特許 6347895 投影リソグラフィのための照明光学ユニット及びそのための中空導波管構成要素

(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】6347895

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】投影リソグラフィのための照明光学ユニット及びそのための中空導波管構成要素

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20180618BHJP

   G02B 19/00 20060101ALI20180618BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 521

   G03F7/20 502

   G02B19/00

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-516112(P2017-516112)

(86)(22)【出願日】2015年9月18日

(65)【公表番号】特表2017-534902(P2017-534902A)

(43)【公表日】2017年11月24日

(86)【国際出願番号】EP2015071482

(87)【国際公開番号】WO2016046088

(87)【国際公開日】20160331

【審査請求日】2017年3月23日

(31)【優先権主張番号】102014219112.2

(32)【優先日】2014年9月23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】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(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】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】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100164530

【弁理士】

【氏名又は名称】岸 慶憲

(72)【発明者】

【氏名】デギュンター マルクス

(72)【発明者】

【氏名】シュタムラー トーマス

【審査官】 長谷 潮

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５３０５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０５４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３６３４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１９６３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１０７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９３３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３２４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２８３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３９０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０５０８５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１３９８０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−１７８９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１０８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２３４１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０６１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５１２６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２７１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１３９６３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１４７０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１１４０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０９８９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３５３６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２０６４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６７２１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０２Ｂ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

結像される物体を配置可能である物体視野（３）に向けて光源（６）の照明光（８）を案内するための投影リソグラフィのための照明光学ユニット（７）であって、
アクチュエータ系によって互いに独立に傾斜可能であって関連の傾斜アクチュエータ（１２）に接続された多数の個々のミラー（１１）を含むミラーアレイ（１０）を含み、
前記ミラーアレイ（１０）上に入射する照明光ビーム（３２）を均一化及び安定化するために前記照明光（８）のビーム経路内で該ミラーアレイ（１０）の上流に配置された光学中空導波管構成要素（３１；３９）を含み、
前記中空導波管構成要素（３１；３９）の上流に配置され、かつ入射照明光ビーム（３０）を該中空導波管構成要素（３１；３９）内に結合するように機能する入力結合光学ユニット（２９）を含み、
前記中空導波管構成要素（３１；３９）のビーム射出面（３５）を前記ミラーアレイ（１０）の上に結像するためのリレー光学ユニット（３４；４０）を含み、
前記中空導波管構成要素（３１；３９）の上流に配置されるランダム位相要素（４６）を含む、
ことを特徴とする照明光学ユニット。

【請求項2】

前記中空導波管構成要素（３１；３９）内の前記照明光（８）の内部反射角（α）が８５°よりも大きいような配置を特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。

【請求項3】

前記中空導波管構成要素（３１；３９）は、導波管断面（Ａ）に対する導波管長さ（Ｂ）の比の少なくとも１００を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明光学ユニット。

【請求項4】

前記中空導波管構成要素（３１；３９）の空洞（３３）が、矩形導波管断面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項に記載の照明光学ユニット。

【請求項5】

前記中空導波管構成要素（３１；３９）は、少なくとも２つの別々の構成要素部品（３１ａ，３１ｂ；３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）から生成され、そのうちの各構成要素部品（３１ａ，３１ｂ；３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）が、該中空導波管構成要素（３１；３９）の少なくとも１つの内部反射面（３８）の境界を定め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項に記載の照明光学ユニット。

【請求項6】

前記中空導波管構成要素（３１；３９）は、４つの別々の構成要素部品（３９ａから３９ｄ）から生成され、そのうちの各構成要素部品（３９ａから３９ｄ）が、該中空導波管構成要素（３１；３９）の正確に１つの内部反射面（３８）の境界を定めることを特徴とする請求項５に記載の照明光学ユニット。

【請求項7】

前記中空導波管構成要素（３１；３９）は、４つの少なくとも部分的に反射性被覆が施されたミラー平行六面体（３９ａから３９ｄ）から構成され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。

