ミラー素子の配向を決定するようになされたコントローラをさらに備え、各ミラー素子の配向は、それぞれのミラー素子に関連する検出器の検出面における位置で検出された波長に応じて決定される。
【００１７】
光検出器は、位置と波長に応じて当該光検出器に入射する光を検出することができる任意のタイプのものとすることができる。光検出器は複数の検出器ピクセル（detector pixels）を備えることができ、各検出器ピクセルは、検出器ピクセルに入射する光強度を表す検出信号を提供することができる。検出器ピクセルは、相互に隣接する種々の検出器ピクセルが入射光の異なる色に反応するように、カラーフィルタを備えることができる。このようなカラーフィルタの例としてベイヤーフィルタがある。さらなる実施形態によれば、光検出器は少なくとも１つの二色性ビームスプリッタと少なくとも２つの検出器ピクセル群とを備え、ビームスプリッタによって生成される１つの部分ビームはピクセルの１つの群に入射し、ビームスプリッタによって生成されるもう１つの部分ビームはピクセルのもう１つの群に入射して、異なるピクセル群が光の異なる色または波長を検出できるようにする。
【００１８】
さらなる実施形態によれば、異なる色の光は検出器材料に浸透する深さが異なることを利用する。光によって生成される電荷キャリアを検出器の異なる深さで拾い上げることによって色情報を取得することができる。
【００１９】
例示的実施形態によれば、ミラー系は基板に対する反射面のうちの少なくともいくつかを変更するようになされた複数のアクチュエータを備え、コントローラはミラー素子のうちの少なくとも１つの決定された配向に基づいてアクチュエータを駆動するようになされる。この結果、ミラー系の動作中にミラー素子の配向を測定し、配向が所望する配向に対応するか否かを決定し、アクチュエータを駆動することによってミラー素子の配向を任意選択で修正することができる。従ってミラー素子の配向を動作中に調節することができる（閉ループ制御）。
【００２０】
例示的実施形態によれば、監視放射源は点源、すなわち可及的に小さな直径の放射源である。監視放射源の発光部の直径は、例えば、２．０ｍｍ未満、１．０ｍｍ未満、または０．５ｍｍ未満とすることができる。
【００２１】
特定の実施形態によれば、監視系は相互に隣接して設置されたいくつかの監視放射源を備える。これにより、種々の監視放射源の光がミラー素子に異なる角度で入射し、監視放射源の数に対応する多数の光線が、異なる角度で監視レンズの方向に向けて、各ミラー素子によって放射される。特定のミラー素子の配向を決定するには、反射ビームのうちの１つのみが検出器によって検出されればよいので、特定のミラー素子に反射する光線のうちのいくつかが監視レンズに入射せずに検出器に結像されるように、監視放射源を１つのみ有する実施形態よりも監視レンズの有効径を小さくすることができる。比較的小さな監視レンズは低コストと設置空間が少なくすむという点で有利である。
【００２２】
さらなる実施形態によれば、複数の監視レンズ、複数のカラーフィルタおよび複数の光検出器が設けられ、ミラー素子は個々の監視レンズの物体面における領域に配置され、複数の光検出器の各々の検出面は個々の監視レンズの像面における領域に配置され、複数のカラーフィルタのうちの１つは個々の監視レンズの瞳面における領域に配置される。複数の監視レンズは、１つの監視レンズを有する構成よりも小さな有効径を有し、これもまた低コストと設置空間が少なくすむという点で有利である。
【００２３】
実施形態によれば、本発明はＥＵＶビーム経路を有するＥＵＶリソグラフィシステムを提案し、このシステムはＥＵＶビーム経路に配置され、被結像構造の配置され得る結像光学ユニットの物体面が感光性構造の配置され得る結像光学ユニットの像面に結像されるようになされた結像光学ユニットと、ＥＵＶ放射源と、基板と当該基板に取り付けられた複数のミラー素子とを有するミラー系であって、当該基板に対するミラー素子の配向をそれぞれ設定することができるミラー系と、ミラー素子の配向を決定する監視系であって、以下、すなわち、複数の異なる波長を有する光で複数のミラー素子を照射するようになされた監視放射源と、物体面、像面および物体面と像面との間に配置された瞳面とを有する監視レンズと、異なる場所で互いに異なる波長依存透過特性を有するカラーフィルタと、検出面を有する空間分解、波長分解の光検出器とを備える監視系とを備え、ミラー素子は監視レンズの物体面における領域に配置され、光検出器の検出面は監視レンズの像面における領域に配置され、カラーフィルタは監視レンズの瞳面における領域に配置され、ミラー系のミラー素子はＥＵＶ放射源と結像光学ユニットの物体面との間のＥＵＶビーム経路に配置される。
