特許 5854295 マイクロリソグラフィ用の照明光学系及び光学系

(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】5854295

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】マイクロリソグラフィ用の照明光学系及び光学系

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20160120BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 521

   G02B17/08

【請求項の数】6

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2014-82141(P2014-82141)

(22)【出願日】2014年4月11日

(62)【分割の表示】特願2011-552323(P2011-552323)の分割

【原出願日】2009年3月6日

(65)【公開番号】特開2014-168080(P2014-168080A)

(43)【公開日】2014年9月11日

【審査請求日】2014年5月9日

(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】エントレス マルティン

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２０３７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５４１４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６４６３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４、９／００−９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体視野（１２）を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系（３５）を備え、
光源（２）から進む照明光（３）を誘導するための第１の伝達光学系（４）を備え、
前記第１の伝達光学系（４）の下流に配置されて複数の照明事前設定ファセット（２５）を有する照明事前設定ファセットミラー（７）であって、
前記照明事前設定ファセットミラー（７）の、照明することができる縁部形状（２４）と、
前記照明事前設定ファセット（２５）の傾斜角と、
を用いて前記物体視野（１２）の事前設定照明を生成する照明事前設定ファセットミラー（７）を備え、
前記物体視野（１２）を像視野（１７）に結像するための投影光学系（３６）を備えた、
光学系であって、
投影光学系（３６）の入射瞳（３７）が、照明事前設定ファセットミラー（７）と物体視野（１２）の間、又は該物体視野（１２）の後に配置され、
第１の伝達光学系（４）及び前記照明事前設定ファセットミラー（７）の配列が、前記投影光学系（３６）の前記入射瞳に適応した前記物体視野（１２）の照明がもたらされるような方法で存在する、
ことを特徴とする光学系。

【請求項2】

前記物体視野（１２）からの前記入射瞳（３７）の間隔と、
前記照明事前設定ファセットミラー（７）からの前記物体視野（１２）の間隔と、
の間の０．９よりも小さい比を特徴とする請求項１に記載の光学系。

【請求項3】

物体視野（１２）を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系（１１；３０）を備え、
光源（２）から進む照明光（３）を誘導するための第１の伝達光学系（４）を備え、
前記第１の伝達光学系（４）の下流に配置されて複数の照明事前設定ファセット（２５）を有する照明事前設定ファセットミラー（７）であって、
前記照明事前設定ファセットミラー（７）の、照明することができる縁部形状（２４）と、
前記照明事前設定ファセット（２５）の傾斜角と、
を用いて前記物体視野（１２）の事前設定照明を生成する照明事前設定ファセットミラー（７）を備え、
前記物体視野（１２）を像視野（１７）に結像するための投影光学系（３６）を備えた、
光学系であって、
投影光学系（１０）の設置長さ（Ｂ）と物体−像オフセット（ｄ_OIS）との比が、２０よりも小さい、
ことを特徴とする光学系。

【請求項4】

物体視野（１２）を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系（１１；３０）を備え、
光源（２）から進む照明光（３）を誘導するための第１の伝達光学系（４）を備え、
前記第１の伝達光学系（４）の下流に配置されて複数の照明事前設定ファセット（２５）を有する照明事前設定ファセットミラー（７）であって、
前記照明事前設定ファセットミラー（７）の、照明することができる縁部形状（２４）と、
前記照明事前設定ファセット（２５）の傾斜角と、
を用いて前記物体視野（１２）の事前設定照明を生成する照明事前設定ファセットミラー（７）を備え、
前記物体視野（１２）を像視野（１７）に結像するための投影光学系（３６）を備え、 前記光源（２）と前記物体視野（１２）の間の前記照明光学系（１１；３０；３２；３５）が、中間焦点（５ａ）を有する、
光学系であって、
投影光学系（１０；３３；３６）の設置長さ（Ｂ）と中間焦点−像オフセット（Ｄ）との比が、５よりも小さい、
ことを特徴とする光学系。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学系を備え、
光源（１２）を備えた、
ことを特徴とする投影露光装置。

【請求項6】

微細構造化構成要素を生成する方法であって、
レチクル（８）を準備する段階と、
照明光（３）に感応するコーティングを備えたウェーハ（１９）を準備する段階と、
請求項５に記載の投影露光装置（１）を用いて、前記レチクル（８）の少なくとも一部分を前記ウェーハ（１９）上に投影する段階と、
前記ウェーハ（１９）上の前記照明光（３）によって露光された前記感光層を現像する段階と、
を有することを特徴とする方法。

【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照明光学系に関する。更に、本発明は、マイクロリソグラフィのための光学系、これらの光学系を有する投影露光装置、微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素を生成する方法、及び本方法によって生成された微細構造化構成要素に関する。

【背景技術】

【0002】

冒頭で示した種類の照明光学系はＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１から公知である。この文献では、照明を事前設定するのに使用されるファセットミラーの位置が、それに続く投影光学系の入射瞳平面又はそれと光学的に共役な平面に他の公知の照明光学系において必要とされるようには限定されない鏡面反射器の概念が説明されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１

【特許文献2】ＥＰ １ ９０５ ５９４ Ａ１

【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、照明光の使用に関して特別な効率要件が作られる照明光学系のための鏡面反射器の概念を開発することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によると、この目的は、光源から進む照明光を誘導するための第１の伝達光学系と、第１の伝達光学系の下流にあり、複数の照明事前設定ファセットを有する照明事前設定ファセットミラーであって、照明事前設定ファセットミラーの照明することができる縁部形状と照明事前設定ファセットの個別傾斜角とを用いて物体視野の事前設定照明を生成する照明事前設定ファセットミラーと、物体視野のテレセントリック照明がもたらされるような第１の伝達光学系及び照明事前設定ファセットミラーの配列とを有する物体視野を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系によって達成される。

【0006】

本発明による照明事前設定ファセットミラーを設けることによってもたらされる設計自由度は、物体視野のテレセントリック照明を可能にすることが本発明によって最初に認識された。物体視野のテレセントリック照明を有する場合は、それに続く投影光学系の入射瞳平面が定められないので、視野ファセットミラーと、それに続く投影光学系の入射瞳平面に配置された瞳ファセットミラーとを有する従来の照明光学系では、この種のテレセントリック照明は達成することができない。従って、共役瞳平面に第２のファセットミラーを有する従来の照明光学系は、付加的な結像光学要素を有する必要があり、従って、低い効率しか持たない。

【0007】

物体視野のテレセントリック照明は、照明されて結像される物体上の構造設計から構成される要件を低減する。特に、視野依存の結像補正の必要性が省かれる。

【0008】

鏡面反射器に対する代替であり、かつ基本的に公知の照明光学系であって、視野ファセットミラーと、この種の照明光学系の下流に置かれた投影光学系の瞳平面又はそれと共役な平面に配置された瞳ファセットミラーとを有する照明光学系の構成とは対照的に、本発明による照明光学系における照明事前設定ファセットミラーの照明することができる縁部形状は、物体視野の事前設定照明が依存する実質的な影響変数を表す。視野ファセットミラーと瞳ファセットミラーとを有する従来の照明光学系では、瞳ファセットミラーの縁部形状は、この場合、照明角度分布だけに影響を与え、照明することができる物体視野の形状には影響を与えないので、瞳ファセットミラーの照明することができる縁部形状は、原理的に物体視野の照明の強度分布に関しては決定的ではない。その一方、本発明による照明光学系では、照明事前設定ファセットミラーの照明することができる縁部形状は、物体視野の照明形状に対して直接的な影響を有する。

