(57)【要約】  結像光学ユニット（７）は、物体視野（４）を像視野（８）内に結像する役割を果たす。この場合、複数のミラー（Ｍ１〜Ｍ１０）が、結像光（３）を結像ビーム経路に沿って導く役割を果たす。複数のミラー（Ｍ１〜Ｍ１０）は、入射角が４５°よりも大きい物体視野中心点の主光線（１６）を偏向する、いくつかの斜入射用のミラー（ＧＩミラー）（Ｍ２〜Ｍ８）を備える。ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ８）のうちの少なくとも２枚は、結像ビーム経路内に基本ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ７）として配置されて、これらの偏向効果が主光線に対して加算されるようになっている。少なくとも１枚の更なるＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ８）が結像ビーム経路内に反ＧＩミラー（Ｍ８）として配置されており、その偏向効果が、基本ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ７）の偏向効果との関係において、主光線（１６）にとって減算的に作用するようになっている。この結果、結像光学ユニットのミラーのミラー体が要求する設置スペースに関する構成融通性の向上した結像光学ユニットが得られる。
2020535466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体視野（４）を像視野（８）内に結像するための結像光学ユニット（７；１９；２０；２１）であって、
前記物体視野（４）から前記像視野（８）までの結像ビーム経路に沿って結像光（３）を導くための、複数のミラー（Ｍ１〜Ｍ１０）を備え、
前記複数のミラー（Ｍ１〜Ｍ１０）は、入射角が４５°よりも大きい物体視野中心点の主光線（１６）を偏向する、いくつかの斜入射用のミラー（ＧＩミラー）（Ｍ２〜Ｍ８）を備え、
前記ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ８）のうちの少なくとも２枚は、前記結像ビーム経路内に基本ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ７；Ｍ２〜Ｍ４、Ｍ６〜Ｍ８）として配置されて、これらの偏向効果が前記主光線（１６）に対して加算されるようになっており、
少なくとも１枚の更なるＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ８）は前記結像ビーム経路内に反ＧＩミラー（Ｍ８；Ｍ５）として配置されて、その偏向効果が、前記基本ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ７；Ｍ２〜Ｍ４、Ｍ６〜Ｍ８）の偏向効果との関係において、前記主光線（１６）にとって減算的に作用するようになっている、結像光学ユニット（７；１９；２０；２１）。
【請求項２】
ちょうど１枚の反ＧＩミラー（Ｍ８；Ｍ５）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】
３枚よりも多くの基本ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ７；Ｍ２〜Ｍ４、Ｍ６〜Ｍ８）によって特徴付けられる、請求項１または２に記載の結像光学ユニット。
【請求項４】
ちょうど６枚の基本ＧＩミラー（Ｍ２〜Ｍ７；Ｍ２〜Ｍ４、Ｍ６〜Ｍ８）によって特徴付けられる、請求項３に記載の結像光学ユニット。
【請求項５】
前記反ＧＩミラー（Ｍ８）は、前記像視野（８）の上流の前記結像ビーム経路内の最後のＧＩミラーであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項６】
前記結像ビーム経路内で、少なくとも１つの更なる基本ＧＩミラー（Ｍ６〜Ｍ８）が前記反ＧＩミラー（Ｍ５）の下流に更に配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項７】
前記結像ビーム経路内で、いくつかの更なる基本ＧＩミラー（Ｍ６〜Ｍ８）が前記反ＧＩミラー（Ｍ５）の下流に更に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の結像光学ユニット。
【請求項８】
前記結像ビーム経路内で前記反ＧＩミラー（Ｍ５）の下流に配置されているちょうど３枚の基本ＧＩミラー（Ｍ６〜Ｍ８）によって特徴付けられる、請求項７に記載の結像光学ユニット。
【請求項９】
入射角が４５°未満の物体視野中心点の主光線（１６）を偏向する、少なくとも１つの直角入射用のミラー（ＮＩミラー）（Ｍ１、Ｍ９、Ｍ１０）によって特徴付けられる、請求項１から８のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項１０】
