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(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】5769285
(24)【登録日】2015年7月3日
(45)【発行日】2015年8月26日
(54)【発明の名称】マイクロリソグラフィのための照明光学ユニット及び露光装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20150806BHJP
G02B 17/08 20060101ALI20150806BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20150806BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 515D
H01L21/30 531A
G02B17/08 Z
G03F7/20 503
【請求項の数】11
【全頁数】27
(21)【出願番号】特願2009-540624(P2009-540624)
(86)(22)【出願日】2007年11月24日
(65)【公表番号】特表2011-503831(P2011-503831A)
(43)【公表日】2011年1月27日
(86)【国際出願番号】EP2007010234
(87)【国際公開番号】WO2008071305
(87)【国際公開日】20080619
【審査請求日】2010年9月14日
【審判番号】不服2013-23455(P2013-23455/J1)
【審判請求日】2013年11月29日
(31)【優先権主張番号】102006059024.4
(32)【優先日】2006年12月14日
(33)【優先権主張国】DE
(31)【優先権主張番号】60/874,770
(32)【優先日】2006年12月14日
(33)【優先権主張国】US
(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】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
(74)【代理人】
【識別番号】100151987
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 信行
(72)【発明者】
【氏名】エントレス マルティン
(72)【発明者】
【氏名】オスマン イェンス
(72)【発明者】
【氏名】シュテューツレ ラルフ
【合議体】
【審判長】
伊藤 昌哉
【審判官】
山口 剛
【審判官】
神 悦彦
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２００６／９４７２９（ＷＯ，Ａ２）
【文献】
国際公開第２００６／６６６３８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
H01L 21/027
G02B 7/00
G02B 7/18- 7/24
G02B 9/00-21/36
G02B 25/00-25/04
H05G 1/00- 2/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体面（５）の物体視野を照明するための照明光学ユニット（４）を含み、
前記物体視野を像平面（７）の像視野内に結像するための投影光学ユニット（６）を含み、
照明光（８）が衝突することができる複数の個々のファセット（１４；３２）を有し、かつ前記投影光学ユニット（６）の入射瞳平面に一致する前記照明光学ユニット（４）の平面か又は前記投影光学ユニット（６）の入射瞳平面に対して光学的に共役な前記照明光学ユニット（４）の平面に配置された瞳ファセットミラー（１５；３３）を含む、
マイクロリソグラフィのための投影露光装置（１）であって、
前記瞳ファセットミラー（１５；３３）の反射面に隣接して配置されるか又は前記瞳ファセットミラー（１５；３３）が配置された前記照明光学ユニット（４）の平面に対して光学的に共役な前記照明光学ユニット（４）の平面に配置され、かつ瞳ファセットミラー（１５；３３）の個々のファセット（１４；３２）に割り当てられた、該投影光学ユニット（６）の入射瞳における少なくとも一部の光源像が、１つの同じ絞り縁部（１９；２５；３８；３９）によって部分的に遮光されるように、該投影光学ユニット（６）の該入射瞳の照明を遮蔽する補正絞り（１７；２６；４０）を含み、
前記補正絞り（２６；４０）は、絞り縁部（２５；３８、３９）全体に沿って連続補正プロフィールを有し、前記絞り縁部（２５；３８、３９）に沿って補正量だけ連続的に未補正周方向輪郭、特に未補正半径から外れ、
前記補正絞りの極座標での半径プロフィールは、前記未補正絞りの半径プロフィールよりも大きい程度かつ高い周波数で変化させられている、
ことを特徴とする装置。
前記物体視野を像平面（７）の像視野内に結像するための投影光学ユニット（６）を含み、
照明光（８）が衝突することができる複数の個々のファセット（１４；３２）を有し、かつ前記投影光学ユニット（６）の入射瞳平面に一致する前記照明光学ユニット（４）の平面か又は前記投影光学ユニット（６）の入射瞳平面に対して光学的に共役な前記照明光学ユニット（４）の平面に配置された瞳ファセットミラー（１５；３３）を含む、
マイクロリソグラフィのための投影露光装置（１）であって、
前記瞳ファセットミラー（１５；３３）の反射面に隣接して配置されるか又は前記瞳ファセットミラー（１５；３３）が配置された前記照明光学ユニット（４）の平面に対して光学的に共役な前記照明光学ユニット（４）の平面に配置され、かつ瞳ファセットミラー（１５；３３）の個々のファセット（１４；３２）に割り当てられた、該投影光学ユニット（６）の入射瞳における少なくとも一部の光源像が、１つの同じ絞り縁部（１９；２５；３８；３９）によって部分的に遮光されるように、該投影光学ユニット（６）の該入射瞳の照明を遮蔽する補正絞り（１７；２６；４０）を含み、
前記補正絞り（２６；４０）は、絞り縁部（２５；３８、３９）全体に沿って連続補正プロフィールを有し、前記絞り縁部（２５；３８、３９）に沿って補正量だけ連続的に未補正周方向輪郭、特に未補正半径から外れ、
前記補正絞りの極座標での半径プロフィールは、前記未補正絞りの半径プロフィールよりも大きい程度かつ高い周波数で変化させられている、
ことを特徴とする装置。
【請求項2】
前記補正絞り（１７；２６；４０）は、前記瞳ファセットミラー（１５；３３）に隣接して配置されることを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項3】
前記補正絞り（２６；４０）は、セグメント化された絞りであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項4】
前記補正絞り（１７；２６）は、
ちょうど１つの絞り縁部（１９；２５）によって境界が定められた単一の中心通路開口部（１８）、
を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の投影露光装置。
ちょうど１つの絞り縁部（１９；２５）によって境界が定められた単一の中心通路開口部（１８）、
を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項5】
前記補正絞り（４０）は、
内側絞り縁部（３８）及び外側絞り縁部（３９）によって境界が定められたリング形通路開口部（１８ａ）、
を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
内側絞り縁部（３８）及び外側絞り縁部（３９）によって境界が定められたリング形通路開口部（１８ａ）、
を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項6】