【0009】

光源の発光に対するコレクターを含むことができる光源配列と物体視野の間には、最大で３つの反射構成要素を配置することができる。この場合、言い換えれば、光源配列と物体視野の間には僅か３つ、又は更には僅か２つの反射構成要素しか必要とされない。それによって照明において、特に、例えば、５ｎｍと３０ｎｍの間の波長のＥＵＶ光が使用される場合に照明光損失が低減する。光源配列と物体視野の間には、厳密に２つの反射構成要素を存在させることができる。

【0010】

照明事前設定ファセットミラーが、物体視野の形状に適応した事前設定縁部形状と、照明事前設定ファセットへの事前設定割り当てとを伴って照明されるように向けられた複数の伝達ファセットを有し、照明事前設定ファセットミラーの上流に配置された伝達ファセットミラーは、ここでもまた、鏡面反射器の原理を使用する場合の設計自由度を増大させる。伝達ファセットミラーを使用すると、照明事前設定ファセットミラーの照明される縁部形状、照明事前設定ファセットミラーの照明角度分布、及びその強度分布を照明事前設定ファセットミラーの照明することができる縁部形状の範囲で厳密に事前設定することができる。

【0011】

伝達ファセットは、複数の伝達ファセット群にグループ分けすることができ、伝達ファセット群のうちの１つは、各場合に物体視野の完全な照明に向けて照明光を誘導する。伝達ファセットのこの種のグループ分けは、物体視野を完全に照明する複数のファセット群の定められた重ね合わせを可能にする。これらのファセット群は、空間的につながった伝達ファセットから構成される必要はない。伝達ファセットによるコレクター分離視野の完全な重ね合わせの場合には、互いに補完し合って完全な物体視野を形成する２つ又はそれよりも多くの補完的な部分群から構成されるファセット群を構成することが有利である。

【0012】

伝達ファセット群は、物体視野の縁部形状に幾何学的に類似する群縁部形状を有することができる。この種の縁部形状類似性は、物体視野の照明品質を改善する。

【0013】

伝達ファセット群を構成する伝達ファセットは、複数の縦列に配置することができ、複数の伝達ファセットは、縦列の各々の内で縦列方向に連続して配置される。この種の縦列配列は、伝達ファセット群に存在する個別伝達ファセットの数を増加させる。それによって特に、照明事前設定ファセットミラーの照明において角度分布及び強度分布の非常に精緻な事前設定が保証される。この場合、縦列方向は、特に、投影露光装置内で照明光学系が設計される物体変位デバイスと平行に延びている。

【0014】

伝達ファセットミラーの隣接縦列は、縦列方向に沿って互いに対してオフセットして配置された伝達ファセットを有することができる。縦列毎に互いに対してオフセットして配置されたこの種の伝達ファセットは、特に、物体視野縁部形状への群縁部形状の精緻な適応を可能にする。この場合、群縁部形状の曲率は、個別伝達ファセットの寸法によって制限されない。

【0015】

伝達ファセットは、縦列方向に対してゼロとは異なる角度で延びる切れ目によって互いから分離することができる。縦列方向に対して、特に、照明光学系によって照明される物体の物体変位方向に対して傾斜して延びるこの種の伝達ファセットは、ファセット分割に起因する物体視野照明の強度歪みを防止する。

【0016】

照明事前設定ファセットミラーは、光源と伝達ファセットミラーとの間で照明光が通過して誘導される貫通開口部を有することができる。この種の貫通開口部は、かすめ入射を伴って作動しない照明光学系のミラー上で非常に小さい入射角を提供することを可能にする。それによって特に、照明光学系が装備された投影露光装置内の照明光として５ｎｍと３０ｎｍの間の波長を有するＥＵＶ光が使用される場合に小さい伝達損失が保証される。

【0017】

一方で照明事前設定ファセットと、他方で任意的に付加的に存在する伝達ファセットとは、特に、アクチュエータによって傾斜させることができる傾斜可能なファセットとして構成することができる。この種の傾斜可能ファセットは、特に、少なくとも２つの傾斜位置の間で切り換えることができるファセットとして設計することができる。ファセット上の照明光の小さい入射角は、特に、異なる照明モードを調節するためのファセットが傾斜可能であるように設計され、変化する入射角に起因して、ある角度に最適化されたコーティングを設けることができない場合に高い効率に対して重要である。

【0018】

本発明による照明光学系と、物体視野を像視野に結像するための投影光学系とを有する光学系の利点は、本発明による照明光学系に関連して上記に解説したものに対応する。

【0019】

本発明による第２の態様により、冒頭で示した目的は、物体視野を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系と、光源から進む照明光を誘導するための第１の伝達光学系と、第１の伝達光学系の下流に配置されて複数の照明事前設定ファセットを有する照明事前設定ファセットミラーであって、照明事前設定ファセットミラーの照明することができる縁部形状と照明事前設定ファセットの傾斜角とを用いて物体視野の事前設定照明を生成する照明事前設定ファセットミラーと、物体視野を像視野に結像するための投影光学系とを有し、照明事前設定ファセットミラーと物体視野の間、又は物体視野の後に投影光学系の入射瞳平面が配置され、投影光学系の入射瞳に適応した物体視野の照明がもたらされるような第１の伝達光学系及び照明事前設定ファセットミラーの配列が存在する光学系によって達成される。

【0020】

投影光学系の入射側の要件への物体視野照明の適応化を実施することは、この実施によって投影光学系の入射瞳平面に光学構成要素を配置すること、又はこの入射瞳平面を中継光学系を用いて別の位置に変位させることが余儀なく必要とされることなく、鏡面反射器の原理を用いて可能であることが認識されている。この場合、物体視野のすぐ前又は後に位置した入射瞳平面を有する投影光学系においてさえも、反射光学構成要素上で照明光の特に小さい入射角を提供することができる照明光を誘導する照明光学系の構成要素の配列が可能である。物体視野の近くに位置したこの種の入射瞳平面は、例えば、瞳掩蔽投影光学系において見出されることになる。その結果、照明光のより小さい反射損失がもたらされる。

【0021】

物体視野からの入射瞳平面の間隔と照明事前設定ファセットミラーからの物体視野の間隔との間の間隔比は、０．９よりも小さく、０．８よりも小さく、０．７よりも小さく、０．６よりも小さいとすることができ、更には０．５よりも小さいとすることができる。この種の間隔比では、第２の態様による光学系の上記に解説した利点は、特に明確に浮かび出る。本発明による光学系では、物体視野からの入射瞳平面の間隔とは独立して、照明事前設定ファセットミラーからの入射瞳平面の間隔を８００ｍｍよりも大きいとすることができる。