【００２４】
例示的実施形態によれば、ミラー系は１，０００より多い、１０，０００より多いまたは１００，０００より多いミラー素子を備える。
【００２５】
さらなる例示的実施形態によれば、ミラー素子の反射面は反射面全体に相互に隣接して配置され、反射面全体の直径は１００ｍｍより大きい、または１５０ｍｍより大きい。
【００２６】
例示的実施形態によれば、ミラー素子の反射面の面積は１ｍｍ２未満である。例えば、ミラー素子は、辺の長さが０．５ｍｍ以下の正方形の反射面を有することができる。
【００２７】
さらなる例示的実施形態によれば、ミラー素子の配向はそれぞれ±０．０５ｒａｄを超えて、具体的には±０．１ｒａｄを超えて変更可能である。さらにミラー素子の配向は２つの相互に独立した方向に変更可能である。
【００２８】
例示的実施形態によれば、監視レンズによる結像は縮小結像である。例えば、監視レンズの物体面から監視レンズの像面への結像のための監視レンズの線倍率は、０．６未満または０．３未満であり得る。
【００２９】
例示的実施形態によれば、光検出器は複数の検出器ピクセルを有し、検出器ピクセルの数は監視レンズの物体視野に配置されたミラー素子の数よりも実質的に大きい。例えば、検出器ピクセルの数は監視レンズの物体視野に配置されたミラー素子の数の１０倍よりも大きい、または１００倍よりも大きい。この結果、特定のミラー素子によって反射された光が検出器の複数のピクセルに同時に入射してこれらによって検出され、検出器の複数のピクセルが入射光の色の決定に貢献することが可能である。これにより、光の検出色の精度が向上し、特定のミラー素子の配向を決定する精度が向上する。
【００３０】
他の例示的実施形態によれば、特定のミラー素子によって反射された光は、特定のミラー素子の回動位置が検出器の１つのピクセルによって検出される光強度を評価することによって可能となるように、検出器の正確に１つのピクセルに入射する。
【００３１】
本開示の上述の利点および他の利点は、添付の図面を参照して詳細に説明する下記の例示的実施形態から明らかとなるだろう。全ての実施形態が必ずしも本明細書に特定される一つ一つの利点または何れかの利点を呈するわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態によるＥＵＶリソグラフィシステムのＥＵＶビーム経路の略図である。
【図２】図１のＥＵＶリソグラフィシステムにおける複数のミラー素子を有するミラー系の上面図の略図である。
【図３】図２に示すミラー系に対する監視系の略図である。
【図４】図３に示す監視系のカラーフィルタの略図である。
【図５】複数の監視放射源の使用を説明するための略図である。
【図６】複数の監視レンズを有する監視系の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に説明する例示的実施形態において、機能や構造の類似するコンポーネントにはできる限り類似する参照符号を付した。従って、特定の実施形態における個々のコンポーネントの特徴を理解するには、他の実施形態の説明や開示の概要を参照されたい。
【００３４】