【請求項8】

前記リレー光学ユニット（３４；４０）は、少なくとも１０の拡大結像スケールを有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。

【請求項9】

前記リレー光学ユニット（３４；４０）は、１よりも多いレンズ要素（３６，３７；４１，４２，４３，４４）を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。

【請求項10】

請求項１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（７）のための中空導波管構成要素（３１；３９）。

【請求項11】

請求項１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（７）を含み、
基板を配置可能であり、投影露光中にその上に結像が達成される像平面（２７）内の像視野の中に物体視野（３）を結像するための投影光学ユニット（２６）を含む、
ことを特徴とする光学系。

【請求項12】

請求項１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を含み、
照明光（８）を発生させるための光源（６）を含む、
ことを特徴とする照明系。

【請求項13】

請求項１１に記載の光学系を含み、
照明光（８）を発生させるための光源（６）を含む、
ことを特徴とする投影露光装置（１）。

【請求項14】

微細構造化又はナノ構造化構成要素をマイクロリソグラフィ的に生成する方法であって、
感光材料からなる層が少なくとも部分的に付加された基板を与える段階と、
結像される構造を有するレチクルを与える段階と、
請求項１３に記載の投影露光装置（１）を与える段階と、
前記投影露光装置（１）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の上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本特許出願は、ドイツ特許出願ＤＥ １０ ２０１４ ２１９ １１２．２の優先権を主張するものであり、その内容は引用によって本明細書に組み込まれている。

【0002】

本発明は、結像される物体を配置可能である物体視野に向けて光源の照明光を案内するための投影リソグラフィのための照明光学ユニットに関する。更に、本発明は、そのような照明光学ユニットのための中空導波管構成要素、そのような照明光学ユニットを含む光学系及び照明系、そのような光学系を含む投影露光装置、そのような投影露光装置を用いて微細構造化又はナノ構造化構成要素を生成する方法、及び本方法を用いて生成された微細構造化又はナノ構造化構成要素に関する。

【背景技術】

【0003】

冒頭に言及したタイプの照明光学ユニットは、ＷＯ ２０１１／１５７６０１ Ａ２及びＵＳ ２０１０／０２８３９８５ Ａ１から公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ＷＯ ２０１１／１５７６０１ Ａ２

【特許文献2】ＵＳ ２０１０／０２８３９８５ Ａ１

【特許文献3】ＤＥ １９５ ２０ ５６３ Ａ１

【特許文献4】ＷＯ ２００７／０９３４３３ Ａ１

【特許文献5】ＷＯ ２００８／０７１２７５ Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、光源不安定性に非感受性である照明光学ユニットを作ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明により、この目的は、請求項１に指定する特徴を含む照明光学ユニットによって達成される。

【0007】

ミラーアレイの上流に配置される本発明による中空導波管構成要素は、ミラーアレイ上に入射する照明光ビームを均一化及び安定化することを可能にする。狭い公差内で事前定義された照明パラメータを発生させるためのミラーアレイ自体から構成される要件は、上流中空導波管構成要素の安定化及び均一化機能に起因して有意に緩和される。特に、１０ ０００個よりも少ない個々のミラーを含むミラーアレイを使用することができる。中空導波管構成要素内の光混合は、非常に低いエタンデュを用いて起こすことができる。エタンデュは、典型的には、１×１０^-10ｓｒ ｍ²と１×１０^-8ｓｒ ｍ²の間の範囲、特に、１×１０^-10ｓｒ ｍ²と１×１０^-9ｓｒ ｍ²の間の範囲にあるとすることができる。１次光源と光学中空導波管構成要素の間には、位相空間内であっても光混合をサポートするランダム位相要素（ＲＰＥ）を配置することができ、これは、特に、光源のモード不安定性に向けて照明光学ユニットの望ましく低い感受性をもたらす。ランダム位相要素は、光源に対して光学共役である照明光学ユニットの平面に配置することができる。この目的のために、ランダム位相要素の配置平面が光源の光学共役平面を構成することを保証する光学ユニットは、光源とランダム位相要素の間に配置することができる。