前記補正絞りは、
外側絞り縁部によって境界が定められた複数の通路開口部、
を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の投影露光装置。
外側絞り縁部によって境界が定められた複数の通路開口部、
を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項7】
ＥＵＶ光源（３）を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の投影露光装置。
【請求項8】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の投影露光装置（１）を作動させる方法であって、
投影露光装置（１）を第１の照明形状（２１）で作動させる段階と、
前記第１の照明形状を第２の照明形状と交換する段階と、
瞳ファセットミラー（１５；３３）の個々のファセット（１４、３２）に割り当てられた、投影光学ユニット（６）の入射瞳における少なくとも一部の光源像が、１つの同じ絞り縁部（１９；２５；３８、３９）によって部分的に遮光されるように、絞り縁部（１９；２５；３８、３９）が構成され、かつ該絞り縁部（１９；２５；３８、３９）の形態が、前記第２の照明形状（２２、２２’、２２’’）に適応させた方式で照明のテレセントリック性及び楕円度の補正のための該部分遮光のために事前に定められた交換絞り（１７；２６；４０）に補正絞り（１７；２６；４０）を交換する段階と、
前記投影露光装置（１）を前記第２の照明形状（２２、２２’、２２’’）で作動させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
投影露光装置（１）を第１の照明形状（２１）で作動させる段階と、
前記第１の照明形状を第２の照明形状と交換する段階と、
瞳ファセットミラー（１５；３３）の個々のファセット（１４、３２）に割り当てられた、投影光学ユニット（６）の入射瞳における少なくとも一部の光源像が、１つの同じ絞り縁部（１９；２５；３８、３９）によって部分的に遮光されるように、絞り縁部（１９；２５；３８、３９）が構成され、かつ該絞り縁部（１９；２５；３８、３９）の形態が、前記第２の照明形状（２２、２２’、２２’’）に適応させた方式で照明のテレセントリック性及び楕円度の補正のための該部分遮光のために事前に定められた交換絞り（１７；２６；４０）に補正絞り（１７；２６；４０）を交換する段階と、
前記投影露光装置（１）を前記第２の照明形状（２２、２２’、２２’’）で作動させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項9】
前記照明形状を交換する段階は、前記補正絞り（１７；２６；４０）の変更に加えて、像視野にわたる前記照明の均一性を適応させるための更に別の補正要素（４１）の適用又は交換を実施する段階を伴うことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項10】
微細構造素子を製造する方法であって、
感光材料で構成された層が少なくとも部分的に付加されたウェーハを準備する段階と、
結像される構造を有するレチクルを準備する段階と、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の投影露光装置（１）を準備する段階と、
前記投影露光装置（１）の投影光学ユニット（６）を用いて前記レチクルの少なくとも一部を前記層の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする製造方法。
感光材料で構成された層が少なくとも部分的に付加されたウェーハを準備する段階と、
結像される構造を有するレチクルを準備する段階と、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の投影露光装置（１）を準備する段階と、
前記投影露光装置（１）の投影光学ユニット（６）を用いて前記レチクルの少なくとも一部を前記層の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項11】
投影の前に照明及び結像光（８）の部分遮光のための補正絞り（１７；２６；４０）の絞り縁部（１９；２５；３８、３９）が、結像光学アセンブリ（１６）の構成要素での該照明及び結像光（８）の反射の結果として生じる歪曲収差が少なくとも部分的に補償されるように調節されていることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置に関する。更に、本発明は、そのような投影露光装置のための照明光学ユニット、そのような投影露光装置を作動させる方法、微細構造素子を製造する方法、及びこの方法によって製造される微細構造素子に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロリソグラフィのための投影露光装置は、特に、ＥＰ１，３４９，００９Ａ２及びそこの研究報告に引用されている文献から公知である。マイクロリソグラフィのための更に別の投影露光装置は、ＵＳ６，８５９，３２８Ｂ２、ＵＳ６，６５８，０８４Ｂ２、ＷＯ２００５／０１５３１４Ａ２、ＵＳ６，４５２，６６１Ｂ１、ＵＳ２００６／００１２７６７Ａ１、ＥＰ１，０６７，４３７Ｂ１、及びＵＳ２００３／００３１０１７Ａ１から公知である。
【0003】
厳しい投影露光タスクに向けて精密に設計されるそのような投影露光装置は、それらの照明パラメータ、特に、歪曲、テレセントリック性、及び楕円度の照明パラメータに関する限り、依然として改善を必要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】ＥＰ１，３４９，００９Ａ２
【特許文献2】ＵＳ６，８５９，３２８Ｂ２
【特許文献3】ＵＳ６，６５８，０８４Ｂ２
【特許文献4】ＷＯ２００５／０１５３１４Ａ２
【特許文献5】ＵＳ６，４５２，６６１Ｂ１
【特許文献6】ＵＳ２００６／００１２７６７Ａ１
【特許文献7】ＥＰ１，０６７，４３７Ｂ１
【特許文献8】ＵＳ２００３／００３１０１７Ａ１
【特許文献9】ＥＰ１，２２５，４８１Ａ
【特許文献10】ＵＳ６，４５２，６６１
【特許文献11】ＵＳ６，１９５，２０１
【特許文献12】ＥＰ１，２９１，７２１Ａ１
【特許文献13】ＵＳ６，０１３，４０１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従って、本発明の目的は、冒頭で言及した種類の投影露光装置をその照明パラメータ、特に、歪曲、テレセントリック性、及び楕円度の照明パラメータが改善されるような方法で開発することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する投影露光装置を用いて本発明により達成される。
【0007】
本発明によると、照明光学ユニットの照明パラメータ、特に、対物面の上流の結像光学群の歪曲効果には、補正絞りの絞り縁部を用いて影響を与えることができることが認識されている。これは、これらのパラメータの所定値からの偏差が最小にされるような方法でこれらのパラメータを最適化するのに利用することができる。従って、絞り縁部の形態は、特に、対物面の上流の結像光学アセンブリによって引き起こされる歪曲収差の事前補償のために事前に定めることができる。特に、照明光学ユニットの瞳ファセットミラーの遮光は、対物面の上流の結像光学アセンブリの異なる形状及び異なる照明環境に適応させることが可能である。一例として、補正絞りの絞り縁部の楕円形縁部輪郭は、これに対応して楕円形に予備成形された光線ビームと対物面の上流にある下流の結像光学アセンブリの歪曲効果との組合せが、物体視野の視野点の照明の望ましい回転対称照明角度分布をもたらすという結果を有する可能性がある。
【0008】
請求項２及び請求項３に記載の補正絞りの配置は、投影露光装置の照明光学ユニットの構造条件によっては好ましいものである。