【0022】

本発明による第３の態様により、冒頭で示した目的は、物体視野を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系と、光源から進む照明光を誘導するための第１の伝達光学系と、第１の伝達光学系の下流に配置されて複数の照明事前設定ファセットを有する照明事前設定ファセットミラーであって、照明事前設定ファセットミラーの照明することができる縁部形状と照明事前設定ファセットの傾斜角とを用いて物体視野の事前設定照明を生成する照明事前設定ファセットミラーと、物体視野を像視野に結像するための投影光学系とを有し、投影光学系の設置長さ（Ｂ）と物体−像オフセット（ｄ_OIS）との比が２０よりも小さい光学系によって達成される。

【0023】

像側の大きい設置空間要件を通り越して照明光を同様に誘導することができ、この誘導のために照明光を誘導するための付加的な光学構成要素を必要とせず、更には収量を低減する極端な入射角を選択しなくてもよいように、鏡面反射器の原理の自由度は、大きい物体−像オフセットを有する投影光学系と有利に組み合わせることができる。投影光学系の設置長さと物体−像オフセットとの上述の比は、１５よりも小さいとすることができ、更には１０よりも小さいとすることができる。

【0024】

本発明による第４の態様により、冒頭で示した目的は、光源から進む照明光を誘導するための第１の伝達光学系と、第１の伝達光学系の下流に配置されて複数の照明事前設定ファセットを有する照明事前設定ファセットミラーであって、照明事前設定ファセットミラーの照明することができる縁部形状と照明事前設定ファセットの傾斜角とを用いて物体視野の事前設定照明を生成する照明事前設定ファセットミラーと、物体視野を像視野に結像するための投影光学系とを有し、光源と物体視野の間の照明光学系が中間焦点を有し、投影光学系の設置長さ（Ｂ）と中間焦点−像オフセット（Ｄ）との比が５よりも小さい物体視野を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系を有する光学系によって達成される。

【0025】

投影光学系の設置長さと中間焦点−像オフセットとのこの種の比を有する場合には、像側の大きい設置空間要件を通り越して照明光を誘導することができ、この誘導のために照明光を誘導するための付加的な光学構成要素を必要とせず、更には収量を低減する極端な入射角を選択しなくてもよいことを同様に保証することができる。投影光学系の設置長さと中間焦点−像オフセットとの比は、３よりも小さく、２よりも小さく、１．９０よりも小さく、１．８０よりも小さく、１．６０よりも小さいとすることができ、特に１．３１よりも小さいとすることができる。

【0026】

像側の一般的な設置空間要件は、像平面内で像視野の中心から測定して約１ｍ、特に照明光学系の構成要素の方向にも約１ｍであり、更には像平面と垂直に投影光学系から離れるように測定しても約１ｍである。

【0027】

本発明による第５の態様により、冒頭で示した目的は、光源から進む照明光を誘導するための第１の伝達光学系と、物体視野を像視野に結像するための投影光学系とを有し、投影光学系の設置長さ（Ｂ）と照明光ビーム−像オフセット（Ｅ）との比が５よりも小さい物体視野を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明光学系を有する光学系によって達成される。

【0028】

第５の態様による光学系の利点は、第４の態様による光学系に関連して上述したものに対応する。第５の態様による光学系では、照明光学系の中間焦点は必ずしも存在しなくてもよい。物体視野の照明事前設定は、第４の態様による光学系の照明事前設定ファセットミラーによるものとは個別に設計することができる。投影光学系の設置長さと照明光ビーム−像オフセットとの比は、３よりも小さく、２よりも小さく、１．９０よりも小さく、１．８０よりも小さく、１．６０よりも小さいとすることができ、特に１．３０の領域内のものとすることができる。

【0029】

第２、第３、又は第４、又は第５の態様による光学系は、本発明による照明光学系の上述の特徴、特に伝達ファセットミラーに関する特徴と組み合わせることができる。

【0030】

本発明による光学系と光源、特にＥＵＶ光源とを有する投影露光装置、及びレチクルを準備する段階と、照明光に感応するコーティングを有するウェーハを準備する段階と、本発明による投影露光装置を用いてレチクルの少なくとも一部分をウェーハ上に投影する段階と、ウェーハ上で照明光によって露光された感光層を現像する段階とを有する微細構造化構成要素を生成するための生成方法、及び本発明により生成された微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素の利点は、本発明による照明光学系及び本発明による光学系に関連して上述したものに対応する。

【0031】

図面を用いて本発明の構成を以下により詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】照明光学系と投影光学系とを有し、ＥＵＶマイクロリソグラフィのための投影露光装置を非常に概略的に子午断面内に示す図である。

【図2】図１に記載の照明光学系内で中間焦点から発して投影光学系の物体平面に配置されたレチクルまで進む代表的な個別ビームのビーム経路を概略的に同様に子午断面内に示す図である。

【図3】伝達ファセットミラーの伝達ファセットの分散を見ることを可能にする図に照明光学系の伝達ファセットミラーを示す図である。

【図4】投影光学系の物体平面内の物体視野の完全な照明を誘導する各照明光を有するいくつかの伝達ファセット群の領域内の図３からの詳細拡大図である。

【図5】伝達ファセットの下流に配置された照明光学系の照明事前設定ファセットミラー上の照明光の強度分布の等強度線図である。

【図6】更に別の構成のＥＵＶ投影露光装置の図１と類似の図である。

【図7】更に別の構成のＥＵＶ投影露光装置の図１と類似の図である。

【図8】更に別の構成のＥＵＶ投影露光装置の図１と類似の図である。

【図9】物体視野の完全な照明に向けて照明光を誘導する更に別の構成の伝達ファセットミラーの複数の伝達ファセット群を図４と比較して前と同様に拡大された図に示し、伝達ファセット群を各々詳細に示す図である。

【図10】上述の投影露光装置のための構成の投影光学系を通じる結像ビーム経路を例示的に含む子午断面図である。

【図11】上述の構成の投影露光装置のための更に別の構成の投影光学系の図である。

【図12】上述の構成の投影露光装置のための更に別の構成の投影光学系の図である。

【図13】上述の構成の投影露光装置のための更に別の構成の投影光学系の図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

図１において子午断面に非常に概略的に示しているマイクロリソグラフィのための投影露光装置１は、照明光３のための光源２を有する。光源は、５ｎｍと３０ｎｍとの波長範囲の光を生成するＥＵＶ光源である。光源は、ＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）光源又はＤＰＰ（放電生成プラズマ）光源とすることができる。

【0034】

光源２から進む照明光３を誘導するために伝達光学系４が使用される。伝達光学系４は、図１ではその反射効果に関してのみ示しているコレクター５、及び以下により詳細に説明する伝達ファセットミラー６を有する。コレクター５と伝達ファセットミラー６の間には照明光３の中間焦点５ａが配置される。中間焦点５ａの領域内の照明光３の開口数は、ＮＡ＝０．１８２である。伝達ファセットミラー６、従って、伝達光学系４の下流には、同様に下記でより詳細に以下に説明する照明事前設定ファセットミラー７が配置される。照明事前設定ファセットミラー７の下流の照明光３のビーム経路には、下流にある、投影露光装置の投影光学系１０の物体平面９に配置されたレチクル８が配置される。投影光学系１０及び以下に説明する更に別の構成の投影光学系は、各場合に投影レンズシステムである。

【0035】

位置関係の表示を容易にするために、下記では直交ｘｙｚ座標系を使用することにする。ｘ方向は、図１では作図面と垂直に、それに向けて延びている。ｙ方向は、図１では右に延びている。図１ではｚ方向は下向きに延びている。