【0008】

照明光学ユニットは、ミラーアレイの配置平面を照明光学ユニットの瞳平面内に伝達するためのコンデンサー光学ユニットを有することができる。しかし、そのようなコンデンサー光学ユニットは必須ではない。

【0009】

請求項２に記載の配置は、照明光が非常に低い損失と共に通過する中空導波管構成要素を可能にする。９０％よりも大きい中空導波管構成要素を通る照明光のスループット値を達成することが可能である。内部反射角は、例えば、８８°よりも大きくすることができる。

【0010】

請求項３に記載の導波管断面に対する導波管長さの比は、中空導波管構成要素内の十分に多い回数の内部反射及び従って照明光の良好な相互混合を可能し、これは、対応する均一化及び安定化をもたらす。

【0011】

請求項４に記載の矩形導波管断面は、中空導波管構成要素の製造に関して有利である。導波管断面は、特に、正方形とすることができる。矩形導波管断面の矩形寸法のアスペクト比は、照明される面、すなわち、照明されるミラーアレイ面のアスペクト視野に対応することができる。

【0012】

請求項５及び６に記載の中空導波管構成要素の実施形態は、製造に特に適することを証明している。請求項７に記載の実施形態は、特に有利であり、特に、同一に構成されたミラー平行六面体をこの場合に使用することができる。このタイプのミラー平行六面体として、例えば、ＵＳ ２０１０／０２８３９８５ Ａ１及びＤＥ １９５ ２０ ５６３ Ａ１に記載されているロッド照明系においてこの形態又は類似の形態で既に公知である構成要素部品を使用することが可能である。この公知のロッド照明系とは対照的に、中空導波管構成要素の場合のミラー平行六面体のミラー面は、光学的低密度媒体での反射のためではなく、光学的高密度媒体での反射のために使用される。

【0013】

請求項８に記載のリレー光学ユニットの結像スケールは、典型的な構成要素寸法決定に十分に適応される。

【0014】

請求項９に記載のリレー光学ユニットは、２つ又は４つのレンズ要素を有することができる。４つのレンズ要素を含む実施形態は、特に、ビーム射出面とリレー光学ユニットの最初のレンズ要素との間でこの最初のレンズ要素上に入射する照明光の電力密度が十分に低いような有利に大きい作動距離の事前定義を可能にする。

【0015】

請求項１０に記載の中空導波管構成要素の利点は、照明光学ユニットを参照して上述したものに対応する。

【0016】

請求項１１に記載の光学系、請求項１２に記載の照明系、請求項１３に記載の投影露光装置、請求項１４に記載の生成方法、及び請求項１５に記載の微細構造化又はナノ構造化構成要素の利点は、照明光学ユニットを参照して上述したものに対応する。微細構造化又はナノ構造化構成要素は、半導体構成要素、特に、マイクロチップ、例えば、超大規模集積メモリチップである。

【0017】

図面を参照して本発明の例示的実施形態を下記でより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】コントローラを通じて駆動される傾斜アクチュエータを有するミラーアレイを含む照明光学ユニットと二段ラスター配置を含むラスターモジュールとを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置内の本発明による照明系を通る略子午断面図である。

【図2】光学中空導波管構成要素を有する均一化光学ユニットを含む図１からの照明系の１次光源とミラーアレイの間のビーム経路からの抜粋を示す図である。

【図3】図２に記載の中空導波管構成要素のための実施形態を示す図である。

【図4】中空導波管構成要素とミラーアレイの間のリレー光学ユニットのための実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、ウェーハスキャナとして具現化され、半導体構成要素及び他の微細構造化構成要素の生成に使用されるマイクロリソグラフィ投影露光装置１を略示している。投影露光装置１は、特にマイクロメートルの数分の一まで細かい分解能を達成するために、深紫外（ＤＵＶ又はＶＵＶ）範囲からの光で作動する。