前記結像光（３）用の通過開口部を有さない最後から２番目のミラー（Ｍ９）によって特徴付けられ、前記最後から２番目のミラーは、前記結像ビーム経路内で、前記結像ビーム経路内の最後のミラー（Ｍ１０）と前記像視野（８）の間の前記結像ビーム経路によって予め決定される、光パイプ（１８）のある側に配置されており、前記最後から２番目のミラー（Ｍ９）が配置されている前記光パイプの前記の側は、前記最初のミラー（Ｍ１）の側から離れる方に面している、請求項１から９のいずれか１項に記載の結像光学ユニット。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の結像光学ユニット（７）と、照明視野を照明するための照明光学ユニット（６）と、を備え、前記照明視野内に前記物体視野（４）が配置されている、光学系。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光学系を備え、かつ前記結像光（３）を生成するためのＥＵＶ光源（２）を備える、投影露光装置。
【請求項１３】
以下の方法ステップ、すなわち：
レチクル（１０）およびウエハ（１１）を用意するステップと、
請求項１２に記載の投影露光装置を利用して、前記レチクル（１０）上の構造を前記ウエハ（１１）の感光層上に投影するステップと、
前記ウエハ（１１）上にマイクロ構造またはナノ構造を作り出すステップと、を含む、構造化された構成要素を製造するための方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法に従って製造される、構造化された構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は独国特許出願第ＤＥ  １０  ２０１７  ２１６  ８９３．５号の優先権を主張し、その内容を参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、物体視野を像視野内に結像する（ｉｍａｇｅ）ための結像光学ユニットまたは投影光学ユニットに関する。更に、本発明は、そのような結像光学ユニットと物体視野を照明するための照明光学ユニットとを備え、この物体視野は中に物体視野が存在するかまたは物体視野と一致している、光学系、そのような光学系およびＥＵＶ光源を備える投影露光装置、そのような投影露光装置を使用してマイクロ構造化またはナノ構造化された構成要素を製造するための方法、ならびにそのような方法を使用して製造されたマイクロ構造化またはナノ構造化された構成要素に関する。
【０００３】
冒頭に記載したタイプの投影光学ユニットは、ＷＯ  ２０１６／１６６  ０８０  Ａ１、特にその中の図２６ｆｆに係る実施形態、ＪＰ  ２００２／０４８９７７  Ａ、「近接型」投影露光装置について記述しているＵＳ  ５，８９１，８０６から、ならびに、ＷＯ  ２００８／１４１  ６８６  Ａ１およびＷＯ  ２０１５／０１４  ７５３  Ａ１から、公知である。
【発明の概要】
【０００４】
冒頭に記載したタイプの結像光学ユニットを、この結像光学ユニットのミラーのミラー体が要求する設置スペースに関して当該ユニットの構成融通性が向上するように開発することが、本発明の目的である。
【０００５】
本発明によれば、この目的は、請求項１に規定された特徴を備える結像光学ユニットによって達成される。
【０００６】
本発明によれば、少なくとも１つの反ＧＩミラー（ｃｏｕｎｔｅｒ  ＧＩ  ｍｉｒｒｏｒ）の使用を用いて、ＧＩミラー全体によって生成される全体的な偏向効果に影響を与え得ることが認識されており、この反ＧＩミラーは、そのミラー表面が、結像ビーム経路によって予め決定された光パイプに関連して、基本ＧＩミラーのミラー表面に対向する側で結像光を反射する。採用されるＧＩミラーの数を予め決定する場合には、ＧＩミラーの補正効果とＧＩミラーの全体的な偏向効果の理想的な組み合わせを得ることが可能になる。結像品質に関する最低要件および結像光学ユニットのミラーのミラー体に関する設置スペースの規定が所与である場合に、少なくとも１つの反ＧＩミラーの使用によって開かれる追加の設計自由度を用いて、良好な全体伝送率を有する結像光学ユニットを設計することができる。反ＧＩミラーは、純粋な偏向ミラー（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｍｉｒｒｏｒ）、すなわち平面ミラーとして具現化できる。別法として、反ＧＩミラーはまた、結像光学ユニットの結像特性に影響を与える効果も有し得る。
【０００７】
請求項２に記載のちょうど１枚の反ＧＩミラーは、多くの設計の結果からその価値が証明されている。
【０００８】
３枚を超える基本ＧＩミラーにより、全体的な伝送損失が小さくなると同時に、良好な補正が促進される。
【０００９】
このことは特に、請求項４に記載のＧＩミラーのうちのちょうど６枚の基本ミラーに当てはまる。
【００１０】
請求項５に記載の反ＧＩミラーの構成により、先行するＧＩミラーに対して既存の設計を用いることが可能になる。
【００１１】
