特許 5759174 ＥＵＶマイクロリソグラフィのための照明光学ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5759174

(24)【登録日】2015年6月12日

(45)【発行日】2015年8月5日

(54)【発明の名称】ＥＵＶマイクロリソグラフィのための照明光学ユニット

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20150716BHJP

   G02B 19/00 20060101ALI20150716BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20150716BHJP

   G02B 13/14 20060101ALI20150716BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20150716BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 531A

   H01L21/30 527

   G02B19/00

   G02B17/08 Z

   G02B13/14

   G03F7/20 503

【請求項の数】16

【外国語出願】

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2010-294661(P2010-294661)

(22)【出願日】2010年12月10日

(65)【公開番号】特開2011-124584(P2011-124584A)

(43)【公開日】2011年6月23日

【審査請求日】2013年12月10日

(31)【優先権主張番号】10 2009 054 540.9

(32)【優先日】2009年12月11日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】503263355

【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(72)【発明者】

【氏名】マルティン エントレス

(72)【発明者】

【氏名】ゼバスチャン デルン

(72)【発明者】

【氏名】シュティーク ビーリンク

(72)【発明者】

【氏名】マルク キルヒ

【審査官】 関口 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５３５８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１２２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２０３７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１９１７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０− ７／２４

Ｇ０３Ｆ １／００− １／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＥＵＶマイクロリソグラフィのための照明光学ユニット（３３９，４３９）であって、
複数の第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）を有する第１の光学要素（１，３０１，４０１，６０１）と、
複数の第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）を有する第２の光学要素（５，３０５，４０５，６０５，８０５）と、
を含み、
複数の第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）からの各第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）が、異なる姿勢を取ることが可能であり、照明光学ユニット（３３９，４３９）の作動中に該第１のファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）の異なる姿勢に応じて放射線が誘導される全ての第２のファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）からなる集合が構成され、
前記複数の第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）は、複数の互いに素の群を形成し、
前記群の各々及び前記集合の各々が、少なくとも２つの第２のファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）を包含し、かつ同じ群に属する集合のいかなる２つの第２のファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）も存在しなく、
全ての集合が、正確に２つの第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）を包含する、
ことを特徴とする照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項2】

第１の群の各第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）に対して同じ集合に属する第２の群の第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）が存在するような第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の少なくとも１つの第１及び１つの第２の群が存在し、
前記第１及び第２の群は、同じ数の第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）を包含する、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項3】

前記複数の第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）の各第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）が、法線ベクトル（５７１ａ，５７１ｂ）を有する反射光学面を有し、
前記第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）の前記姿勢は、前記法線ベクトル（５７１ａ，５７１ｂ）の向きにおいて異なる、
ことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項4】

各第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）に対して、姿勢を有し、それによって照明光学ユニット（３３９，４３９）の前記作動中に関連の第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）が放射線を該姿勢の該第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）上に誘導する正確に１つの割り当てられた第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）が存在する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項5】

第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の各群が、第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）の割り当てられた群を、第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）の該割り当てられた群が該第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の群の該第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）に割り当てられた全ての第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）を包含するという点で定義し、
同じ割り当てられた群の全ての第１の反射ファセット要素（３，３０３，４０３，５０３，６０３，９０３）が、２つの姿勢の間の変更を連帯的にのみ達成することができるような方法で具現化される、
ことを特徴とする請求項４に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項6】

前記第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）は、中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）を有する反射光学面（３１）を有し、
前記第２の光学要素（５，３０５，４０５，６０５，８０５）は、照明光学ユニット（３３９，４３９）の射出瞳平面に配置され、又は照明光学ユニット（３３９，４３９）の射出瞳平面に結像され、
前記射出瞳平面は、第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の各群に対して群に関連付けられた領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）が存在するように、互いに素の領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）へと再分割され、
前記群の全ての第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の前記反射光学面の前記中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）は、前記関連付けられた領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）に姿勢するか、又は該関連付けられた領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）内に結像される、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項7】

群に関連付けられた全ての領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２７７ａ，２７７ｂ，２７７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）が、少なくとも２つの互いに素の部分領域（８８１ａ，８８１ｂ，８８３ａ，８８３ｂ，８８３ｃ，８８３ｄ）へと再分割され、
前記部分領域（８８１ａ，８８１ｂ，８８３ａ，８８３ｂ，８８３ｃ，８８３ｄ）は、対称点（８８０，１０８０，１２８０）に関して中心対称に置かれ、
全ての領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）が、同じ対称点（８８０，１０８０，１２８０）を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項8】

ａ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ１及びＦ２（１２０７）は、同じ群に属し、
ｂ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ１（１２０７）の前記反射光学面の前記中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）、又は前記射出瞳平面における該第２の反射ファセット要素Ｆ１（１２０７）の該反射光学面の該中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）の像が、前記対称点（８８０，１０８０，１２８０）から距離ｄ１にあり、
ｃ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ２（１２０７）の前記反射光学面の前記中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）、又は前記射出瞳平面における該第２の反射ファセット要素Ｆ２（１２０７）の該反射光学面の該中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）の像が、前記対称点（８８０，１０８０，１２８０）から距離ｄ２にあり、
ｄ．かつ前記距離ｄ２は、前記距離ｄ１よりも大きい、
という特性を有する第２の反射ファセット要素Ｆ１及びＦ２（１２０７）の各対に対して、
ｅ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ３及びＦ４（１２０７）は、同じ群に属し、
ｆ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ１及びＦ３（１２０７）は、同じ集合に属し、
ｇ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ２及びＦ４（１２０７）は、同じ集合に属し、
ｈ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ３（１２０７）の前記反射光学面の前記中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）、又は前記射出瞳平面における該第２の反射ファセット要素Ｆ３（１２０７）の該反射光学面の該中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）の像が、前記対称点（８８０，１０８０，１２８０）から距離ｄ３にあり、
ｉ．前記第２の反射ファセット要素Ｆ４（１２０７）の前記反射光学面の前記中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）、又は前記射出瞳平面における該第２の反射ファセット要素Ｆ４（１２０７）の該反射光学面の該中点（２９，８２９，１２２９ａ，１２２９ｂ）の像が、前記対称点（８８０，１０８０，１２８０）から距離ｄ４にあり、
ｊ．かつ前記距離ｄ４は、前記距離ｄ３よりも大きい、
という特性を有する第２の反射ファセット要素Ｆ３及びＦ４（１２０７）の割り当てられた対が存在する、
ことを特徴とする請求項７に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項9】

全ての部分領域（８８１ａ，８８１ｂ，８８３ａ，８８３ｂ，８８３ｃ，８８３ｄ）が、環帯セグメントの形態を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項10】

群に関連付けられた全ての領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）の和集合が、真円又は完全な環帯の形態を有する、
ことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項11】

クラスを形成する第２のファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の複数の群が存在し、
前記クラスの前記群に属し、かつ群に関連付けられた全ての領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）の和集合が、完全な環帯の形態を有し、
同じ集合に属する同じクラスからのいかなる２つの第２のファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）も存在しない、
ことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項12】

クラスを形成する複数の群が存在し、
前記クラスの前記群に属し、かつ群に関連付けられた全ての領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）の和集合が、二重極の形態を有し、
同じ集合に属する同じクラスからのいかなる２つの第２のファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）も存在しない、
ことを特徴とする請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項13】

クラスを形成する複数の群が存在し、
前記クラスの前記群に属し、かつ群に関連付けられた全ての領域（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，２２７ａ，２２７ｂ，２２７ｃ，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ，８７７，８７９，１０７７）の和集合が、四重極の形態を有し、
同じ集合に属する同じクラスからのいかなる２つの第２のファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）も存在しない、
ことを特徴とする請求項６から請求項１２のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項14】

前記第１の光学要素（１，３０１，４０１，６０１）は、照明光学ユニット（３３９，４３９）の前記作動中に前記射出瞳平面に２つの異なる照明をもたらす少なくとも第１の状態及び第２の状態を取ることができ、
放射線が、前記第１の状態では第１のクラスの全ての第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）に印加され、前記第２の状態では第２のクラスの全ての第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）に印加される、
ことを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）。

【請求項15】

第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の数が、２５０よりも大きく、第２の反射ファセット要素（７，３０７，４０７，６０７，８０７，１２０７）の群の数が、５０よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。

