(57)【要約】  放射線感受性基板（Ｗ）をマスク（Ｍ）のパターン（ＰＡＴ）の少なくとも１つの像で露光するための投影露光方法において、マスクの照明視野（ＯＦ）が、照明系によって供給された動作波長λの照明放射線によって照明される。照明視野に位置するパターンの一部が、基板の像視野（ＩＦ）に投影レンズを用いて投影され、像視野における像生成に寄与するすべて光線が、投影レンズの結像ビーム経路を形成する。以下のステップ、すなわち、投影レンズの光学要素（ＰＰ）の少なくとも１つの光学面（Ｓ１）を補正面として選ぶステップと、動作中に、回折構造が、回折構造に入射した光線の強度の成分を結像ビーム経路の外の非重大領域に回折によって誘導するように、事前決定可能な局所分布に従って補正面の光学的使用領域（ＵＡ）に回折構造（ＤＳ）を生成するステップとが、投影レンズの射出瞳に局所強度分布を設定するために実行される。【選択図】図１
2020520477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線感受性基板（Ｗ）をマスク（Ｍ）のパターン（ＰＡＴ）の少なくとも１つの像で露光するための投影露光方法であって、前記投影露光方法は、
前記パターンが投影レンズ（ＰＯ）の物体平面（ＯＳ）の領域に配置されるように投影露光装置（ＷＳＣ）の照明系（ＩＬＬ）と前記投影レンズ（ＰＯ）との間に前記マスク（Ｍ）を保持するステップと、
前記基板の放射線感受性面が前記物体平面と光学的に共役な前記投影レンズの像平面（ＩＳ）の領域に配置されるように前記基板（Ｗ）を保持するステップと、
前記マスクの照明視野（ＯＦ）を動作波長λを有する前記照明系によって供給された照明放射線で照明するステップと、
前記照明視野にある前記パターンの一部を前記基板の像視野（ＩＦ）に前記投影レンズを用いて投影するステップであり、前記像視野における像生成に寄与するすべて光線が前記投影レンズの結像ビーム経路を形成する、投影するステップと
を含み、
前記投影レンズの射出瞳に局所強度分布を設定するために、以下のステップ、すなわち、
前記投影レンズの光学要素（ＰＰ）の少なくとも１つの光学面（Ｓ１）を補正面として選ぶステップと、
動作中に、前記回折構造が、前記回折構造に入射した前記光線の前記強度の成分を前記結像ビーム経路の外の非重大領域に回折によって誘導するように、事前決定可能な局所分布に従って前記補正面の光学的使用領域（ＵＡ）に回折構造（ＤＳ）を生成するステップと
が実行される、投影露光方法。
【請求項２】
前記回折構造（ＤＳ）は、前記回折された放射線の４０％超が前記像視野（ＩＦ）まで達しないように設計される、請求項１に記載の投影露光方法。
【請求項３】
前記回折構造（ＤＳ）は、以下の条件：
・最も高い回折強度が０次の回折に存在し、前記０次の回折と異なる最も高い回折強度をもつ回折次数が、前記結像ビーム経路の外の非重大領域に回折される、
・前記射出瞳内の前記強度分布は、回折構造のない構成と比較して、前記射出瞳内の前記強度分布が、０．２％超だけ、好ましくは、２％超だけ、特に、１０％超だけ変化するように変更され、好ましくは、これらの限度が、前記強度分布の非回転対称寄与に当てはまる、
・前記補正面の前記光学的使用領域の５％超、好ましくは１０％超、特に、１５％超の面積をもつ部分が、いかなる回折構造も保持しない、
・前記回折構造の非回転対称成分のＲＭＳ値が、回転対称成分のＲＭＳ値を超える、
の少なくとも１つ、好ましくは、これらの条件のいくつかまたはすべてが満たされるように生成される、請求項１または２に記載の投影露光方法。
【請求項４】
前記回折構造（ＤＳ）によって回折された前記成分のうちの実質的成分が、前記非重大領域において少なくとも１つの低反射放射線捕捉デバイス（ＳＩ１、ＳＩ２）によって捕捉され、好ましくは、前記低反射放射線捕捉デバイスが、前記補正面をもつ前記光学要素から少なくとも５ｍｍ離して配置される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項５】
前記回折構造が、高密度ラインをもつパターンを有し、前記高密度ラインが、前記動作波長の１０倍未満のライン間隔を有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項６】
前記回折構造が、部分的にまたは完全に、位相格子として設計される、請求項１から５までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項７】
単位面積当たり異なる密度をもつ回折構造（ＤＳ）が前記補正面に生成され、および／または前記回折構造は、回折構造をもつ領域が前記補正面において回折構造のない領域の隣に位置するように生成される、請求項１から６までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項８】
前記投影レンズは、少なくとも１つの実中間像が前記物体平面（ＯＳ）と前記像平面（ＩＳ）との間の中間像平面の領域に生成されるように構成され、前記補正面を備えた前記光学要素が、前記物体平面と前記中間像との間の瞳平面に、またはその近傍に配置される、請求項１から７までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項９】
前記照明視野および前記像視野が、第１の方向の視野幅と前記第１の方向に垂直な第２の方向の視野高さとの間の１よりも大きいアスペクト比を用いてスロット形状にされ、前記回折構造の構造要素の構造方位は、前記回折構造が、主として（ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙ）または排他的に（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅｌｙ）前記第２の方向に回折するように設計される、請求項１から８までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項１０】
補正面のない前記投影レンズの瞳透過率が測定によって決定され、前記回折構造は、空間依存回折プロファイルが生成されるように具現され、前記回折プロファイルは、前記補正面が前記結像ビーム経路に配置される場合、補正面のない構成に対して前記瞳透過率の変動を低減する、請求項１から９までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項１１】
深紫外線（ＤＵＶ）範囲からの動作波長または極紫外線範囲（ＥＵＶ）からの動作波長をもつ電磁放射線が利用される、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の投影露光方法。
【請求項１２】
光学結像系の結像ビーム経路中の位置で使用するための、局所的に変化する透過率を有する補正面をもつ光学要素を生成するための方法であって、前記方法が、
ａ）回折構造を備えるべき少なくとも１つの補正面の前記結像ビーム経路中の位置を選ぶステップと、
ｂ）前記結像ビーム経路中の前記補正面の前記位置と視野依存瞳場所との間の割り当てを確認するステップと、
ｃ）像視野の異なる視野点に関して（前記像視野の視野場所に応じて）射出瞳内の局所強度分布を測定するステップと、
ｄ）前記射出瞳内の前記局所強度分布の意図したプロファイルを得るために、回折による放射線強度のマスキングについての求められている局所分布を表す意図した偏向プロファイルを確認するステップと
ｅ）前記補正面の区域場所に入射する光線の入射角をもつ第１のスペクトルと、前記像視野の方向に前記区域場所から発する光線の反射角をもつ第２のスペクトルと、非重大領域の方向に前記区域場所から進む光線の反射角をもつ第３のスペクトルとを確認するステップと、
ｆ）動作波長の光線の前記第３のスペクトルの領域の角度への回折を生成する回折構造の構造周期および構造方位を確認するステップと、
ｇ）前記意図した偏向プロファイルが得られることになる前記回折構造の空間依存回折強度を確認するステップと、
ｈ）ステップｆ）およびステップｇ）の結果に応じて前記補正面に前記回折構造を生成するステップと
を含む、方法。
【請求項１３】
投影レンズの物体平面（ＯＳ）に配置されたパターンを前記投影レンズの像平面（ＩＳ）に動作波長λをもつ電磁放射線によって結像するための投影レンズ（ＰＯ）であって、前記投影レンズ（ＰＯ）は、
光学面をもつ多数の光学要素であり、前記物体平面に配置されたパターンが前記光学要素によって前記像平面に結像可能であるように前記物体平面（ＯＳ）と前記像平面（ＩＳ）との間の結像ビーム経路に配置されている、光学面をもつ多数の光学要素と、
前記投影レンズの射出瞳に局所強度分布を設定するための系（ｓｙｓｔｅｍ：システム）と
を有し、
前記投影レンズの光学要素（ＰＰ）の少なくとも１つの光学面（Ｓ１）が補正面として設計され、
回折構造（ＤＳ）は、露光動作中に、前記回折構造が、前記回折構造に入射した光線の強度の成分を前記結像ビーム経路の外の非重大領域に回折によって誘導するように、事前決定可能な局所分布に従って前記補正面の光学的使用領域（ＵＡ）に具現されることを特徴とする投影レンズ（ＰＯ）。
【請求項１４】
以下の条件、すなわち、
・前記回折構造（ＤＳ）は、前記回折された放射線の４０％超が前記像視野（ＩＦ）まで達しないように設計される、
・最も高い回折強度が０次の回折に存在し、前記０次の回折と異なる最も高い回折強度をもつ回折次数が、前記結像ビーム経路の外の非重大領域に回折される、
・前記射出瞳内の前記強度分布は、回折構造のない構成と比較して、前記射出瞳内の前記強度分布が、０．２％超だけ、好ましくは、２％超だけ、特に、１０％超だけ変化するように変更され、好ましくは、これらの限度が、前記強度分布の非回転対称寄与に当てはまる、
・前記補正面の前記光学的使用領域（ＵＡ）の５％超、好ましくは１０％超、特に、１５％超の面積成分をもつ部分が、いかなる回折構造も保持しない、
・前記回折構造の非回転対称成分のＲＭＳ値が、回転対称成分のＲＭＳ値を超える、
・少なくとも１つの低反射放射線捕捉デバイス（ＳＩ１、ＳＩ２）が備えられ、前記回折構造は、前記回折構造（ＤＳ）によって回折された成分のうちの実質的成分が、前記非重大領域において前記放射線捕捉デバイス（ＳＩ１、ＳＩ２）によって捕捉されるように設計され、好ましくは、前記低反射放射線捕捉デバイスが、前記補正面をもつ前記光学要素から少なくとも５ｍｍ離して配置される、
・前記回折構造が、高密度ラインをもつパターンを有し、前記高密度ラインが、前記動作波長の１０倍未満のライン間隔を有する、
・前記回折構造が、部分的にまたは完全に、位相格子として設計される、
・前記回折構造が、前記補正面に単位面積当たり異なる密度で存在する、
・前記回折構造は、回折構造をもつ領域が前記補正面において回折構造のない領域の隣に位置するように具現される、