図１はＥＵＶリソグラフィシステム１を略的に示すものであり、ＥＵＶリソグラフィシステムのＥＵＶビーム経路３を説明するものである。リソグラフィシステム１のＥＵＶビーム経路３は、その表面がリソグラフィシステム１の物体面７に配置された被結像構造５を結像する役割を果たす。このため、被結像構造５はＥＵＶ放射源９によって生成されるＥＵＶ放射によって照射される。ＥＵＶ放射源９は、例えば、５ｎｍ〜１５ｎｍの波長領域のＥＵＶ放射を放射するプラズマ放射源である。ＥＵＶ放射源によって放射された放射の一部は、基板１５および該基板１５に取り付けられた複数のミラー素子１７を備える第１ミラー系１３に入射するように、集光ミラー１１によって平行に反射される。ミラー素子１７で反射されたＥＵＶ放射は、基板２１および基板２１に取り付けられた複数のミラー素子２３を備える第２ミラー系１９に入射する。ミラー素子２３で反射されたＥＵＶ放射は１つまたは複数のさらなるミラーで反射された後、被結像構造５に直接的または間接的に向けることができる。説明する例示的実施形態において、ミラー素子２３で反射されたＥＵＶ放射は、ＥＵＶビーム経路において前後に配置された３つのミラー２５，２６，２７で反射された後、被結像構造５に向けられる。
【００３５】
２つのミラー系１３および１９は、ＥＵＶリソグラフィシステムの物体面７における選択視野を照射し、そうすることによって角度分布を設定し、これによってミラー素子の配向を変えることにより、および／または２つのミラーシステムのミラー素子の配向を変えることによって物体面７における照射視野の構成および範囲を設定することにより、光が物体面７に入射する。このため、２つのミラー系を同様の構造とすることができる。
【００３６】
図２はミラー系１９に基づいてミラー系の構造例を概略的に示したものである。ミラー系１９におけるミラー素子２３の反射面は四角形である。反射面を他の構造にすることも可能である。ミラー系１９におけるミラー素子２３は、１，０００よりも大きい、１０，０００よりも大きい、および１００，０００よりも大きい数とすることができる。例えば、ミラー系１９の直径は２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲とすることができる。個々のミラー素子はそれぞれアクチュエータ３１によって、２つの直線的に独立した方向に±０．１ｒａｄ、休止位置から偏向させることができる。アクチュエータは圧電原理、静電原理またはその他の原理に従って動作することができる。
【００３７】
ミラー系１９は複数のアクチュエータ３１を有し、その中で、基板１５に対するミラー素子２３のうちのいくつかまたは全ての反射面の配向を変化させる２つのみを図２に例示的に示す。アクチュエータ３１はコントローラ３３によって、制御ライン３４を使って制御される。アクチュエータ３１は、物体面７に入射するＥＵＶ放射の所望の角度分布および／または空間分布を設定するために、コントローラ３３によって駆動される。このようにしてＥＵＶ放射を設定することに関する背景情報は、欧州特許出願第１２０２１０１Ａ２号明細書および ドイツ特許出願第１０２００９０５４５４０．９号から取得したものであり、この内容全体を本願に組み込む。
【００３８】
ＥＵＶリソグラフィシステム１は結像光学ユニット３７をさらに備え、これは物体面７と像面３９との間のＥＵＶビーム経路３に配置され、これには感光性構造４１の面を配置させることができ、その上に被結像構造５が結像光学ユニット３７によって結像される。このために、結像光学ユニット３７は複数のミラー４３，４４，４５，４６，４７および４８を備え、それらにＥＵＶ放射が被結像構造５で反射された後に順番に反射される。図示する例示的実施形態の結像光学ユニット３７は結像光学ユニット３７の光軸４９に沿って配置された６つのミラー４３〜４８を有するが、結像光学ユニットの他の例においては、像面３９に物体面７の結像を得るために、それ以上または以下の数のミラーを備えることができる。
【００３９】
図３はＥＵＶリソグラフィシステム１の監視ビーム経路５１の略図である。監視ビーム経路５１は監視系５２を備え、ミラー系１９のミラー素子２３における反射面の基板２１に対する配向を決定する。図３ではミラー系１９のうちの３つのミラー素子２３１、２３ ２および２３３ のみを断面で例示的に示している。ミラー素子２３は球状に湾曲した面に配置され、その湾曲の半径はおよそ１ｍである。
【００４０】
ミラー素子２３は点光源である監視放射源５７によって生成された光５５によって照射される。当然ながら点光源は実際には限りなく小さいものではなく、監視放射源５７の直径が例えば０．５ｍｍであるように、有限範囲がある。監視放射源５７によって生成されてミラー素子２３に向けられる光は多くの異なる波長、すなわち、多くの異なる色を有し、具体的には可視の白い光であってもよい。
【００４１】