【請求項16】

請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の照明光学ユニット（３３９，４３９）、
を含むことを特徴とするマイクロリソグラフィ投影露光装置（３３７，４３７）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の第１の反射ファセット要素を有する第１の光学要素と、複数の第２の反射ファセット要素を有する第２の光学要素とを含むＥＵＶマイクロリソグラフィのための照明光学ユニット、及び同じくこの種の照明光学ユニットを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロリソグラフィ投影露光装置は、フォトリソグラフィ法を用いて微細構造構成要素を製造するように機能する。この場合、構造担持マスク、いわゆるレチクルが、光源ユニット及び照明光学ユニットを用いて照明され、投影光学ユニットを用いて感光層上に結像される。この場合、光源ユニットは、照明光学ユニット内に誘導される放射線を供給する。照明光学ユニットは、構造担持マスクの位置において、所定の角度依存強度分布を有する均一な照明を利用可能にするように機能する。この目的のために、様々で適切な光学要素が、照明光学ユニット内に設けられる。このようにして照明される構造担持マスクは、投影光学ユニットを用いて感光層上に結像される。この場合、そのような投影光学ユニットを用いて結像することができる最小特徴部サイズは、特に、用いられる放射線の波長によって判断される。放射線の波長が短い程、投影光学ユニットを用いて結像することができる構造は小さい。この場合、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍの領域の波長を有する１次結像放射線、又は極紫外（ＥＵＶ）範囲、すなわち、５ｎｍから１５ｎｍの範囲の結像放射線が用いられる。１９３ｎｍの領域の波長を有する放射線が用いられる場合には、照明光学ユニット及び投影光学ユニット内で屈折光学要素と反射光学要素の両方が用いられる。それとは対照的に、５ｎｍから１５ｎｍの範囲の波長を有する結像放射線が用いられる場合には、専ら反射光学要素（ミラー）が用いられる。そのような投影光学ユニットを用いて結像することができる最小特徴部サイズを縮小する更に別の可能性は、物体視野における照明の角度依存強度分布を構造担持マスクと協調させることにある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＵＳ２００９／００７９９５２Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、物体視野の位置に多数の異なる角度依存強度分布を与えるのに用いることができる照明光学ユニットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この目的は、複数の第１の反射ファセット要素を有する第１の光学要素と、複数の第２の反射ファセット要素を有する第２の光学要素とを含むＥＵＶマイクロリソグラフィのための照明光学ユニットを用いて達成される。この場合、複数の第１の反射ファセット要素からの各第１の反射ファセット要素は、それが、異なる位置のそれぞれの最大数を有し、これが、第１のファセット要素が照明光学ユニットの作動中にその異なる位置において放射線をその上に誘導する全ての第２のファセット要素から集合が構成されるという点で第２の反射ファセット要素から成る、この第１のファセット要素に関連付けられた集合を定めるような方法で具現化される。この場合、複数の第２の反射ファセット要素は、複数の互いに素の群を形成し、これらの群の各々及びこれらの集合の各々は、少なくとも２つの第２のファセット要素を包含し、同じ群に属する集合のいかなる２つの第２のファセット要素も存在しない。

【0006】

この場合、同時に２つの群に属するいかなるファセット要素も存在しない場合には、ファセット要素から成る複数の群を互いに素と表現する。

【0007】

これらの群は、これらの群が互いに対して逆であるか否かによって更に特徴付けることができる。第２の反射ファセット要素から成るいくつかの互いに素の群Ｇ１、．．．、ＧＮは、群Ｇ１、．．．、ＧＮのうちの１つからの各第２の反射ファセット要素がある一定の集合に属し、この集合が群Ｇ１、．．．、ＧＮからの第２の反射ファセット要素しか含まない場合に互いに逆と表現する。これは、特に、第１の光学要素は、照明光学ユニットの作動中に、群Ｇ１、．．．、ＧＮのうちの１つの全ての第２の反射ファセット要素上に放射線が誘導される１つの状態を取ることができ、別の群Ｇ１、．．．、ＧＮの全ての第２の反射ファセット要素に放射線が誘導される別の状態を取ることができるが、この第１の光学要素は、群Ｇ１、．．．、ＧＮのうちの１つからの全ての第２の反射ファセット要素と、別の群の少なくとも１つの第２の反射ファセット要素との上に放射線が誘導される状態を取ることができないことを意味する。同じ集合に属する２つの第２の反射ファセット要素上に放射線を同時に誘導することができないので上述のことが生じる。

【0008】

照明光学ユニットの一実施形態では、第１の群の各第２の反射ファセット要素に対して、第２の群に同じ集合に属する第２の反射ファセット要素が存在するような第２の反射ファセット要素から成る少なくとも１つの第１の群及び１つの第２の群が存在し、第１の群と第２の群は、同じ数の第２の反射ファセット要素を包含する。これらの２つの特性は、第２の群の各第２の反射ファセット要素に対しても、第１の群に同じ集合に属する第２の反射ファセット要素が存在するという効果を有する。従って、第１の反射ファセット要素は、照明光学ユニットの作動中に放射線が第１の群の全ての第２の反射ファセット要素上に誘導される少なくとも第１の位置と、照明光学ユニットの作動中に放射線が第２の群の全ての第２の反射ファセット要素上に誘導される第２の位置とを取ることができる。

【0009】

本発明による照明光学ユニットの一実施形態では、複数の第１の反射ファセット要素の各第１の反射ファセット要素は、法線ベクトルを有する反射光学面を有し、第１の反射ファセット要素の位置は、法線ベクトルの向きにおいて異なる。この構成により、第１の反射ファセット要素の反射光学面が傾斜可能方式で具現化され、それよって本発明の簡単な実現が可能になる。

【0010】

本発明の更に別の構成では、各第２の反射ファセット要素に対して、正確に１つの割り当てられた第１の反射ファセット要素が存在し、この割り当てられた第１の反射ファセット要素は、照明光学ユニットの作動中に、この関連付けられた第１の反射ファセット要素が放射線を第２の反射ファセット要素に誘導するように取る位置を有する。それに応じて、第２の反射ファセット要素上に誘導される放射線は、常に、同じ方向、すなわち、正確に１つの割り当てられた第１のファセット要素の方向から到着する放射線である。従って、第２の光学要素の反射光学面を常に等しく配向することができ、この向きは、放射線が物体視野の方向に伝送されるように選択される。従って、第２の反射光学要素の反射光学面を傾斜可能方式で構成する必要がなく、それによってより簡単な機械的構成が可能になる。

【0011】

照明光学ユニットのこの実施形態の一拡張では、第２の反射ファセット要素から成る各群は、第１の反射ファセット要素から成る割り当てられた群を、第１の反射ファセット要素から成る割り当てられた群が第２の反射ファセット要素から成る群の第２の反射ファセット要素に割り当てられた全ての第１の反射ファセット要素を包含するという点で定義し、割り当てられた同じ群の全ての第１の反射ファセット要素は、２つの位置の間の変更を連帯的にしか達成することができないような方法で具現化される。これは、例えば、再配置を連帯的にのみ達成されるように群の第１の反射ファセット要素を互いに機械的に接続するか、又はそうでなければ制御電子機器において連帯駆動を定めることにより、群の全ての第１の反射ファセット要素を連帯的にしか駆動することができないことによって実現することができる。これは、例えば、群の全ての第１の反射ファセットの位置を変更するのに１つの制御信号を用いることができるので、機械的な実施形態又は電子制御をより簡単に具現化することができるという利点を有する。同時に、本発明による群の分類が、物体視野の位置において多数の異なる角度依存強度分布を与えることを更に可能にする。

【0012】

更に、この種の照明光学ユニットは、割り当てられた同じ群の２つの第１の反射ファセット要素の法線ベクトルが、少なくとも１つの共通位置において異なる方向を有するように拡張することができる。この拡張は、第２の反射ファセット要素が互いに実質的に隣接する場合であっても、割り当てられた同じ群の第１の反射ファセット要素を第１の光学要素にわたって配分された方式で配置することができるという利点を有する。この配列により、第１の反射ファセット要素の配列を光源ユニットによる第１の光学要素の照明に適応させることが可能になる。

【0013】

照明光学ユニットの一実施形態では、全ての集合は、正確に２つの第２の反射ファセット要素を包含する。これは、第１の反射ファセット要素のうちの少なくとも一部分の各第１の反射ファセット要素が、正確に２つの位置を有することを意味する。それは、照明光学ユニットの作動中に第１の反射ファセット要素が第２の反射ファセット要素のうちの１つの上に放射線を誘導する第１の位置、及び第１の反射ファセット要素が別の第２の反射ファセット要素上に放射線を誘導する第２の位置である。第１の反射ファセット要素のそのような実施形態は、１つのみの回転軸に対する２つの精密な末端停止部の使用によって機械的に単純な方式で実現することができる。

【0014】

照明光学ユニットの代替構成では、正確に２つの第２の反射ファセット要素を有する少なくとも１つの集合と、２つよりも多くの第２の反射ファセット要素を有する少なくとも１つの集合とが存在する。その結果、柔軟性が高まり、物体視野の位置において多数の異なる角度依存強度分布を与えることができる。

【0015】

照明光学ユニットの一実施形態では、第２の光学要素は、照明光学ユニットの射出瞳平面に配置されるか、又は照明光学ユニットの射出瞳平面に結像される。第２の反射ファセット要素が中点を有する反射光学面を有するという特性と合わせて、上述のことは、第２の反射ファセット要素の各群に対して群に関連付けられた領域が存在するように射出瞳平面が互いに素の領域へと再分割されるという効果を有し、各群の全ての第２の反射ファセット要素の反射光学面の中点は、関連付けられた領域内に位置するか又は結像される。これは、群分類が、射出瞳平面内の望ましい照明分布から簡単な方式で生じるという利点を有する。

【0016】

結像解像度に対しては、物体視野の位置における角度依存強度分布が重要であるが、この分布は、射出瞳平面内の強度分布、すなわち、射出瞳平面内の照明に簡単な方式で関連付けられる。従って、最初に、射出瞳平面内の望ましい強度分布を判断するのが得策である。この場合、第２の光学要素が照明光学ユニットの射出瞳平面に配列又は結像される場合、そのような望ましい強度分布を得るために、第２の反射ファセット要素のうちのどの上に放射線を導かなければならないかを簡単な方式で判断することができる。

【0017】

照明光学ユニットの一構成では、群に関連付けられた全ての領域は、少なくとも２つの互いに素の部分領域へと再分割され、これらの部分領域は、対称点に関して中心対称に置かれ、全ての領域が同じ対称点を有する。この構成は、照明光学ユニットの作動中に、第２の反射ファセット要素から成る全体の群に放射線が誘導されるや否や、射出瞳平面に中心対称照明が自動的に生じるという利点を有する。放射線は、１つの第２の反射ファセット要素上に誘導される時には必ず、同じ群に属する全ての他の第２の反射ファセット要素上にも誘導されるべきである。これらの条件が満たされる場合は必ず、射出瞳平面に中心対称照明が自動的に生じる。