・前記投影レンズは、少なくとも１つの実中間像（ＩＭＩ１、ＩＭＩ２）が前記物体平面と前記像平面との間の中間像平面の領域に生成されるように構成され、前記補正面を備えた前記光学要素が、前記物体平面と前記中間像との間の瞳平面に、またはその近傍に配置される、
・前記照明視野および前記像視野が、第１の方向の視野幅と前記第１の方向に垂直な第２の方向の視野高さとの間の１よりも大きいアスペクト比を用いてスロット形状にされ、前記回折構造の構造要素の構造方位は、前記回折構造が、主としてまたは排他的に前記第２の方向に回折するように設計される
のうちの少なくとも１つが当てはまる、
請求項１３に記載の投影レンズ（ＰＯ）。
【請求項１５】
放射線感受性基板をマスクのパターンの少なくとも１つの像で露光するための投影露光装置であって、前記投影露光装置は、
一次放射線源の一次放射線を受け取り、照明領域の前記マスク（Ｍ）に向けられた照明放射線を発生するための照明系（ＩＬＬ）と、
照明視野に位置する前記パターンの一部を前記基板の像視野に投影放射線で投影するための投影レンズ（ＰＯ）であり、前記像視野における像生成に寄与する前記投影放射線のすべて光線が前記投影レンズの結像ビーム経路を形成する、投影レンズ（ＰＯ）と、
前記パターンが前記投影レンズの物体平面（ＯＳ）の領域に配置されるように、前記照明系と前記投影レンズとの間に前記マスクを保持するためのマスク保持デバイス（ＲＳ）と、
前記基板の放射線感受性面が前記物体平面と光学的に共役な前記投影レンズの像平面（ＩＳ）の領域に配置されるように前記基板を保持するための基板保持デバイス（ＷＳ）と
を含み、
前記投影レンズが、請求項１３および請求項１４のいずれかに従って具現されることを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、２０１７年５月１７日に出願されたドイツ特許出願第１０  ２０１７  ２０８  ３４０．９号に基づき、これは参照により本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、請求項１の前文に記載のマスクのパターンの少なくとも１つの像により放射線感受性基板を露光するための投影露光方法、この方法を実行するのに適する請求項１３の前文に記載の投影レンズ、および局所的に変化する透過率を有する補正面（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｓｕｒｆａｃｅ）をもつ補正要素を生成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロリソグラフィック投影露光法は、主に、今日、半導体構成要素および他の微細構造構成要素、例えばフォトリソグラフィ用マスクなどを生成するために使用される。この場合、結像されるべき構造のパターン、例えば、半導体構成要素の層のラインパターンを担持または形成するマスク（レチクル）または他のパターン発生デバイスが使用される。パターンは、投影露光装置の照明系と投影レンズとの間の投影レンズの物体平面（ｏｂｊａｃｔ  ｐｌａｎｅ）の領域に位置づけられ、照明系によって供給される照明放射線によって照明される。パターンによって変更された放射線は、投影放射線の形態で投影レンズを通過し、投影レンズは、縮尺されたパターンを露光されるべきウェーハ（ｗａｆｅｒ）または露光されるべき基板上に結像する（ｉｍａｇｅ）。ウェーハの表面は、物体平面と光学的に共役（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）である投影レンズの像平面（ｉｍａｇｅ  ｐｌａｎｅ）に配置される。ウェーハは、通常、放射線感応性層（レジスト、フォトレジスト）で被覆される。
【０００４】
投影露光装置の開発の目的の１つは、寸法がますます小さくなっている構造をウェーハにリソグラフィで生成することである。半導体構成要素の場合には、例えば、構造が小さいほど集積密度が高くなり、それは、通常、生成される微細構造化構成要素の性能に好ましい効果を有する。良好な結像性能を示す投影レンズが、この目的のために必要とされる。
【０００５】
例えばマイクロリソグラフィック投影レンズなどの光学結像系は、動作中に達成される像視野（ｉｍａｇｅ  ｆｉｅｌｄ）の複素振幅が、仕様に応じて望まれる像視野の複素振幅と、所与の許容範囲内で、一致する場合、良好な結像性能を提供することができる。複素振幅は、位相および大きさ（または絶対値）を使用して記述することができる。複素振幅の位相は、しばしば、波面とも呼ばれる。複素振幅の大きさの中で、とりわけ、瞳に関するそのプロファイルが重要である。瞳に関するこのプロファイルは、光学結像系の射出瞳（ｅｘｉｔ  ｐｕｐｉｌ）内の強度分布を記述する。この強度分布は、瞳透過関数によって定量的に記述することができ、瞳透過関数は、全体透過率（ｔｏｔａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を瞳座標の関数として記述する。
【０００６】
光学結像系の射出瞳内の瞳透過関数または対応する強度分布は、例えば、瞳平面（ｐｕｐｉｌ  ｐｌａｎｅ）または瞳平面の近傍の結像ビーム経路に導入され、フィルタの有効断面にわたり局所透過率プロファイルまたは透過率変化を有するフィルタによる光学フィルタリングによって、目標の様式に変更されてもよい。そのようなフィルタリングは、時々、瞳フィルタリングまたはアポダイゼイション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）と呼ばれる。
【０００７】
特に、例えばマイクロリソグラフィック投影レンズなどの比較的高開口の光学結像系では、物体視野（ｏｂｊｅｃｔ  ｆｉｅｌｄ）から発する異なる光線は、（実質的に同一の光路長で）異なる幾何学的経路を進み、結像系のレンズ要素および他の光学要素の光学面に強く変化する入射角で入射する。光軸に沿って、または比較的光軸に近く全長にわたって進む光線は、一般に、主としてレンズ要素の周辺を進む光線よりも光学高密度レンズ要素材料（ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｎｓｅ  ｌｅｎｓ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ）内の大きい吸収を受ける。逆に、特に周縁光線の場合には、特に高い入射角が光学面で生じる可能性があり、その結果として、これらの光線では、通常、光学面を少なくとも近似的に垂直に通過する光線よりも大きい反射損が発生する。その結果、とりわけ、同じ物点から発する異なる光線は、光学結像系を通る経路で異なる全体透過率を「感じる」ことは明らかである。この結果は、「瞳透過率（ｐｕｐｉｌ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）」または関連する瞳透過関数で表すことができる。
【０００８】
特に、１次の回折が生じない位相シフトマスク（「レビンソン（Ｌｅｖｉｎｓｏｎ）」タイプ）を使用する場合、結像品質への瞳透過関数の影響が顕著になることがある。光学設計による光学面での光線の表面入射角（入射角）の変動、光学コーティングの層生成における変動、レンズ要素材料の変動、および光学面の汚染は、瞳透過関数の変化をもたらすことがある典型的な影響要因である。それゆえに、そのような望ましくない影響を補償するためのオプションが必要である。
【０００９】
米国特許出願公開第２００８／００９４５９９号は、とりわけ、投影レンズの物体平面に配置されたパターンを投影レンズの像平面に結像するための投影レンズを記載しており、多数の光学構成要素が物体平面と像平面との間に配置され、光学構成要素のうちの少なくとも１つは基板を有し、少なくとも１つの基板表面は、光学構成要素の使用可能な断面にわたって反射度および／または透過度の強い空間変調を有する干渉層系で被覆され、変調は、瞳平面に存在する放射線の強度分布が干渉層系のない投影レンズと比較して実質的に減少した空間変調を有するように、投影レンズの残りの構成要素の空間透過率分布に適合される。
【００１０】
ＷＯ２０１３／０５０１９８Ａ１は、とりわけ、マイクロリソグラフィック投影露光装置の光学系の強度分布を設定するための方法を記載している。この方法では、例えば炭化水素化合物による汚染層の形態の透過率影響層が、光学系に配置されている光学要素のうちの少なくとも１つの表面に生成される。それに関して、層の一部を照射することによるこの層の部分的除去があり、その結果、光学要素は、層の残りの構成要素の結果として所定の透過率分布を有する。
【００１１】
ＷＯ０３／０９２２５６Ａ２は、光学フィルタリングによる投影方法および投影系を記載している。ここでは、多数の光学要素および少なくとも１つの瞳平面が、物体平面と像平面との間に配置され、前記瞳平面は、結像系の視野平面（ｆｉｅｌｄ  ｐｌａｎｅ）に関してフーリエ変換される結像系が使用される。角度選択光学フィルタリングが、光学フィルタ要素を用いて視野平面の領域で実行され、光学フィルタ要素の角度依存フィルタ機能は、瞳の領域の所望の空間依存フィルタ機能の関数として計算される。したがって、瞳透過関数、または射出瞳内の強度分布に影響を及ぼすことが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、波面などの結像にとって重要な他の特性を損なうことなしに、光学結像系の射出瞳内の強度分布に目標とした影響を及ぼすための選択肢を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、請求項１の特徴を有する投影露光方法、請求項１３の特徴を有する投影レンズおよび局所的に変化する透過率を有する補正要素を生成するための請求項１２の特徴を有する方法によって達成される。
【００１４】
とりわけ、光学結像系の射出瞳内の強度分布に影響を及ぼす目的で、結像ビーム経路中に補正面として設けられた光学面に好適な空間的分布をもつ回折構造、すなわち、動作波長の光に対して回折効果を有する（回折）構造を取り付けることが有利であることを発明者は認識した。これらの回折させる構造は、それらが設けられているゾーンでの回折によって、結像ビーム経路から余分の光を取り除く。しかしながら、グレーフィルタの場合と異なり、この光は、回折構造の場所で、すなわち、光学要素の補正面で吸収されるのではなくて、回折構造の好適な設計の場合には、この光は、結像ビーム経路中の光学的に有効な要素から熱的に分離される１つまたは複数の非重大領域（ｕｎｃｒｉｔｉｃａｌ  ｒｅｇｉｏｎ）に導くことができる。回折によって実現される放射線成分の出力結合を用いて、実質的に要素加熱の損傷なしに、射出瞳内の強度分布の変更またはそれの補正を得ることが可能である。
【００１５】
そのような回折構造をもつ少なくとも１つの補正面を有する光学要素は、本願では、「補正要素」とも呼ぶ。
【００１６】