【0009】
請求項４に記載の瞳ファセットミラーは、物体視野にわたる照明手段分布の所定の事前設定を可能にする。
【0010】
請求項５に記載の遮光は、この場合の絞り縁部を個々のファセットの形態に適応させる必要なしに投影露光装置の照明パラメータの精密な事前設定を可能にする。この種類の絞り縁部は、比較的少ない経費で製造することができる。
【0011】
補正絞りの歪曲補正の特性は、視野ファセットミラーを有する請求項６に記載の照明光学ユニットの構成において特に良好に現れる。
【0012】
請求項７に記載の弓形視野ファセットは、一般的に、照明される弓形物体視野に関連して用いられる。弓形視野は、多くの場合に、対物面の上流の結像光学アセンブリの一部である請求項８に記載のかすめ入射のためのミラー（かすめ入射ミラー）によって生成される。補正絞りは、特に、かすめ入射のためのこのミラーによって引き起こされる歪曲効果が補償されることを保証する。
【0013】
請求項９に記載の投影露光装置では、補正絞りは、瞳ファセットミラーと合わせて構造ユニットとして構成することができる。この構造ユニットは、特に、瞳ファセットミラーに接続されて１つの同じ瞳ファセットミラーと共に異なる補正絞りを用いることを可能にする補正絞り交換可能ホルダを含むことができる。交換可能ホルダは、代替的に、瞳ファセットミラーとは独立した構成要素とすることもできる。
【0014】
請求項１０に記載の補正区画は、本発明による補正絞りの特に単純な構成である。絞りの未補正周方向輪郭は、未補正絞りの絞り縁部から出射し、視野、すなわち、例えば、照明又は投影光学ユニットの物体視野又は像視野の中心を通って延びる光線によって定めることができる。角度空間におけるこれらの光線、すなわち、照明角度分布の周辺光線が、単純な幾何学形態、すなわち、例えば、主光線方向の周囲の正円、複数の円、正方形、楕円、台形、矩形、正弦曲線又は余弦曲線形態によって表すことができる限りは、まだ未補正の周方向輪郭が存在する。補正絞りの周方向輪郭が、より大きな未補正周方向輪郭から外れる補正量は、特に、部分的に遮光される光源像の直径の一部分の領域に収まる。この場合、補正量は、特に、光源像の直径の１％と９０％の間で変更することができる。補正量は、好ましくは、光源像の直径の１０％と８０％の間、より好ましくは、２０％と７０％の間、より好ましくは、３０％と６０％の間、より好ましくは、４０％と５０％の間にある。
【0015】
最初に言及した目的は、本発明により請求項１１に規定した特徴を有する投影露光装置によって更に達成される。
【0016】
本発明によると、テレセントリック性及び楕円度の照明パラメータは、補正絞りの絞り縁部を用いて影響を与えることができることが更に認識されている。これは、これらのパラメータの所定値からの偏差を最小にするような方法でこれらのパラメータを最適化するのに利用することができる。従って、絞り縁部の形態は、特に、物体視野の照明のテレセントリック性及び楕円度の補正に向けて事前に定めることができる。特に、瞳ファセットミラーの遮光は、放射線源の異なる形状及び異なる照明環境に適応させることができる。この遮光は、瞳ファセットミラーの個々のファセット自体が遮光されるように、瞳ファセットミラーの直近で達成することができる。代替として、補正絞りは、瞳ファセットミラーに隣接して配置するのではなく、瞳ファセットミラーに対して共役な瞳平面の領域に配置することができる。これらの場合の各々において、一部の個々のファセット又はこれらの個々のファセットに割り当てられた一部の光源像のいずれかは、１つの同じ絞り縁部によって部分的に遮光される。
【0017】
請求項１２及び請求項１３に記載の構成の利点は、請求項９及び請求項１０を参照して上記に既に説明したものに対応する。
【0018】
テレセントリック性及び楕円度の照明パラメータから成る厳しい要件は、請求項１４に記載の補正プロフィールによって満たすことができる。請求項１０に関して上記に提供した説明は、連続する補正プロフィールが未補正周方向輪郭から外れる最大補正量に適用可能である。
【0019】
請求項１５に記載の未補正周方向輪郭の事前設定は、補正絞りの絞り縁部プロフィールの構成のための最適化に対する開始値を構成する。対応する最適化方法は、容易に取り扱い可能な計算複雑度で実施することができる。代替として、補正絞りの周方向輪郭の未補正周方向輪郭からの段階的偏位も可能である。請求項１０に関して上記に提供した説明は、絞りの未補正周方向輪郭及び補正量の相対サイズに関連して適用可能である。
【0020】
請求項１６に記載の調節可能な補正絞りは、テレセントリック性及び楕円度の照明パラメータの精密な調節及び従って精密な最適化を可能にする。
【0021】
請求項１７に記載の補正絞りは、特に単純な構成を有する。特に、そのような絞りを用いて、所定のフィルファクタ（fill factor）を有する従来の設定が可能である。
【0022】
請求項１８に記載の補正絞りは、テレセントリック性及び楕円度の照明パラメータに関して補正された環状照明環境を保証する。ここでもまた、絞り縁部の少なくとも１つの形態は、特に、照明のテレセントリック性及び楕円度の補正に向けて事前に定められる。
【0023】
請求項１９に記載の補正絞りを用いると、補正された双極、四重極、又は他の多極設定を生成することができる。他の補正された照明環境も可能である。この変形でも、絞り縁部の少なくとも１つの形態は、特に、照明のテレセントリック性及び楕円度の補正に向けて事前に定めることができる。
【0024】
請求項２０に記載の投影露光装置は、特に高い分解能及び従って非常に細かい物体構造の転送を可能にする。ＥＵＶ光又は放射線源の有用な放射線は、例えば、１０と３０ｎｍの間の波長を有する。
【0025】
本発明に不可欠な構成要素は補正絞りであり、これは、次に、照明光学ユニットの構造ユニットに統合することができる。従って、本発明の目的は、請求項２１に記載の照明光学ユニットによって既に達成することができ、これは、適切な場合には、従来技術から既に公知の投影光学ユニットと共に組み合わされる。この場合、請求項１１に記載の構成も補正絞りとして用いることができる。
【0026】
本発明の更に別の目的は、異なるＥＵＶ放射線源に基づいて、同時にテレセントリック性及び楕円度補正された照明の間で変更することができる投影露光装置のための作動方法を規定することである。
【0027】
この目的は、本発明により請求項２２に記載の作動方法を用いて達成される。例えば、光スループットから成る要件に依存して、投影露光装置は、異なるＥＵＶ放射線源又は異なる集光器を用いて作動させることができる。放射線源及び集光器の両方を含む照明モジュールは、交換することもできる。用いられ、かつ対応する照明モジュール内に収容された照射源に依存して、この照射源に適応させた補正絞りが用いられる。補正絞りはまた、１つの同じ放射線源の場合に異なる照明環境を事前に定めるために交換することができる。従って、照明環境の交換は、第１の照明形状(illumination geometry)の第２の照明形状との交換を構成する。
【0028】
これより以下で均一性補正要素とも呼ぶ請求項２３に記載の補正要素の適応又は交換により、照明形状の変更が最初に像視野にわたる照明の均一性に対して望ましくない影響を有する場合であっても、照明形状の交換の後に最適化された像視野照明を保証することができる。均一性補正要素は、次に、像視野にわたる均一性が所定限度内に留まることを保証する。補正絞り及び均一性補正要素の設計では、テレセントリック性、楕円度、及び均一性が所定許容限度内に収まるまで、適切な場合には反復処理が行われる。
【0029】
本発明による投影露光装置が請求項２４に記載の微細構造素子の製造に用いられる時には、従来技術と比較してより良好に制御可能なテレセントリック性及び楕円度の照明パラメータに起因してより高い構造分解能が可能である。
【0030】