監視系５２は監視レンズ５９を備え、これは図３に光学レンズ素子として略的に示されている。実際、監視レンズは光学品質の高い結像を提供するためにいくつかのレンズ素子を備えている。このため、監視レンズは、具体的に、色補正され得る。
【００４２】
監視レンズ５９は物体面６１を有し、これを物体面と共役な像面６３に結像する。像面６３には、物体面６１の像を空間分解および波長分解で検出し、それをコントローラ３３に出力するために、光検出器６７の検出面６５が配置される。
【００４３】
ミラー系１９のミラー素子２３は監視レンズ５１の物体面６１の周囲の領域に配置される。ミラー素子２３の配置された面５３の湾曲により、ミラー素子２３が厳密には物体面６１上に配置されていないことがわかる。しかしながらミラー素子２３は、ミラー素子２３の光検出器６７の検出面６５への結像が十分な結像品質で可能となるように、物体面６１の周囲の領域にある。さらに監視レンズ５９を、その物体面がミラー素子２３の配置された面５３の構造に近似するような像面湾曲を有するように具現化することができる。
【００４４】
監視レンズ５９はミラー素子２３を監視レンズ５９の像面６３、従って、光検出器６７の検出面６５に結像する。ミラー素子２３１の像は検出面６５の位置７１１での結像によって生成され、ミラー素子２３２の像は位置７１２に生成され、ミラー素子２３３の像は検出面６５の位置７１３に生成される。図３の線７３１ は、ミラー素子２３１の特定の配向においてミラー素子２３１に反射される光線５５を表している。その中立的な位置において、ミラー２３１は光線５５を、７４１によって表され、点線で示される光線として監視レンズの中心に向ける。ミラー素子２３１の配向とは関係なく、ミラー素子２３１に反射される光５５は検出器６７の検出面６５上の位置７１１に常に入射する、すなわち、この位置において、検出器６５はミラー素子２３１に反射した光を常に検出することができる。この位置７１１は監視レンズ５９によって提供される光学結像により、ミラー素子２３１と関連している。
【００４５】
カラーフィルタ７８は監視レンズ５９の物体面６１と像面６３との間に配置された監視レンズ５９の瞳面７７に配置される。同じミラー素子２３１から発せられる２つの光線７３１および７４１は、瞳面７７、従って、カラーフィルタ７８を異なる位置８１１および８１２で通過する。これらの２つの位置において、カラーフィルタ７８は、位置７１１で検出された光の色がミラー素子２３１の配向が変化した際に変わるよう、相互に異なる波長依存透過特性を有している。カラーフィルタ７８の波長依存透過特性は、位置７１１で検出された光の色からミラー素子２３１の配向を推定できるように構成される。コントローラ５３は、個々のミラー素子に対して、これらの素子に関連する検出器の位置に入射する光を検出し、その色に関してこれらの光を分析し、それからそれぞれのミラー素子の配向を表す信号を生成するようになされる。
【００４６】
同様に図３は、このミラー素子２３３が中立した非偏向の配向にある場合の、ミラー素子２３３に反射した測定光を点線７４３によって示し、線７３３は、位置８１３でカラーフィルタ７８を通過し、位置７１３で検出器６７の検出面６５に入射する例示的配向においてミラー素子２３３に反射される光を表している。その波長分布に関して位置７１３で検出された光を評価することにより、コントローラ３３はこの光が位置８１３においてカラーフィルタ７８を通過したと推定することができる。この位置からミラー素子２３３の配向を明確に決定することができる。
【００４７】
ミラー素子２３２に関して、図３は、反射光の対応線２３２と７４２とが一致するように、これが中立の非偏向位置にある状況を示している。この光は位置８１４でカラーフィルタを通過し、位置７１２で検出器６７の検出面６５に入射する。再度コントローラ３３は位置７１２において検出器６７に入射する光の色から、光がカラーフィルタ７８を通過する位置８１４を推定することができ、これからミラー素子２３２の配向を決定することができる。
【００４８】