【0018】

本発明の更に別の実施形態では、
ａ．第２の反射ファセット要素Ｆ１とＦ２とが同じ群に属し、
ｂ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ１の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ１の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ１の位置にあり、
ｃ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ２の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ２の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ２の位置にあり、
ｄ．かつ距離ｄ２が、距離ｄ１よりも大きい、
という特性を有する第２の反射ファセット要素Ｆ１とＦ２の各対に対して、
ｅ．第２の反射ファセット要素Ｆ３とＦ４が同じ群に属し、
ｆ．第２の反射ファセット要素Ｆ１とＦ３が同じ集合に属し、
ｇ．第２の反射ファセット要素Ｆ２とＦ４が同じ集合に属し、
ｈ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ３の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ３の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ３の位置にあり、
ｉ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ４の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ４の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ４の位置にあり、
ｊ．かつ距離ｄ４が、距離ｄ３よりも大きい、
という特性を有する第２の反射ファセット要素Ｆ３とＦ４の割り当てられた対が存在する。

【0019】

その結果として達成されることは、射出瞳平面内の照明の空間的広がりを本発明による照明光学ユニットを用いて特に柔軟に設定することができることである。

【0020】

更に、照明光学ユニットは、全ての部分領域が、環帯セグメントの形態を有するように拡張することができる。これは、射出瞳平面に中心対称性のみならず更に別の対称性を有する多数の異なる照明を可能にする。正確に環帯セグメントの形態は、ある一定の軸に関する鏡面対称性を有する照明を与えることを可能にするが、これらの軸は、対称点を通じて延びる必要がある。この場合、環帯セグメントは、対称点である中点を有する環帯セグメントである。

【0021】

照明光学ユニットの一実施形態では、群に関連付けられた全ての領域の和集合は、真円又は完全な環帯の形態を有する。この実施形態は、射出瞳平面に設定することができる全ての照明が上述の環帯内に位置するという利点を有する。

【0022】

本発明の更に別の構成では、クラスを形成する第２のファセット要素から成る複数の群が存在し、このクラスの群に属する群に関連付けられた全ての領域の和クラスは、完全な環帯の形態を有し、同じクラスからは、同じ集合に属するいかなる２つの第２のファセット要素も存在しない。その結果として達成されることは、照明光学ユニットの作動中に、第１の反射ファセット要素が、クラスの全てのファセット要素上に放射線が誘導されるような位置を有することである。

【0023】

本発明の更に別の実施形態では、クラスを形成する複数の群が存在し、このクラスの群に属する群に関連付けられた全ての領域の和集合は、二重極の形態を有し、同じクラスからは、同じ集合に属するいかなる２つの第２のファセット要素も存在しない。このようにして、放射線を上述のクラスからの全ての第２の反射ファセット要素上に誘導することにより、射出瞳平面に二重極型照明を生成することができる。二重極は、正確に２つの不連続領域から成るこれらの２つの領域の中点の接続線が主二重極軸を定める形態を意味すると理解される。この場合、２つの不連続領域は、主二重極軸上に位置する対称点に関して互いに対して中心対称である。この種の照明は、実質的に１つの方向に延びる構造の高解像度結像を可能にする。この場合、二重極軸は、構造の方向に対して実質的に垂直であるように設定すべきである。

【0024】

照明光学ユニットの更に別の実施形態では、クラスを形成する複数の群が存在し、このクラスの群に属する群に関連付けられた全ての領域の和集合は、四重極の形態を有し、同じクラスからは、同じ集合に属するいかなる２つの第２のファセット要素も存在しない。このようにして、放射線を上述のクラスからの全ての第２の反射ファセット要素上に誘導することにより、射出瞳平面に四重極型照明を生成することができる。四重極は、一致する対称点を有する２つの互いに素の二重極で構成された形態を意味すると理解される。この場合、主二重極軸の各々は、四重極の主軸を定める。四重極型照明は、実質的に２つの垂直方向に延びる構造の高解像度結像を可能にする。この場合、２つの主軸は、構造の２つの方向と一致すべきである。

【0025】

照明光学ユニットの更に別の実施形態では、クラスを形成する複数の群が存在し、このクラスの群に属する群に関連付けられた全ての領域の和集合は、六重極の形態を有し、同じクラスからは、同じ集合に属するいかなる２つの第２のファセット要素も存在しない。このようにして、放射線を上述のクラスからの全ての第２の反射ファセット要素上に誘導することにより、射出瞳平面に六重極型照明を生成することができる。六重極は、一致する対称点を有する３つの互いに素の二重極で構成された形態を意味すると理解される。この場合、主二重極軸の各々は、六重極の３つの主軸のうちの１つを定める。多くの場合に、照明は、六重極軸が互いに対で６０°の角度を形成するようなものである。六重極型照明は、２つの垂直方向に延びるだけではなく、更に、斜めに延びる部分を有する構造の良好な結像をも可能にする。

【0026】

本発明による照明系は、一般的に、２５０個よりも多い多くの第２の反射ファセット要素、及び第２の反射ファセット要素の５０個よりも少ないいくつかの群を有する。これらの数により、物体視野の均一な照明と射出瞳平面内の照明との柔軟な設定の両方が提供されることが見出されている。

【0027】

照明光学ユニットの一拡張形態では、第１の光学要素は、少なくとも第１の状態及び第２の状態を取ることができ、それによって照明光学ユニットの作動中に、射出瞳平面に２つの異なる照明が生じ、放射線は、第１の状態では、第１のクラスの全ての第２の反射ファセット要素に印加され、第２の状態では、第２のクラスの全ての第２の反射ファセット要素に印加される。この場合、２つの状態は、第１の反射ファセット要素の位置において異なる。その結果、第１の光学要素の状態は、照明光学ユニットの作動中に、射出瞳平面内の照明が第１の照明から第２の照明へと変化するように変更することができる。従って、作動中に、結像される構造担持マスクに照明を適応させることができる。

【0028】

上述の照明光学ユニットを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置は、照明光学ユニットに関して説明した利点を有する。

【0029】

図面を参照して本発明をより詳細に以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】第１の光学要素及び第２の光学要素の実施形態を２つの部分図に極めて概略的に示す図である。

【図2a】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2b】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2c】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2d】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2e】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2f】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2g】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2h】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図2i】図１に記載の第１の光学要素の状態に依存して放射線が誘導される領域を示す図である。

【図3a】照明光学ユニットを含む本発明による投影露光装置の図である。

【図3b】第１の光学要素の平面図である。

【図3c】第２の光学要素の平面図である。

【図4】代替照明光学ユニットを含む本発明による投影露光装置を示す図である。

【図5a】最大数の位置を有する第１の反射ファセット要素の構成及び機能を示す図である。

【図5b】最大数の位置を有する第１の反射ファセット要素の構成及び機能を示す図である。

【図5c】最大数の位置を有する第１の反射ファセット要素の構成及び機能を示す図である。

【図6a】本発明による照明光学ユニットの一構成における第１の光学要素の平面図である。

【図6b】図６ａに関連付けられた第２の光学要素を示す図である。

【図7a】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図7b】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図7c】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図7d】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図7e】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図7f】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図7g】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図7h】図６ａ及び図６ｂに記載の照明光学ユニットを用いて設定することができる照明された第２の反射ファセット要素の一部のパターンを示す図である。

【図8】図６ｂからの第２の光学要素を群に関連付けられた領域と共に示す図である。

【図9a】第１の反射ファセット要素の１つを詳細な図で示す平面図である。

【図9b】第１の反射ファセット要素の数を第１の反射ファセット要素及び第１の光学要素の寸法の関数として示す図である。

【図9c】第１の光学要素の充填度を第１の反射ファセット要素及び第１の光学要素の寸法の関数として示す図である。

【図10】本発明の更に別の構成において射出瞳平面に生じる群に関連付けられた領域を示す図である。

【図11a】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11b】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11c】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11d】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11e】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11f】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11g】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11h】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11i】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11j】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11k】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11l】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11m】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図11n】図１０に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図12a】図１０と類似の更に別の群分類の図である。

【図12b】図１２ａに記載の群分類を如何にして改善することができるかを略示する図である。

【図12c】改善された群分類を図１０と類似の図に示す図である。

【図13a】図１２ｃに記載の改善された群分類の場合に生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図13b】図１２ｃに記載の改善された群分類の場合に生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図13c】図１２ｃに記載の改善された群分類の場合に生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図14】本発明の更に別の構成において射出瞳平面に生じる群に関連付けられた領域を示す図である。

【図15a】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15b】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15c】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15d】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15e】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15f】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15g】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15h】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15i】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15j】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15k】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15l】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15m】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【図15n】図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

参照符号は、図１に例示している対象物に１桁又は２桁の数字が与えられるように選択したものである。更に別の図に例示している対象物は、３つ又はそれよりも多い桁を有する参照記号を有し、最後の２つ桁は、対象物を示し、その上の桁は、対象物が例示されている図の番号を示している。従って、複数の図に例示している等しい対象物の参照番号は、最後の２桁に関して一致する。本明細書において適切な場合には、これらの対象物の説明を先行する図に関する説明文に得ることができる。