請求項２５に記載の方法の利点は、請求項１から請求項１０に記載の投影露光装置を参照して上記に既に説明したものに対応する。
【0031】
本発明の例示的な実施形態を図面を参照して以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】ＥＵＶ投影マイクロリソグラフィのための投影露光装置を通じる子午断面の概略図である。
【図4】投影露光装置の照明光学ユニットによって照らされる物体視野の視野中心における入射瞳の走査積分照明を示す図である。
【図10】照明光学ユニットの瞳平面内又はそれに隣接して配置された絞りの更に別の実施形態の図９による照明に対する効果を図５と同様の図で示し、補正絞りのプロフィールに加えて未補正絞りのプロフィールを同様に再現した図である。
【図12】未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対する均一性の依存性を示す図である。
【図13】未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対するフィルファクタσの依存性を示す図である。
【図14】未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対するｘ−テレセントリック性の依存性を示す図である。
【図15】未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対するｙ−テレセントリック性の依存性を示す図である。
【図16】未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対する楕円度０／９０の依存性を示す図である。
【図17】未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対する楕円度−４５／４５の依存性を示す図である。
【図43】図４１による未補正の及びそれぞれ補正済みの補正絞りを用いた時の未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対するｘ−テレセントリック性の依存性を示す図である。
【図44】図４１による未補正の及びそれぞれ補正済みの補正絞りを用いた時の未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対するｙ−テレセントリック性の依存性を示す図である。
【図45】図４１による未補正の及びそれぞれ補正済みの補正絞りを用いた時の未補正絞り縁部のプロフィール及び補正済み絞り縁部のプロフィールの場合における物体視野の位置に対する楕円度０／９０の依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図１は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置を子午断面で略示している。投影露光装置１の照明システム２は、放射線源３に加えて、対物面５内の物体視野を露光するための照明光学ユニット４を有する。この場合、物体視野に配置された図面には示していないレチクルが露光される。投影光学ユニット６は、物体視野を像平面７の像視野内に結像するように機能する。レチクル上の構造は、像平面７内の像視野領域に配置されて同じく図面には示していないウェーハの感光層上へと結像される。
【0034】
例示を容易にするために、図１には、直交ｘｙｚ座標システムを示している。図１では、ｘ方向は、作図面に入り込むように作図面に対して垂直に延びている。図１では、ｙ方向、すなわち、レチクル及びウェーハの走査方向は、左に向って延びている。図１では、ｚ方向は、上に向って延びている。例示しているＥＵＶ放射線８は、ｘ＝０において対物面５に入射する。
【0035】
放射線源３は、放射される有用な放射線が１０ｎｍと３０ｎｍの範囲にあるＥＵＶ放射線源である。放射線源３から出射するＥＵＶ放射線８は、集光器９によって集光される。対応する集光器は、ＥＰ１，２２５，４８１Ａから公知である。集光器９の下流では、ＥＵＶ放射線８は、視野ファセットミラー１１上に入射する前に中間焦点面１０を通って伝播する。以下では、ＥＵＶ放射線８を照明及び結像光とも呼ぶ。
【0036】
図２は、視野ファセットミラー１１の拡大平面図を示している。視野ファセットミラー１１は、列と行で配置された複数のファセット群１２を含み、更にこのファセット群の各々は、複数の湾曲した個々のファセット１３を含む。視野ファセットミラー１１は、個々のファセット１３の個数に関して異なる複数の異なる種類のファセット群１２から構成される。例えば、図２の左下に示している視野ファセット群１２ａは、９個の個々のファセット１３へと細分化される。他の視野ファセット群１２は、より多い又はより少ない個々のファセット１３を有する。集光器９によって生成される中心遮光に起因して、視野ファセットミラー１１の中心領域は、視野ファセットを持たない。
【0037】
視野ファセットミラー１１から反射されるＥＵＶ放射線８は、多数の放射線部分ビームから構成され、各部分ビームは、特定の個々のファセット１３によって反射される。更に、各部分ビームは、部分ビームに割り当てられた瞳ファセットミラー１５の個々のファセット１４（図３を参照されたい）に入射する。瞳の個々のファセット１４は円形であり、特に瞳ファセットミラー１５の中心において六方最密充填として存在するように、その配列において高密充填される。視野ファセットミラー１１を用いて、瞳ファセットミラー１５の個々のファセット１４の場所に２次光源が生成される。瞳ファセットミラー１５は、投影光学ユニット６の瞳平面に一致するか又はそれに対して光学的に共役な照明光学ユニット４の平面に配置される。従って、瞳ファセットミラー１５上でのＥＵＶ放射線８の強度分布は、対物面５内の物体視野の照明の照明角度分布と直接相関する。
【0038】
瞳ファセットミラー１５及び転送光学ユニット１６の形態にある結像光学アセンブリを用いて、視野ファセットミラー１１の視野の個々のファセット１３が、対物面５内に結像される。転送光学ユニット１６は、瞳ファセットミラー１５の下流に配置された３つの反射ミラー１６ａ、１６ｂ、及び１６ｃを有する。
【0039】
視野ファセットミラー１１の場合の視野の個々のファセット１３は、照明される物体視野の形態を有する。そのような視野ファセットは、例えば、ＵＳ６、４５２、６６１及びＵＳ６、１９５、２０１から公知である。
【0040】
補正絞り１７は、瞳ファセットミラー１５の反射面に隣接して配置される。照明光学ユニット４を通過するＥＵＶ放射線８は、補正絞り１７を通過すべきである。図１によるＥＵＶ放射線８のビーム経路では、ＥＵＶ放射線８は、補正絞り１７を２度通過する。ＥＵＶ放射線は、通路開口部１８を通過するＥＵＶ放射線のみが補正絞り１７によって透過されてＥＵＶ放射線８の残りが遮蔽されるように、補正絞り１７によって遮蔽される。
【0041】
図５は、第１の実施形態の補正絞り１７を示している。補正絞り１７は、厳密に１つの絞り縁部１９によって境界が定められた中心通路開口部１８を有する。２時の位置と３時の位置の間において、絞り縁部１９は、通路開口部１８内に部分円の形態で突出する補正区画２０を有する。
【0042】
補正区画２０を除いては、補正絞り１７の通路開口部１８は円形である。通路開口部１８の周方向輪郭、すなわち、この場合半径が、通路開口部１８のより大きい半径から外れ、そこで小さくなるのは補正区画２０の領域内でのみである。
【0043】
更に図５は、補正絞り１７の対物面５内の中心物体視野点の照明に対する効果を示している。この図は、通路開口部１８の内部に対物面５内の中心物体視野点（ｘ＝０）の入射瞳の走査積分照明を示している。この物体視野点の補正絞り１７を用いない走査積分照明全体を図４に示している。従って、図４の図は、ＥＵＶ放射線８の放射線部分ビームが、瞳の個々のファセット１４によって表される照明方向のうちのどの方向からどれ程のエネルギ又は強度で対物面を通じてｘ＝０においてｙ方向に走査される対物面５内のレチクル点に入射するかを示している。