【0020】

位置関係の説明を容易するために、図面内に直交ｘｙｚ座標系を描示している。図１ではｘ方向は上方に延びる。図１では、ｙ方向は、作図面と垂直に作図面から出るように延びる。図１では、ｚ方向は、右に向けて延びる。

【0021】

投影露光装置１の走査方向は、ｙ方向、すなわち、図１の作図面と垂直に延びる。図１に示す子午断面図では、投影露光装置１の複数の光学構成要素は、ｚ方向に延びる光軸２に沿って１列に並べられている。言うまでもなく、特に投影露光装置１を小型に成形するために、光軸２は、図１に示すものとは異なるように折り返すことができる。

【0022】

全体的に５で表す投影露光装置１の照明系は、レチクルの形態にある伝達される構造（それ程詳細には例示していない）が配置された物体平面又はレチクル平面４内の物体視野又は照明視野３の定義された照明のために機能する。照明系５は、１次光源６と、照明光又は結像光８を物体視野３に向けて案内するための光学構成要素を有する照明光学ユニット７とを含む。１次光源６は、エキシマレーザであり、特に、１９３ｎｍの作動波長を有するＡｒＦレーザであり、その照明光ビームは、光軸２に関して同軸に位置合わせされる。他のＵＶ光源、例えば、１５７ｎｍの作動波長を有するＦ₂エキシマレーザ、２４８ｎｍの作動波長を有するＫｒｆエキシマレーザ、及びより長いか又はより短い作動波長を有する１次光源も同じく可能である。

【0023】

光源６から発した小さい矩形断面を有する照明光８のビームは、最初に均一化光学ユニット９上に入射し、均一化光学ユニット９は、殆ど平行な光を含んでより大きい矩形断面を有する照明光８の射出ビームを発生させる。均一化光学ユニット９は、照明光８の望ましくない干渉効果を低減する要素を含むことができる。図１に単に簡単に示すが、照明光ビームを均一化する役割だけではなく、安定化する役割ももたらす均一化光学ユニット９の詳細に関しては、特に図２を参照して下記で解説する。

【0024】

均一化光学ユニット９の下流で殆ど平行状態にある照明光８は、次いで、照明光角度分布を発生させるためのマイクロミラーアレイ（ＭＭＡ）１０上に入射する。マイクロミラーアレイ１０は、ｘｙ−ラスターに配置された多数の矩形の個々のミラー１１を有する。個々のミラー１１の各々は、関連の傾斜アクチュエータ１２に接続される。傾斜アクチュエータ１２の各々は、これらのアクチュエータ１２を駆動するためのコントローラ１４に制御線１３を通じて接続される。アクチュエータ１２は、コントローラ１４によって互いに独立に駆動することができる。アクチュエータ１２の各々は、関連の個々のミラー１１から反射される照明光部分ビーム１５のｘｚ−平面内の反射角ＡＳ_x、及び相応にｙｚ−平面内の反射角ＡＳ_y（図面内には例示していない）を事前定義することができるように、個々のミラー１１の事前定義されたｘ傾斜角（ｘｚ−平面内の傾斜）及びそれとは独立に事前定義されたｙ傾斜角（ｙｚ−平面内の傾斜）を設定することができる。

【0025】

照明光部分ビーム１５の反射角ＡＳのＭＭＡ１０によって発生される角度分布は、２次元照明光強度分布、すなわち、ＭＭＡ１０からその焦点距離の距離に位置決めされたフーリエレンズ要素配置又はコンデンサー１６の通過時に光軸２に対して垂直に場所依存性を有する照明光強度分布に変換される。コンデンサー１６は、ＭＭＡ１０の配置平面１０ａを照明光学ユニット７の瞳平面内に伝達するように機能する。従って、このように発生された強度分布が、照明系５の第１の照明平面１７に存在する。フーリエレンズ要素配置１６と共に、ＭＭＡ１０は、従って、２次元照明光強度分布を発生させるための光配分デバイスを構成する。