【0032】

図１は、本発明の概略図を示している。この図は、複数の第１の反射ファセット要素３を有する第１の光学要素１、及び複数の第２の反射ファセット要素７を有する第２の光学要素５を示している。この場合、複数の第２の反射ファセット要素７は、互いに素の群Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、Ｇ１ｃ、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、及びＧ２ｃを形成する。図１は、例示している１４個の第２の反射ファセット要素７の各々に対して、これらの各々の反射ファセット要素７が、６つの群のうちのどれに属するかを示している。２つの群に同時に属するいかなる第２の反射ファセット要素７も存在しない場合には、これらの複数の群を互いに素と表現する。従って、第２の反射ファセット要素７の各々が属する群に関する図１の指示は明確である。群への分類と共に、第２の反射ファセット要素７は、互いに素の集合を形成する。この場合、これらの集合は、第１の光学要素１の第１の反射ファセット要素３を用いて定められる。例示している５つの第１の反射ファセット要素３は、全体を通してＭ１からＭ５とラベル付けしている。各第１の反射ファセット要素３は、異なる位置の最大数を有する。位置によっては、第１の反射ファセット要素３は、第２の反射ファセット要素７のうちの１つの上に放射線を誘導する。それに応じて、各第１の反射ファセット要素３に対して、照明光学ユニットの作動中に第１の反射ファセット要素３が少なくとも１つの位置において放射線を誘導する第２の反射ファセット要素７から成る関連付けられた集合が存在する。逆に各第２の反射ファセット要素に対して、正確に１つの関連付けられた第１の反射ファセット要素が存在し、この関連付けられた第１の反射ファセット要素は、照明光学ユニットの作動中に、この関連付けられた第１の反射ファセット要素が放射線を第２の反射ファセット要素に誘導するように取る位置を有する。これは、２つの異なる集合に属するいかなる第２の反射ファセット要素７も存在しないことに等しい。従って、これらの集合はまた、互いに素である。図１は、第２の反射ファセット要素７の各々がどの集合に属するかを更に示している。この目的のために、第２の反射ファセット要素７も、同様にＭ１からＭ５とラベル付けしている。

【0033】

Ｍ１とラベル付けしている第１の反射ファセット要素９は、少なくとも３つの位置を有する。第１の反射ファセット要素９は、第１の位置では、照明光学ユニットの作動中に第２の反射ファセット要素１１上に放射線を誘導し、第２の位置では、照明光学ユニットの作動中に第２の反射ファセット要素１３上に放射線を誘導し、第３の位置では、照明光学ユニットの作動中に第２の反射ファセット要素１５上に放射線を誘導する。特定的な実施形態によっては、第１の反射ファセット要素９は、照明光学ユニットの作動中に、第２の反射ファセット要素７のうちのいずれにも放射線を導かず、代わりに、例えば、放射線を絞り上に誘導する１つ又は複数の更に別の位置を有することができる。この場合、第２の反射ファセット要素１１、１３、及び１５は、Ｍ１で識別される同じ集合に属する。しかし、全ての３つの第２の反射ファセット要素１１、１３、及び１５は、異なる群に属する。第２の反射ファセット要素１１は、群Ｇ１ａに属し、第２の反射ファセット要素１３は、群Ｇ１ｂに属し、第２の反射ファセット要素１５は、群Ｇ１ｃに属する。その結果、この集合には、同じ群に属するいかなる２つの要素も存在しない。第２の反射ファセット要素７の群Ｇ１ａからＧ２ｃへの分類は、同様に、第１の反射ファセット要素３の群での分類をもたらす。第２の反射ファセット要素７から成る群Ｇ１ａに割り当てられた第１の反射ファセット要素３から成る群は、群Ｇ１ａの各第２の反射ファセット要素７に対して割り当てられた第１の反射ファセット要素３を判断することによって得られる。第１の反射ファセット要素９は、照明光学ユニットの作動中に、第１の反射ファセット要素９が放射線を第２の反射ファセット要素１１上に誘導するように取る位置を有するので、第２の反射ファセット要素１１に割り当てられる。第１の反射ファセット要素１９は、照明光学ユニットの作動中に、第１の反射ファセット要素１９が放射線を第２の反射ファセット要素１７上に誘導する際に取る位置を有するので、第２の反射ファセット要素１７に割り当てられる。それに応じて、第１の反射ファセット要素９及び１９から成る群Ｇ１は、第２の反射ファセット要素１１及び１７から成る群Ｇ１ａに割り当てられる。この割り当てが、第２の反射ファセット要素７から成る群Ｇ１ｂ及びＧ１ｃに対して繰り返されると、第１の反射ファセット要素９及び１９から成る同じ群Ｇ１が生じることが証明される。これは、群Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、及びＧ１ｃの各々が、同じ集合（Ｍ１及びＭ２それぞれ）に属する第２の反射ファセット要素を包含するということに起因する。相応に、第１の反射ファセット要素３から成る群Ｇ２が、第２の反射ファセット要素７から成る群Ｇ２ｂ及び群Ｇ２ｃに割り当てられることは明らかである。この手順が第２の反射ファセット要素７から成る群Ｇ２ａに対して同様に繰り返されると、第１の反射ファセット要素３から成る群Ｇ２の下位群のみが生じる。これは、第１の反射ファセット要素２１が、照明光学ユニットの作動中に放射線を第２の反射ファセット要素７のうちの１つの上に誘導する際に取る位置を２つしか持たず、それに対して第１の反射ファセット要素２３及び２５が、照明光学ユニットの作動中に放射線を第２の反射ファセット要素７のうちの１つの上に誘導する際に取る位置を３つ有することに起因する。別の言い方をすると、集合Ｍ５は、２つの第２の反射ファセット要素しか含まず、それに対して集合Ｍ３及びＭ４は、各々３つの第２の反射ファセット要素７を包含する。

【0034】

集合及び群の特性は、第２の反射ファセット要素７から成る群Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、及びＧ１ｃが互いに対して逆であるという効果を有する。同じことが３つの群Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、及びＧ２ｃにも適用される。この場合、第２の反射ファセット要素から成るいくつかの互いに素の群Ｇ１、．．．、ＧＮのうちの１つからの各第２の反射ファセット要素が集合に属し、この集合が、群Ｇ１、．．．、ＧＮからの第２の反射ファセット要素しか含まない場合、群Ｇ１、．．．、ＧＮを互い対して逆であると表現する。これは、照明光学ユニットの作動中に、第１の光学要素１が、群Ｇ１ａの全ての第２の反射ファセット要素７上に放射線が誘導される１つの状態と、群Ｇ１ｂの全ての第２の反射ファセット要素７上に放射線が誘導される別の状態とを取ることはできるが、この光学要素が、群Ｇ１ａからの全ての第２の反射ファセット要素７上と、群Ｇ１ｂの少なくとも１つの第２の反射ファセット要素上とに放射線が誘導される状態を取ることができないことを意味する。放射線が互いに逆の群のうちの１つからの全ての第２の反射ファセット要素７上に誘導されるや否や、他の逆群のうちの１つからは、放射線が誘導される第２の反射ファセット要素はなくなる。この場合及び全ての以下の例では、第２の反射ファセット要素７から成る群を大文字のＧ、連続番号、及び同じく文字（ａ、ｂ、ｃ、．．．）によって表している。この場合、連続番号に関して一致して文字だけが異なる第２の反射ファセット要素７から成る群は、互いに逆である。

【0035】

一部の実施形態では、第２の光学要素５は、照明光学ユニットの射出瞳平面に配置されるか、又は照明光学ユニットの射出瞳平面に結像される。対応する実施形態を図３ａ、図３ｂ、図３ｃ、及び図４を参照して説明する。これらの例示的な実施形態では、第２の反射ファセット要素７の分類は、射出瞳平面の互いに素の領域への必然的な分解を引き起こす。図１では、これらの領域を破線で示している。この場合、群に関連付けられた領域は、この群の全ての第２の反射ファセット要素の反射光学面の中点が、関連付けられた領域内に位置するか又は結像されるということによって定められる。図１では、群Ｇ２ａに関連付けられた領域２７ａは、光学面３１の中点２９が領域２７ａ内に位置することによって生じる。従って、領域２７ａは明確に定められていないが、これらの群は、相互に互いに素であるから、各群に対して関連付けられた領域を常に得ることができ、各群の全ての第２の反射ファセット要素の反射光学面の中点は、関連付けられた領域内に位置するか又は結像され、全ての群の領域は、相互に互いに素である。第１の光学要素１が第１の状態にあり、この第１の状態で第１の反射ファセット要素２１、２３、及び２５が、群Ｇ２ａからの第２の反射ファセット要素上に放射線を誘導する第１の位置を取る場合には、放射線は、射出瞳平面の領域２７ａ内に誘導される。