【0044】
投影露光装置１はスキャナ型のものである。これは、対物面５内のレチクル及び像平面７内のウェーハの両方が投影露光装置１の作動中にｙ方向に連続して移動されることを意味する。
【0045】
更に、図２は、ＥＵＶ放射線８が個々のファセット１３のファセット群１２上に入射する際の強度又はエネルギ（Ｉ／Ｅ）を示している。放射線源３の面的分布及び集光器９の結像効果に起因して、視野ファセットミラー１１上のＥＵＶ放射線８の強度又はエネルギ入射は、完全には均一ではなく、図２の右のＩ／ｒグラフ内に示しているように、視野ファセットミラー１１の半径ｒにわたって最大値Ｉmaxと最小値Ｉminの間で異なる。図２には、視野ファセットミラー１１の平面図とＩ／ｒグラフの間に異なるハッチング領域へと細分化した垂直のＩrelを示している。ハッチングが高密である程、相対強度Ｉrelは、これらのハッチングに従って視野の個々のファセット１３上で常に高くなる。これは、対応するＩrel棒グラフを示しているその後の図において同様に当て嵌まることである。
【0046】
この場合、最大値は、小さい半径の領域、すなわち、視野ファセットミラー１１の内側領域で得られ、最小値は、大きい半径の領域、すなわち、視野ファセットミラー１１の外側領域で得られる。放射線源３及び集光器９の仕様に依存して、比Ｉmax／Ｉminは異なるものとすることができる。実際には、１．０５と１０の間の比Ｉmax／Ｉminが可能である。図２で右に示しているグラフは、半径ｒにわたる強度又はエネルギＩ／Ｅの分布を略示している。この強度又はエネルギは、半径が大きくなる時に連続的に低減する。
【0047】
視野ファセットミラー１１の個々のファセット１３上に入射する異なるエネルギ又は強度に起因して、エネルギ又は強度を伝送するＥＵＶ放射線の異なる放射線部分ビームが、瞳の個々のファセット１４にも入射する。これは、図３における瞳の個々のファセット１４の異なる表示で見分けられる。視野の個々のファセット１３は、隣接する視野の個々のファセット１３が、互いに大きく分離して位置する瞳の個々のファセット１４を照明するように向きが定められるので、異なるエネルギ又は強度を有するＥＵＶ放射線８の放射線部分ビームは、一般的に、隣接する瞳の個々のファセット１４上に入射する。
【0048】
瞳の個々のファセット１４上への放射線部分ビームの入射は、理想的には、全ての放射線部分ビームの重ね合わせのエネルギ又は強度重心が投影光学ユニット６の入射瞳の中心に正確に位置し、同じエネルギ又は強度が投影光学ユニット６の入射瞳の任意の表面区画、特に、任意の４つの象限(quadrant)又は一般的に任意の区画上に入射するようなものである。
【0049】
テレセントリック性は、エネルギ又は強度の重心位置に対する測定変数として用いられる。
【0050】
照らされる物体視野の各視野点では、この視野点に割り当てられた光束の重心光線が定められる。この場合、重心光線は、この視野点から出射する光束のエネルギ重み付きの方向を有する。理想的には、各視野点において、重心光線は、照明光学ユニット４又は投影光学ユニット６によって事前に定められた主光線に対して平行に延びている。
【0051】
主光線の方向ｓρ0（ｘ、ｙ）は、照明光学ユニット４又は投影光学ユニット６の設計データに基づいて既知である。主光線は、視野点において、この視野点と投影光学ユニット６の入射瞳の中心点との間を結ぶ線によって定められる。対物面５内の物体視野内の視野点ｘ、ｙにおける重心光線の方向は、次式で計算される。
【0052】
【数1】
【0053】
Ｅ（ｕ、ｖ、ｘ、ｙ）は、瞳座標ｕ、ｖに依存し、すなわち、対応する視野点ｘ、ｙから見た照明角度に依存する視野点ｘ、ｙにおけるエネルギ分布である。ここで、
【0054】
【数2】
【0055】
は、点ｘ、ｙ上に入射する総エネルギである。
【0056】
図３に示している例では、例えば、中心物体視野点ｘ0、ｙ0では、それぞれの瞳の個々のファセット１４の位置によって定められる方向ｕ、ｖからの放射線部分ビームの放射が見える。この照明の場合、重心光線ｓは、瞳の個々のファセット１４に割り当てられた放射線部分ビームの異なるエネルギ又は強度が合成されて全ての瞳の個々のファセット１４にわたって積分された主光線方向に対して平行に延びる重心光線方向を形成する時にのみ主光線に沿って延びている。これは、理想的な場合にのみ現れる。実際には、重心光線方向ｓρ（ｘ、ｙ）と主光線方向ｓρ0（ｘ、ｙ）の間に偏差が存在し、この偏差をテレセントリック性誤差ｔρ（ｘ、ｙ）と呼ぶ。
【0057】
【数3】
【0058】
投影露光装置１の実際の作動中には、特定の物体視野の場合の静的テレセントリック性誤差を補正する必要はなく、ｘ＝ｘ0において走査積分されるテレセントリック性誤差を補正すべきである。走査積分テレセントリック性誤差は、次式になる。
【0059】
【数4】
【0060】
従って、補正されるのは、走査中に対物面５内の物体視野を通って進むレチクル上の点（ｘ、例えば、ｘ0）が、エネルギ重み付き方式の積分方式で被るテレセントリック性誤差である。この場合、ｘ−テレセントリック性誤差とｙ−テレセントリック性誤差の間の区別がつけられる。ｘ−テレセントリック性誤差は、重心光線の主光線からの走査方向に対して垂直な偏差として定められる。ｙ−テレセントリック性誤差は、重心光線の主光線からの走査方向の偏差として定められる。
【0061】
図４は、走査中に、点ｘ＝０、すなわち、物体視野中心に入射するエネルギの角度ｕ、ｖに依存する分布２０ｂを示している。すなわち、この図は、ｘ＝０、すなわち、物体視野中心におけるＥ’（ｕ、ｖ、ｘ）＝∫ｄｙＥ（ｕ、ｖ、ｘ、ｙ）を示している。
【0062】
図５は、図４によるこの走査積分照明に対する補正絞り１７の効果を示している。補正区画２０は、高いエネルギ又は強度で走査積分照明に寄与する瞳の個々のファセット１４を区画的に遮蔽する。従って、補正区画２０は、重心光線方向及び従ってテレセントリック性誤差の有効な補正をもたらす。
【0063】
テレセントリック性誤差に加えて、楕円度は、対物面５内の物体視野の照明品質を評価するための更に別の測定変数である。この場合、楕円度の判断は、投影光学ユニット６の入射瞳にわたるエネルギ又は強度の分布に関するより正確な説明を可能にする。この目的のために、入射瞳は８つの八分円に細分化され、図３では、これらの八分円を数学的な慣例としてＯ1からＯ8まで反時計回りに連続して番号を振っている。以下では、入射瞳の八分円Ｏ1からＯ8が視野点の照明に寄与するエネルギ又は強度の寄与は、エネルギ又は強度寄与Ｉ1からＩ8と呼ぶ。
【0064】
以下の変数は、−４５°／４５°楕円度として表す。
【0065】
【数5】
【0066】
更に、以下の変数は、０°／９０°楕円度として表す。
【0067】
【数6】
【0068】
テレセントリック性誤差に関して上記に提供した説明に対応する方式で、図３による例にあるように、特定の物体視野点ｘ0、ｙ0に対して又はこれに代えて走査積分照明（ｘ＝ｘ0、ｙに関して積分）に対して楕円度を求めることができる。
【0069】
補正絞り１７の補正区画２０の効果は、補正絞り１７を通過するＥＵＶ放射線８によって照らされる物体視野点が、主光線に対して平行な重心光線方向（テレセントリック性誤差＝０）を有しながら走査積分方式で照らされ、入射瞳の全ての八分円Ｏ1からＯ8から物体視野点上に同じエネルギ又は強度が入射する（Ｅ-45°/45°＝Ｅ0°/90°＝１）というようなものである。
【0070】
投影露光装置１の場合、放射線源３及び集光器９を含む照明モジュール２１は、投影露光装置１に適応させた異なる放射線源及び異なる集光器を含む交換照明モジュール２２と交換することができる。投影露光装置１の例示していない実施形態では、放射線源３のみ又は集光器９のみを交換し、それぞれの他方の構成要素９、３が投影露光装置１に留まるようにすることも可能である。