【0026】

フライアイコンデンサー又はハニカムコンデンサーとも呼ぶラスターモジュール１９の第１のラスター配置１８が、第１の照明平面１７の領域に配置される。ラスターモジュール１９上の照明光８のｘｚ−平面内の入射角ＥＲ_x（図１を参照されたい）及びｙｚ−平面内の入射角ＥＲ_y（図面内には例示していない）は、ＭＭＡ１０からの照明光部分ビーム１５の反射角ＡＳ_x（図１を参照されたい）、ＡＳ_y（図面内には例示していない）、及び／又はＭＭＡ１０からのそれぞれの照明光部分ビーム１５がそこから射出する場所、すなわち、それぞれの個々のミラー１１と相関付けられる。この相関性は、フーリエレンズ要素配置１６によって事前定義される。フーリエレンズ要素配置１６を使用して、すなわち、コンデンサーではない場合に、フーリエレンズ要素配置１６が近似的に角度から空間座標への変換をもたらすので、第１のラスター配置１８上への照明光部分ビーム１５の入射場所は、ＭＭＡ１０からの照明光部分ビーム１５の反射角ＡＳ_x、ＡＳ_yと直接に相関付けられる。フーリエレンズ要素配置１６を使用し、かつコンデンサー１６を使用して、これら両方の使用が空間座標から角度への変換をもたらすので、ラスターモジュール１９上への照明光部分ビーム１５の入射角ＥＲ_x、ＥＲ_yは、ＭＭＡ１０上における照明光部分ビーム１５の位置、すなわち、それぞれの照明光部分ビーム１５が射出する個々のミラー１１と直接に相関付けられる。

【0027】

ラスターモジュール１９は、２次光源の、すなわち、１次光源６の像の空間分布配置を発生させるのに、従って、ラスターモジュール１９から射出する照明光の定義された照明角度分布を発生させるように機能するする。

【0028】

更に別の照明平面２０に第２のラスター配置２１が配置される。照明平面１７は、第２のラスター配置２１の個々の要素の前側焦点面に又はその近くに位置する。２つのラスター配置１８、１９は、照明光学ユニット７のフライアイコンデンサー又はハニカムコンデンサーを構成する。更に別の照明平面２０は、照明系５の瞳平面であるか、又は照明系５の瞳平面に隣接している。従って、ラスターモジュール１９を視野定義要素（ＦＤＥ）とも呼ぶ。

【0029】

照明光部分ビーム１５が第２のラスター配置２１を射出する際のｘｚ−平面内の反射角ＡＲ_x（図１を参照されたい）及びｙｚ−平面内の反射角ＡＲ_y（図面内には例示していない）は、それぞれの照明光部分ビーム１５が入射する物体視野３内の空間領域に明確に割り当てられる。

【0030】

ラスターモジュール１９の下流には、視野レンズ要素とも呼ぶ更に別のコンデンサー２２が配置される。コンデンサー２２は、第２のラスター配置２１と共に、第１の照明平面１７を照明系５の視野中間平面２３に結像する。視野中間平面２３内にはレチクルマスキング系（ＲＥＭＡ）２４を配置することができ、レチクルマスキング系２４は、照明光強度分布の鮮明な縁部を発生させるための調節可能遮蔽絞りとして機能する。下流レンズ２５は、視野中間平面２３をレチクル平面４に位置するレチクル、すなわち、リソグラフィオリジナル上に結像する。レチクル平面４は、走査方向（ｙ）に断続的又は連続的に変位される像平面２７上のウェーハ（図１には例示していない）上に投影レンズ２６を用いて結像される。

【0031】

第１のラスター配置１８及び第２のラスター配置２１は、各場合にｘｙ−平面に列と行に配置された個々のラスター要素２８を有する。ラスター要素２８は、例えば、１／１のｘ／ｙアスペクト比を有する矩形開口を有する。ラスター要素２８の他の特に高いｘ／ｙアスペクト比、例えば、２／１も可能である。