ＥＵＶリソグラフィシステムのＥＵＶビーム経路は真空内に配置されなくてはならない。従って本システムは真空空間を画定し、その中にＥＵＶビーム経路を画定する素子が配置された真空容器を備える。これらの素子にはミラー素子２３が含まれる。監視ビーム経路 ５１は必ずしも真空空間内に配置される必要はなく、一部を真空空間の外に配置してもよい。このような状況が図３に示されており、参照符号８０は放射線を監視するための透明な窓を示し、この窓は真空容器の一部である。監視ビーム経路５１は窓８０を通過するので、監視レンズ５９および検出器６７は真空の外に配置させることができる。
【００４９】
図３の参照符号７０は多孔スクリーンを表し、これは検出器６７の検出面６５の上流におけるビーム経路に配置させることができる。多孔スクリーン７０は監視放射を通す板より構成され、監視レンズ５９を通る光学結像のため、ミラー素子２３の位置に対応する位置に光透過開口を有する。多孔板７０は迷放射線を遮断する役割を持ち、迷放射線が検出器６７の検出面６５に到達せず、多孔板の開口を通って検出器によって検出される光の色の決定が容易になる。
【００５０】
図４はカラーフィルタ７８のカラープロファイルの略図である。図示する例において、フィルタ７８は赤、緑、青の色を含み、その彩度は水平方向ｘと垂直方向ｙに変化する。図示する例において、フィルタ内における座標ｘおよびｙの位置の値はそれぞれ０〜１の間である。
【００５１】
例示フィルタの場合、赤、緑および青の彩度は以下が適用されるように構成される：
赤＝ｘ；緑＝ｙ；青＝１−０．５*（ｘ＋ｙ）。
【００５２】
別の例示的実施形態によれば、以下が適用される：
赤＝０．５*ｘ；緑＝０．５*ｙ；青＝１−０．５*（ｘ＋ｙ）。
【００５３】
このカラーフィルタは線形のカラープロファイルを有し、これは、赤、緑、青の３色に対してそれぞれ透過度の値を提供し、カラーフィルタの空間座標の値に比例して変化する。カラーフィルタのこのような線形構造は、カラーフィルタを通過する光線の色重心、すなわち平均色値が決定されるのであれば有利であり、この光線は拡大領域にわたってカラーフィルタを通過するため、その光線断面内において異なる透過特性にさらされる。それでもカラーフィルタを通過する光線の中心に存在する透過特性を追求しなければならず、この透過特性は光線内の種々の透過特性の重心または平均値に対応する。線形のカラープロファイルにより、カラーフィルタを通過する光線の形状および／または範囲に関する情報がなくても重心または中心点の決定が確実に行われる。
【００５４】
例えば、フィルタは、自動制御法によって異なる波長の光に露光され、続いて現像、固定される反転フィルムによって実現することができる。
【００５５】
図３から、監視レンズ５９の直径は、ミラー素子２３で反射される監視放射源５７の放射が、ミラー素子２３の全ての配向が実際に発生する場合、監視レンズ５９に入射するくらい十分に大きいことがわかる。これには比較的大きな監視レンズ５９が必要である。
【００５６】
図５は監視レンズのサイズを低減させる方法を説明する略図である。図５に基づいて説明する例では、監視放射源５７として使用するのは点光源ではなく、４つの監視放射源を相互に隣接させて配置したものである。４つの点光源のうちの２つの位置を図３に参照符号５７１および５７２で示す。
【００５７】
図５において参照符号５９で示す大円５９は、図３に示す監視放射源５７を１つのみ使用する場合の監視レンズの直径を表している。この円５９内において、全ての配向で全てのミラー素子２３に反射される光線は、瞳面７７に配置されたカラーフィルタ７８に入射する。円５９は直径Ｒ０を有する。４つの光源が使用される場合、円５９の領域は半径ｒ＝Ｒ０／（２*ｃｏｓ４５°）＝０．７０７Ｒ０の、より小さな４つの円６０によって覆うことができる。つまり、より小さな半径ｒを持つカラーフィルタを有する監視レンズは、各ミラー素子２３に反射され、光源のうちの少なくとも１つから発せられる放射を検出するために使用することができる。ここで冗長が発生する可能性がある、すなわち、２つの異なる光源から発せられ、２つの異なる位置においてカラーフィルタを通過した光がミラー素子と関連する検出器の位置で検出される場合がある。その結果、検出された光の分析から、ミラー素子に反射された光が通過したカラーフィルタの位置を一意的に決定することができない。従って、検出された光の分析から、ミラー素子の角度位置を明確に決定することもできない。