回折構造は、投影レンズの射出瞳内の強度分布の十分な変化またはそれの補正を実現するように設計される。その結果、それらは、他の目的のために設計されている回折構造と構造的および機能的の両方で異なる。
【００１７】
例として、色補正、すなわち、色収差（色誤差）の補正のためのマイクロリソグラフィック投影レンズの回折光学要素（ＤＯＥ）の使用が知られている。"Use of Diffractive Lenses in Lithographic Projection Lenses" by H-J Rostalski, A. Epple and H. Feldmann in: International Optical Design, Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2006), paper WD4という専門家の論文は、回折レンズ要素を色補正に使用することが可能であること、およびこれらは、像視野湾曲へのそれ自体の寄与なしに、さらに、Ｐｅｔｚｖａｌ補正を簡単化できることを述べている。
【００１８】
ＧＢ  ２  ２４８  ４９１  Ａは、効率的な色補正のために、凹面ミラーの近傍で放射線が２回通過する領域に反対方向に通過する放射線を有する回折光学要素が配置される折り畳みビーム経路および凹面ミラーをもつ反射屈折投影レンズを記載している。
【００１９】
ＥＰ  １  ２５６  ８２１  Ａ２（米国特許出願公開第２００５／００７３７４６号に対応する）は、各々が回折光学要素の平面で測定された幅とそれと垂直に測定された高さとを有する複数の回折構造を有する回折光学要素を記載しており、回折構造の幅および高さは、回折構造の幅が広いほど回折構造の幅が狭いものよりも高さが低くなるように回折光学要素の表面上で反対方向に変化する。その結果、広い幅の構造の領域の比較的低い回折損失が増加し、したがって、構造の幅の狭い領域の比較的高い回折損失と一致し、その結果、局所回折効率が表面にわたって変化しないままである回折光学要素が現われる。様々な幅の回折構造をもつ回折光学要素に加えて、中性フィルタ（ｎｅｕｔｒａｌ  ｆｉｌｔｅｒ）（グレーフィルタ）が提供される光学配置も記載されている。
【００２０】
ＤＥ  １０  ２００６  ０２８  ２４２  Ａ１は、回折光学要素が物体平面に最も近い第１の瞳平面の近傍に配置される、２つの中間像をもつ反射屈折および屈折投影レンズを記載している。このようにして、正屈折力が導入され、その結果として、他のところで屈折力を節約することが可能である。したがって、屈折レンズ要素の最大直径の縮小を得ることが可能である。同様に存在する軸方向色収差への影響が論じられている。
【００２１】
色補正のための回折光学要素は、理想的には、結像ビーム経路（使用されているビーム経路）中に完全に回折するが、瞳強度分布を補正するための回折光学要素は、光の一部を制御された方法で結像ビーム経路の外に回折する。
【００２２】
色補正のための回折要素は単一の次数の回折に向けられ、瞳強度補正のための回折要素は、０次の回折の第１の成分を通過させ、少なくとも第２の成分（しかしさらに多くの場合より多くの）を１次および／または高次に回折し、両方の成分は、１０００分の１を超える、好ましくは１パーセントを超える（オプションとして、成分の場所にわたる最大値）。
【００２３】
射出瞳内の強度分布に関して目標とする再現可能な関与を確実にするために、回折構造は、好ましくは、回折放射線の４０％超が像視野まで達しないように設計される。特に、回折光（０次の回折を除いて）の６０％超またはさらに８０％超を像視野に達することができないようにすることができる。
【００２４】
特に、補正面の光学的使用領域（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｕｓｅｄ  ｒｅｇｉｏｎ）の回折構造は、以下の条件の少なくとも１つ、好ましくは以下の条件のいくつかまたはすべてが満たされるように設計することができる。
・最も高い回折強度は０次の回折に存在し、０次の回折と異なる最も高い回折強度をもつ回折次数（ｏｒｄｅｒ  ｏｆ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）は、結像ビーム経路（使用されるビーム経路）を出ていく、すなわち、結像ビーム経路の外の非重大領域に回折される。
・射出瞳内の強度分布は、回折構造のない構成と比較して、射出瞳内の前記強度分布が、０．２％超だけ、好ましくは、２％超だけ、特に、１０％超だけ変化する（山から谷までの値に関して）ように変更される。特に、これらの限度は、強度分布の非回転対称寄与に当てはまることができる。
・補正面の光学的使用領域の５％超、好ましくは１０％超、特に、１５％超の面積をもつ部分は、いかなる回折構造も保持しない。
・回折構造の非回転対称成分のＲＭＳ値（例えば回折構造の高さ変化および／または屈折率変化などの非回転対称成分のＲＭＳ値によって与えられる）は、回転対称成分のＲＭＳ値を超える。
【００２５】
回折構造は、回折構造によって回折された成分の実質的成分（例えば、これらの成分の５０％超、６０％超、または７０％超）が少なくとも１つの低反射放射線捕捉デバイス（ｌｏｗ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｃａｐｔｕｒｅ  ｄｅｖｉｃｅ）によって非重大領域において捕捉されるように設計し配置することができる。補正面における回折によって局所的に分離された放射線成分は、例えば、開口紋り、視野絞り、迷光絞り、光学要素のための実装構成要素、貫通孔の縁部、および／またはこの目的のみのための専用の方法で設けられる可能性のある他の低反射ビーム捕捉デバイスにおいて捕捉され得る。回折放射線成分の反射を低反射放射線捕捉デバイスにおいて大きく抑制するために、低反射放射線捕捉デバイスは、少なくとも回折放射線にさらされる領域において、動作波長で吸収効果がある別個のコーティング、または他の吸収構造を有することができる。
【００２６】
好ましくは、低反射放射線捕捉デバイスは、補正面をもつ光学要素から少なくとも５ｍｍ離して配置される。距離は、さらに、大きくてもよく、例えば少なくとも１０ｍｍまたは少なくとも２０ｍｍであってもよい。その結果、回折放射線成分のあり得る吸収、およびそれに関連する影響点の温度の上昇は、補正面、または補正面を備えた光学要素の光学的使用領域への影響がないかまたは影響が無視してよいほど小さいことを保証するが可能である。その結果、放射線成分の回折減結合のために、間接的な熱原因の系収差を大きく回避することが可能である。
【００２７】
十分に大きい回折角をもつ回折によって放射線成分の有効な減結合を得るために、いくつかの実施形態では、回折構造が高密度ライン（ｄｅｎｓｅ  ｌｉｎｅｓ）をもつパターンを有することができ、前記高密度ラインは、動作波長の１０倍未満のライン間隔を有する。特に、高密度ラインをもつ領域内のライン間隔または周期は、動作波長の５倍未満、動作波長の２倍未満、または動作波長未満、例えば、当てはまる場合には動作波長の１０分の１までとすることができる。通常、これによって得られる回折角は、放射線成分を導いて、隣り合う光学要素を通り過ぎて結像ビーム経路の外の非重大領域に分離させるのに十分である。
【００２８】
例として、ライン間隔は、例えば、深紫外線（ＤＵＶ：  ｄｅｅｐ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）範囲の動作波長が使用される場合、４００ｎｍ未満または２００ｎｍ未満とすることができる。他方、極紫外線（ＥＵＶ：  ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）範囲からの動作波長が使用される場合、回折（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｎｄは、さらに細かく、例えば、数十ナノメートルの程度から１０ナノメートルの下（ｔｅｎ  ｎａｎｏｍｅｔｅｒｓ  ｏｆ  ｌｅｓｓ）、例えば、１、２、３、または５ナノメートルなどまでのライン間隔とすることができる。
【００２９】
例として、高密度ラインは互いに平行に直線で延びることができ、その結果として、ラインの範囲に垂直な平面における回折方向を予め決めることが可能である。円形に湾曲したラインを用いて、回折構造を部分的にまたは完全に、例えば、同心円の形態に形成することも可能であり、そのとき、ライン間隔は半径方向に測定される。
【００３０】
要素の加熱の回避を考慮して、いくつかの実施形態では、回折構造は、部分的にまたは完全に、位相格子（ｐｈａｓｅ  ｇｒａｔｉｎｇ）として設計することができる。例として、位相格子は、局所的に合焦されたレーザパルスによる石英材料の局所圧縮（ｌｏｃａｌ  ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ）によって生成することができ、その結果として、隣り合う非照射領域に対して照射領域の材料屈折率に変化があり、位相格子が実現される。オプションとして、光学要素の材料における位相格子のこのタイプの生成は、反射防止コーティングによってまたは反射コーティングによってさえも可能である。
【００３１】
位相格子により設計された回折構造の代替として、または位相格子として、またはそれに加えて、振幅格子の形態の回折構造を使用することも可能である。例として、振幅格子のラインは、適切な線状コーティングによって生成することができる。振幅格子の場合には、入射放射線の特定の成分が吸収される場合があることがあるが、この吸収成分は、大面積吸収コーティングをもつグレーフィルタの場合よりも低く、そのため、振幅格子も、原則として、回折構造として使用することができる。
【００３２】
補正面に回折効果の所望の局所分布を設定するために、回折構造の異なるパラメータを適切に選ぶことが可能である。例として、回折構造をもつ領域が、補正面において回折構造のない領域の隣に位置することが可能である。このように、補正面の１つの部分のみが回折構造で占められる場合がある。
【００３３】
代替としてまたは追加として、回折構造は、それらの間で互いに、すべて、回折構造が設けられているそれらの領域において同一であり、そのため、回折効果の局所分布は、主として、回折構造自体の局所分布によって影響される場合がある。代替としてまたは追加として、単位面積当たり密度が異なる回折構造が補正面に生成されることも可能である。その結果、回折構造をもつ領域内で局所的に異なる回折効果を得ることが可能である。
【００３４】