反ＧＩミラーが下流に少なくとも１つの基本ＧＩミラーを備えることにより、この反ＧＩミラーを、直後の基本ＧＩミラーに関連して、および上流に配置され得る基本ＧＩミラーに関連して、コンパクトに構成することが容易になる。原理的には、全ての基本ＧＩミラーを反ＧＩミラーの下流に配設することも可能であり、その場合反ＧＩミラーは、ビーム経路内で先頭にある。
【００１２】
請求項７に記載の反ＧＩミラーの構成が、特定の設置スペース要件にとって特に好適であることが分かっている。
【００１３】
このことは特に、請求項８に記載のミラー構成に当てはまる。
【００１４】
少なくとも１つの追加のＮＩミラーを備える結像光学ユニットは、その価値が証明されている。結像光学ユニットの結像ビーム経路内の最後のミラーを、ＮＩミラーとして構成することができる。結像光学ユニットの結像ビーム経路内の最初のミラーをＮＩミラーとして構成することができる。結像光学ユニットの結像ビーム経路内の最後から２番目のミラーをＮＩミラーとして構成することができる。結像光学ユニットの結像ビーム経路内の最後のミラーは、結像光用の通過開口部を備え得る。結像光学ユニットの結像ビーム経路内の最後から２番目のミラーは、そのような通過開口部を有さずに構成することができる。
【００１５】
請求項１０に記載のミラー構成により、結像光学ユニットの最初のミラーおよび最後から２番目のミラーが、結像光学ユニットの最後のミラーと像視野の間の光パイプの同じ側に配置されることが回避される。このことにより設置スペースの競合が回避される。
【００１６】
請求項１１に記載の光学系、請求項１２に記載の投影露光装置、請求項１３に記載の製造方法、および請求項１４に記載のマイクロ構造化またはナノ構造化された構成要素の利点は、結像光学ユニットを参照して既に上記した利点と一致する。照明視野は物体と一致し得る。特に、投影露光装置を使用して、半導体構成要素、例えばメモリチップを製造することができる。結像光学ユニットは、ＥＵＶ投影リソグラフィにおいて使用されるように設計され得る。
【００１７】
結像光学ユニットのミラーは、ＥＵＶ結像光に対する反射率の高いコーティングを備え得る。このコーティングは、単層のまたは多層から成るコーティングとして具現化できる。
【００１８】
本発明の例示的な実施形態を、以下で図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の投影露光装置の概略図である。
【図２】図１に係る投影露光装置において投影レンズとして使用可能な結像光学ユニットの実施形態の概略側面図であり、物体視野と像視野の間の結像ビーム経路を図示する目的で、結像光学ユニットのミラー体はホルダの無い状態で示されている。
【図３】図１に係る投影露光装置において図２に係る結像光学ユニットの代わりに使用可能な結像光学ユニットの更なる実施形態を、図２と同様の図で示す図である。
【図４】図１に係る投影露光装置において図２に係る結像光学ユニットの代わりに使用可能な結像光学ユニットの更なる実施形態を、図２と同様の図で示す図である。
【図５】図１に係る投影露光装置において図２に係る結像光学ユニットの代わりに使用可能な結像光学ユニットの更なる実施形態を、図２と同様の図で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
マイクロリソグラフィ投影露光装置１は、照明光または結像光３用の光源２を有する。光源２はＥＵＶ光源であり、例えば５ｎｍ〜３０ｎｍの、特に５ｎｍ〜１５ｎｍの波長範囲の光を生成する。光源２は、プラズマ方式の光源（レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）、ガス放電生成プラズマ（ＧＤＰ））、あるいはシンクロトロン方式の光源、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の波長の光源、または６．９ｎｍの波長の光源であってもよい。他のＥＵＶ波長も可能である。一般に、投影露光装置１内を導かれる照明光３は、任意の波長、例えば可視波長、あるいは、（例えばＤＵＶ、深紫外）マイクロリソグラフィにおいて使用できる可能性があり好適なレーザ光源および／もしくはＬＥＤ光源を利用可能な他の波長（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２９ｎｍ、１０９ｎｍ）とすることさえ可能である。図１では、照明光３のビーム経路は非常に概略的に描かれている。
【００２１】
照明光学ユニット６は、照明光３を光源２から物体面５における物体視野４へと導く役割を果たす。投影光学ユニットまたは結像光学ユニット７を使用して、物体視野４は、像面９における像視野８内に所定の縮小スケールで結像される（ｉｍａｇｅｄ）。
【００２２】
投影露光装置１およ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、図面にはｘｙｚのデカルト座標系が示されており、この座標系から、図に示されている構成要素のそれぞれの位置関係が明らかになる。図１では、ｘ方向は図面の紙面に対して垂直にこの紙面の中へと延びている。ｙ方向は左に向かって延び、ｚ方向は上向きに延びる。
【００２３】