【0036】

光学構成要素５から７は、投影露光装置１の照明光学系１１の構成要素である。物体平面９内のレチクル８上の物体視野１２は、定められた方式で照明光学系１１によって照明される。物体視野１２は、弓形又は部分円形状を有し、他方と平行な２つの弧形及びｙ方向に長さｙ₀を有して延び、ｘ方向に互いから間隔ｘ₀を有する２つの真っ直ぐな側縁部によって制限される。アスペクト比ｘ₀／ｙ₀は１３対１である。図１の挿入図は、物体視野１２の正確な縮尺のものではない平面図を示している。縁部形状１２ａは弓形である。別の同様に可能な物体視野１２では、その形状は矩形である。

【0037】

図１では、投影光学系１０を部分的かつ非常に概略的にしか示していない。投影光学系１０の物体視野側の開口数１３及び像視野側の開口数１４を示している。例えば、ＥＵＶ照明光３に対して反射性を有するミラーとして構成することができる、投影光学系１０の示している光学構成要素１５、１６の間には、これらの光学構成要素１５、１６の間で照明光３を誘導するための投影光学系１０の更に別の光学構成要素が位置する。

【0038】

投影光学系１０は、物体視野１２をそれ程詳細には示していないホルダによってレチクル８と同様に保持されるウェーハ１９上の像平面１８内の像視野１７に結像する。ウェーハホルダの設置空間要件を図１の２０に矩形の取り囲みで示している。設置空間要件２０は、ｘ、ｙ、及びｚの方向に、設置空間内に収容される構成要素に依存する広がりを有する矩形である。設置空間要件２０は、例えば、像視野１７の中心から発して、ｘ方向及びｙ方向に１ｍの広がりを有する。ｚ方向では、設置空間要件２０は、像平面１８から発して同様に例えば１ｍの広がりを有する。照明光学系１１及び投影光学系１０内の照明光３は、各場合に設置空間要件２０を通り越して誘導されるように誘導すべきである。

【0039】

伝達ファセットミラー６は、複数の伝達ファセット２１を有する。図２に記載の子午断面内には、これらの伝達ファセット２１のうちから合計で９つの伝達ファセット２１を有するラインを略示しており、図２ではこれらの９つの伝達ファセット２１を左から右に２１₁から２１₉で示している。実際には伝達ファセットミラーは、実質的により多くの複数の伝達ファセット２１を有し、これは図３及び図４から明らかになる。伝達ファセット２１は、複数の伝達ファセット群２２にグループ分けされる。より明確に認識することができるように、これらの伝達ファセット群２２のうちの１つを図４の縁部に強調している。

【0040】

伝達ファセット群２２のｘ／ｙアスペクト比は、少なくとも物体視野１２のｘ／ｙアスペクト比と同じ程度の大きさである。図示の構成では、伝達ファセット群２２のｘ／ｙアスペクト比は、物体視野１２のｘ／ｙアスペクト比よりも大きい。伝達ファセット群２２は、物体視野１２の縁部形状に類似する部分円湾曲群縁部形状を有する。

【0041】

伝達ファセット群２２の各々は、各々が、ｙ方向に互いに隣合わせて配置された伝達ファセット２１の７つのラインを有し、互いに対してｘ方向にオフセットして配置された１６個の縦列によって配置される。伝達ファセット２１の各々は矩形である。特に図４では、伝達ファセット２１のｘ／ｙアスペクト比を一方でｘ方向に、他方でｙ方向に同じ縮尺では示していない。実際には伝達ファセット２１に対して１／１のｘ／ｙアスペクト比を選択することができる。

【0042】

伝達ファセット群２２の各々は、物体視野１２のそれぞれの完全な照明に向けて照明光３の一部をもたらす。

【0043】

図３から推定することができるように、各場合に数１０個のファセット群２２を有する合計で６つの群縦列が存在する。ファセット群２２のこの縦列毎の配列は、図３に環状距離視野によって略示している照明光ビーム２３が結果として事実上完全に記録されるようなものである。

【0044】

図４から推定することができるように、これらの伝達ファセット２１は、伝達ファセット２１の選択された隣接縦列において互いに対してｙ方向にオフセットして配置される。これを図４に２つの縦列Ｓ１及びＳ２を用いて例示している。これらの２つの縦列Ｓ１、Ｓ２において互いに隣接して存在する、伝達ファセット群２２の伝達ファセット２１は、各場合に互いに対してｙ方向に伝達ファセット２１のｙ広がりの約半分だけオフセットして配置される。他の隣接縦列（例えば、図４のＳ３及びＳ４を参照されたい）の場合には、これらの縦列において互いに隣接して存在する、伝達ファセット群２２の伝達ファセット２１は、各場合に互いに対してｙ方向に伝達ファセット２１のほぼ完全なｙ広がりだけオフセットして配置される。このオフセットに起因して、個別伝達ファセット２１のｙ広がりの寸法に関して取り扱い可能なサイズにも関わらず、伝達ファセット群２２の大きい事前設定曲率半径を提供することができる。

【0045】

伝達ファセット２１は、照明事前設定ファセットミラー７が、事前設定縁部形状２４（図５を参照されたい）と、照明事前設定ファセットミラー７の照明事前設定ファセット２５に対する伝達ファセット２１の事前設定割り当てとを伴って照明されるように向けられる。

【0046】

照明事前設定ファセット２５に対する伝達ファセット２１の事前設定割り当ての例を図２に示している。各場合に伝達ファセット２１₁から２１₉に割り当てられる照明事前設定ファセット２５をこの割り当てに従って示している。像視野２５は、この割り当てに起因して２５₆、２５₈、２５₃、２５₄、２５₁、２５₇、２５₅、２５₂、及び２５₉の順に左から右に照明される。

【0047】

ファセット２１、２５のインデックス６、８、及び３は、図２では左から右に番号が振られた３つの物体視野点２６、２７、２８を第１の照明方向から照明する３つの照明チャンネルＶＩ、ＶＩＩＩ、及びＩＩＩを含む。ファセット２１、２５のインデックス４、１、及び７は、３つの物体視野点２６から２８を第２の照明方向から照明する３つの更に別の照明チャンネルＩＶ、Ｉ、ＶＩＩに属する。ファセット２１、２５のインデックス５、２、及び９は、３つの物体視野点２６から２８を第３の照明方向から照明する３つの更に別の照明チャンネルＶ、ＩＩ、ＩＸに属する。

【0048】

以下に割り当てられた照明方向は各場合に等しい。
−照明チャンネルＶＩ、ＶＩＩＩ、ＩＩＩ
−照明チャンネルＩＶ、Ｉ、ＶＩＩ
−照明チャンネルＶ、ＩＩ、ＩＸ
従って、照明事前設定ファセット２５への伝達ファセット２１の割り当ては、物体視野のテレセントリックな照明がもたらされるようなものである。

【0049】

伝達ファセットミラー６及び照明事前設定ファセットミラー７を用いた物体視野１２の照明は、鏡面反射器方式で発生する。鏡面反射器の原理は、ＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１から公知である。