【0071】
図６は、交換照明モジュール２２により、中間焦点面１０内に生成されるエネルギ分布を示している。これに関連付けられた放射線源３は、１つの長主軸及び等しい長さの２つの短主軸を有する楕円体の形態を有する。この場合、長軸は、集光器９と視野ファセットミラー１１の間の光線方向に延びている。
【0072】
図７は、交換照明モジュール２２を用いた照明によって生成された視野ファセットミラー１１の半径にわたる強度又はエネルギＩ／Ｅの分布を示している。エネルギ又は強度は、視野ファセットミラー１１の半径ｒにわたって最小エネルギ又は強度Ｉminと最大エネルギ又は強度Ｉmaxとの間で変動する。図２による分布に関連して上記に提供した説明は、比Ｉmax／Ｉminに対しても成り立つ。
【0073】
図７による視野ファセットミラー１１の照明は、図８に略示している瞳ファセットミラー１５の照明をもたらす。円形の瞳ファセット１４内では、各場合にこれらの個々のファセット１４の中心区画のみが照らされる。個々のファセット１４のこの中心の照明を光源像とも呼ぶ。投影光学ユニット６の入射瞳内には、物体視野点ｘ＝０に対する照明２２ａが走査積分方式で発生し、これを図９に示している。
【0074】
図１０は、周方向区画内のある一定の領域にのみ示している未補正(uncorrected)絞り２４の内側絞り縁部２３全体を破線で、同じく周方向区画内のある一定の領域にのみ示している補正(correction)絞り２６の内側絞り縁部２５全体を実線で示している。
【0075】
図１１は、絞り縁部２３及び２５の正確な半径プロフィールを極座標で拡大方式で示している。この場合、破線の余弦曲線半径プロフィール２７は、未補正絞り２４に関連する。大幅に調節され、半径プロフィール２７と比較するとより高い周波数にある実線の半径プロフィール２８は、補正絞り２６に関連する。図１１による半径プロフィールは、図１０の９時の位置に位置する円周点−πで始まり、次に、内側絞り縁部２３、２５は、反計時方向に進む。π／２の少し前にある補正絞り２６の半径プロフィール２８の特徴的な大域的(global)最小点２９は、図１０による図では、補正絞り２６を領域毎に示している約１時の位置に見られる。
【0076】
未補正絞り２４の周方向輪郭は、テレセントリック性誤差及び楕円度の両方ができる限り低い好ましい値であると仮定する補正絞り２６の形態を計算するための最適化アルゴリズムの開始点を成す。補正絞り２６のプロフィールは、絞り２４の未補正周方向輪郭から絞り縁部に沿って補正量だけ連続的に外れている。
【0077】
σ＝０．５を有する従来の照明環境は、絞り２４、２６を用いて達成することができる。σ＝０．５は、投影光学ユニット６の最大可能開口半径の半分だけしか照らされないことを意味する。
【0078】
一方を未補正絞り２４を有する投影露光装置１とした補正絞り２６を有する投影露光装置１との性能比較をパラメータグラフに基づいて図１２から図１７に示している。各場合に、未補正絞り２４を用いた時のパラメータ分布を実線で、補正絞り２６を用いた時のパラメータ分布を破線で示している。各場合に、パラメータは、ｘ＝−５０ｍｍとｘ＝５０ｍｍの間の走査積分方式で示している。
【0079】
図１２は、走査積分方式におけるｘ＝−５０ｍｍとｘ＝５０ｍｍの間の視野位置に対する均一性の分布を示している。この場合、均一性は、放射線が入射して来る方向とは関係なく、物体視野点で走査積分方式で見られるエネルギ又は強度の積分を表している。
【0080】
図１３は、σ値を示している。補正絞りを用いると、視野領域にわたって小さい偏差しか持たずに、０．５と０．５０２の間に設定を一定に保つことができることを明瞭に見ることができる。
【0081】
図１４は、ｘ−テレセントリック性をｍｒａｄで示している。ｘ−テレセントリック性は、重心光線の主光線からのｘ方向、すなわち、走査方向に対して垂直な偏差として定められる。補正絞り２６を用いた時のｘ−テレセントリック性の変動範囲は、未補正絞り２６を用いた時のｘ−テレセントリック性の変動範囲と比較して明らかに縮小していることを明瞭に識別することができる。補正絞り２６を用いた時には、ｘ−テレセントリック性は、物体視野にわたって−０．４ｍｒａｄと＋０．４ｍｒａｄの間でしか変化しない。
【0082】
図１５は、ｙ−テレセントリック性を同じくｍｒａｄで示している。ｙ−テレセントリック性は、重心光線の主光線からの走査方向ｙの偏差として定められる。補正絞り２６を用いた時には、ｙ−テレセントリック性を事実上殆ど視野にわたって−０．２ｍｒａｄと０ｍｒａｄの間に保つことができる。
【0083】
図１６は、楕円度Ｅ0°/90°をパーセントで示している。未補正絞り２４を用いた時でさえも良好なこの値では、補正絞り２６を用いることによって有意な差は生じない。
【0084】
図１７は、視野に対する楕円度Ｅ-45°/45°の分布を示している。未補正絞り２４と比較して補正絞り２６の使用が楕円度値の帯域幅の有意な縮小を如何に引き起こすかを明瞭に見ることができる。補正絞り２６を用いた時には、楕円度は９９％と１０２％の間でしか変化しない。
【0085】
交換照明モジュール２２’及び更に別の補正絞りの更に別の実施形態を図１８から図２９を参照して以下に説明する。図１から図１７を参照して上記に既に説明したものに対応する構成要素は、同じ参照番号を有し、再度詳細に解説しないことにする。
【0087】
図１８は、交換照明モジュール２２’を用いた時の中間焦点面１０内のエネルギ又は強度の分布を示している。交換照明モジュール２２’の場合、放射線源３は楕円体の形態の発光器であり、その長主軸は、集光器９と視野ファセットミラー１１との間で光線方向に対して垂直に延びている。
【0088】
交換照明モジュール２２’の使用は、エネルギ又は強度Ｉ／Ｅによる視野ファセットミラー１１の照明を生じ、これを図１９の右手のグラフに定性的に示している。エネルギ又は強度は、高いエネルギ又は強度Ｉmaxと低いエネルギ又は強度Ｉminとの間で波状又は段階方式で低減する。図２による強度Ｉmin、Ｉmaxに関連して上記に提供した説明は、この２つの強度の比においても成り立つ。
【0091】
図２２は、交換照明モジュール２２’と連係する方式で構成された未補正絞り２４及び補正絞り２６を図１０による図に対応する方式で示している。図２３は、内側絞り縁部２３（未補正絞り２４）及び２５（補正絞り２６）の半径の極座標分布を図１１に対応する方式で示している。
【0092】
図２４から図２９は、未補正絞り２４と比較した補正絞り２６の補正効果を図１２から図１７によるものに対応する図で示している。補正絞り２６を用いた時には、ｘ−テレセントリック性は、−０．５ｍｒａｄと０．５ｍｒａｄの間でしか変化しない。ｙ−テレセントリック性は、０．１ｍｒａｄと０．５５ｍｒａｄの間でしか変化しない。楕円度Ｅ0°/90°は、１００％と１０４％の間でしか変化しない。楕円度Ｅ-45°/45°は、９９％と１０３％の間でしか変化しない。
【0093】
交換照明モジュール２２’’及び更に別の補正絞りを用いた投影露光装置の更に別の実施形態を図３０から図４０を参照して以下に例示する。図１から図２９による実施形態を参照して上記に既に説明したものに対応する構成要素は、同じ参照番号を有し、再度詳細に解説しないことにする。
【0094】
交換照明モジュール２２’’の場合には、角度依存放射を有する面発光器として構成された放射線源の使用が為される。
【0095】
図３０から図４０による実施形態における視野ファセットミラー１１の代わりに用いられる視野ファセットミラー３０の個々のファセット２９は、曲面ではなく、細長い矩形である。個々のファセット２９は組み合わされて、矩形のファセット群３１を構成する。
【0096】