【0036】

一構成では、少なくとも１つの群の第１の反射ファセット要素は、２つの位置の間の変更が連帯的にのみ達成されるような方法で具現化される。この構成は、例えば、再配置を連帯的にのみ達成されるように群の第１の反射ファセット要素を互いに機械的に接続すること、又はそうでなければ群の全ての第１の反射ファセット要素を連帯的にしか駆動できないようにすることによって達成することができる。例えば、２つの第１の反射ファセット要素９及び１９の群Ｇ１がこのようにして実施された場合には、照明光学ユニットの作動中に、放射線は、群Ｇ１ａの全ての第２の反射ファセット要素上、群Ｇ１ｂの全ての第２の反射ファセット要素上、又は群Ｇ１ｃの全ての第２の反射ファセット要素上のいずれかに誘導される。その結果、照明光学ユニットの作動中に、放射線は、群Ｇ１の第１の反射ファセット要素９及び１９が置かれた共通位置に依存して領域３３ａ内、領域３３ｂ内、又は領域３３ｃ内のいずれかに誘導される。第１の反射ファセット要素３から成る群Ｇ２の対応する構成の場合には、放射線は、第１の反射ファセット要素の共通位置によっては、領域２７ａ内、領域２７ｂ内、又は領域２７ｃ内のいずれかに誘導される。上述の誘導は、群Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、及びＧ１ｃが互いに素のものであり、互いに逆であることの結果である。同じことは、群Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、及びＧ２ｃにも適用される。その結果、第１の光学要素１は、群Ｇ１の第１の反射ファセット要素３が置かれた共通位置、及び群Ｇ２の第１の反射ファセット要素が置かれた共通位置に関して異なる合計で９つの状態を取ることができる。図２ａから図２ｉは、第１の光学要素１の状態に依存して放射線が誘導される領域を示している。図２ａに記載の第１の状態では、群Ｇ１の第１の反射ファセット要素は、これらの第１の反射ファセット要素が群Ｇ１ａの第２の反射ファセット要素上に放射線を誘導するような共通位置に置かれる。それに応じて、放射線は、領域２３３ａ内へと通過する。群Ｇ２の第１の反射ファセット要素３は、第１の状態において、照明光学ユニットの作動中にこれらの第１の反射ファセット要素が群Ｇ２ａの第２の反射ファセット要素７上に放射線を誘導するような共通位置に置かれる。従って、放射線は、領域２２７ａ内に誘導される。図２ａから図２ｉでは、放射線が誘導される領域をハッチング形式で例示している。その結果、図２ａに記載の状態では、放射線は、領域２３３ａ及び２２７ａに誘導される。相応に、放射線は、図２ｂに記載の状態では領域２３３ｂ及び２２７ａに誘導され、図２ｃに記載の状態では、領域２３３ｃ及び２２７ａに誘導され、図２ｄに記載の状態では、領域２３３ａ及び２２７ｂに誘導され、図２ｅに記載の状態では、領域２３３ｂ及び２２７ｂに誘導され、図２ｆに記載の状態では、領域２３３ｃ及び２２７ｂに誘導され、図２ｂに記載の状態では、領域２３３ａ及び２２７ａに誘導され、図２ｈに記載の状態では、領域２３３ｂ及び２２７ｃに誘導され、図２ｉに記載の状態では、領域２３３ｃ及び２２７ｃに誘導される。

【0037】

図３ａは、照明光学ユニット３３９を含む本発明による投影露光装置３３７の構成を示している。この場合、照明光学ユニット３３９は、複数の第１の反射ファセット要素３０３を有する第１の光学要素３０１と、複数の第２の反射ファセット要素３０７を有する第２の光学要素３０５とを含む。第２の光学要素３０７の下流の光路内には、第１のテレスコープミラー３４１及び第２のテレスコープミラー３４３が配置され、これらのミラーの両方が法線入射で作動され、すなわち、放射線は、両方のミラー上に０°と４５°の間の入射角で入射する。この場合、入射角は、入射放射線と反射光学面に対する法線の間の角度であると理解される。その下流には偏向ミラー３４５が配置され、この偏向ミラー３４５は、それ自体の上に入射する放射線を物体平面３４９内の物体視野３４７上に誘導する。偏向ミラー３４５は、かすめ入射で作動され、すなわち、放射線は、４５°と９０°の間の入射角でミラー上に入射する。物体視野３４９の位置には反射構造担持マスクが配置され、このマスクは、投影光学ユニット３５１を用いて像平面３５３内に結像される。投影光学ユニット３５１は、６つのミラー３５５、３５６、３５７、３５８、３５９、及び３６０を含む。投影光学ユニット３５１の全ての６つのミラーの各々は、光軸３６１に対して回転対称な面に沿って延びる反射光学面を有する。

【0038】

図３ｂは、複数の第１の反射ファセット要素３０３を含む第１の光学要素３０１の平面図を示している。

【0039】

図３ｃは、複数の第２の反射ファセット要素３０７を含む第２の光学要素３０５の対応する平面図を示している。この場合、第１の反射ファセット要素３０３の数は、第２の反射ファセット要素３０７の数よりも少ない。

【0040】

図３ａに記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置は、放射線を第１の光学要素３０１上に誘導する光源ユニット３６３を更に含む。この場合、光源ユニット３６３は、原プラズマ３６５及び集光ミラー３６７を含む。光源ユニット３６３は、様々な実施形態に具現化することができる。光源ユニット３６３は、小さい材料液滴を高エネルギレーザで照射することによって幅狭な範囲が定められた原プラズマ３６５が生成されるレーザプラズマ光源（ＬＰＰ）とすることができる。変形として、放電を用いて原プラズマ３６５が生成される放電光源を充てることができる。両方の場合に、特に、５ｎｍ〜１５ｎｍの波長範囲の放射線を放出する発光原プラズマ３６５が発生する。この放射線は、集光ミラー３６７を用いて集光され、第１の光学要素３０１上に誘導される。第１の光学要素上には、直径Ｄ（３３６）を有する実質的に円形の照明領域３３５が生じ、この照明領域３３５内に第１の反射ファセット要素３０３が配置される。直径Ｄ（３３６）は、光源ユニット３６３の下流の放射線の開口、集光ミラー３６７の光学的使用直径、及び光源ユニット３６３と第１の光学要素の間の距離から生じる。集光ミラー３６７及び第１の反射ファセット要素３０３は、原プラズマ３６５の像が、第２の光学要素３０５の第２の反射ファセット要素３０７の位置に生じるような光学効果を有する。この目的のために、最初に、集光ミラー３６７及び第１のファセット要素３０３の焦点距離が、空間距離に従って選択される。この選択は、例えば、第１の反射ファセット要素３０３の反射光学面に適切な曲率を与えることによって行われる。次に、第１の反射ファセット要素３０３は、反射光学面の向きを空間的に定める方向を有する法線ベクトルを有する反射光学面を有し、第１のファセット要素３０３の反射光学面の法線ベクトルは、第１のファセット要素３０３から反射された放射線が、割り当てられた第２の反射ファセット要素３０７上に入射するように配向される。この場合、第１の反射ファセット要素は、法線ベクトルの向きが異なる位置の最大数を有するような方法で具現化される。その結果、各第１のファセット要素３０３は、いくつかの位置を有し、第１の位置では、割り当てられた１つの第２の反射ファセット要素３０７上に放射線を誘導し、第２の位置では、割り当てられた別の第２の反射ファセット要素上に放射線を誘導する。図５は、この種の第１の反射ファセット要素の例示的な実施形態を示している。１つの特定の構成では、第１の反射ファセット要素３０３の一部又は全てが、絞り３６８上に放射線を誘導する位置を有する。この位置により、放射線が誘導される第２の反射ファセット要素３０７の数を低減することができるので、照明光学ユニットの変動性が高められる。

【0041】

第２の光学要素３０５は、照明光学ユニット３３９の瞳平面に配置され、ミラー３４１、３４３，及び３４５を用いて射出瞳平面上に結像されるので、放射線が誘導される第２の反射ファセット要素の選択は特に重要である。この場合、照明光学ユニットの射出瞳平面は、投影光学ユニットの入射瞳平面３５２に正確に対応する。その結果、第２の光学要素３０５もまた、投影光学ユニット３５１の入射瞳平面３５２に対して光学的に共役な平面に位置する。この場合、投影光学ユニットの入射瞳平面は、物体視野３４７の中点における主光線３６２が光軸と交わる光軸３６１に対して垂直な平面として定められる。この理由から、第２の光学要素３０５上の放射線の強度分布は、物体視野３４７の領域内の放射線の角度依存強度分布と単純な関係にあり、投影光学ユニット３５１による結像の品質に対して有意な影響を引き起こす。従って、第１の反射ファセット要素３０３の位置、すなわち、第１のファセット要素３０３の反射光学面の向きは、第２の光学要素３０７上での望ましい強度分布及び従って物体視野３４７の位置における望ましい角度依存強度分布が生じるように設定される。投影光学ユニット３５１による特に良好な結像を可能にするために、構造担持マスクに依存して異なる角度依存強度分布が必要である。本発明によると、物体視野３４７の位置に多数の望ましい異なる角度依存強度分布が与えられる。

【0042】

第２のファセット要素３０７及びその下流のミラー３４１、３４３、及び３４５を含む光学系の役割は、第１のファセット要素３０３を物体平面３４９内の物体視野３４７上に重ね合わせ方式で結像することである。この場合、重ね合わせ結像は、第１の反射ファセット要素３０３の像が物体平面内に生じ、この平面内で少なくとも部分的に重なり合うことを意味すると理解される。この目的のために、第２の反射ファセット要素３０７は、反射光学面の向きを空間的に定める方向を有する法線ベクトルを有する反射光学面を有する。この場合、各第２のファセット要素３０７において、法線ベクトルの方向は、各第２のファセット要素３０７に割り当てられた第１のファセット要素３０３が、物体平面３４９内の物体視野３４７上に結像されるように選択される。

【0043】

第１のファセット要素３０３は、物体視野３４７上に結像されるので、照明物体視野３４７の形態は、第１のファセット要素３０３の外側形態に対応する。従って、第１のファセット要素３０３の外側形態は、通常、照明物体視野３４７の長手境界線が投影光学ユニット３５８の光軸３６１の回りに実質的に円弧形態で延びるように弓形のものとして選択される。