【0050】

投影光学系１０は、９３０ｍｍの物体−像オフセットｄ_OISを有する。物体−像オフセットｄ_OISは、像視野７の中心点上の法線が物体平面９を通る貫通点からの物体視野１２の中心点の間隔として定められる。投影光学系１０を有する投影露光装置１は、１２８０ｍｍの中間焦点−像オフセットＤを有する。中間焦点−像オフセットＤは、中間焦点５ａからの法線の像平面１８上での貫通点から像視野１７の中心点の間隔として定められる。投影光学系１０を有する投影露光装置１は、１２５０ｍｍの照明光ビーム−像オフセットＥを有する。照明光ビーム−像オフセットＥは、照明光ビーム３が像平面１８を通る貫通領域からの像視野１７の中心点の間隔として定められる。

【0051】

一方で大きい物体−像オフセットｄ_OISに起因して、更には大きい中間焦点−像オフセットＤ又は大きい照明光ビーム−像オフセットＥに起因して、光源２と伝達ファセットミラー６との間でｚ方向に対して事実上平行に設置空間２０を通り越して進む照明光３の誘導が可能である。この照明光誘導は、ファセットミラー６及び７における照明光３の小さい入射角を保証する。伝達ファセットミラー６における平均入射角は３．５°である。照明事前設定ファセットミラー７における平均入射角は６．５°である。

【0052】

入射角は、照明光３の主ビームのそれぞれの反射付近の間の角度の半分として定められる。この場合、主ビームは、ファセットミラー６、７の使用反射面の中心を互いに繋ぐ照明光３のビームである。小さい入射角に起因して、ファセットミラー６、７の相応に高い反射効率がもたらされる。

【0053】

照明事前設定ファセットミラー７の照明の縁部形状２４とは別に、図５は、縁部形状２４の範囲の照明事前設定ファセットミラー７の照明の強度分布も例示している。図５にはこの強度分布を等強度線図で示している。縁部形状２４を反映する最外側等強度線は、ランダム単位で「１００」の照明強度に対応する。内側に向うそれぞれの隣接等強度線は、各場合に同じ単位で値１００だけ増大する強度が存在する、同じ強度負荷を有する位置を示している。ほぼアメリカンフットボールの形状を有する最内側照明形状２９は、値７００を有する照明強度に対応する。全体としての縁部形状２４は、ＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１における鏡面反射器の照明に関連して既に原理的に説明されているように、上部に豆形又は腎臓形の開放部の形状を有する。

【0054】

縁部形状２４は、物体視野１２にわたる望ましい照明角度分布に依存し、更に物体視野１２にわたる望ましい強度分布に依存する。縁部形状２４は、照明事前設定ファセットミラー７の照明事前設定ファセット２５にわたって可変的になり、言い換えれば、それぞれの事前設定値に依存する。

【0055】

一方で伝達ファセット２１と、他方で照明事前設定ファセット２５とは、アクチュエータを用いて傾斜可能にすることができ、従って、物体視野１２にわたる照明光３の照明角度分布と強度分布の両方を事前設定することができる。

【0056】

上述の縁部形状２４を伴って照明事前設定ファセットミラー７によって照明される物体視野１２の部分円形状も、同様に対応して上方に開く。従って、物体視野１２の事前設定照明は、一方でファセットミラー６、７を有する鏡面反射器配列を用いて、照明事前設定ファセットミラー７の照明することができる縁部形状２４により、他方で照明事前設定ファセット２５の個別傾斜角を用いてもたらされる。

【0057】

図６は、物体視野１２を照明する上で照明光学系１１の代わりに使用することができる照明光学系３０を有する更に別の構成の投影露光装置１を示している。図１から図５を参照して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、これらに対しては再度詳細には解説しない。

【0058】

照明光学系３０では、照明事前設定ファセットミラー７には中心貫通開口部３１が設けられる。照明光３は、光源２と伝達ファセットミラー６との間で貫通開口部３１を通じて誘導される。図６には詳細に示していない伝達ファセットミラー６の伝達ファセット２１は、伝達ファセット２１の後の照明光３が、照明事前設定ファセットミラー７の貫通開口部３１の周囲に配置された照明事前設定ファセット２５上に入射するように向けられる。この場合、照明事前設定ファセットミラー７の照明及び照明ファセット２５の傾斜角は、物体視野１２が、図２に関連して上述したようにテレセントリックに照明されるようなものである。

【0059】

貫通開口部３１を有する照明事前設定ファセットミラー７のこの構成を掩蔽構成とも呼ぶ。

【0060】

照明事前設定ファセットミラー７の掩蔽設計に起因して、照明光学系３０は、照明光学系１１と比較してファセットミラー６、７上に更に小さい平均入射角を有して達成することができる。伝達ファセットミラー６の平均入射角は０°である。照明光学系３０の照明事前設定ファセットミラー７上の平均入射角は６．５°である。

【0061】

中間焦点５ａの領域内の照明光３の開口数は、ＮＡ＝０．１９３である。

【0062】

照明光学系３０及び投影光学系１０を有する投影露光装置１は、１０７０ｍｍの中間焦点−像オフセットを有する。照明光学系３０及び投影光学系１０を有する投影露光装置１は、１０３０ｍｍの照明光ビーム−像オフセットを有する。

【0063】

下記では図７を用いて、物体視野１２を照明する上で照明光学系１１又は３０の代わりに使用することができる照明光学系３２を有する更に別の構成の投影露光装置１を以下に説明する。図１から図６を参照して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、これらに対しては再度詳細には解説しないことにする。

【0064】

図１に記載の構成の投影光学系１０の代わりに、図７に記載の投影露光装置１は投影光学系３３を有する。

【0065】

照明光学系３２は、伝達ファセットミラー６及び照明事前設定ファセットミラー７の他に、かすめ入射に向けて照明事前設定ファセットミラー７と物体視野１２との間で照明光３を偏向するのに使用されるミラー３４を更に有する。

【0066】

投影光学系３３は、投影光学系１０と比較すると、９０ｍｍと非常に小さい物体−結像収差コンパクトディスク読取専用メモリゲート電極オフセットｄ_OISを有する。

【0067】

図７に記載の構成における照明光学系３２を使用すると、物体視野１２も、テレセントリックに照明される。このテレセントリック照明は、ファセットミラー６、７の対応する向き及び照明によって得られる。

【0068】

中間焦点５ａの領域内の照明光３の開口数は、ＮＡ＝０．１６７である。

【0069】

照明光学系３２及び投影光学系３３を有する投影露光装置１は、９３０ｍｍの中間焦点−像オフセットＤを有する。照明光学系３２及び投影光学系３３を有する投影露光装置１は、１０７０ｍｍの照明光ビーム−像オフセットＥを有する。

【0070】

図８を用いて、物体視野１２を照明する上で図７に記載の照明光学系３２の代わりに使用することができる照明光学系３５と、図７に記載の投影光学系３３の代わりに使用することができる投影光学系３６とを有する更に別の構成の投影露光装置１を以下に説明する。図１から図７を参照して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、これらに対しては再度詳細には解説しないことにする。