投影光学ユニット７において、物体視野４および像視野８は曲がってまたは湾曲して具現化されて、特にリングの一部のような形状で具現化されている。物体視野４のまたは像視野８の周縁輪郭の基本形態は、対応する曲がりを有する。別法として、物体視野４および像視野８を矩形の形状で具現化することが可能である。物体視野４および像視野８は、１よりも大きいｘ／ｙアスペクト比を有する。したがって、物体視野４は、ｘ方向の物体視野寸法がより長く、ｙ方向の物体視野寸法がより短い。これらの物体視野寸法は、視野座標ｘおよびｙに沿って延びる。
【００２４】
これに応じて、物体視野４は、第１の物体視野デカルト座標ｘおよび第２の物体視野デカルト座標ｙの範囲となる。第３のデカルト座標ｚはこれら２つの物体視野座標ｘおよびｙに対して垂直であり、以下では垂直な座標とも呼ばれる。
【００２５】
図２に係る投影光学ユニット７は、サジタル平面ｘｚにおいて係数４で縮小を行い、メリジオナル平面ｙｚにおいて係数−８で縮小を行う。投影光学ユニット７は歪像投影光学ユニットである。２つの結像光平面ｘｚ、ｙｚにおいて、他の縮小スケール、例えば３ｘ、５ｘ、６ｘ、７ｘ、または８ｘよりも大きい他の縮小スケールも可能である。別法として、投影光学ユニット７は、係数８による縮小など、２つの結像光平面ｘｚ、ｙｚにおいてそれぞれ同じ縮小スケールを有してもよい。この場合、他の縮小スケール、例えば４ｘ、５ｘ、または８ｘよりも大きい縮小スケールさえ可能である。それぞれの縮小スケールは像の反転を伴ってもまたは伴わなくてもよく、像の反転はその後、縮小スケールの適切な正負符号の指定によって明らかになる。
【００２６】
図２に係る投影光学ユニット７の実施形態では、像面９は物体面５と平行に配置されている。この場合結像される（ｉｍａｇｅｄ）のは、レチクルとも呼ばれる反射マスク１０の、物体視野４と一致する部分である。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はレチクル変位駆動装置１０ｂによって変位される。
【００２７】
投影光学ユニット７を介した結像は、基材ホルダ１２によって担持されるウエハの形態の基材１１の表面上に実現される。基材ホルダ１２は、ウエハまたは基材変位駆動装置１２ａによって変位される。
【００２８】
図１は、レチクル１０と投影光学ユニット７の間に、前記投影光学ユニット内に入る照明光３の光線ビーム１３を、および、投影光学ユニット７と基材１１の間に、投影光学ユニット７から現れる照明光３の光線ビーム１４を、概略的に示す。図１において、投影光学ユニット７の像視野側の開口数（ＮＡ）は、正確な縮小スケールでは再現されていない。
【００２９】
投影露光装置１はスキャナタイプのものである。レチクル１０および基材１１は、投影露光装置１の動作中にｙ方向に走査される。基材１１の各露光の間にレチクル１０のおよび基材１１のｙ方向への段階的な変位が実施される、ステッパ型の投影露光装置１も可能である。これらの変位は、変位駆動装置１０ｂおよび１２ａの適切な作動によって、互いに同期して実施される。
【００３０】
図２は、投影光学ユニット７を側面視して示す。図２の図面の紙面は、図１に対応するｙｚ平面と平行である。結像光３のビーム経路は、視野中心点の主光線１６を含み、更なる個々の光線として、メリジオナル平面とも呼ばれるｙｚ平面におけるビーム経路の縁部を画定する、開口光線またはコマ光線を含む。物体視野４と像視野８の間の結像光３の結像ビーム経路が延びる様子が示されている。
【００３１】
主光線１６は、投影光学ユニット７の瞳面内の瞳の中心を通って延びる。物体視野４から進行するとき、主光線１６は、物体面５の法線に対する５．０°の角度ＣＲＡを含む。３°〜８°の範囲内などの、他のそのような角度ＣＲＡもまた可能である。
【００３２】
投影光学ユニット７は、例えば０．５５の像側開口数を有する。例えば０．４〜０．７の範囲内の、他の像側開口数も可能である。
【００３３】
図２に係る投影光学ユニット７は合計１０枚のミラーを有し、これらは物体視野４から進行する結像光３のビーム経路の順序で、Ｍ１〜Ｍ１０によって連続的に採番されている。
【００３４】
図２はミラーＭ１〜Ｍ１０のミラー体を示す。これらのミラー体は、結像光３を反射するために使用されるミラー反射表面を有する。ミラーＭ１〜Ｍ１０のミラー表面は概略的に平面状に図示されているが、これらは実際には通常、湾曲した構成を有する。
【００３５】
図２に係る投影光学ユニット７の場合、ミラーＭ１、Ｍ９、およびＭ１０は、直角入射ミラー、すなわち結像光３が４５°未満の入射角で入射するミラーとして具現化される。全体として、図２に係る投影光学ユニット７はしたがって、３枚の直角入射ミラーＭ１、Ｍ９、およびＭ１０を有する。直角入射用のこれらのミラーは、ＮＩ（垂直入射（ｎｏｒｍａｌ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ））ミラーとも呼ばれる。
【００３６】