図３０から図４０による実施形態の場合、視野ファセットミラー３０の個々のファセット２９及びファセット群３１は、対物面５内で照明される物体視野の形態を持たない。この実施形態では、物体視野の近くのミラー１６ｃの代わりに対物面５内で照明視野を成形するミラー１６ｃ’が用いられる。この視野成形ミラー１６’ｃによって生成される歪曲を補償するために、瞳ファセットミラー１５の代わりに用いられる瞳ファセットミラー３３の瞳の個々のファセット３２は、瞳ファセットミラー１５の場合のように原点３４に対して回転対称に配置されず、補償方式で変形された方式で配置される。瞳ファセットミラー３３の場合、この変形された方式での配列は、瞳の個々のファセット３２の完全に同心ではないファセットリングでの配列により、ファセットリングの間の距離を図３１の原点３４の下よりもこの原点の上で大きくすることによって達成される。
【0097】
瞳の個々のファセット３２の分布に加えて、図３１は、視野ファセットミラーのＥＵＶ放射線８の放射線部分ビームに割り当てられた視野の個々のファセット２９の図３０の右手側のグラフに示しているような異なるエネルギ又は強度を有する照明に起因して異なるエネルギ又は強度を有するこれらの放射線部分ビームによる瞳の個々のファセット３２の照明も示している。図２による視野ファセットミラー１１の照明の場合のものと同様の方式で、図３０による視野ファセットミラー３０の照明の場合にも、中心領域は、縁部領域よりも高いエネルギ又は強度で照らされる。強度又はエネルギ（Ｉ又はＥ）は、中心強度Ｉmaxから縁部側強度又はエネルギＩminに向って連続的に低下する。図２による照明の場合の対応する比に関連して上記に提供した説明は、比Ｉmax／Ｉminにおいても成り立つ。
【0098】
図３２は、次に、中心物体視野点（ｘ＝０）の走査積分照明を略示している。図３３は、一方で未補正絞り２４の内側絞り縁部２３、及び他方で補正絞り２６の内側絞り縁部２５を図１０に対応する方式で示している。図３４は、一方で未補正絞り２４の半径プロフィール２７、及び他方で補正絞り２４の半径プロフィール２８を図１１に対応する方式で極座標の図において示している。補正絞り２６に特徴的なものは、極座標０、すなわち、図３３の３時の位置における更に別の局所的最大値である。この局所的最大値の結果、外側から見て第３のファセットリングに位置するこの局所的最大値の位置の瞳の個々のファセット２９は、未補正絞り２４を用いた時にほぼ半分に低減されるが、補正絞り２６を用いた時には完全に透過される。
【0100】
補正絞り２６を用いた時には、視野にわたって見られるように、設定された目標設定σ＝０．６が僅かの偏差しか伴わずに常時得られる。未補正絞り２４の使用と比較すると、補正絞り２６の使用によって主にｙ−テレセントリック性が大幅に改善され、０からの僅かな偏差しか持たない。楕円度Ｅ0°/90°及びＥ-45°/45°の場合の変動範囲も、未補正絞り２４の使用と比較すると、補正絞り２６の使用によって低減される。
【0101】
図４１から４６は、補正絞り及びその効果の更に別の実施形態を示している。図１から４０に関連して既に上述したものに対応する構成要素は、同じ参照番号を有し、再度詳細に説明しない。図４１による実施形態の場合は、既に上述の照明モジュールの１つ、例えば、照明モジュール２１が用いられる。
【0102】
図４１は、環状照明環境を生成するために補正絞り１７又は２６の代わりに配置することができる未補正環状絞り３７の内側絞り縁部３５及び外側絞り縁部３６を破線で示している。補正済み絞り３７は、内側絞り縁部３５と外側絞り縁部３６の間のリング内でのみＥＵＶ放射線８を透過する。
【0103】
図４１は、図１による投影露光装置１において補正絞り１７、２６の代わりに用いることができる補正絞り４０の内側絞り縁部３８及び外側絞り縁部３９を実線で示している。絞り縁部３８、３９は、リング形の通路開口部１８ａの境界を定める。
【0104】
一方で絞り縁部３５、３８の半径プロフィール２７、２８、及び他方で絞り縁部３６、３９の半径プロフィール２７、２８は、図４１でこれらの縁部を識別する線が領域毎に互いに重なって延びるほどの小さい程度でしか異ならない。未補正絞り３７の半径プロフィール２７と補正絞り４０の半径プロフィール２８との差は、−πとπの間の半径プロフィール２７、２８を示す図４２による極の図においてより明瞭になる。極角０、すなわち、図４１の３時の位置の場合、未補正絞り３７は、内側絞り縁部３５及び外側絞り縁部３６の両方において、補正絞り４０が内側絞り縁部３８及び外側絞り縁部３９において有するものよりも大きい半径を有する。これは、補正絞りが３時の位置の領域内で外側瞳の個々のファセット１４の光をより少なく、内側瞳の個々のファセット１４の光をより多く透過するという効果を有する。
【0106】
図４３は、補正絞り４０が用いられた時に、ｘ−テレセントリック性が０．５ｍｒａｄと−０．５ｍｒａｄの間の僅かな間隔でしか変化しないことを示している。
【0107】
図４４は、補正絞り４０が用いられた時に、ｙ−テレセントリック性が０ｍｒａｄと０．５ｍｒａｄの間でしか変化しないことを示している。
【0108】
図４５は、補正絞り４０を用いる時に、楕円度Ｅ0°/90°が９８．５％と１０３％の間でしか変化しないことを示している。
【0109】
図４６は、補正絞り４０を用いることにより、楕円度Ｅ-45°/45°の変動も、未補正絞り３７を用いた場合よりも狭い範囲、すなわち、９６．５％と１０２．５％の間で変化することを示している。
【0110】
図１による投影露光装置１の光学設計に対する代替として、投影光学ユニット６は、その入射瞳が照明光学ユニット４の光学構成要素の領域内に位置するような方法で構成することができる。それによって瞳ファセットミラー１５の領域内に共役な瞳平面を形成するための転送光学ユニット１６の結像ミラー１６ａ、１６ｂを不要にすることができる。この場合、瞳ファセットミラー１５は、投影光学ユニット６の入射瞳平面内に直接配置され、瞳ファセットミラー１５から出射する光は、ミラー１６ｃと同様の方式で配置された偏向ミラーを通じて対物面５に直接誘導される。
【0111】
補正絞り１７、２６、４０は、瞳ファセットミラー１５、３３が配置された瞳平面に対して共役な瞳平面に配置することができる。この配置は、ＥＵＶ放射線８が補正絞り１７、２６、４０を一度だけ通過するもの、すなわち、前進及び戻り通過でなく通過するようなものとすることができる。
【0112】
補正絞り１７、２６、４０は、瞳ファセットミラー１５、３３の少なくとも一部の瞳の個々のファセット１４、３２が、１つの同じ絞り縁部１９、２５、３８、３９によって部分的に遮光されるように瞳ファセットミラーを遮蔽する。
【0113】
補正絞り１７は、静的絞り縁部１９を有する。代替として、絞り縁部は、少なくとも補正区画２０内でその半径を調節することができる。この調節は、例えば、双方向矢印２０ｂの方向で通路開口部１８内に導入するか又はそこから引っ込めることができる可動の舌状部２０ａ（図５を参照されたい）によって達成することができる。
【0114】
補正絞り２６、４０の絞り縁部２８及び３８、３９は、それらの半径プロフィールを調節することができる。これは、セグメント化した設計、例えば、虹彩絞り方式での補正絞り２６、４０の構成、又は互いに独立して移動することができる縁部区画を有する補正絞り２６、４０の構成によって達成することができる。
【0115】
調節可能な環状補正絞り４０の場合には、２つの絞り縁部のうちの１つのみを調節可能にすることができる。代替として、両方の絞り縁部、すなわち、内側絞り縁部及び外側絞り縁部を調節可能にすることができる。
【0116】
図１から図４６を参照して上記に説明してきた補正絞り１７、２６、４０の方式の補正絞りは、従来設定又は環状設定に限定されない。同じ手法で特別に成形された境界縁部が装備された補正絞りを双極設定、四重極設定、多極設定、又はそうでなければいずれか他の特異な設定を設定するのに用いることができる。そのような設定の例はＵＳ６，４５２，６６１Ｂ１に見出される。双極及び四重極補正絞りは、外側絞り縁部によって境界が定められたそれぞれ２つ及び４つの通路開口部を有する。本発明による補正絞りの場合には、例えば、ＵＳ６，４５２，６６１Ｂ１によるものとは対照的に、絞り縁部のうちの少なくとも１つの形態は、照明のテレセントリック性及び楕円度の補正のために、瞳ファセットミラーの個々のファセットの部分遮光に向けて事前に定められる。