【0071】

投影光学系３６は、物体視野１２の前の照明光３のビーム経路に位置した入射瞳３７を有する。

【0072】

２つのファセットミラー６、７のファセット２１、２５は、照明光学系３５内で互いに対して、光学投影システム３６の入射瞳３７のこの位置に適応した物体視野１２の照明がもたらされるように配置される。この入射瞳３７では、照明光ビーム３の断面成形及び発散は、投影光学系３６における入射側で誘導することができる結像光ビームに対応する。

【0073】

入射瞳３７は、図８に記載の照明光学系３５の照明事前設定ファセットミラー７とかすめ入射のためのミラー３４の間に位置する。図８に記載の構成における物体視野１２からの入射瞳３７の間隔と、物体視野１２からの照明事前設定ファセットミラー７の間隔との比は約０．３８であり、言い換えれば、０．５０よりも小さい。照明光学系３５の構成に基づいて、この比は、基本的に１よりも小さく、例えば、０．９よりも小さく、０．８よりも小さく、０．７よりも小さく、又は０．６よりも小さい。図８に記載の構成における入射瞳３７と照明事前設定ファセットミラー７の間の間隔は５００ｍｍよりも大きく、特に８００ｍｍよりも大きいとすることができる。

【0074】

例えば、投影光学系３６が中心瞳掩蔽を用いて設計された場合には、物体視野１２の近くに配置されたこの種の入射瞳３７が存在する。この種の投影光学系の例は、ＥＰ １ ９０５ ５９４ Ａ１に引用されている従来技術に見出される。従って、ファセットミラー６、７によって形成される鏡面反射器を有する照明光学系３５の構成に起因して、照明事前設定ファセットミラー７は、入射瞳３７よりも物体視野１２から遠くに移動して配置することができる。それによってファセットミラー６、７上に小さい入射角がもたらされる。伝達ファセットミラー６上には、４．７°の平均入射角が存在する。照明事前設定ファセットミラー７上には、７．５°の平均入射角が存在する。かすめ入射のためのミラー３４は、ファセットミラー６、７上のこれらの小さい平均入射角にも関わらず、コレクター５から中間焦点５ａを通じて伝達ファセットミラー６に向う照明光３の垂直から大きく逸脱する主入射方向を可能にする。それによって投影光学系３６が有意な物体−像オフセットを有する必要なく、照明光３が設置空間２０を通り越して誘導されることが保証される。

【0075】

中間焦点５ａの領域内の照明光３の開口数は、ＮＡ＝０．１８４である。

【0076】

照明光学系３５及び投影光学系３６を有する投影露光装置１は、８８０ｍｍの中間焦点−像オフセットＤを有する。照明光学系３５及び投影光学系３６を有する投影露光装置１は、９１０ｍｍの照明光ビーム−像オフセットＥを有する。

【0077】

図９は、図４に記載の配列とは別の伝達ファセット３８の配列及びこれらの伝達ファセット３８の伝達ファセット群３９への別のグループ分けを示している。図９では、伝達ファセット群３９をｘ方向に部分的にしか示しておらず、伝達ファセット群３９は、図４に記載の伝達ファセット群２２のものに対応するｘ／ｙアスペクト比を有する。伝達ファセット群２２とは対照的に、伝達ファセット群３９は、設計において矩形である。これらの伝達ファセット群３９の各々を用いて、物体視野１２に対する変形としての設計において矩形の物体視野を照明することができる。矩形の伝達ファセット群３９を用いて弓形物体視野１２を照明することができ、この場合、例えば、対応する視野形状に対するかすめ入射が保証される。

【0078】

伝達ファセット３８による伝達ファセットミラー６の覆いは、家壁を木製のこけら板で覆うのに似ている。伝達ファセット群３９の各々は、互いに隣合わせて位置する伝達ファセット３８の上下に配置された７つのラインを有する。これらのラインの間の切れ目４０は、水平に、言い換えれば、ｘ方向に連続して延びている。ラインのうちの１つの内で隣接する伝達ファセット３８の間の切れ目４１は、ｙ方向に対して、言い換えれば、伝達ファセット３８の配列の縦列方向に対して角度Ｔで延びている。図示の構成では、角度Ｔは約１２°である。他の切れ目角度Ｔ、例えば、５°、８°、１９°、１５°、及び２０°の切れ目角度が可能である。

【0079】

個別伝達ファセット３８は、伝達ファセット群３９のｘ／ｙアスペクト比に対応するｘ／ｙアスペクト比を有する。図９に記載の図ではそのように見えないのは、伝達ファセット３８をｘ方向に非常に圧縮して示していることによる。

【0080】

図１に記載の構成による投影光学系１０の設置長さＢ、言い換えれば、物体平面９と像平面１８の間の間隔と、物体−像オフセットｄ_OISとの比Ｂ／ｄ_OISは約１．８である。設置空間２０を通り越して照明光３を誘導する上で、設置空間２０のサイズに基づいて、２０よりも小さい他の比、例えば、１５、１２、１０、８、６、４、又は３という比Ｂ／ｄ_OISを使用することができる。同様により小さい比比Ｂ／ｄ_OISも可能である。

【0081】

図１、図６、及び図７に関連して説明した投影光学系の設置長さＢ、言い換えれば、物体平面９と像平面１８の間の間隔は１８００ｍｍである。

【0082】

図１０は、投影露光装置１において上記に概略的に説明した投影光学系の代わりに使用することができる投影光学系４２のための光学設計の第１の構成を示している。２つの互いに分離した視野点から進む照明光３の個別結像ビーム４３の進路が示されている。結像ビーム４３のうちの１つとして、中心視野点の主ビーム、言い換えれば、物体視野１２又は像視野１７のコーナを繋ぐ対角線の交点上に厳密に位置する視野点の主ビームを同様に示している。

【0083】

投影光学系４２では、像平面１８は、物体平面９の後の投影光学系４２の最初の視野平面である。言い換えれば、投影光学系４２は、いかなる中間像平面も持たない。

【0084】

投影光学系４２は、像側に０．２５という開口数を有する。投影光学系４２の設置長さＢ、言い換えれば、物体平面９と像平面１８の間の間隔は１５８５ｍｍである。

【0085】

物体平面９が像平面１８と平行に配置されない原理的に可能であるが図示していない投影光学系の構成の場合には、全長Ｂは、像平面からの中心物体視野点の間隔として定められる。奇数のミラー数、例えば、７つ又は９つのミラーを有し、同様に可能であるが図示していない投影光学系では、設置長さは、ミラーのうちの１つと視野平面のうちの１つの間の最大間隔として定められる。

【0086】

投影光学系４２の物体−像オフセットｄ_OISは、１１１４．５ｍｍである。この場合、物体−像オフセットｄ_OISは、像平面１８上への中心物体視野点の垂直投影Ｐと中心像点の間の間隔として定められる。

【0087】

従って、図１０に記載の投影光学系における設置長さＢと物体−像オフセットｄ_OISの間の比は、約１．４２である。

【0088】

像平面１８における投影光学系４２の視野サイズは、ｙ方向に２ｍｍ、ｘ方向に２６ｍｍであり、物体平面９では、ｙ方向に８ｍｍ、ｘ方向に１０８ｍｍである。

【0089】

物体視野１２及び像視野１７は矩形である。基本的に視野は、対応するｘｙアスペクト比を有する部分リング形とすることができる、言い換えれば、湾曲視野として存在させることができる。