ミラーＭ２〜Ｍ８は、照明光３の斜入射用のミラー、すなわち、照明光３が４５°よりも大きい、特に６０°よりも大きい入射角で当たるミラーである。斜入射用のミラーＭ２〜Ｍ８に対する結像光３の個々の光線１５の典型的な入射角は、８０°の領域内である。全体として、図２に係る投影光学ユニット７は、ちょうど７つの斜入射用のミラーＭ２〜Ｍ８を有する。斜入射用のこれらのミラーは、ＧＩ（斜入射（ｇｒａｚｉｎｇ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ））ミラーとも呼ばれる。
【００３７】
ミラーＭ２〜Ｍ７は、結像光３を、それぞれのミラーＭ２〜Ｍ７に対する個々の光線１５の反射の角度が加算されるように反射する。したがって−投影光学ユニット７の結像特性に影響を与える効果に加えて−ミラーＭ２〜Ｍ７は、ミラーの偏向効果の方向が全て同じである。この結果、主光線１６についての偏向効果は、ミラーＭ２〜Ｍ７に関していずれの場合も加算される。以下では、これらのミラーＭ２〜Ｍ７は基本ＧＩミラーとも呼ばれる。
【００３８】
ミラーＭ８は、その偏向効果が、基本ＧＩミラーＭ２〜Ｍ７の偏向効果との関係において、主光線１６にとって減算的（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）に作用するように配置されている。したがって、ミラーＭ８は反ＧＩミラーとも呼ばれる。
【００３９】
投影光学ユニット７は、１枚の反ＧＩミラー、すなわちミラーＭ８を有する。
【００４０】
反ＧＩミラーＭ８は、像視野８の上流の結像ビーム経路内の、投影光学ユニット７の最後のＧＩミラーである。
【００４１】
斜入射用のミラーＭ２〜Ｍ８は各々、半径の絶対値が非常に大きい、すなわちこれらは、平坦な表面からの乖離が比較的小さい。これらの斜入射用のミラーＭ２〜Ｍ８は各々、屈折力が比較的弱い、すなわち、全体的に凹状または凸状のミラーよりもビーム形成効果がより低い。ミラーＭ２〜Ｍ８は、特定の結像収差補正、特に局所的な結像収差補正に寄与する。
【００４２】
ミラーＭ１〜Ｍ１０は、ミラーＭ１〜Ｍ１０の結像光３についての反射率を最適化するコーティングを備えている。この場合、これは単層のルテニウムコーティング、またはいずれの場合も最上層がルテニウムで製作された多層とすることができる。斜入射ミラーＭ２〜Ｍ８の場合には、例えばモリブデンまたはルテニウムの層を備えるコーティングを使用することができる。特に直角入射用のミラーＭ１、Ｍ９、およびＭ１０のこれら高反射層は、多層から成る層として構成することができ、この場合、連続した層は異なる材料で製造することができる。交互の材料層を使用することもできる。典型的な多層から成る層は、それぞれモリブデンの層およびシリコンの層で構成される二重層を、５０層有し得る。これらは、例えばＣ（炭素）、Ｂ4Ｃ（炭化ホウ素）で製作された追加の分離層を含んでもよく、真空に向かって保護層または保護層系で終了することができる。
【００４３】
投影光学ユニット７の全体的な反射率を計算する目的で、系伝送率が以下のように計算される：各ミラー表面において、ガイド光線（ｇｕｉｄｅ  ｒａｙ）、すなわち物体視野中心点の主光線の入射角に応じてミラー反射率を決定し、これを乗算により組み合わせて、系伝送率を形成する。
【００４４】
反射率の計算に関する詳細は、ＷＯ  ２０１５／０１４  ７５３  Ａ１に説明されている。
【００４５】
ＧＩミラー（斜入射用のミラー）における反射に関する更なる情報が、ＷＯ  ２０１２／１２６  ８６７  Ａ１に記載されている。ＮＩミラー（直角入射ミラー）の反射率に関する更なる情報ｉが、ＤＥ  １０１  ５５  ７１１  Ａ１に記載されている。
【００４６】
投影光学ユニット７の全体的な反射率または系伝送率は、投影光学ユニット７の全てのミラーＭ１〜Ｍ１０の反射率の積として表され、例えばＲ＝６．５％である。
【００４７】
ミラーＭ１０、すなわち結像ビーム経路内の像視野８の上流の最後のミラーは、最後から３番目のミラーＭ８から最後から２番目のミラーＭ９に向かって反射された結像光３が通過するための通過開口部１７を有する。ミラーＭ１０は、通過開口部１７の周囲で反射が行われるように使用される。その他のミラーＭ１〜Ｍ９はいずれも通過開口部を有しておらず、前記ミラーは切れ目の無い一続きの領域内で反射が行われるように使用される。
【００４８】
投影光学ユニット７の結像ビーム経路全体によって光パイプ１８が予め決定され、結像光３はその中を導かれる。反ＧＩミラーＭ８のミラーまたは反射表面は、結像光３の結像ビーム経路によって予め決定される光パイプ１８に関連して、基本ＧＩミラーＭ２〜Ｍ７のミラー表面に対向する側で結像光３を反射する。
【００４９】
特に、通過開口部１７を通して導かれた結像光３を像側開口数を予め決定するミラーＭ１０に向けて反射する、最後から２番目のミラーＭ９は、切れ目の無い一続きの領域内で反射を行うように使用される。この最後から２番目のミラーＭ９は、結像ビーム経路内で、光パイプ１８の、最後のミラーＭ１０と像視野８の間にある一方側であって、最初のミラーＭ１から離れる方に面している側に配置されている。投影光学ユニット７の結像ビーム経路内の最後のミラーＭ１０と像視野８の間の光パイプ１８はしたがって、結像ビーム経路内の最初のミラーＭ１と結像ビーム経路内の最後から２番目のミラーＭ９の間に存在する。