補正面の適用および低反射ビーム捕捉デバイスの適用のために適切な場所を選ぶとき、投影レンズの構造の特性を考慮することが可能である。例として、投影レンズは、中間結像なしに物体視野を像視野に直接結像するように設計することができる。少なくとも１つの実中間像（ｒｅａｌ  ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ｉｍａｇｅ）が物体平面と像平面との間の中間像平面の領域に生成されるように、投影レンズを構成することも可能である。この場合、それは、補正面（すなわち、補正要素）を備えた光学要素が物体平面と中間像との間の瞳平面にまたは瞳平面の近傍に配置される場合、有利であり得る。この場合、回折放射線は、部分的にまたは完全に、中間像の領域の視野絞りまたは迷光絞りによって捕捉され得る。
【００３５】
代替としてまたは追加として、光学的に、投影レンズの視野平面の近傍に、例えば、物体平面の近傍に、または実中間像が形成されるならば中間像の近傍に、回折構造を備えた補正面を有する少なくとも１つの光学要素を取り付けることも可能である。好ましくは、補正面を備えた光学要素は、結像ビーム経路の開口紋りの上流に配置され、その結果、開口紋りは、低反射放射線捕捉デバイスとして使用することができる。
【００３６】
ウェーハスキャナ用高性能投影レンズ、例えば反射屈折投影レンズは、多くの場合、しばしば、光軸対して中心に置かれるのではなく軸外れである矩形（有効）物体視野を有する。物体視野および像視野が、第１の方向の視野幅と第１の方向に垂直な第２の方向の視野高さとの間の１よりも大きいアスペクト比を用いてスロット形状にされる場合、回折構造の構造要素の構造方位（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ）は、回折構造が主としてまたは排他的に第２の方向に回折するように設計されるならば好都合である。この結果として、比較的小さい回折角の場合でさえ、不要な放射線成分の信頼性の高い完全なマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ：遮蔽）を得ることが既に可能である。
【００３７】
回折構造を用いて、目的の方法で投影レンズの射出瞳内の局所強度分布に影響を及ぼすことが可能である。その結果、この強度分布は、補正面が存在する場合、補正面が存在しない場合と異なることがある。このオプションを使用して、射出瞳内の強度分布の均等化を得る、すなわち、変動を減少させることができる。原理的に、瞳透過関数の異なるプロファイルを用いて、変動を増幅するかまたは異なるタイプの変動を設定することも可能である。しかしながら、補正態様（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ａｓｐｅｃｔ）がしばしば優先されることになる。
【００３８】
いくつかの変形では、補正面のない投影レンズの瞳透過率が測定によって決定され、回折構造は、空間依存回折プロファイルが生成されるように具現され（ｅｍｂｏｄｉｅｄ）、前記回折プロファイルは、補正面が結像ビーム経路に配置される場合、補正面のない構成に対して瞳透過率の変動を低減する。変動のこの低減は、結果として生じる瞳透過関数が瞳透過率の異なる値の間で変動する場合でさえ、すなわち、それが均一でない場合でさえ、ここでは「均等化」とも呼ぶ。
【００３９】
本発明を実施する範囲内で、局所的に変化する透過率を有する補正面をもつ光学要素を生成する方法を実行することが可能である。局所的に変化する透過率は、回折構造のタイプと、補正面での回折構造の局所分布とによって実質的に決定される。光学要素は、光学結像系の結像ビーム経路中の事前決定可能な位置で使用するために設けられる。設計のために、例えば、以下の手順を始めることができる。
【００４０】
ステップａ）−選択ステップ−において、回折構造を備えるべき少なくとも１つの補正面の結像ビーム経路中の位置が選ばれる。
【００４１】
ステップｂ）−割り当てステップ−において、結像ビーム経路中の補正面の位置と視野依存瞳場所との間の割り当てを確認する（ａｓｃｅｒｔａｉｎ）。
【００４２】
例として、これは、以下に記載されるように理解することができる。光学面上の点は、そのサブ開口（ｓｕｂａｐｅｒｔｕｒｅ）から見られる視野点ｘiごとに、瞳における場所に対応する：ｐi（ｘi）。一般に、以下が、このタイプの様々な視野点ｘi、ｘj…などに当てはまることになる：
【数１】
2020520477.tif 000003
例として、
ｖ＝（ｐi（ｘi）−ｐi+1（ｘi+1））／（ｘi−ｘi+1）．
に従って移動速度ｖを定義することが可能である。これは、光学面（光学系の）の場所に依存する。｜ｖ｜が比較的大きい場合、表面は近視野位置（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を有する。
【数２】
2020520477.tif 000004
の場合、表面は近瞳位置（ｎｅａｒ−ｐｕｐｉｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を有する。移動速度は１つの例にすぎない。他の特性が考えられ（例えば、他の機能プロファイル）、光学系に適合するように選ばれるべきである。そのような変数は、サブ開口比と相関する。通常、射出瞳内の補正にふさわしい挙動は、光学系のどこでも、しばしば、それの表面でまたはそれの近傍で引き起こされる。サブ開口比はそれに割り当てることができ、そのとき、前記サブ開口比は、視野依存瞳強度分布に基づいて規定される移動速度または他の特性と相関する。
【００４３】
例として、ステップｂ）では光線シミュレーションを実行することができる。関連する表面が光学結像系の瞳平面に配置される場合、例えば、表面の各場所は、光学結像系の射出瞳内の固定場所に対応することになり、前記固定場所は視野位置によって変化しない。多くの場合、補正面として設けられる表面は、正確に瞳平面に位置づけられないことになる。これらの場合、射出瞳内の割り当てられた点は、視野点の位置に応じて変化することになる。
【００４４】
補正の導入の前に光学結像系の実際の状態が分かるように、像視野の異なる視野点に対して、すなわち、像視野の視野場所に応じて、射出瞳内の局所強度分布の測定が、ステップｃ）−計測ステップ−において実行される。計測ステップは、適切な測定システムで実行することができる。
【００４５】
ステップｄ）−プロファイル確認ステップ−において、回折によって放射線強度のマスキングについての求められている（ｓｏｕｇｈｔ−ａｆｔｅｒ）局所分布を表す意図した偏向プロファイル（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を確認し、これは、射出瞳内の局所強度分布の求められている意図したプロファイルを得るのに必要である。原理的に、この方法ステップを実行した後、回折構造が設けられるべき補正面の場所または部分が分かり、前記回折構造が回折によって結像ビーム経路から放射線強度をどれくらい強く取り除くべきかが分かる。このステップを実行するとき、例えば、視野点ごとにまたは選択された視野点に対して射出瞳内の局所強度分布を瞳に関するゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）多項式で展開することが可能である。次いで、ステップｂ）において確認された割り当てに基づいて、例えば、チコノフ正則化（Ｔｉｋｈｏｎｏｖ  ｒｅｇｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）またはＱｕａｄＰｒｏｇ最適化の範囲内で、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数で構成された目的関数を最小化する曲線を確認することは可能である。
【００４６】
この最適化ステップの結果は、オプションの比較ステップの範囲内で射出瞳内の局所強度分布の現在の仕様と比較することができる。補正の後、仕様が達成されていない場合、１つまたは複数の追加の補正面を加えることが可能である。仕様からの目標が最適化操作内で困難なく達成される場合、１つまたは複数の補正面を省略し、したがって、補正プロセスの複雑さ、コスト、期間、および誤差感受性を低減するように試みることができる。このオプションの反復プロセスの結果として、補正面と、マスキングされるべきそれぞれの光の量の関連するプロファイル（意図した偏向プロファイル）とのリストが生じる。このリストは、単一の補正面、または異なる位置の複数の補正面、例えば２つ、３つ、または４つの補正面を含むことができる。
【００４７】
この方法ステップの後、投影レンズにおいて射出瞳における所望の局所強度分布を得るために、放射線強度が結像ビーム経路から外への回折によってマスキングされるべき補正面と補正面の場所とが分かる。この目的に適した回折構造がどのように構造化され分布されるかは、依然として確認されなければならない。
【００４８】
この目的のために、補正面の区域場所に入射する光線の入射角をもつ第１のスペクトルが、ステップｅ）−角度スペクトル確認ステップ−においてに確認される。さらに、像視野の方向に区域場所から発する光線の反射角をもつ第２のスペクトルが確認される。その結果、結像ビーム経路内の補正面から進んで、像視野に達し、像発生に寄与することになるそれらの光線の光線角度は、第２のスペクトル内にある。回折光強度は、第２のスペクトル内の方向へ導かれるべきでない。好ましくは、非重大領域の方向に区域場所から進む光線の反射角をもつ第３のスペクトルが確認される。その結果、ステップｅ）によって達成されるものは、生成されるべき回折構造が回折できる方向が分かり、どの回折方向を避けるべきかが分かることである。
【００４９】
この方法ステップの結果に基づいて、動作波長の光線に対して、回折を第２のスペクトルの外で、特に第３のスペクトル内の方向または角度に生成する回折構造の構造周期および構造方位が、ステップｆ）−構造確認ステップ−において決定される。動作波長λから開始して、これは、ブラッグの式の
ｎλ＝２ｄ  ｓｉｎα
によって実現することができ、ここで、ｎは回折次数であり、λは動作波長であり、ｄは構造周期であり、αは回折角である。ここで、回折次数（０に等しくない）の回折角が、回折光を非重大領域に導くように、使用中に（動作中に）補正面で生じるすべての入射角に対して具現されるそれらの構造周期および構造方位のみが、回折構造のための可能な構造パラメータと考えられる。
【００５０】
ステップｇ）−回折強度確認ステップ−において、回折構造の空間依存回折強度が確認され、回折構造により、意図した偏向プロファイルが得られることになる。回折強度は、まさに、マスキングされた光の所望のプロファイルが現われるように、空間依存で選択される。例として、この強度は、正確に所望の回折強度を供給する回折構造の振幅に変換することができる。通常、回折によって引き起こされるように意図された強度の変化ΔＩは、近似式の
【数３】
2020520477.tif 000005
によって定量的に記述することができる。ここで、ｈは光路長変化の振幅である。通常、この近似式は、ここで考慮している状況には十分な精度で適応し、その理由は、通常、入射放射線の強度の比較的小さい成分のみが回折によって結像ビーム経路から外にマスキングされるべきであるからである。