【0090】

視野のｙ寸法をスリット高さとも呼び、ｘ寸法をスリット幅とも呼ぶ。

【0091】

物体視野１２上、言い換えれば、反射マスク又はレチクル上の結像ビーム４３の入射角βは６°である。他の入射角βも可能である。

【0092】

投影光学系４２は、物体視野１２から始めて照明光３による入射の順に番号が振られた合計で６つのミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６を有する。ミラーＭ３及びＭ６は凹である。ミラーＭ４は凸である。図１０にはミラーＭ１からＭ６の反射面のみを示しており、全てのミラー本体又は関係するホルダを示していない。

【0093】

ミラーＭ１からＭ６は、各場合にある入射角スペクトルを伴って照明光３による入射を受ける。この入射角スペクトルは、それぞれのミラーＭ１からＭ６上の最小入射角α_minと最大入射角α_maxの間の差である。図１０には、これを投影光学系４２の絶対最大入射角を有する最後から２番目のミラーＭ５の例を用いて示している。

【0094】

以下の表は、ミラーＭ１からＭ６における入射角スペクトルα_max−α_minを反映している。

【0095】

（表）

【0096】

図１０に示している子午断面内では、最小入射角α_minは、ミラーＭ５上でその右手縁部において発生し、約１４°である。図１０では、最大入射角α_maxは、ミラーＭ５の左手縁部で発生し、約２４°である。従って、ミラーＭ５は、１０°の入射角スペクトルを有する。同時にこの入射角スペクトルは、ミラーＭ１からＭ６のうちの１つにおける最大入射角度差である。従って、投影光学系４２のミラーＭ１からＭ６上の入射角は、小さい角度という近似（０°≦α≦７°）が非常に良好に満たされる事実上限定的な範囲で変動する。従って、ミラーＭ１からＭ６は、各場合にこれらのミラーの反射面にわたって均一な厚みの反射コーティングで被覆される。

【0097】

反射コーティングは、特に、ＥＵＶ反射コーティングは、公知である多層コーティング、言い換えれば、交替するモリブデン層とシリコン層との積層体である。僅か１０°という小さい最大入射角スペクトルに起因して、投影光学系４２の全てのミラーＭ１からＭ６上の反射が、これらのミラーのミラー面にわたってほぼ一定であることが保証される。従って、投影光学系４２では、それぞれのミラー面上での望ましくない反射進路又は不適切に大きいアポディゼーションは発生しない。アポディゼーションは、瞳にわたる照明光３の強度分布の変化として定められる。投影光学系７の瞳平面内の照明光３の最大強度をＩ_maxで表し、この瞳平面にわたる照明光３の最小強度をＩ_minとすると、例えば、次式の値は、アポディゼーションの尺度である。
Ａ＝（Ｉ_max−Ｉ_min）／Ｉ_max

【0098】

ミラーＭ１からＭ６のうちの少なくとも１つは、双円錐形基本形状を有する反射自由曲面として構成され、以下の曲面式によって表すことができる反射面を有する。

【0099】

この場合、ｘ及びｙは、反射面を通る法線の貫通点として定められる座標原点から始まる、反射面上の座標を表す。この貫通点は、理論的に使用反射面の外側に位置する可能性もある。

【0100】

ｚは、反射自由曲面の矢高を表す。係数ｃｖｘ及びｃｖｙは、ｘｚ断面及びｙｚ断面内の反射自由曲面の曲率を表す。係数ｃｃｘ及びｃｃｙは円錐パラメータである。

【0101】

この自由曲面式は、先頭の双円錐項及びそれに続く係数ａ_jiを有するｘｙ多項式を有する。

【0102】

投影光学系４２内のミラーＭ１からＭ６の光学面の配列及び形状を以下の表によって指定する。

【0103】

表１は、最初の縦列には、選択面を番号で定めている。第２の縦列には、それぞれの面のそれぞれの次の面からのｚ方向の間隔を提供している。表１の第３の縦列は、全体座標系に対するそれぞれの面の局所座標系のｙ偏心を提供している。

【0104】

表１の最後の縦列は、投影光学系４２の構成要素への定められた面の割り当てを可能にする。

【0105】

（表１）

【0106】

表２は、ミラーのそれぞれの反射自由曲面、Ｍ６（面２）、Ｍ５（面３）、Ｍ４（面４）、Ｍ３（面５）、Ｍ２（面６）、及びＭ１（面７）に関するデータを表す。提供していない係数は、ゼロに等しい。更に、ＲＤＸ＝１／ｃｖｘ、ＲＤＹ＝１／ｃｖｙが適用される。

【0107】

（表２）

【0108】

（表２続き）

【0109】

図１１は、投影露光装置１において投影光学系４２の代わりに使用することができる更に別の構成の投影光学系４４を示している。投影光学系４２を参照して上述したものに対応する投影光学系４４の構成要素は、同じ参照番号を有し、これらに対しては再度詳細には解説しない。

【0110】

投影光学系４４は、像側に０．２５という開口数を有する。光学投影システム４４の設置長さＢは、１０００ｍｍである。投影光学系４４における物体−像オフセットｄ_OISは、６５６．５ｍｍである。従って、比Ｂ／ｄ_OISは、約１．５２である。

【0111】

投影光学系４４においても、最大入射角スペクトルはミラーＭ５に存在し、Ｍ５において１２°である。図１１ではミラーＭ５における最小入射角は右手縁部に存在し、約６°である。図１１ではミラーＭ５上の最大入射角は左手縁部に存在し、約１８°である。投影光学系４４においても、像平面１８は、物体平面９の後の最初の視野平面である。

【0112】

投影光学系４４においても、ミラーＭ１からＭ６のうちの少なくとも１つが双円錐反射自由曲面として構成される。投影光学系４４内のミラーＭ１からＭ６の光学面の配列及び形状を以下の表によって指定する。

【0113】

表３は、最初の縦列に、選択面を番号で定めている。第２の縦列には、それぞれの面のそれぞれの次の面からのｚ方向の間隔を提供している。表３の第３の縦列は、全体座標系に対するそれぞれの面の局所座標系のｙ偏心を提供している。

【0114】

表３の最後の縦列は、投影光学系４４の構成要素への定められた面の割り当てを可能にする。

【0115】

（表３）

【0116】

表４は、ミラーのそれぞれの反射自由曲面、Ｍ６（面２）、Ｍ５（面３）、Ｍ４（面４）、Ｍ３（面５）、Ｍ２（面６）、及びＭ１（面７）に関するデータを表す。提供していない係数は、ゼロに等しい。

【0117】

更に、ＲＤＸ＝１／ｃｖｘ、ＲＤＹ＝１／ｃｖｙが適用される。

【0118】

（表４）

【0119】

（表４続き）

【0120】

（表４続き）

【0121】

（表４続き）

【0122】

図１２は、投影露光装置１において投影光学系４２の代わりに使用することができる更に別の構成の投影光学系４５を示している。投影光学系４２を参照して上述したものに対応する投影光学系４５の構成要素は同じ参照番号を有し、これらに対しては再度詳細には解説しないことにする。