【0032】

図１に記載の子午断面図は、ラスター列に沿って通っている。ラスター要素２８は、例えば、正の屈折力を有するマイクロレンズ要素として具現化される。ラスター要素２８は、互いに直接に隣接する方式で、すなわち、それらの矩形形状に対応するラスター内に実質的に面積充填方式で配置される。第１のラスター配置１８の第１のラスター要素２８を視野ハニカムとも呼び、第２のラスター配置２１の第２のラスター要素２８を瞳ハニカムとも呼ぶ。

【0033】

ラスターモジュール１９のラスターの構成及び機能は、ＷＯ ２００７／０９３４３３ Ａ１に与えられている説明に原理的に対応する。

【0034】

図２は、１次光源６とＭＭＡ１０の間の照明光８のビーム経路をより詳細に示している。均一化光学ユニット９は、１次光源６の下流の照明光８のビーム経路内で入力結合レンズ要素の形態にある入力結合光学ユニット２９を最初に有する。レンズ要素２９は、平凸レンズとして具現化することができる。入力結合光学ユニット２９の上流では、入射照明光ビーム３０は、２５ｍｍの典型的な直径と、２ｍｒａｄの典型的な発散とを有する。

【0035】

入力結合光学ユニット２９は、照明光ビーム３０を光学中空導波管構成要素３１内に結合するように機能する。光学中空導波管構成要素３１は、ＭＭＡ１０上に入射する照明光８の照明光ビーム３２を均一化及び安定化するように機能する。中空導波管構成要素３１は、中空ロッドとして具現化される。中空導波管構成要素３１に入射するときの照明光８の電力密度は、例えば、１０ｋＷ／ｃｍ²よりも大きい。

【0036】

中空導波管構成要素３１の中空導波管の典型的な断面寸法Ａは１ｍｍである。中空導波管構成要素の導波管の典型的な長さＢは５００ｍｍである。従って、導波管断面Ａに対する導波管長さＢの比Ｂ／Ａは、上述の実施形態の場合は５００であり、図２にはこの比Ｂ／Ａを正確な縮尺で再現していない。少なくとも１００という異なる比Ｂ／Ａ、例えば、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０という比の値Ｂ／Ａも可能であり、又は５００よりも大きい比、例えば、６００、７５０、９００、１０００、１５００、２０００という比Ｂ／Ａ、又は更に大きい比であっても可能である。

【0037】

照明光８が多重反射によって案内される中空導波管構成要素３１の導波管の空洞３３は、矩形の導波管断面を有し、上述の実施形態では正方形の導波管断面を有する。空洞３３の境界を定める導波管の反射面上への照明光８の内部入射角αは、８５°よりも大きく、上述の実施形態では８８°であり、図２にはこの角度を正確な縮尺で例示していない。より大きい内部反射角又は入射角α、例えば、８６°、８８°、８９°、又は更に大きい入射角も可能である。

【0038】

中空導波管構成要素３１内の照明光８の多重反射に起因して、ビーム射出面３５にわたる照明光８の強度分布の均一化がもたらされ、更に安定化ももたらされる。

【0039】

空洞３３の反射面における照明光８の反射回数は、５回よりも多いとすることができ、特に１０回よりも多い。

【0040】

中空導波管構成要素３１の下流には、ＭＭＡ１０上への中空導波管構成要素３１のビーム射出面３５の拡大結像のためのリレー光学ユニット３４が配置される。図２に記載の実施形態の場合に、リレー光学ユニットは、結像スケールβ＝５０を有するケプラー望遠鏡の方式で具現化される。導波管断面Ａ、すなわち、ビーム射出面３５の典型的な広がりとＭＭＡ１０上で照明光８による入射を受ける面積との間のサイズ比に基づいて、１０と５００の間の範囲の異なる結像スケールβ、例えば、２０、２５、３０、４０、６０、７５、１００、又は２００に等しいβを実現することができる。

【0041】

図２に記載のリレー光学ユニット３４は、各々が正の屈折力を有する２つのレンズ要素３６、３７を有する。レンズ要素３６、３７は、平凸レンズ要素として具現化することができる。