【００５０】
ミラーＭ１〜Ｍ１０は、回転対称関数では記述できない自由曲面（ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ  ｓｕｒｆａｃｅ）として具現化される。ミラーＭ１〜Ｍ１０のうちの少なくとも１枚が回転対称な非球面として具現化されている、投影光学ユニット７の他の実施形態も可能である。そのような回転対称な非球面に関する非球面の式は、ＤＥ  １０  ２０１０  ０２９  ０５０  Ａ１から公知である。全てのミラーＭ１〜Ｍ１０をそのような非球面として具現化することも可能である。
【００５１】
自由曲面は、以下の自由曲面式（式１）によって記述することができる：
【数１】
2020535466.tif 000003
この式（１）のパラメータには以下が適用される：
Ｚは点ｘ、ｙにおける自由曲面のサグ（ｓａｇ：たるみ）であり、ｘ2＋ｙ2＝ｒ2である。上式でｒは、この自由曲面式の基準軸線
（ｘ＝０；ｙ＝０）
からの距離である。
【００５２】
自由曲面式（１）において、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3…は、ｘおよびｙのべき乗での自由曲面の級数展開の係数を表す。
【００５３】
円錐状の基本領域の場合、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。したがって、ｃx＝１／Ｒxおよびｃy＝１／Ｒyが成立する。ｋxおよびｋyは各々、対応する非球面の円錐定数に対応している。したがって、式（１）は二重円錐状の自由曲面を記述している。
【００５４】
代替の可能な自由曲面を、回転対称な基準表面から製造できる。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表面に関するそのような自由曲面は、ＵＳ  ２００７−００５８２６９  Ａ１から公知である。
【００５５】
別法として、二次元スプライン表面を援用して自由曲面を記述することも可能である。この例としては、ベジェ曲線または非一様加重Ｂスプライン（ＮＵＲＢＳ）がある。例として、二次元スプライン表面は、ｘｙ平面内の点のグリッド及び関連付けられたｚ値によって、またはこれらの点およびそれらと関連付けられた勾配によって記述することができる。スプライン表面のそれぞれのタイプに応じて、例えばその連続性および微分可能性に関して特定の特性を有する多項式または関数を用いたグリッド点間の補間によって、完成した表面が得られる。この例としては解析関数がある。
【００５６】
瞳を画定する開口絞りＡＳは、投影光学ユニット７におけるミラーＭ９とＭ１０の間の結像光ビーム経路内に配置されている。この開口絞りＡＳのほかに、投影光学ユニット７はまた更に、少なくとも１つの更なる開口絞りと、投影光学ユニット７の瞳の不明瞭さ（ｏｂｓｃｕｒａｔｉｏｎ）を予め決定するための少なくとも１つの不明瞭化絞り（ｏｂｓｃｕｒａｔｉｏｎ  ｓｔｏｐ）と、を備え得る。
【００５７】
図３を参照して、投影露光装置１における投影光学ユニット７の代わりに使用可能な投影光学ユニット１９の更なる実施形態について、以下に記載する。図１および２に関連して、特に図２に関連して既に上で説明した構成要素に対応する構成要素は、同じ参照符号によって表されており、再度詳細に検討されることはない。
【００５８】
投影光学ユニット１９において、反ＧＩミラーＭ８は先行する基本ＧＩミラーＭ７と空間的に非常に近くで隣り合っており、したがって光パイプ１８は、ｙｚ平面において見たとき、ミラーＭ７およびＭ８の偏向領域において非常に狭い。ミラーＭ７およびＭ８の反射表面間の距離は、ｙｚ平面において、これらのミラーＭ７およびＭ８のうち小さい方の反射表面の反射表面寸法の半分未満である。実際はこの距離は、この反射表面寸法の４分の１未満、場合によっては５分の１未満である。ミラーＭ７およびＭ８の互いに対向する反射表面は、ｙｚ平面において、２つのミラーＭ７およびＭ８のうち大きい方の反射表面寸法の３分の１よりも多くが重なり合う。この重なり合いは、ｙｚ平面において、２つのミラーのうち大きい方の反射表面寸法の４０％よりも大きい。
【００５９】
投影光学ユニット１９のミラーＭ１〜Ｍ１０の反射表面の光学設計のデータは、以下の表から収集できる。これら光学設計のデータはいずれの場合にも像面９から進行する、すなわち、それぞれの投影光学ユニットを、像面９と物体面５との間で結像光３の伝播方向の逆方向に記述する。
【００６０】
これらの表のうち最初のものには、投影光学ユニット１９の設計データの概略が示されており、開口数ＮＡ、結像光３に関する計算された設計波長、２つの結像光平面ｘｚおよびｙｚにおける縮小係数βｘおよびβｙ、像視野のｘ方向およびｙ方向の寸法、像収差値ｒｍｓ、像視野曲率、および絞り位置がまとめられている。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）として、すなわち設計波長に応じて指定される。この場合、これは波面収差のｒｍｓ（ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ（二乗平均平方根））値である。