このような明確さの欠如は、例えば、複数の光源を時間的に強度を変調して動作させ、検出器で種々の色を検出する際にこの時間的な強度の変調を考慮することによって改善することができる。例えば、４つの光源のうちの１つのみを任意の時間で交互に動作させることが可能である。そして、検出器で検出された色を特定の光源に一意的に割り当て、これによって当該ミラー素子の配向を一意的に決定することが可能である。図５に基づいて説明された例では４つの監視放射源が使用されている。しかしながら、例えば、２つの監視放射源、６つの監視放射源またはより多くの異なる数の監視放射源を使用することもできる。
【００５８】
別の実施形態において、種々の光源は連続して駆動されない、すなわち、それらは時分割多重化ではなく、周波数分割多重化によって駆動される。光源のうちの少なくとも２つが同時に動作されるが、時間強度変調は異なる周波数によってもたらされる。国際公開第２００８／０９５６９５Ａ２号パンフレットにより、これは特定の検出器にとって有利であることが公知である。
【００５９】
図６は監視レンズのサイズを低減し、必要な設置空間を削減するさらなる例を示す。図３に基づいて説明される光学系は１つの監視レンズを有するが、図６に示す光学系は４つの監視レンズを有し、そのうちの２つの監視レンズ５９１および５９２は光学レンズ素子として簡易的に示されている。４つの監視レンズは中心軸２０の周りの円周方向に分配して配置され、監視放射源５７は軸２０上にある。
【００６０】
この例では、ミラー素子に反射された光が監視レンズ５９１、５９２のうちの１つに入射しないようにする、個々のミラー素子２３の回動位置を設けることができる。これによって問題が生じた場合、例えば、監視放射源５７を１つのみ使用するのではなく、図５に基づいて上記に説明したように、いくつかの監視放射源を使用することによって改善することができる。ミラー素子に反射された光が監視レンズのうちの１つに入射しないようにする、個々のミラー素子の回動位置があるのであれば、各ミラー素子に対して反射された光が監視レンズに入射する十分な回動位置がある場合に限り、いくつかのアプリケーションで許容され得る。個々のミラー素子に対してターゲットの回動位置を規定する場合、検出の可能なミラー素子のみに回動位置を割り当てることを考慮する必要がある。
【００６１】
図４に基づき説明した、フィルタ７８の全領域にわたる赤、緑、青の３色の彩度の線形変化により、光線がフィルタを通過する位置を一意的に決定することが可能となる。しかしながら所望する精度でこの位置を決定するにはカラーフィルタに比較的多数の色を実現させる必要があり、そのため検出器は多くの異なる色を解像することができなければならない。この要求事項は、例えば、４つの方形部にさらに分割されるフィルタによって減らすことができ、この場合、各々の使用される色の彩度は、方形部の各々において０〜１の間で変化する。その結果、特定の光線がカラーフィルタを通過する位置に関する知識がない場合、光線がカラーフィルタを通過する位置を一意的に決定することはできない。しかしながら、ミラー素子の配向が概ねすでにわかっている場合、この概ねわかっている配向から、４つの部分のうちのどの部分に当該ミラーに反射された光線が通過したのかを確立させて、そしてこの確立された部分内において光線がフィルタを通過した位置を一意的に決定することができ、ミラー素子の配向を一意的に、そして大変正確に決定することができる。これにより、ミラー素子のアクチュエータの特定の駆動によってミラー素子の配向が概ねわかっている実施形態の場合、配向を決定する精度の向上を可能にするカラーフィルタの構造を提供することが可能になる。
【００６２】
本開示を特定の例示的実施形態に関して説明してきたが、当業者には種々の代替、変更および変形が明らかであろう。従って、本明細書に規定する本開示の例示的実施形態は説明的なものであり、いかなるようにも制限するものではない。下記の請求項によって規定されるように、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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