【0117】
図４７は、投影露光装置１の更に別の例示的な実施形態を示している。以下では、この投影露光装置１を図１に示しているものと異なる点に関してのみ説明する。図４７による投影露光装置１は、視野ファセットミラー１１、３０に隣接する均一性補正要素４１を有する。この均一性補正要素は、例えば、ＥＰ１，２９１，７２１Ａ１に説明されている方式で構成することができ、すなわち、複数の回転可能な個々のブレードを有することができる。代替として、均一性補正要素４１は、ＵＳ６，０１３，４０１Ａ１に説明されている方式で構成することができる。均一性補正要素４１は、視野ファセットミラー１１、３０に隣接して、すなわち、投影光学ユニット６の視野平面の領域に配置される。図４７には、均一性補正要素の別の位置４１ａを対物面５に隣接して示している。
【0118】
以下では、均一性補正要素４１の更に別の変形を投影露光装置１において視野ファセットミラー１１、３０の代わりに用いることができる視野ファセットミラー４２の更に別の実施形態に関連する図４８を参照して説明する。視野ファセットミラー４２は、合計で３１２個の視野の個々のファセット４３へと細分化される。視野の個々のファセット４３は、視野ファセットミラー１１、３０の視野の個々のファセットと同じく、視野ファセットミラー４２の担持構造（示していない）内に装着される。視野の個々のファセット４３は矩形であり、視野の個々のファセット４３の短辺は、走査方向ｙに沿って延び、長辺は、それに対して垂直、すなわち、ｘ方向に沿って延びている。
【0119】
図４８は、内側照明半径４４と外側照明半径４５の間の視野ファセットミラー４２の環状照明を例示的に略示している。
【0120】
視野の個々のファセット４３は、４つの列と７２の行に細分化される。視野の個々のファセット４３は、上下に配置されたブロックで配置され、各々は、１３個の視野の個々のファセット４３を有する。上下に配置されたこれらのブロックのうちの６個は、各場合に視野ファセットミラー４２の列を形成する。照明システム２の集光器９のシェルのスポークの第１の影４６を２つの内側の列の間に示している。第１の影４６に対して垂直に配置された第２の影４７と共に、これらにより、視野ファセットミラー４２上で中心に位置決めされた十字形の影構造が生じる。視野ファセットミラー４２の場合の視野の個々のファセット４３の配列は、２つの影４６、４７の領域内には視野ファセットが配置されないようなものとすることができる。
【0121】
２つの影４６、４７は、視野ファセットミラーを４つの４つの象限Ｑ１からＱ４へと細分化する。これらの４つの象限の各々には、絞り群４８が割り当てられる。４つの絞り群４８は、互いに図４８による実施形態の均一性補正要素４１を形成する。各絞り群４８は、各場合に４つの象限Ｑ１からＱ４内の視野の個々のファセット４３の２つの外側ブロックに割り当てられた個々の指形絞り４９の２つの部分群を有する。これらの割り当てられたブロックは、外側照明半径４５によって照明部分と非照明部分とに細分化された視野の個々のファセット４３を有するものである。
【0122】
４つの絞り群４８の個々の指形絞り４９は、これらが、これらに割り当てられた視野の個々のファセット４３の照明部分を領域毎に明確な方式で遮光することができるように、互いに独立してｘ方向に変位することができる。この領域的な遮光は、これらの視野の個々のファセット４３に割り当てられた瞳の個々のファセットが照らされる際の強度に影響を及ぼす。この照明に直接関連するのは均一性、すなわち、像視野を通じての走査中にウェーハ区画において見られる強度又はエネルギの変化である。
【0123】
投影露光装置１の作動中に、補正絞り１７、２６、４０の間で変更を行うことによって異なる補正設定の間で変更を行うことができる。照明環境は、従来技術からそれ自体公知のように、ここでは様々な手法で変更することができる。設定を変更する１つの可能性は、瞳平面内で照明光を目標絞り込み方式でマスク遮蔽することである。特に、補正絞り１７、２６、４０自体がこの目的に用いられる。照明環境の変更は、同様に特定の瞳の個々のファセットがそれ以降照らされないように、視野の個々のファセットを目標絞り込み方式でマスク遮蔽することによって達成することができ、それによって同じく像視野内の照明角度分布が変化する。均一性補正要素４１は、視野ファセットをマスク遮蔽するのに用いることができる。例示的に、個々の指形絞り４９を用いると、対応する視野の個々のファセット４３の望ましい遮光、及び従ってそれに割り当てられた瞳の個々のファセットの遮光を照明環境に対する対応する効果を伴って引き起こすことができる。最後に、ＵＳ６，６５８、０８４Ｂ２に説明されている照明環境の変更の変形が可能である。この場合、設定を変更するために、視野の個々のファセットは、瞳の個々のファセットに可変的に割り当てられる。
【0124】
均一性補正要素４１の適応又は交換は、照明環境の変更及び／又は異なる照明モジュールの間の変更の下流に配置することができる。これは、照明環境の変更又は照明モジュールの変更が、均一性に影響を及ぼす可能性があり、この影響は、均一性補正要素４１を用いて再度補正することができることを考慮したものである。一方で「照明環境の変更」及び／又は「照明モジュールの変更」の段階、更にまた「均一性補正要素の適合及び／又は交換」の段階も、望ましい均一性を有する特定の目標照明環境を得るために反復して実施することができる。
【0125】
異なる照明モジュール２１、２２、２２’、２２’’の間の変更を伴う投影露光装置１における作動方法が更に可能である。この目的のために、投影露光装置１は、最初に、照明モジュールの２１、２２、２２’、２２’’のうちの最初のもので照らされる。この場合、それぞれの照明モジュール２１、２２、２２’、２２’’による照明のテレセントリック性及び楕円度の補正に向けて設けられたそれぞれの補正絞り１７、２６、４０が用いられる。次に、照明モジュールは、第２の照明モジュールと交換される。例示的に、照明モジュール２１は、交換照明モジュール２２と交換することができる。この場合、図１０による補正絞りは、図２２による補正絞り２６と交換される。その後投影露光装置１は、交換照明モジュール２２を用いて作動し続ける。
【0126】
補正絞り１７、２６、４０は、瞳ファセットミラー１５、３３に隣接して、又はそうでなければ瞳ファセットミラー１５、３３に対する照明光学ユニット４の共役瞳平面の領域に配置することができる。各場合に、投影光学ユニット６の入射瞳内の瞳ファセットミラー１５、３３の個々のファセット１４、３２に割り当てられた少なくとも一部の光源像は、補正絞り１７、２６、４０の１つの同じ絞り縁部１９、２５、３８、３９によって部分的に遮光される。
【0127】
補正絞り１７、２６、４０の使用はまた、転送光学ユニット１６、特に、かすめ入射に対するミラー１６ｃ（かすめ入射ミラー）によって引き起こされる歪曲収差を補償することを可能にする。例えば、ＥＰ１，０６７，４３７Ｂ１においてそこの図１８から図２２の説明に関連した歪曲収差を引用する。例えば、図１の補正絞り１７の場所で楕円形補正絞りを用い、更にそれによって達成されるＥＵＶ放射線８のビームが瞳平面内で楕円形であるというＥＵＶ放射線８ビームの事前設定を用いると、これらの楕円形にも関わらず、下流の転送光学ユニット１６の歪曲効果によって回転対称な照明角度分布を対物面５内の視野点において得ることができる。この歪曲補償は又、補正絞り１７の場所における補正絞りの絞り縁部のいずれか他の非回転対称形態によって引き起こすことができる。絞り縁部の正確な形態は、転送光学ユニット１６の下流の歪曲効果に依存して事前に定められる。