【００５１】
代替としてまたは補完的に、回折強度は、先行技術から分かっている厳密な方法を使用して、向上した精度で確認することができる。そのような方法は、とりわけ、モードベース計算（ｍｏｄｅ−ｂａｓｅｄ  ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ）、有限要素法（ｆｉｎｉｔｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｍｅｔｈｏｄｓ）、および有限差分法（ｆｉｎｉｔｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｍｅｔｈｏｄｓ）を含む。
【００５２】
ステップｆ）による構造周期および構造方位の確認、およびステップｇ）による空間依存回折強度の確認は、時間オーバーラップでまたは時間的に連続して実行することができ、原理上、時間シーケンスは任意である。
【００５３】
次いで、補正面の回折構造が、ステップｆ）およびステップｇ）の結果に応じて生成され得る。
【００５４】
例として、特にほとんど吸収を生成しない位相格子を回折構造の生成のために使用することが可能である。すべての回折構造または回折構造の一部のみを位相格子として設計することができる。用途に応じて、オプションとして、回折構造の一部または回折構造のすべてを振幅格子として設計することも可能である。例として、振幅格子は、補正面として設けられた光学面にクロム構造を付けることによって生成することができる。
【００５５】
ここで説明する概念を様々な異なる動作波長、特にマイクロリソグラフィで現在使用されている動作波長で使用して、高い分解能およびパターン忠実性を得ることができる。例えば、この概念は、深紫外線（ＤＵＶ）範囲からの動作波長の電磁放射線が利用される場合に使用することができる。これらの動作波長は、約２６０ｎｍ未満の波長、例えば、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、または１５７ｎｍなどを含む。この概念はまた、例えば、約５ｎｍと約２０ｎｍとの間の、例えば、約１３．４ｎｍまたは約６．７ｎｍなどの極紫外線範囲（ＥＵＶ）からの動作波長の電磁放射線を利用する投影露光システムで使用することができる。したがって、回折構造の構造寸法は、所望の回折角および回折効率を得るように適合されるべきである。
【００５６】
本発明のさらなる利点および態様は、特許請求の範囲、および図を参照して以下で説明する本発明の好ましい例示的な実施形態の以下の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】回折補正要素を有する光学結像系の一実施形態による子午線断面を示す図である。
【図２】瞳座標の関数として図１からの投影レンズの瞳透過率を示す概略図である。
【図３】投影露光装置の例示的な実施形態を示す図である。
【図４】回折補正要素を有する反射屈折投影レンズの一実施形態による子午線断面を示す図である。
【図５】図４からの補正要素の概略的な平面図である。
【図６】ＥＵＶリソグラフィのための投影露光装置の例示的な実施形態を示す図である。
【図７】反射回折補正要素を有する反射投影レンズの一実施形態による断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
最初に、図１および図２を使用して、高性能光学結像系を使用するときの問題をより良く理解するためのいくつかの基礎を説明する。図１は、マイクロリソグラフィック投影露光装置のための屈折（ジオプトリック：ｄｉｏｐｔｒｉｃ）投影レンズＰＯの形態の光学結像系の一実施形態による子午線断面を示す。投影レンズのいくつかの代表的なレンズ要素Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のみが縦断形で示されている。物体平面ＯＳに配置され、光学軸に中心がある物体視野ＯＦを、像平面ＩＳにあり、光学軸に中心がある像視野ＩＦに、投影レンズによって縮小する光学結像が、２つのビームＢ１およびＢ２によって表され、それらの一方（ビームＢ１）は、光軸ＡＸ上にある物点から発し、それらの他方（ビームＢ２）は、光軸からできるだけ大きく離れた軸外物点から発する。この物体側の物体平面ＯＳおよび像側テレセントリック投影レンズに対して実質的に垂直に発する軸外ビームＢ２の光線ＣＲは、結像の主光線（ｃｈｉｅｆ  ｒａｙ）（主線（ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  ｒａｙ））であり、それと光軸ＡＸとの交点は、投影レンズの瞳平面ＰＰＯの軸方向位置を設定する。瞳の近くのビーム断面の境界を定め、使用される像側開口数ＮＡを設定するための開口紋りＡＳが、瞳平面の近傍に設けられる。各々の場合に物点から開口紋りの縁部まで進む光線は、この場合、「開口光線（ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｒａｙｓ）」または「周縁光線（ｍａｒｇｉｎａｌ  ｒａｙｓ）」と呼ばれる。
【００５９】
様々な光線が、異なる幾何学的経路を通り過ぎ（実質的に同じ光路長の場合に）、大幅に異なる入射角で光学面に入射することは明らかである。全長において光軸の非常に近接してまたは光軸に沿って進む光線は、主としてレンズ要素の周辺で進む光線よりも光学高密度レンズ要素材料内で大きい吸収を経験する。逆に、特に周縁光線の場合には、特に高い入射角が光学面で生じる可能性があり、その結果として、これらの光線では、光軸の近くで進み、光学面を少なくとも近似的に垂直に通過する光線よりも通常大きい反射損が生じる。その結果、特に、同じ物点から開始する異なる光線は、投影レンズを通る経路において異なる全体透過率を「見る（ｓｅｅ）」ことが分かる。
【００６０】
この効果は、「瞳透過関数」によって定量的に記述することができるいわゆる「瞳透過率」ＴＰを用いて図２に示され、投影レンズの透過率は正規化瞳座標（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ｐｕｐｉｌ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）ＰＫの関数としてプロットされる。実線Ａは、屈折投影レンズの瞳透過率の典型的な曲線を表し、それは実質的に回転対称である。光軸（ＰＫ＝０）の近傍の瞳透過率は、比較的高い値を有しており、それは、当初は、光軸からの半径方向距離の増加とともにさらに増加し、その後、光軸からさらに大きい距離の場合には、透過率は、瞳の縁部の近傍で著しく減少することが明らかである。
【００６１】
投影レンズが、選ばれた像視野点（像視野ＩＦにおける視野点）から考慮される場合、この像視野点に対する投影レンズの射出瞳が見られる。次いで、瞳透過率は、光学結像系の射出瞳内の強度の局所分布として現われる。強度のこの局所的な分布は均一にすることができる（瞳の強度変化がない）。しかしながら、通常、像視野点ごとの射出瞳には不均一な強度分布がある。一般に、射出瞳内の強度分布はまた、像視野点ごとに変化し、そのため、瞳の照明は、異なる像視野点とは異なるように見える。本願では、これは、射出瞳内の強度分布の視野依存性と呼ぶ。
【００６２】
投影レンズを通る異なるビーム経路での投影レンズの実効透過率の強い変動は、結像品質に大きい影響がある可能性がある。射出瞳内の強度分布の著しい視野依存性は、例えば、像視野にわたる生成された構造の限界寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）の変動（ＣＤ変動）を引き起こすことがある。
【００６３】
不均一に照明された射出瞳内のあり得る問題を図２に基づいてより詳細に説明する。マスクＭのパターンＰＡＴの少なくとも１つの像で放射線感受性基板Ｗを露光するための投影露光方法を考える。マスクは、パターンＰＡＴが投影レンズの物体平面ＯＳの領域に配置されるように、図１に示されていない照明系と投影レンズＰＯとの間に保持される。基板Ｗは、物体平面と光学的に共役な投影レンズの像平面ＩＳの領域に基板の放射線感受性面が配置されるように保持される。マスクの照明視野は、照明系によって供給される動作波長λの照明放射線によって照明される。照明視野の位置およびサイズは、効果的に使用される物体視野ＯＦの位置およびサイズを決定する。
【００６４】
照明視野にあるパターンＰＡＴの一部は、上述の方法で投影レンズを用いて像平面の像視野ＩＦに転写される。例示的な場合、パターンＰＡＴは、ラインが互いに比較的密である第１の領域Ｉと、その隣りに、ラインがより大きいライン間隔、すなわち、より粗い構造を有する第２の領域ＩＩとを有する。二重極照明が照明系に設定され、前記二重極照明設定は照明系の瞳平面における２つの照明強度最大値によって特徴づけられ、２つの照明強度最大値は光軸に関して互いに全く反対側にあり、光軸から完全に外れている。パターンＰＡＴは、それにより生成された照明放射線用回折格子として機能する。ここで、より大きい格子定数（またはより小さいライン密度）をもつ第２の領域ＩＩの回折角は、より大きいライン密度をもつ第１の領域Ｉの回折角よりも小さい。
【００６５】
二重極照明（ｄｉｐｏｌｅ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）の照明最大値の軸外位置に応じて、０次の回折「０」は、光軸から外れて、例示的な場合には約−０．７の正規化瞳座標に位置する（図２を参照）。照明強度最大値の軸外位置は、ここで、より小さいライン密度をもつ第２の領域ＩＩに関連する１次の回折１IIが瞳の反対側で瞳座標ＰＫ＝＋０．７に光軸に対して実質的に対称的に位置するように選ばれる。第１の領域Ｉのより大きいライン密度はより大きい回折角をもたらし、そのため、関連する１次の回折１Iは、瞳の外側縁部に一層近接して、例えば約０．９の瞳座標に位置する。１次の回折のこの周縁位置は、投影レンズの選ばれた開口数の場合には、第１の領域Ｉのより高いライン密度が投影レンズの解像限界により近くなることを示す。
【００６６】
異なる次数の回折は、今では、瞳におけるその位置に対応する局所瞳透過率ＴＰで転送され、そのため、瞳透過率に対する、したがって、さらに、照射線量に対する異なるパターン固有値が、異なるライン密度で部分パターンに対して現われる。射出瞳内の強度分布を設定するために積極的介入が行われなかった曲線Ａで表された投影レンズの場合には、０次の回折および関連する１次の回折１IIに関連しており、それら自体の間で実質的に同じである瞳透過率値が、瞳透過率の最大値の近傍にあるので、第２の領域ＩＩのより粗い構造が比較的高い線量で結像され得る。対照的に、瞳の縁部の近くに位置するより微細な部分パターンの１次の回折１Iの瞳透過率ＴPは著しく低く、そのため、基板でのパターン固有線量は粗い構造のものよりも著しく低い。例示的な場合、これは、露光される基板の関連するラインが、より遠く離れている第２の領域ＩＩのラインよりも著しく大きいかまたは小さいライン幅を有することに寄与する。その結果、線量差が現われ、それは、露光される基板の限界ライン幅に著しい変動をもたらすことがあり、その結果として、結像品質が損なわれる。