【0123】

投影光学系４５は、像側に０．３２という開口数を有する。光学投影システム４５の設置長さＢは、１０００ｍｍである。投影光学系４５における物体−像オフセットｄ_OISは、９７８ｍｍである。従って、比Ｂ／ｄ_OISは、約１．０２である。

【0124】

投影光学系４５においても、最大入射角スペクトルはミラーＭ５に存在し、Ｍ５において１３°である。図１２ではミラーＭ５における最小入射角は右手縁部に存在し、約９°である。図１２ではミラーＭ５上の最大入射角は左手縁部に存在し、約２２°である。投影光学系４５においても、像平面１８は、物体平面９の後の最初の視野平面である。

【0125】

投影光学系４４においても、ミラーＭ１からＭ６のうちの少なくとも１つが双円錐反射自由曲面として構成される。

【0126】

投影光学系４５内のミラーＭ１からＭ６の光学面の配列及び形状を以下の表によって指定する。

【0127】

表５は、最初の縦列に、選択面を番号で定めている。第２の縦列には、それぞれの面のそれぞれの次の面からのｚ方向の間隔を提供している。表１の第３の縦列は、全体座標系に対するそれぞれの面の局所座標系のｙ偏心を提供している。

【0128】

表５の最後の縦列は、投影光学系４５の構成要素への定められた面の割り当てを可能にする。

【0129】

（表５）

【0130】

表６は、ミラーのそれぞれの反射自由曲面、Ｍ６（面２）、Ｍ５（面３）、Ｍ４（面４）、Ｍ３（面５）、Ｍ２（面６）、及びＭ１（面７）に関するデータを表す。提供していない係数は、ゼロに等しい。更に、ＲＤＸ＝１／ｃｖｘ、ＲＤＹ＝１／ｃｖｙが適用される。

【0131】

（表６）

【0132】

（表６続き）

【0133】

（表６続き）

【0134】

（表６続き）

【0135】

図１３は、投影露光装置１において投影光学系４２の代わりに使用することができる更に別の構成の投影光学系４６を示している。投影光学系４２を参照して上述したものに対応する投影光学系４６の構成要素は同じ参照番号を有し、これらに対しては再度詳細には解説しないことにする。

【0136】

投影光学系４６は、像側に０．３５という開口数を有する。光学投影システム４６の設置長さＢは、１５００ｍｍである。投影光学系４６では、物体−像オフセットｄ_OISは、５８０ｍｍである。従って、比Ｂ／ｄ_OISは、約２．５９である。

【0137】

投影光学系４６では、０．１５°の最小入射角及び２３．７２°の最大入射角がミラーＭ５上に存在する。従って、ミラーＭ５上の入射角スペクトルは２３．５８°であり、投影光学系４６のミラーのうちの１つの上の最大入射角スペクトルである。

【0138】

投影光学系４６は、ミラーＭ４とＭ５の間に中間像平面４７を有する。この中間像平面４７は、結像ビーム４３がミラーＭ６を通り越して誘導される位置の近くに存在する。

【0139】

投影光学系４６のミラーＭ１からＭ６の反射自由曲面は、次式によって数学的に表すことができる。

ここで、次式が成り立つ。

【0140】

Ｚは、点ｘ，ｙ（ｘ²＋ｙ²＝ｒ）における自由曲面の矢高である。

【0141】

ｃは、対応する非球面の頂点曲率に対応する定数である。ｋは、対応する非球面の円錐定数に対応する。Ｃ_jは、単項式Ｘ^mＹⁿの係数である。一般的にｃ、ｋ、及びＣ_jの値は、投影光学系４６内のミラーの望ましい光学特性に基づいて判断される。単項式の次数ｍ＋ｎは、自在に変更することができる。より高次の単項式は、より良好な像誤差補正を有する投影光学系の設計を誘導することができるが、計算することがより複雑である。ｍ＋ｎは、３と２０超の間の値を使用することができる。

【0142】

自由曲面は、例えば、光学設計プログラム「ＣＯＤＥ Ｖ（登録商標）」のマニュアルに説明されているゼルニケ多項式によって数学的に表すことができる。代替的に、自由曲面は、２次元スプライン面を用いて表すことができる。２次元スプライン面の例は、ベジェ曲面又は不均一有理基底スプライン（ＮＵＲＢＳ）である。２次元スプライン面は、例えば、ｘｙ平面内の点網とそれに関連付けられたｚ値とにより、又はこれらの点とこれらの点に付随する勾配とによって表すことができる。スプライン面のそれぞれの種類に基づいて、例えば、連続性及び微分可能性に関して固有の性質を有する多項式又は関数を用いた網点の間の内挿によって完全な面が得られる。この例は、解析関数である。

【0143】

投影光学系４６のミラーＭ１からＭ６の反射面の光学設計データは、以下の表から推定することができる。これらの表のうちの最初のものは、光学構成要素の光学面及び開口絞りに関して、それぞれの頂点曲率の逆数値（半径）、及び物体平面から始まるビーム経路内で隣接する要素のｚ間隔に対応する間隔値（厚み）を提供している。第２の表は、ミラーＭ１からＭ６に対して上記に提供した自由曲面式における単項式Ｘ^mＹⁿの係数Ｃ_jを提供している。この場合、Ｎｒａｄｉｕｓは、正規化係数である。第２の表により、ミラー基準設計から始めてそれぞれのミラーが偏心されて（Ｙ偏心）回転された（Ｘ回転）量も単位ｍｍで示されている。この量は、上述の自由曲面設計法における平行変位及び傾斜に対応する。この場合、変位は、ｙ方向に発生し、傾斜は、ｘ軸の回りのものである。この場合、回転角を度で提供している。

【0144】

（表）

【0145】

（表）

【0146】

（表続き）

【0147】

（表）

【0148】

図１３では、参照番号４８は、中心物体視野点に属する主ビームを表す。図１３では、物体平面９上への１つの法線を４９で表し、この法線は、中心物体視野点を通じて延びている。従って、主ビーム４８と法線４９は、物体平面９内で交差する。法線４９からの主ビーム４８の間隔は、物体平面９と像平面１８の間の主ビーム４８の進行するビーム経路に沿って単調に増大する。主ビーム４８が像平面１８を通過する時点で、言い換えれば、中心像視野点で、この間隔は、物体−像オフセットｄ_OISに等しい。物体平面９と像平面１８の間のビーム経路内の法線４９からの主ビーム４８の間隔の単調な増大は、この間隔がビーム経路の進路に沿ってどこかで小さくなることはないことを意味する。投影光学系４６では、この間隔は、主ビーム４８が最後のミラーＭ６上に入射するまで絶えず大きくなる。この間隔は、ミラーＭ６上の主ビーム４８の入射点と像平面１８の間で一定に留まる。

【0149】

投影露光装置１を用いて微細構造化構成要素、特に高度に集積された半導体構成要素、例えば、メモリチップを生成するために、最初にレチクル８及びウェーハ１９が準備される。次に、投影露光装置１の投影光学系により、レチクル８上の構造がウェーハ１９上の感光層上に投影される。その後に、感光層を現像することにより、微細構造がウェーハ１９上に生成され、この微細構造から、微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素が生成される。

【符号の説明】

【0150】

３ 照明光
７ 照明事前設定ファセットミラー
１２ 物体視野
２５ 照明事前設定ファセット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】