【0044】

図４は、マイクロリソグラフィ投影露光装置における本発明による照明光学ユニットの更に別の構成を示している。この場合、投影露光装置４３７は、照明光学ユニット４３９及び投影光学ユニット４５１を含む。図３ａに例示している投影光学ユニット３５１とは対照的に、図４に記載の投影光学ユニット４５１は、入射瞳の負の頂点焦点距離を有する。すなわち、投影光学ユニット４５１の入射瞳平面４５２は、物体視野４４７の上流の光路に配置される。物体視野４４７の位置にある構造担持マスクにおける反射を考慮せずに主光線４６２を更に延ばすと、主光線は、平面４５２ａ内で光軸４６１と交わる。物体視野４４７の位置にある構造担持マスク及び偏向ミラー４４７における反射を考慮に入れると、平面４５２ａは、入射瞳平面４５２と一致する。入射瞳の負の頂点焦点距離を有するそのような投影光学ユニットの場合には、物体視野４４７の位置にある異なる物体視野点における主光線は、光方向に発散する光線進路を有する。この種の投影光学ユニットは、ＵＳ２００９／００７９９５２Ａ１から公知である。図３ａに記載の照明光学ユニットに対する更に別の相違点は、原プラズマ４６５が、集光ミラー４６７を用いて最初に中間焦点４６６に結像されることである。次に、この中間焦点４６６は、第１の光学要素４０１の第１の反射ファセット要素４０３を用いて第２の光学要素４０５の第２の反射ファセット要素４０７上に結像される。

【0045】

図５ａは、第１の反射ファセット要素５０３の機械的な実施形態を略示している。この場合、第１の反射ファセット要素５０３は、光学面５６９に対して垂直な法線ベクトル５７１ａを中点に有する反射光学面５６９を有する。従って、法線ベクトル５７１ａの方向は、反射光学面５６９の空間的な向きを示している。更に、第１の反射光学要素５０３は、反射光学面５６９の向きを変更するのに用いられる４つのアクチュエータ５７０を有する。図５ｂは、図５ａに記載の第１の反射光学要素の平面図を示している。ｘ軸及びｙ軸を有する直交座標系を付加的に示している。アクチュエータ５７０は、ｘ方向とｙ方向の両方に互いからある一定の距離の位置に存在するので、アクチュエータ５７０は、反射光学面５６９をｘ軸とｙ軸の両方の回りに回転させることを可能にする。図５ｃは、反射光学面５６９が、図５ａに示している位置とは対照的に、異なる向きを有する第２の位置にある第１の反射光学要素５０３を示している。従って、法線ベクトル５７１ａと５７１ｂは、０°とは異なる角度を形成する。ミラー基板５７２は、ピボット５７４の回りに回転されている。これは、ミラー支持体５７３に対して垂直に異なる広がりを有する図５ｃに記載の位置にあるアクチュエータ５７０ａ、５７０ｂ、５７０ｃ、及び５７０ｄによって達成される。図５ｃに記載の位置では、基板５７２は、付加的に末端停止部５７５ａと機械的接触状態にある。この末端停止部５７５ａは、ピボット５７４の回りの反計時方向の更なる回転を制限する。従って、第１の反射光学要素５０３の位置は、末端停止部５７５ａの正確な機械的な実施形態によって非常に精密に定められる。対応する末端停止部５７５ｂは、第１の反射光学要素５０３の第２の位置を定める。この特定の構成では、第１の反射光学要素５０３は、非常に精密に設定することができる反射光学面５６９の向きが異なる２つの位置を有する。第１の反射光学要素５０３の２つよりも多くの精密に設定可能な設定を与える他の機械的構成も同様に可能である。

【0046】

図６ａは、弓形形態を有する第１の反射ファセット要素６０３を含む第１の光学要素６０１の第１の構成を示している。この場合、第１の反射ファセット要素６０３は、割り当てられた４つの群を形成し、これらの群は、より明瞭にするために異なるハッチングによって示している。この場合、第１の光学要素６０１は、３３６個の第１の反射ファセット要素６０３を含み、群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の各々は、それぞれ８４個の第１の反射ファセット要素３を包含する。この場合、全ての第１の反射ファセット要素６０３は、照明光学ユニットの作動中にその位置に依存して異なる第２の反射ファセット要素上に放射線を誘導するような少なくとも２つの位置を有する。図６ｂは、第２の反射ファセット要素６０７を含む関連付けられた第２の光学要素６０５を示している。第１の反射光学要素６０１は、各々が２つの位置を有する３３６個の第１の反射ファセット要素３を含むので、第２の光学要素６０５は、合計で２×３３６＝６７２個の第２の反射ファセット要素６０７を含む。この場合、第２の反射ファセット要素６０７は、群Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ３ａ、Ｇ３ｂ、Ｇ４ａ、及びＧ４ｂという８つの群を形成する。この場合、同じ連続番号を有する第２の反射ファセット要素６０７の群は、互いに逆であり、割り当てられた同じ第１の反射ファセット要素群を有する。従って、例えば、群Ｇ１ａとＧ１ｂは互いに逆であり、それによって放射線を群Ｇ１ａの全ての第２の反射ファセット要素６０７と、群Ｇ１ｂからの第２の反射ファセット要素のうちの１つとの上に同時に誘導することはできない。第１の反射ファセット要素６０３から成る群Ｇ１は、群Ｇ１ａと群Ｇ１ｂの両方に属する。その結果、群Ｇ１の第１の反射ファセット要素が、群Ｇ１ａの全ての第２の反射ファセット要素上に放射線を誘導する第１の状態と、群Ｇ１の第１の反射ファセット要素が、群Ｇ１ｂの全ての第２の反射ファセット要素上に放射線を誘導する第２の状態とが存在する。これは、群Ｇ１ａとＧ１ｂが同数の第２の反射ファセット要素を包含するという結果も有する。類似する関係は、他の群に相応に適用される。従って、同じ連続番号を有する全ての群は、逆群の集団を形成する。この図及び更に続く図では、これらの集合の例示を省略している。これらの場合には、集合の分類は、逆群（例えば、Ｇ１ａ及びＧ１ｂ）の集団の各群から各集団における第２の反射ファセット要素を漸次選択し、これらの選択された第２の反射ファセット要素を集合み合わせて集合を形成することによって得られる。次に、この選択は、何回か繰り返されるが、集団を成す群の各第２の反射ファセット要素は一度しか選択されず、従って、このように構成された集合の数は、集団を成す群の各々における第２の反射ファセット要素の数に等しい。集団を成す群が、同じ数の第２の反射ファセット要素を含まない場合には、集合の数は、集団の最大の群内にある第２の反射ファセット要素の数に等しい。この例では、逆群Ｇ１ａ及びＧ１ｂは、各々８４個の第２の反射ファセット要素を包含する。それに応じて、各々が群Ｇ１ａからの第２の反射ファセット要素と群Ｇ１ｂからの第２の反射ファセット要素とを包含する８４個の集合を形成することができる。集合の分類は、このようにして逆群の集団の指示から構成することができる。この理由から、この例及び以下の例では、集合の正確な指定を不要にすることができる。代わりに、逆群の集団のみが呈示される。

【0047】

この実施形態では、第２の反射ファセット要素６０７の群は、照明される第２の反射ファセット要素６０７の特定のパターンを設定することができるように選択される。照明光学ユニットの作動中に、対応する第２の反射ファセット要素６０７上に放射線を誘導する第１の反射ファセット要素が存在する場合には、第２の反射ファセット要素６０７が照明されることを意味する。図７ａから図７ｈは、本発明による照明光学ユニットを用いて、第１の光学要素が適切な状態を取ることによって生成される照明された第２の反射ファセット要素７０７の一部のパターンを示している。例示的に、図７ａは、照明された第２の反射ファセット要素（ハッチング形式で例示している）の環帯形態を有するパターンを示している。この場合、群Ｇ１ａ、Ｇ２ａ、Ｇ３ａ、及びＧ４ａからの全ての第２の反射ファセット要素が照明される。図７ｂは、第２の反射ファセット要素のそれぞれの逆群が照明される場合に生じるパターンを示している。このパターンも同様に、環帯形態にあるが、異なる環帯半径及び異なる環帯幅を有する。図７ｃ及び図７ｄは、各々が二重極の形態を有するが、主二重極軸が９０°だけ異なる２つの照明パターンを示している。図７ｅ及び図７ｆは、２つの四重極型照明パターンを示している。図７ｇ及び図７は、二重極型の２つの更に別の照明パターンを示している。

【0048】

図８は、図６ｂに記載の実施形態における第２の光学要素８０５の更に別の図を示している。図８では、群に関連付けられた領域８７７を付加的に例示している。第２の光学要素は、照明光学ユニットの射出瞳平面に置かれるか、又はそのような平面に結像されるので、群に関連付けられた領域８７７と第２の光学要素８０５とを同じ作図面内に例示することができる。それに応じて、この図は、第２の光学要素８０５が照明光学ユニットの射出瞳平面に配置される第１の実施形態では、群に関連付けられた領域８７７と第２の光学要素８０５とは実際に１つの平面に配置され、第２の実施形態では、群に関連付けられた領域８７７と第２の光学要素８０５とは光学的に共役な平面に位置するが、図８ではこれらが重ね合わせ方式で例示されているというように理解すべきである。より明快な例示の目的で、更なる説明をこれらの２つの平面が一致する第１の場合だけに限定する。しかし、全ての実施形態を第２の場合に適用することができる。