【００６７】
例示的な実施形態では、瞳透過関数の曲線または投影レンズの射出瞳内の強度分布が別個の手段を用いて設定されることによって、この望ましくない影響の著しい低減を達成することができる。図２の例示的な場合、瞳透過関数は、細かい構造の１次の回折１Iが位置する領域におけるよりも強力に精密にするために、積極的な設定のない投影レンズと比較して、瞳透過率の値が最大値の領域（すなわち、０次および１次の回折が粗い構造に対して位置している場所）で減少するように、「Ｂ」で表され破線で示された曲線に変更される。その結果、ラインの密度の違いによる瞳透過率の差が減少し、そのため、上述の不利な影響が小さくなるかまたは限界閾値未満に留まる可能性がある。
【００６８】
図１および図２の例示的な実施形態では、これは、投影レンズの瞳平面ＰＰＯの近傍の特別なタイプの透過フィルタリングによって、すなわち、アポダイゼイション法によって達成される。この目的のために、透明な平行平面板（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｐｌａｎｅ−ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｌａｔｅ）の形態の光学要素ＰＰが選ばれ、前記板は、投影レンズＰＯの瞳平面ＰＰＯの光学的近傍の開口紋りＡＳの直前に置かれる。この光学要素の少なくとも１つの光学面、例示的な場合には物体平面に面する入射面Ｓ１が、補正面として選ばれる。光学要素は、光学的使用領域ＵＡ（詳細図を参照）を有し、それは、瞳平面の直近の光学要素の位置に対応して、実質的に円形であり、光軸ＡＸと、光学的使用領域の外側にある周縁領域とを含み、光学要素を保持するための保持構造が周縁領域に係合する。
【００６９】
回折構造ＤＳは投影露光装置の動作の間、回折構造が、回折構造に入射する結像ビーム経路の光線の強度の成分を結像ビーム経路の外の非重大領域に回折によって誘導するように、事前決定可能な局所分布に従って光学的使用領域ＵＡ内に生成される。ここで、例示的な場合、回折強度の局所最大値が瞳透過関数の局所最大値に対応する領域に（ＰＫ＝０．７およびＰＫ＝−０．７に）あり、その結果、回折によるそこの光強度のマスキングが、例えば、光軸ＡＸの近くよりも強くなるように回折構造が配置される。回折による放射線強度の局所的に不規則なマスキングの結果として、これらの領域の瞳透過率は、光軸の近傍（回折構造がなく、それゆえに、原理的に、透過率の低減がない）におけるよりも強く減少し、そのため、瞳透過率をより均一にするかまたは瞳透過率の変動を低減する上述の効果が生じる。領域に回折効果をもつ光学要素ＰＰは、より均一な分布の効果のために射出瞳内の強度分布の少なくとも部分的な補正をもたらすので、補正要素ＰＰとも呼ばれる。
【００７０】
例示的な場合、回折構造体ＤＳは、回折された放射線の４０％超、は６０％超、またはさらに８０％超が像視野ＩＦまで達せず、それゆえに、像生成を損なう可能性もないように設計される。回折された放射線成分が投影レンズの内側表面の反射によって迂回により像視野に達するのを避けるために、別個の低反射放射線捕捉デバイスＳＩ１、ＳＩ２が、図１の例では投影レンズの内部に取り付けられる。例として、これらは、動作波長の光を吸収するコーティングで被覆されてもよく、または例えば表面構造化による他の放射線吸収設計を有してもよい。例示的な場合、放射線捕捉デバイスは、補正要素ＰＰからの数センチメートルの大きい距離に配置され、そのため、放射線捕捉デバイスのあり得る加熱は、熱伝導により補正要素ＰＰまで達することができない。回折による放射線成分のマスキングは、特に、回折構造を位相格子として設計する場合、ほとんど吸収なしに機能する。これの結果として、困難を伴ってしか制御できない光学要素ＰＰの不利な局所要素加熱なしに、放射線強度成分のマスキングを得ることが可能である。
【００７１】
さらなる例示的な実施形態が、図３および図４に基づいて説明される。図３は、マイクロリソグラフィック投影露光装置ＷＳＣの一例を示し、それは、半導体構成要素および他の微細構造構成要素の生成で使用可能であり、数分の１マイクロメートルまで下がった分解能を得るために深紫外線（ＤＵＶ）範囲の光または電磁放射線で動作する。約１９３ｎｍの動作波長λのＡｒＦエキシマレーザは、一次放射線源または光源ＬＳとして機能する。他のＵＶレーザ光源、例えば、１５７ｎｍの動作波長のＦ2レーザまたは２４８ｎｍの動作波長のＫｒＦエキシマレーザも可能である。
【００７２】
その出射面（ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）ＥＳにおいて、光源ＬＳの下流に配設された照明系ＩＬＬは、大きい、境界のはっきりした、実質的に均一に照明された照明視野を生成し、それは、光路において照明系ＩＬＬの背後に配置された投影レンズＰＯのテレセントリシティ（ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ：テレセントリック性）の要件に適合する。照明系ＩＬＬは、異なる照明モード（照明設定）を調節するためのデバイスを有し、例えば、異なるコヒーレンス度σをもつ従来の軸上（ｏｎ−ａｘｉｓ）照明と、軸外（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）照明との間で切り替えることができる。例として、軸外照明モードは、環状照明（ａｎｎｕｌａｒ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）、二重極照明（ｄｉｐｏｌｅ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）、四重極照明（ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）、または他の多極照明（ｍｕｌｔｉ−ｐｏｌａｒ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）を含む。
【００７３】
レーザＬＳからの光を受け取り、この光から、レチクルＭに向けられる照明放射線を形成する光学構成要素は、投影露光装置の照明系ＩＬＬの一部である。
【００７４】
レチクルに配置されたパターンが投影レンズＰＯの物体平面ＯＳに位置するようにマスクＭ（レチクル）を保持し操作するためのデバイスＲＳが、照明系の下流に配置され、物体平面ＯＳは、照明系の出射平面（ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ  ｐｌａｎｅ）ＥＳと一致し、ここではレチクル平面（ｒｅｔｉｃｌｅ  ｐｌａｎｅ）ＯＳとも呼ばれる。スキャン動作のために、マスクは、この平面内で、スキャナドライブを用いて光軸ＯＡ（ｚ方向）に垂直なスキャン方向（ｙ方向）に移動可能である。
【００７５】
投影レンズＰＯがレチクル平面ＯＳの下流に続き、投影レンズＰＯは、縮小レンズとして機能し、フォトレジスト層で被覆された基板Ｗ上にマスクＭに配置されたパターンの像を、縮尺で、例えば、１：４（｜β｜＝０．２５）または１：５（｜β｜＝０．２０）の縮尺で結像し、その感光性基板表面ＳＳは投影レンズＰＯの像平面ＩＳの領域にある。
【００７６】
例示的な場合には半導体ウェーハＷである露光されるべき基板は、光軸ＯＡに垂直なレチクルＭと同期してウェーハをスキャン方向（ｙ方向）に移動させるためにスキャナドライブを含むデバイスＷＳによって保持される。「ウェーハステージ」とも呼ばれるデバイスＷＳおよび「レチクルステージ」とも呼ばれるデバイスＲＳは、スキャン制御デバイスにより制御されるスキャナデバイスの構成要素であり、スキャン制御デバイスは、本実施形態では、投影露光装置の中央制御デバイスＣＵに統合される。
【００７７】
照明系ＩＬＬによって生成された照明視野は、投影露光の間使用される有効物体視野ＯＦを画定する。例示的な場合、有効物体視野ＯＦは矩形であり、それは、スキャン方向（ｙ方向）に平行に測定された高さＡ＊を有し、それに垂直に（ｘ方向に）測定された幅Ｂ＊＞Ａ＊を有する。一般に、アスペクト比ＡＲ＝Ｂ＊／Ａ＊は、２と１０との間に、特に、３と６との間にある。有効物体視野は、光軸に隣接して（ｎｅｘｔ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｘｉｓ）ｙ方向に距離を置いている（軸外視野）。有効物体視野と光学的に共役である像平面ＩＳの有効像視野は、有効物体視野と同じ形態と、有効物体視野と同じ高さＢと幅Ａとの間のアスペクト比とを有するが、絶対視野寸法は投影レンズの結像縮尺βだけ減少する、すなわち、Ａ＝｜β｜Ａ＊およびＢ＝｜β｜Ｂ＊である。
【００７８】
投影レンズが液浸レンズとして設計および操作される場合、浸液の薄い層が投影レンズの動作の間透光され、薄い層は、投影レンズの出射面と像平面ＩＳとの間に置かれる。像側開口数ＮＡ＞１が液浸動作の間可能である。ドライレンズとしての構成も可能であり、この場合、像側開口数は値ＮＡ＜１に制限される。
【００７９】
図４は、投影露光装置ＷＳＣで使用することができる投影レンズＰＯの一例を示す。
【００８０】
図４は、反射屈折投影レンズＰＯの一実施形態の概略子午線レンズ断面を、動作中の投影レンズを通って延びる投影放射線の結像ビーム経路を解明するための選択されたビームとともに示す。投影レンズは、物体平面ＯＳに配置されたマスクのパターンを物体平面と平行に整列された像平面ＩＳの上に、縮尺で、例えば４：１の縮尺で、結像するための縮小効果をもつ結像系として設けられる。ここで、正確に２つの実中間像ＩＭＩ１、ＩＭＩ２が、物体平面と像平面との間に生成される。透明な光学要素のみから構成され、それゆえに、純粋に屈折性（ジオプトリック）である第１のレンズ部ＯＰ１は、物体平面のパターンが第１の中間像ＩＭＩ１に拡大して結像されるように設計される。それは、反射屈折の第２のレンズ部ＯＰ２を用いて、サイズの変更なしに第２の中間像ＩＭＩ２に実質的に結像される。第２のレンズ部は２つの凹面ミラーＣＭ１、ＣＭ２からなり、それらのミラー面は互いに向き合っており、どちら場合にも近視野配置で配置される（中間像の近く、それらの間にある瞳平面から離れて）。第３の純粋に屈折性のレンズ部ＯＰ３は、第２の中間像ＩＭＩ２を像平面ＩＳに大きく縮小して結像するように設計される。すべてのレンズ部は、共通の直線（折り畳まれていない）光軸ＯＡ（一直線の系（ｓｙｓｔｅｍ：システム））を有する。
【００８１】