【００６１】
これらの表のうち２番目のものは、光学構成要素の光学表面に関する頂点半径（半径＿ｘ＝Ｒx、半径＿ｙ＝Ｒy）および屈折力値（屈折力＿ｘ、屈折力＿ｙ）を示す。負の半径値は、それぞれの表面と、頂点における面法線とそれぞれの湾曲の方向（ｘ、ｙ）とによって張られる着目する平面（ｘｚ、ｙｚ）との交線において、入射照明光３に向かって凹状である曲面を表す。２つの半径、半径＿ｘ、半径＿ｙは、明示的に異なる正負符号を有してもよい。
【００６２】
各光学表面における頂点は、対称面ｘ＝０、すなわち図３の図面の紙面（メリジオナル平面）に沿って物体視野の中心から像視野８まで進むガイド光線の、入射の点として定義される。
【００６３】
頂点における屈折力、屈折力＿ｘ（Ｐx）、屈折力＿ｙ（Ｐy）は、以下のように定義される：
【数２】
2020535466.tif 000004
上式でＡＯＩは、面法線に対するガイド光線の入射角を表す。
【００６４】
３番目の表は、ミラーＭ１〜Ｍ１０に関して、円錐定数ｋxおよびｋy、頂点半径Ｒx（＝半径＿ｘ）、ならびに自由曲面の係数Ｃnを、ｍｍ単位で示す。表にない係数Ｃnの値は、いずれの場合も０である。
【００６５】
４番目の表はまた、それぞれのミラーが基準表面から進行するときに、ｙ方向に偏心された大きさ（ＤＣＹ）、ならびにｚ方向に変位された大きさ（ＤＣＺ）および傾斜された大きさ（ＴＬＡ、ＴＬＢ、ＴＬＣ）も示す。これは、自由曲面設計法の場合の平行シフトおよび傾斜に対応している。この場合、変位はｙ方向におよびｚ方向にｍｍ単位で行われ、傾斜はｘ軸を中心に、ｙ軸を中心に、およびｚ軸を中心に行われる。この場合、回転の角度は度で指定される。まず偏心が行われ、続いて傾斜が行われる。偏心中の基準表面はいずれの場合にも、指定された光学設計のデータの最初の表面である。ｙ方向へのおよびｚ方向への偏心は、物体視野４に対しても指定される。個々のミラーに割り当てられた表面のほかに、４番目の表には、最初の表面としての像面、最後の表面としての物体面、および任意に絞り面（「ＡＳ」のラベルを有する）も記載されている。
【００６６】
【表１】
2020535466.tif 000005
【００６７】
【表２】
2020535466.tif 000006
【００６８】
【表３】
2020535466.tif 000007
2020535466.tif 000008
2020535466.tif 000009
【００６９】
【表４】
2020535466.tif 000010
2020535466.tif 000011
【００７０】
【表５】
2020535466.tif 000012
2020535466.tif 000013
【００７１】
【表６】
2020535466.tif 000014
2020535466.tif 000015
2020535466.tif 000016
【００７２】
【表７】
2020535466.tif 000017
【００７３】
【表８】
2020535466.tif 000018
【００７４】
図４を参照して、投影露光装置１における投影光学ユニット７の代わりに使用できる、投影光学ユニット２０の更なる実施形態の説明が、以下に与えられている。図１〜３を参照して、特に図２および３を参照して、既に上で説明した構成要素および機能は、同じ参照符号を有し、再度詳細に検討されることはない。
【００７５】
ミラーＭ７とＭ８の空間的な近さの観点から、およびその反射表面の重なりの観点から、投影光学ユニット２０は、投影光学ユニット７と１９の間の実施形態であると理解できる。投影光学ユニット２０のミラーＭ７とＭ８の空間的な近さは、投影光学ユニット７の場合よりも顕著であるが、投影光学ユニット１９の場合ほどは顕著ではない。投影光学ユニット２０の反射表面の重なりは、投影光学ユニット７の場合よりも顕著であるが、投影光学ユニット１９の場合ほどは顕著ではない。
【００７６】
全体として、投影光学ユニット１９および２０は、ちょうど６枚の基本ＧＩミラーＭ２〜Ｍ７を有する。
【００７７】
投影光学ユニット２０の光学設計のデータは以下の表から収集でき、これらの表は、その設計の観点から、図３に係る投影光学ユニット１９に関する表に対応している。
【表９】
2020535466.tif 000019
【００７８】
【表１０】
2020535466.tif 000020
【００７９】
【表１１】
2020535466.tif 000021
2020535466.tif 000022
【００８０】
【表１２】
2020535466.tif 000023
2020535466.tif 000024
【００８１】
【表１３】
2020535466.tif 000025
2020535466.tif 000026
【００８２】
【表１４】
2020535466.tif 000027
2020535466.tif 000028
【００８３】