【0049】

群に関連付けられた領域８７７は、これらの領域が相互に互いに素であり、対応する群の全ての第２の反射ファセット要素の反射光学面の中点８２９が、群に関連付けられた領域内に位置する（又は第２の場合では、この領域内に結像される）ように選択される。図８では、群Ｇ３ｂに対して群に関連付けられた領域８７９をハッチング形式で例示している。領域８７９は、２つの不連続の部分領域８８１ａと８８１ｂに再分割され、これらの２つの部分領域８８１ａ、８８１ｂは、対称点８８０に関して中心対称に置かれる。群Ｇ１ｂに対して群に関連付けられた領域は、例えば、相応に４つの不連続の部分領域へと再分割され、同様に、対称点８８０に関して中心対称に置かれる。結果として達成されることは、放射線が群の全ての第２の反射ファセット要素８０７上に誘導される全ての状態において、射出瞳平面に中心対称な照明が生じることである。群に関連付けられた全ての領域の和集合は、完全な環帯の形態を有する。更に、第２の反射ファセット要素の群は、次に、クラスに分類することができる。下記では、選択された８つのクラスに対して説明する。図７ａから図７ｈは、同じクラスの群からの全ての第２のファセット要素を照明した場合に、照明される第２の反射ファセット要素のどのパターンが生じるかを示している。第１のクラス（図７ａ）は、群Ｇ１ａ、Ｇ２ａ、Ｇ３ａ、及びＧ４ａによって形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、第１の環帯の形態を有する。第２のクラス（図７ｂ）は、群Ｇ１ｂ、Ｇ２ｂ、Ｇ３ｂ、及びＧ４ｂによって形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、第１の環帯よりも大きい半径及び小さい幅を有する第２の環帯の形態を有する。第３のクラス（図７ｃ）は、Ｇ１ａ、Ｇ２ａ、Ｇ３ｂ、及びＧ４ｂによって形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、例示している座標系のｘ方向に配向された主軸を有する二重極の形態を有する。二重極は、正確に２つの不連続領域から成るこれらの２つの領域の中点の接続線が主二重極軸を定める形態であると理解される。この場合、２つの不連続領域は、主二重極軸上に位置する対称点に関して互いに対して中心対称である。第４のクラス（図７ｄ）は、群Ｇ１ｂ、Ｇ２ｂ、Ｇ３ａ、及びＧ４ａによって形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、例示している座標系のｙ方向に配向された主軸を有する二重極の形態を有する。第５のクラス（図７ｅ）は、群Ｇ１ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ３ｂ、及びＧ４ａによって形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、四重極の形態を有する。四重極は、一致する対称点を有する２つの互いに素の二重極で構成された形態であると理解される。この場合、主二重極軸の各々は、四重極の主軸を定める。第５のクラスの群に関連付けられた領域の和集合は、２つの主軸がｘ方向とｙ方向とに配向された四重極の形態を有する。第６のクラス（図７ｆ）は、群Ｇ１ｂ、Ｇ２ａ、Ｇ３ａ、及びＧ４ｂから形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、主軸がｘ方向とｙ方向に対して４５°に配向された四重極の形態を有する。第７のクラス（図７ｇ）は、群Ｇ１ｂ、Ｇ２ａ、Ｇ３ｂ、及びＧ４ｂによって形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、例示している座標系のｘ方向に配向された主軸を有する二重極の形態を有する。第８のクラス（図７ｈ）は、群Ｇ１ｂ、Ｇ２ｂ、Ｇ３ａ、及びＧ４ｂによって形成される。これらの群に関連付けられた領域の和集合は、例示している座標系のｙ方向に配向された主軸を有する二重極の形態を有する。

【0050】

放射線をこれらのクラスのうちの１つの全ての第２の反射ファセット要素８０７上に誘導することができるためには、クラスの互いに逆のいかなる２つの群も存在しない。別の言い方をすると、同じクラスからは、同じ集合に属するいかなる２つの第２のファセット要素８０７も存在しない。

【0051】

更に、図８からは、群Ｇ３ｂに対して割り当てられた領域８７９が、群Ｇ１ｂ、Ｇ２ｂ、及びＧ４ｂに対して割り当てられたものと同じ面積占有量を有することが明らかである。相応に、群Ｇ１ａ、Ｇ２ａ、Ｇ３ａ、及びＧ４ａに対する群に関連付けられた領域の面積占有量も同様に等しい。２つの群Ｇ１ａ及びＧ１ｂに対する領域の面積占有量は、第２の反射ファセット要素８０７の規則的格子によって許容されるものに限って互いに等しい。第２の反射ファセット要素８０７は、全てが同じサイズを有し、規則的格子の形態で配置されるので、第２の光学要素８０５上の群Ｇ１ａの第２の反射ファセット要素によって占有される面積は、第２の光学要素上の群Ｇ１ｂの第２の反射ファセット要素によって占有される面積と正確に同じものであることが分る。群に関連付けられた領域の間の境界線は、全てが格子に沿って延びるわけではないので、上述の関係は、これらの領域の面積占有量に正確には適用されない。しかし、格子が細かくなる程、すなわち、用いられる第２の反射ファセット要素の数が大きくなる程、偏位は益々小さくなる。

【0052】

群の分類から生じる第２の反射ファセット要素８０７の更に別の特性も、同様に図８を参照することで明らかになる。群Ｇ１ｂに対して関連付けられた領域は、互いに素の部分領域８８３ａ、８８３ｂ、８８３ｃ、及び８８３ｄへと再分割される。放射線をこれらの部分領域の各々に誘導するためには、これらの部分領域内に位置するか又は結像される反射光学面の中点を有する少なくとも１つの第２の反射ファセット要素８０７が存在すべきである。それに応じて、群Ｇ１ｂは、少なくとも４つの第２の反射ファセット要素８０７を含む必要がある。同じことは、群Ｇ２ａ、Ｇ３ａ、及びＧ４ｂにも相応に適用される。この場合には、逆群は、同数の第２の反射ファセット要素８０７を有し、従って、逆群Ｇ１ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ３ｂ、及びＧ４ａもまた、各々が４つの第２の反射ファセット要素を含む。従って、第２の光学要素は、少なくとも３２個の第２の反射ファセット要素を有する。これらの群にわたる第２の反射ファセット要素８０７の上述の均一な分布が、多数の第２の反射ファセット要素８０７の場合にも満たされるためには、第２の反射ファセット要素の合計数として３２の整数倍数が選択される。図６ｂ（又は図８）に記載の構成では、第２の光学要素６０５は、合計で２１×３２＝６７２個の第２の反射ファセット要素を含む。いずれかの他のより細かい群分類の場合には、対応する他の関係が生じる。第２の反射ファセット要素８０６の合計数に対するこの制約は、第１の反射ファセット要素の合計数に対して対応する関係を生じる。これは、第１の反射ファセット要素の数が１６の整数倍数であるという効果を有する。図６ａに記載の上述の実施形態では、第１の光学要素は、２１×１６＝３３６個の第１の反射ファセット要素を有する。

【0053】

第１及び第２の反射ファセット要素の数に関する更に別の境界条件は、第１のファセット要素の正確な形態から生じる。図３ｂに関して、第１の反射ファセット要素３０３が照明領域３３５に配置されることを説明した。しかし、この場合、照明領域３３５の可能な最大部分が、第１の反射ファセット要素で覆われると有利であり、これは、そうすることによって光源ユニットからの放射線が可能な限り僅かしか損失しないからである。照明領域に配置することができる第１の反射ファセット要素の数は、第１の反射ファセット要素の正確な形態及び照明領域の直径Ｄ（３３６）に関連する。図９ａ、図９ｂ、及び図９ｃは、上述の境界条件の例を示している。図９ａは、第１の反射ファセット要素９０３を示している。第１の反射ファセット要素は、弓形形態を有し、その弧は、４６°の弧角９８４を有する。ファセット要素は、長い広がり方向に長さＬを有し、短い広がり方向に幅Ｋを有する。Ｌ対Ｋのアスペクト比は、３０：１である。２０：１から４０：１のアスペクト比も同様に可能である。固定のアスペクト比及び固定の弧角９８４の場合には、第１の反射ファセット要素は、長さＬと共にスケーリングされる。従って、図３ｂの照明領域３３５に配置することができる第１の反射ファセット要素９０３の数は、直径Ｄ対長さＬの比だけに依存する。図９ｂは、何個の第１の反射ファセット要素を照明領域に配置することができるかをＤ対Ｌの比の関数として示している。同時に、第１の反射ファセット要素によって占有される照明区域の比率として定められる充填度もＤ対Ｌの比に依存する。図９ｃは、この関数関係を示している。その結果、比Ｄ／Ｌの選択においては、充填度が比較的高いこと、及び１６の整数倍数である複数の第１の反射ファセット要素が生じることの両方を保証するように注意すべきである。図９ｃは、最大充填度がＤ／Ｌ＝５．９１において生じることを示している。しかし、図９ｂは、Ｄ／Ｌ＝５．９１における第１の反射ファセット要素の合計数が２９５に等しく、従って、１６で割り切ることができないことを指定している。それとは対照的に、Ｄ／Ｌ＝５．５７では、８４．３％の充填度しか生じないが、それと引き換えに１７×１６＝２７２に等しい合計数の第１の反射ファセット要素が生じる。