結像系の瞳平面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ、物体平面と第１の中間像との間に、第１の中間像と第２の中間像との間に、および第２の中間像と像平面との間にそれぞれ位置し、光学結像の主光線ＣＲは光軸ＯＡと交差する。系の開口紋りＡＳは、第３のレンズ部ＯＰ３の瞳平面Ｐ３の領域に取り付けられる。反射屈折の第２のレンズ部ＯＰ２内の瞳平面Ｐ２は、２つの凹面ミラーから光学的に離れている。
【００８２】
投影レンズが液浸レンズとして設計および操作される場合、浸液の薄い層が投影レンズの動作の間透光され、薄い層は、投影レンズの出射面と像平面ＩＳとの間に置かれる。例えば、同等の基本構造をもつ液浸レンズが、例えば、ＷＯ２００５／０６９０５５Ａ２に示されている。像側開口数ＮＡ＞１が液浸動作の間可能である。ドライレンズとしての構成も可能であり、この場合、像側開口数は値ＮＡ＜１に制限される。
【００８３】
（近軸（ｐａｒａｘｉａｌ））中間像ＩＭＩ１、ＩＭＩ２の位置は、それぞれ、物体平面と像平面とに光学的に共役にされた系の視野平面を画定する。ビーム経路中の光学要素または光学面の位置を定量化するために、例えば、サブ開口比ＳＡＲを使用することができる。
【００８４】
解明する定義によれば、結像ビーム経路中の光学要素の光学面のサブ開口比ＳＡＲは、サブ開口直径ＳＡＤと光学自由直径（ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｒｅｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）ＤＣＡとの間の比率として定義され、ＳＡＲ：＝ＳＡＤ／ＤＣＡに従う。サブ開口直径ＳＡＤは、所与の視野点から発するビームの光線によって照明される光学要素の部分の最大直径によって与えられる。光学的自由直径ＤＣＡは、物体視野から来るすべての光線によって照明される光学要素の表面の領域を含む、光学要素の基準軸のまわりの最も小さい円の直径である。
【００８５】
その結果、ＳＡＲ＝０は、視野平面（物体平面、像平面、または中間像平面）に当てはまる。ＳＡＲ＝１は瞳平面に当てはまる。それゆえに、「近視野（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ）」面は、０に近いサブ開口比を有し、一方、「近瞳（ｎｅａｒ−ｐｕｐｉｌ）」面は、１に近いサブ開口比を有する。
【００８６】
基準平面（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌａｎｅ）（例えば、視野平面または瞳平面）からの光学面の光学近接度または光学距離は、本願ではいわゆるサブ開口比ＳＡＲによって記述される。本願の目的では、光学面のサブ開口比ＳＡＲは、以下のように定義され、
ＳＡＲ＝ｓｉｇｎＣＲＨ（ＭＲＨ／（｜ＣＲＨ｜＋｜ＭＲＨ｜））
ここで、ＭＲＨは周縁光線高さを表し、ＣＲＨは主光線高さを表し、符号関数のｓｉｇｎ  ｘは、ｘの符号を表し、慣例によりｓｉｇｎ０＝１である。主光線高さは、大きさに関して最大視野高さをもつ物体視野の視野点の主光線のビーム高さを意味するように理解される。ここで、光線高さは、符号を付けられていると理解されるべきである。周縁光線高さは、光軸と物体平面との間の交点から進む最大開口をもつ光線の光線高さを意味するように理解される。この視野点は、特に軸外像視野の場合に、物体平面に配置されたパターンの転写に寄与する必要はない。
【００８７】
サブ開口比は、視野または瞳に対する平面のビーム経路中の近接の尺度である符号付き変数である。定義により、サブ開口比は−１と＋１との間の値に正規化され、サブ開口比は、各視野平面ではゼロであり、サブ開口比は、瞳平面では−１から＋１にまたは逆にジャンプする。それゆえに、１の絶対値をもつサブ開口比は瞳平面を決定する。
【００８８】
それゆえに、近視野平面は、０に近いサブ開口比を有し、一方、近瞳平面は、大きさに関して１に近いサブ開口比を有する。サブ開口比の符号は、基準面の上流または下流の平面の位置を指定する。
【００８９】
透明な平面板ＰＰの形態の光学要素は、瞳近傍空間ＰＳ内の第１の瞳平面Ｐ１の領域の結像ビーム経路に配置される。
【００９０】
光学設計を構想するとき、平面板の光学効果が考慮に入れられる。マウント（ｍｏｕｎｔ）を含む平面板は、交換構成要素として設計され、投影露光装置の交換デバイスＥＸを用いて結像ビーム経路から取り外すことができ、例えば、同じ厚さをもつ異なる平面板と置き換えることができる。他の平面板は、光学的使用領域ＵＡに回折構造をもつ平板状補正要素ＰＰ’として設計することができる。図５は、回折構造ＤＳをもつそのような補正板の変形の概略平面図を示す。回折構造を設計するとき、特に、高密度ラインの方向を設定するとき、投影レンズの特性が考慮に入れられた。
【００９１】
投影レンズの設計は、投影レンズの視野平面の領域にある２つの実中間像ＩＭＩ１、ＩＭＩ２を有する。そのような領域は、迷光（例えば、散乱光および超開口光）が像視野ＩＦに達せず、結像品質を低下させないことを確実にする迷光絞りを配置するために使用することができる。図４は、放射線捕捉デバイスとして機能する２つの迷光絞りＢＬ１、ＢＬ２を示す。有効物体視野ＯＦと同様に、有効像視野ＩＦは、ｘ方向と平行に延びる長辺とｙ方向と平行に延びる短辺とをもつ矩形である。範囲は、例えば、２６ｍｍ×５．５ｍｍとすることができる。補正要素ＰＰは、第１の瞳平面Ｐ１に、またはその近傍に、すなわち、物体平面ＯＳと第１の中間像ＩＭＩ１との間に配置される。それゆえに、補正要素の場所と後続の視野平面との間のフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）関係によれば、補正要素の領域の角度変化は、後続の中間像平面の領域における場所変化に変わることになる。
【００９２】
回折構造が短視野方向の方向に、すなわち、ｙ方向（スキャン方向）と実質的に平行に回折するように回折構造を設計することは有利であると考えられる。これにより達成され得るものは、反対側の視野縁部から生じた光線でさえ中程度の回折角で中間像を既に出ており、視野絞り（迷光絞り（ｓｔｒａｙ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔｏｐ））によってマスキングすることができることである（図４の破線の回折光線ＢＳを参照）。回折構造が長い視野範囲の方向に回折するように回折構造のラインをｙ方向と平行に整列させることも可能である。しかしながら、この場合は、対応して、視野絞りによる信頼性の高いマスキングを達成するために、より大きい角度変化、したがって、より細かい回折構造を必要とすることになる。例として、有効像視野から外に確実に回折させるために、０．４１の回折角のサインが必要とされることがある。
【００９３】
約１９３ｎｍの動作波長が使用される場合、この推定から導き出すことができることは、例えば２５５ｎｍ以下の周期をもつ高密度ラインが、信頼性の高いマスキングを達成するために十分に強く回折することである。回折構造のラインは長い視野範囲に沿って方向付けられるが、その理由は、回折が、そのとき、所望の通りに、それに垂直に、すなわち、短視野方向に沿って引き起こされるからである。
【００９４】
原理的に、回折構造は、さらに、近視野配置の光学要素、すなわち、光学的に視野平面（例えば、物体平面または中間像平面）の近傍に配置された光学要素にも適用することができる。次いで、回折された放射線は、例えば、開口紋りＡＳを用いて捕捉することができる。
【００９５】
互いに平行な直線によるライン構造に加えて、回折構造として円形構造を使用することも可能であり、これは、一般にほぼ円形の瞳のために有利となることがある。
【００９６】
請求される本発明の使用は、ＤＵＶ範囲に対して設計された上述の実施形態に制限されない。代わりに、ＥＵＶ範囲などの他の動作波長も使用することができる。図６は、ＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置の例示的な実施形態を示し、図７は、ＥＵＶ範囲に適し、反射回折補正要素を有する反射投影レンズの一実施形態の断面を示す。
【００９７】
図６のマイクロリソグラフィ投影露光装置ＷＳＣは、放射線源ＬＳ、照明系ＩＬＬ、および投影レンズＰＯを含む。放射線源ＬＳは、動作波長λの近くの波長範囲の一次放射線を生成し、この放射線は、放射線ビームＲＢとして照明系ＩＬＬに誘導される。照明系ＩＬＬは、拡大、均質化、光線角度分布の変更などによって一次放射線を変更し、それによって、出力部において照明放射線ビームＲＢを発生し、照明放射線ビームＲＢは、結像されるべきパターンを担持または形成する反射性レチクルまたはマスクＭに衝突する。「レチクル」または「マスク」という用語は、通常、パターンを生成するのに適する反射パターン生成デバイスを意味する。
【００９８】
投影レンズＰＯは、物体平面ＯＳに配置されたパターンを、物体平面に対して光学的に共役な像平面ＩＳに結像するように設計された光学結像系である。放射線は、投影レンズを通過し、基板保持デバイスＷＳによって搬送される半導体ウェーハの形態の基板Ｗの表面ＳＳの像平面ＩＳの領域に衝突する。放射線源からレチクルに進む放射線は、通常、照明放射線とも呼ばれ、一方、レチクルから基板まで進む放射線は、しばしば、結像放射線または投影放射線と呼ばれる。
【００９９】
投影レンズＰＯは基準軸ＲＡＸを規定する。物体視野ＯＦは、前記基準軸に対してＹ方向において中心に置かれる。結像系の光学要素は、前記基準軸に対して偏心させることができる。
【０１００】
この例の場合、放射線源ＬＳは、約５ｎｍと約３０ｎｍとの間、特に、約１０ｎｍと約２０ｎｍとの間の波長範囲の放射線を生成するＥＵＶ放射線源である。放射線源は、特に、動作波長が約１３．５ｎｍの範囲にあるように設計することができる。ＥＵＶ範囲からの（例えば、約６．７ｎｍから６．９ｎｍの範囲の）他の波長も可能である。
【０１０１】
照明系ＩＬＬは、最高に均一な強度プロファイルおよび規定された光線角度分布を有する照明放射線が発生されるように設計され配置された光学構成要素を含む。この例の場合、ビーム誘導および／またはビーム整形のために設けられる照明系のすべての光学構成要素は、純粋に反射構成要素（ミラー構成要素）である。
【０１０２】
マスクは、マスク保持デバイスＲＳによって保持される。照明放射線は、反射レチクルＭによって投影レンズＰＯの方向に反射され、角度分布および／または強度分布に関して変更される。投影レンズを通って基板Ｗに進む放射線は、結像ビーム経路を形成し、概略的に、２つの光線ＲＯが、投影レンズの物体側に（レチクルと投影レンズとの間に）示されており、像視野ＩＦの像点に収束する２つの光線ＲＩが、像側（投影レンズと基板との間に）に示される。投影レンズの像側で収束光線ＲＩによって形成される角度は、投影レンズの像側開口数ＮＡに関連する。像側開口数は、例えば、０．４以上以外に、０．１以上、０．２以上、または０．３以上とすることができる。