【表１５】
2020535466.tif 000029
【００８４】
【表１６】
2020535466.tif 000030
【００８５】
図５を参照して、投影露光装置１における投影光学ユニット７の代わりに使用可能な投影光学ユニット２１の更なる実施形態について、以下に記載する。図１〜４を参照して、特に図２〜４を参照して既に上で説明した構成要素および機能に対応する構成要素および機能は、同じ参照符号によって表されており、再度詳細に検討されることはない。
【００８６】
投影光学ユニット２１において、ミラーＭ５は反ＧＩミラーとして具現化されている。結像ビーム経路内でミラーＭ５の上流に配置されている基本ＧＩミラーＭ２〜Ｍ４はまず、主光線１６に対して加算的な偏向効果を有する。この後続している反ＧＩミラーＭ５の偏向効果は、基本ＧＩミラーＭ２〜Ｍ４の偏向効果にとって減算的な関係である。後続のＧＩミラーＭ６〜Ｍ８の偏向効果は、ここでもやはり、基本ＧＩミラーＭ２〜Ｍ４の偏向効果にとって加算的であり、したがってこれらのミラーもまた基本ＧＩミラーである。
【００８７】
投影光学ユニット２１もまた、結果的にちょうど６枚の基本ＧＩミラー、具体的にはミラーＭ２〜Ｍ４およびＭ６〜Ｍ８を有する。投影光学ユニット２１において、結像ビーム経路内に３枚の更なる基本ミラー、すなわちＧＩミラーＭ６〜Ｍ８が、反ＧＩミラーＭ５の下流に更に配置されている。
【００８８】
投影光学ユニット２１において、反ＧＩミラーＭ５は２枚のミラーＭ４およびＭ６に非常に接近して配置されており、ミラーＭ４およびＭ６は、結像ビーム経路内に互いに接近して配置されている。一方の反射表面ミラーＭ４とＭ５の間の距離、および他方のミラーＭ５とＭ６の間の距離は、ｙｚ平面において、３枚のミラーＭ４、Ｍ５、Ｍ６のうちの最も小さい反射表面の寸法の何分の１かに過ぎず、この距離はこの寸法の半分よりも小さく、実際には更にこの寸法の５分の１よりも小さい。一方のミラーＭ４およびＭ５ならびに他方のミラーＭ５およびＭ６の両方は、ｙｚ平面において互いに重なり合う反射表面を有する。結像ビーム経路内で反ＧＩミラーＭ５と隣り合っている基本ＧＩミラーＭ４およびＭ６は非常に接近して配置されており、この結果、これらミラーＭ４およびＭ６の２枚のミラー体の間の距離は、ｙｚ平面において、小さい方のミラーＭ６のミラー体の寸法の２分の１よりも小さい。実際、この距離は、ミラーＭ６のこの寸法の４分の１よりも小さい。
【００８９】
投影光学ユニット２１の光学設計のデータは以下の表から収集でき、これらの表は、その設計の観点から、図３に係る投影光学ユニット１９に関する表に対応している。
【００９０】
【表１７】
2020535466.tif 000031
【００９１】
【表１８】
2020535466.tif 000032
【００９２】
【表１９】
2020535466.tif 000033
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【００９３】
【表２０】
2020535466.tif 000035
2020535466.tif 000036
【００９４】
【表２１】
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2020535466.tif 000038
【００９５】
【表２２】
2020535466.tif 000039
2020535466.tif 000040
【００９６】
【表２３】
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【００９７】
【表２４】
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【００９８】
ここには示されていないが、投影露光装置１において図示されている投影光学ユニット７および１９〜２１の代わりに使用できる投影光学ユニットの更なる実施形態では、ＧＩミラーＭ２〜Ｍ４、Ｍ６、またはＭ７のうちのもう１枚が、反ＧＩミラーとして具現化されている。
【００９９】
反ＧＩミラーの効果により、主光線１６の主光線の延びがミラーＭ８とＭ９の間に現れ、物体面５の法線に対するその角度は主光線角度ＣＲＡよりも大きい。
【０１００】
マイクロ構造化またはナノ構造化された構成要素を作り出すために、投影露光装置１は以下のように使用される。最初に、反射マスク１０またはレチクルおよび基材またはウエハ１１を用意する。続いて、レチクル１０上の構造を、投影露光装置１を利用してウエハ１１の感光層上に投影する。次いで、感光層を現像することによって、ウエハ１１上にマイクロ構造またはナノ構造が作り出され、この結果マイクロ構造化された構成要素が製造される。
【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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【国際調査報告】
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