【0054】

図１０は、本発明の更に別の構成の場合に生じる群に関連付けられた射出瞳平面内の領域１０７７を示している。更に、この図は、対称点１０８０と一致する中点を有する極座標系を示している。極角度は、Θによって表している。図の明瞭性を保証するために、第２の反射ファセット要素の例示を省略した。図３ｃに記載の第２の光学要素がいずれかの手法で瞳平面に配置されていない場合には、例示している群に属する第２の反射要素を判断するために、この第２の光学要素が瞳平面に結像され、第２の反射ファセット要素の光学面の中点が位置する領域が決められる。すなわち、第２の反射ファセット要素の群への割り当てが、図１０に例示している射出瞳平面の分類から必然的に得られる。相応に、同じことは、図１２ａ及び図１４にも適用される。この実施形態では、合計で４８個の群（Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、．．．、Ｇ２４ａ、Ｇ２４ｂ）が存在する。従って、図８に関する説明によると、第２の反射ファセット要素の数は、９６の整数倍数である。更に、各場合に互いに逆の２つの群から成る集団が存在する。これらの群は、例えば、２つの群Ｇ１ａ及びＧ１ｂである。従って、第１の反射ファセット要素の数は、４８の整数倍数である。群に関連付けられた領域１０７７は、各場合に、対称点１０８０に関して中心対称に置かれた２つの部分領域へと再分割される。この場合、部分領域の各々は、環帯セグメントの形態を有する。極座標系の半径方向には、２つの環帯への分類が存在する。「ａ」で終る名称を有する群に関連付けられた全ての領域が位置する第１の環帯１０８５、及び「ｂ」で終る名称を有する群に関連付けられた全ての領域が位置する第１の環帯１０８６である。それとは対照的に、方位角Θの方向には、有意に細かい再分割が存在する。この方向には、全ての部分領域１０８１が、７．５°の広がりを有する。結果として達成されることは、図１１ｃ及び図１１ｄに例示しているもののような比較的均一な照明パターンが、射出瞳平面に同様に生じることである。更に別の図１１ａから図１１ｎは、図１０に記載の群分類によって生じる更に別の照明パターンの選択枝を示している。図１１ａから図１１ｎでは、照明領域を一律に塗り潰し形式で例示している。図１１ａ及び図１１ｂは、２つの可能な環状照明パターンを示している。図１１ｃ及び図１１ｄは、方位角方向に隣接する領域が交互に照明されるか又は照明されない２つの上述の比較的均一な照明パターンを示している。図１１ｅから図１１ｈは、異なる向きの主二重極軸を有する異なる二重極を示している。図１１ｉ及び図１１ｊは、２つの四重極型照明を示しており、図１１ｋから図１１ｎは、複数の更に別の二重極型照明を示している。図１１ａから図１１ｎに記載の照明パターンを可能にするために、群は、照明パターンの各々（図１１ａから図１１ｎ）が、クラスの互いに逆のいかなる２つの群も存在しない群のクラスを定めるように選択される。別の言い方をすると、同じクラスからは、同じ集合に属するいかなる２つの第２のファセット要素も存在しない。照明パターンは、クラスを照明領域内に位置する関連付けられた領域を有する全ての群がこのクラスに属するという事実によって定義する。

【0055】

図１２ａは、図１０と類似の図に群分類を示している。この実施形態では、それぞれ対で互いに逆である１６個の群（Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、．．．、Ｇ８ａ、Ｇ８ｂ）が存在する。従って、図８に関する説明によると、第２の反射ファセット要素の数は、３２の整数倍数である。図１１ａ、図１１ｂ、図１１ｅ、図１１ｆ、図１１ｇ、図１１ｈ、図１１ｉ、及び図１１ｊに記載の照明は、そのような群分類を用いて得ることができる。

【0056】

この場合、逆群に割り当てられた領域は、方位角に関して互いから１３５°よりも小さく、又はそれに等しい距離の位置にある。この場合、２つの領域の間の距離は、２つの領域の２つの任意の点の間の最大距離として定められる。領域Ｇ１ａとＧ１ｂは、方位角に関して互いから正確に１３５°の距離の位置にある。逆群の間の最大距離は、同様に、射出瞳平面内の同じ集合の２つの第２の反射ファセット要素の間の最大距離をもたらす。この場合、射出瞳平面内の２つの反射ファセット要素の間の距離は、射出瞳平面内の光学面の中点の像の間の距離として定められる。射出瞳平面内の同じ集合の２つの第２の反射ファセット要素の間の方位角に関するこの距離も、同様に１３５°又はそれ未満である。

【0057】

図１２ｂは、図１１ａ及び図１１ｂに記載の２つの環状照明パターンと並んで更に別の環状照明パターンを生成することができるように、図１２ａに記載の群分類を如何にして拡張することができるかを示している。この目的のために、第２の反射ファセット要素の集合は、
ａ．第２の反射ファセット要素Ｆ１とＦ２が同じ群に属し、
ｂ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ１の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ１の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ１の位置にあり、
ｃ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ２の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ２の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ２の位置にあり、
ｄ．かつ距離ｄ２が、距離ｄ１よりも大きい、
という特性を有する第２の反射ファセット要素Ｆ１とＦ２の各対に対して、
ｅ．第２の反射ファセット要素Ｆ３とＦ４が同じ群に属し、
ｆ．第２の反射ファセット要素Ｆ１とＦ３が同じ集合に属し、
ｇ．第２の反射ファセット要素Ｆ２とＦ４が同じ集合に属し、
ｈ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ３の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ３の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ２の位置にあり、
ｉ．射出瞳平面内の第２の反射ファセット要素Ｆ４の反射光学面の中点、又は第２の反射ファセット要素Ｆ４の反射光学面の中点の像が、対称点から距離ｄ４の位置にあり、
ｊ．かつ距離ｄ４が、距離ｄ３よりも大きい、
という特性を有する第２の反射ファセット要素Ｆ３とＦ４の対が割り当てられるように選択される。

【0058】

図１２ｂでは、上述の選択は、一例として群Ｇ１ａからの２つの反射ファセット要素に対して実施される。群Ｇ１ａからの２つの第２の反射ファセット要素Ｆ１及びＦ２に対して、それぞれの中点１２２９ａ及び１２２９ｂは、対称点１２８０からそれぞれ距離ｄ１及びｄ２の位置にあり、ｄ２はｄ１よりも大きい。この対に対して、群Ｇ１ａに対して逆である同じ群、すなわち、群Ｇ１ｂに属する第２の反射ファセット要素Ｆ３とＦ４との対が存在する。更に、第２の反射ファセット要素Ｆ３及びＦ４の中点１２２９ｃ及び１２２９ｄは、対称点１２８０から距離ｄ３及びｄ４の位置にあり、ｄ４はｄ３よりも大きい。次に、これらの集合は、Ｆ１とＦ３が同じ集合に属し、Ｆ２とＦ４が同じ集合に属するように選択される。これらの集合は、これらの関係が全ての群に対して満たされるように相応に選択される。それによって図１２ｃに例示している新しくより細かい群分類が自動的に生じる。群Ｇ１ａは、２つの群Ｇ１ａ’及びＧ９ａになり、群Ｇ１ａ’は、より対称点の近くに位置する。この状況は、他の群において類似し、従って、群Ｇ１ａ’、Ｇ１ｂ’、．．．、Ｇ８ａ’、Ｇ８ｂ’、Ｇ９ａ、Ｇ９ｂ、．．．、Ｇ１６ａ、Ｇ１６ｂが生じる。群毎の第２の反射ファセット要素の数によっては、これらの群を２つの新しい群に分割することができる。図１３ａ及び図１３ｂに例示している環状照明は、新しい群分類の前に生成することができたものである。半径方向により細かい新しい分類により、図１２ｃに記載の群分類を用いて図１３ｃに記載の更に別の環状照明を生成することができる。

【0059】

図１４は、群分類の更に別の実施形態を図１０と類似の図に示している。この実施形態では、５０個の群が存在する。従って、図８に関する説明によると、第２の反射ファセット要素の数は、１００の整数倍数である。更に、互いに逆である３つの群で構成された１０個の集団（Ｇ１、．．．、Ｇ１０）が存在する。１つの集団は、例えば、群Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、及びＧ１ｃである。更に、互いに逆である２つの群で構成された１０個の集団（Ｇ１１、．．．、Ｇ２０）が存在する。この一例は、集団Ｇ１１ａ及びＧ１１ｂである。従って、正確に２つの第２の反射ファセット要素、すなわち、各場合に２つの群から成る集団の各群からの１つの第２の反射ファセット要素を有する少なくとも１つの集合、及び２つよりも多くの第２の反射ファセット要素、すなわち、各場合に３つの群から成る集団の各群からの１つの第２の反射ファセット要素を有する少なくとも１つの集合が存在する。この具体的な場合には、正確に２つの第２の反射ファセット要素を有する正確に２０個（又は２０の整数倍数個）の集合、及び正確に３つの反射要素を有する正確に２０個（又は２０の整数倍数個）の集合が存在する。その結果、第２の反射ファセット要素の数が１００の整数倍数であるという境界条件も同様に満たされる。

【0060】

図１５ａから図１５ｎは、図１４に記載の群分類によって生じる照明パターンの選択枝を示している。この場合、この図は、図１１ａから図１１ｎに対応する。すなわち、この群分類を用いて、図１５ａから図１５ｄに示す４つの異なる環状照明を生成することが可能である。更に、１０通りの異なる向きの主二重極軸を有する二重極型照明を実現することができる（図１５ｅから図１５ｎ）。

【符号の説明】

【0061】

１ 第１の光学要素
３ 第１の反射ファセット要素
５ 第２の光学要素
７ 第２の反射ファセット要素

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図2e】

【図2f】

【図2g】

【図2h】

【図2i】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6a】

【図6b】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図7e】

【図7f】

【図7g】

【図7h】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図11c】

【図11d】

【図11e】

【図11f】

【図11g】

【図11h】

【図11i】

【図11j】

【図11k】

【図11l】

【図11m】

【図11n】

【図12a】

【図12b】

【図12c】

【図13a】

【図13b】

【図13c】

【図14】

【図15a】

【図15b】

【図15c】

【図15d】

【図15e】

【図15f】

【図15g】

【図15h】

【図15i】

【図15j】

【図15k】

【図15l】

【図15m】

【図15n】