【０１０３】
投影レンズＰＯは、投影レンズの物体視野ＯＦの領域からのパターンを、縮小して投影レンズの像視野ＩＦに転写するように設計される。投影レンズＰＯは、１／４に（ｂｙ  ａ  ｆａｃｔｏｒ  ｏｆ  ４；  ４の因子で）縮小する。他の縮小、例えば、１／５への縮小（５  ｆｏｌｄ  ｄｅｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、１／６への縮小（６  ｆｏｌｄ  ｄｅｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、または１／８への縮小（８  ｆｏｌｄ  ｄｅｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、あるいはそれほど強くない縮小、例えば、１／２への縮小（２  ｆｏｌｄ  ｄｅｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）も可能である。
【０１０４】
ＥＵＶマイクロリソグラフィ用投影レンズの実施形態は、反射光学要素（反射光学系：ｃａｔｏｐｔｒｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ）のみを使用する。投影レンズは、一般に、少なくとも３つまたは少なくとも４つのミラーを有する。正確に６つの湾曲したミラーが、多くの場合、有利である。偶数の湾曲ミラーがある場合は、すべてのミラーを物体平面ＯＳと像平面ＩＳとの間に配置することができ、これらの平面を互いに平行に向けることができ、それによって、投影露光装置の投影レンズの統合が簡単になる。
【０１０５】
投影露光装置の説明を容易にするために、デカルト（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ）ｘ、ｙ、ｚ座標系が図１に示される。この場合、ｚ方向は基準軸ＲＡＸと平行であり、ｘｙ平面はそれに垂直であり、すなわち、物体平面および像平面と平行であり、ｙ方向は、イラストの図面の平面内にある。
【０１０６】
投影露光装置ＷＳＣはスキャナタイプのものである。レチクルＭおよび基板Ｗは、投影露光装置の動作中に、ｙ方向と平行に同期して移動され、その結果、時間的に連続して、レチクルの異なる領域が、移動しているウェーハに転写される。ステッパタイプの実施形態も可能である。
【０１０７】
図７は、ｙｚ平面を断面平面（ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ｐｌａｎｅ）とする投影レンズＰＯの実施形態の概略断面を示す。投影レンズは、垂直入射でまたはほぼ垂直入射で使用される湾曲ミラー面をもつ合計で６つのミラーＭ１からＭ６と、平面反射面（ｐｌａｎｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）を有する１つのかすめ入射（ｇｒａｚｉｎｇ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ）ミラーＧＩとを含む。いずれの場合にも、ミラーＭ１からＭ６およびＧＩの計算された反射面のみが示されている。実際の投影レンズのミラーは、通常、実際に使用される反射面よりも大きい。ステップアンドスキャン動作用に設計されたミラー系は、矩形（または湾曲）ＯＦで動作し、像側開口数ＮＡ＝０．４５に達する。像視野ＩＦは、２ｍｍ×２６ｍｍの視野サイズを有し、スキャン方向と平行に延びる短い寸法（２ｍｍ）は、スキャン（走査）スリット長と呼ばれ、ｘ軸と平行に測定される長い寸法は、スキャンスリット幅とも呼ばれる。６つの曲線ミラーおよびかすめ入射ミラーＧＩの他に、投影レンズは、ビーム誘導および／またはビーム整形のために機能する光学要素を有していない、すなわち、反射光学（全反射）結像系である。図６の実施形態の光学パラメータに関する詳細は、参照により本出願に組み込まれる独国特許出願第１０  ２０１２  ２０２  ６７５号の説明および表に開示されている。
【０１０８】
照明系ＩＬＬから来る放射線は、最初に、物体平面に配置された反射マスクＭに衝突する。反射された放射線は、次いで、凹面の第１のミラーＭ１、凸面の第２のミラーＭ２、凹面の第３のミラーＭ３、凹面の第４のミラーＭ４、平面かすめ入射ミラーＧＩ、凸面の第５のミラーＭ５、および第６のミラーＭ６にこの順序で衝突し、第６のミラーＭ６は像平面ＩＳに面する凹面ミラー面を有し、衝突する放射線は、第６のミラーＭ６によって、像平面ＩＳに反射され合焦される。実中間像ＩＭＩは、第４のミラーＭ４と第５のミラーＭ５との間のかすめ入射ミラーＧＩの背後で（下流で）第６のミラーの孔の領域に形成される。投影レンズ内の瞳平面ＰＰは、第２のミラーＭ２と第３のミラーＭ３との間に光学的におよび幾何学的に配置される。
【０１０９】
投影レンズＰＯのミラーＭ１からＭ６およびＧＩのすべての反射面は、静的自由曲面（ｓｔａｔｉｃ  ｆｒｅｅｆｏｒｍ  ｓｕｒｆａｃｅ）として具現される。この場合、「自由曲面」は、回転非対称（非回転対称）面であり、回転非対称面の表面座標は、少なくとも１波長（動作波長）だけ最適合の回転対称面から外れていることが好ましい。静的自由曲面は、結像系の動作の間形態に関して積極的に変化しない自由曲面であると理解される。当然、静的自由曲面は、調節目的ために全体的に変位させることができる。自由曲面が少ないまたは自由曲面がない（単に回転対称面）による実施形態が可能である。
【０１１０】
投影レンズの１つの単一ミラーまたは投影レンズの１つを超えるミラーは、補正要素として機能するように選択する（または選ぶ）ことができ、その結果、反射光学面は、補正面の光学的使用領域に事前決定可能な局所分布に従って回折構造を生成することによって補正面として構成される。例えば、瞳平面に光学的に近くでの補正が望まれる場合、凸面の第２のミラーＭ２を選択することができる。中間位置でのまたは視野平面に光学的により近くでの影響が望ましい場合、湾曲ミラーＭ１および／またはＭ４を選択することができる。
【０１１１】
補正のために選択されたミラー（単数又は複数）は、交換可能なミラーとして構成され、交換可能なミラーとは、ミラーが投影レンズのフレーム全体を分解することなく同様のミラー（同様の光学ベースパラメータ）と交換できることを意味する。図７の例では、第１のミラーＭ１が選択される。二重矢印は、第１のミラーＭ１が交換可能なミラーとして構成されることを示す。
【０１１２】
詳細図に概略的に示されるように、回折構造ＤＳは、投影露光装置の動作の間、回折構造が、回折構造に入射する結像ビーム経路のＥＵＶ光線の強度の成分を結像ビーム経路の外の非重大領域に回折によって誘導するように、事前決定可能な局所分布に従って第１のミラーＭ１の光学的使用領域ＵＡ内に生成される。投影ビーム経路から外に結合した光線は、低反射放射線捕捉デバイスＳＩ１において吸収される。
【０１１３】
ＥＵＶ範囲の動作波長λ（例えば、約１３．５ｎｍまたは約６．７ｎｍ）のために、回折（回折させる）構造は、一般に、ＤＵＶ系に適するものよりも細かいライン間隔を有するように製造される。ライン間隔は、数十ナノメートルの程度から１０ナノメートル以下、例えば１、２、３、または５ナノメートルなどまでとすることができる。
【０１１４】
リソグラフィック方法を使用して、回折構造を発生することができる。例えば、ナノインプリントリソグラフィを使用することができる。ナノインプリントリソグラフィは、ナノメートルスケールのパターンを製作する方法である。それは、低コスト、高スループット、および高分解能の簡単なナノリソグラフィプロセスである。それは、インプリントレジストの機械的変形および後続のプロセスによってパターンを作り出す。インプリントレジストは、一般に、インプリンティング中に熱またはＵＶ光によって硬化されるモノマーまたはポリマー調合物である。レジストとテンプレートとの間の接着は、適切な剥離を可能にするように制御される。それによって、ＥＵＶミラーの反射面を形成する多層反射コーティングの上および／または中に回折構造を発生させることができる。ＥＵＶ吸収材料を使用して、回折構造を形成することができる。
【０１１５】
代替として、誘導自己組織化（ｄｉｒｅｃｔ  ｓｅｌｆ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）（ＤＳＡ）方法を使用することができる。誘導自己組織化（ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）（ＤＳＡ）は、ブロックコポリマー形態（ｂｌｏｃｋ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）を利用してライン、スペース、および孔パターンを作り出し、フィーチャ形状の正確な制御を容易にする誘導組織化（ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）の一種である。ＤＳＡは、表面相互作用ならびにポリマー熱力学を使用して、最終パターン形状の形成を完成させる。
【０１１６】
湾曲ミラー（ｃｕｒｖｅｄ  ｍｉｒｒｏｒｓ）のみからなる投影レンズ（すなわち、かすめ入射ミラーなしの投影レンズ）の実施形態が同様に可能である。一例が、ＤＥ  １０  ２０１５  ２２３  ７９５  Ａ１に示されている。
【０１１７】
本発明の態様が、マイクロリソグラフィック投影露光方法およびマイクロリソグラフィック投影レンズの例を使用して説明された。この概念は、他の結像方法および結像系に移すこともできる。その結果、動作波長λの放射線を使って、物体平面からの結像されるべき対象物の領域を物体平面と光学的に共役な光学結像系の像平面に結像するための結像方法が、さらに、開示され、前記結像方法は、結像されるべき対象物の領域が光学結像系の物体平面の物体視野に配置されるように物体を保持するステップと、結像されるべき物体の領域を像平面に位置する像視野上に、光学結像系を用いて、結像するステップであり、像視野での像生成に寄与するすべて光線が光学結像系の結像ビーム経路を形成する、結像するステップとを含み、光学結像系の射出瞳内の局所強度分布を設定するために、以下のステップ、すなわち、光学結像系の光学要素の少なくとも１つの光学面を補正面に選ぶステップと、動作中に、回折構造が、回折構造に入射した光線の強度の成分を結像ビーム経路の外の非重大領域に回折によって誘導するように、事前決定可能な局所分布に従って補正面の光学的使用領域に回折構造を生成するステップとを実行する。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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