【0042】

中空導波管構成要素３１は、一体的に製造することができる。これに代えて、中空導波管構成要素３１は、各々が中空導波管構成要素３１の少なくとも１つの内部反射面３８の境界を定める少なくとも２つの別々の構成要素部品から製造することができる。図２の長手断面内で空洞３３の上下に区画的に描示する中空導波管構成要素３１の部分３１ａ、３１ｂは、従って、２つの別々の構成要素部品とすることができる。これらの構成要素部品３１ａ、３１ｂの組み立て中に、構成要素部品３１ａ、３１ｂは、導波管、すなわち、反射空洞３３が継ぎ目なく生成されるように互いに合わせされる。

【0043】

図３は、中空導波管構成要素３１の代わりに使用することができる中空導波管構成要素の更に別の実施形態３９を示している。中空導波管構成要素３１に関して上述したものに対応する構成要素及び機能は同じ参照符号を伴い、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

【0044】

中空導波管構成要素３９は、各々が空洞３３の内部反射面３８の境界を定める４つの別々の構成要素部品３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、及び３９ｄから構成される。構成要素部品３９ａから３９ｄは、ガラス材料又は石英材料、例えば、ＳｉＯ₂からなる本体を含み、内部反射面３８の領域に部分的に反射コーティングが施されたミラー平行六面体である。構成要素部品３９ａから３９ｄの各々は、平行六面体寸法と内部反射面３８の部分反射コーティングの相対位置とを含む同一構造を有する。これに代えて、内部反射面３８を含むそれぞれのミラー平行六面体３９ａから３９ｄの側面全体は、照明光８に対して高い反射性を有するような反射性被覆をすることができる。中空導波管構成要素３１の組み立て中に、４つのミラー平行六面体３９ａから３９ｄは、図３に再現しているように互いの上に継ぎ目なく配置され、従って、平行六面体の幅寸法における寸法差に起因して、この場合に正方形導波管断面を有する空洞３８も中心に継ぎ目なく生じる。

【0045】

内部反射面３８での照明光８の反射回数は、５回よりも多いとすることができ、特に１０回よりも多い。

【0046】

ミラー平行六面体３９ａから３９ｄは、共通マウント内で互いに対して支持することができ、又は互いに粘着的に接合することができる。

【0047】

図４は、リレー光学ユニット３４の代わりに使用することができるリレー光学ユニットの更に別の実施形態４０を示している。リレー光学ユニット３４に関して上述したものに対応する構成要素及び機能は同じ参照符号を伴い、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

【0048】

リレー光学ユニット４０は、２つのレンズ要素ではなく、合計で４つのレンズ要素４１、４２、４３、及び４４を有する。リレー光学ユニット４０は、リレー光学ユニット３４と同じくβ＝５０の結像スケールを有する。

【0049】

照明光８のビーム経路内の最初のレンズ要素４１と例えば中空導波管構成要素３１のビーム射出面３５の配置平面４５との間の距離Ｄは、リレー光学ユニット４０の場合は、リレー光学ユニット３４の場合のものよりも有意に大きく、特に３０ｍｍよりも大きい。

【0050】

以下の表は、リレー光学ユニット４０の光学設計データを再現している。リレー光学ユニット４０は、１９３ｎｍの設計波長に向けて設計されたものである。

【0051】

（表１）

【0052】

（表２ａ）

【0053】

（表２ｂ）

【0054】

位置合わせされた照明光学ユニット７の場合に配置平面４５と一致する物体平面から始めて、リレー光学ユニット４０の関わっている光学面を表１の第１の列に表示している。第１の列では、レンズ要素４１から４４の関わっている光学面は、ビーム経路の順序に従う。

【0055】

表１は、配置平面４５と最初のレンズ要素４１の入射面との間の距離Ｄが２７５ｍｍよりも大きいことを明らかにしている。リレー光学ユニット４０の設計に基づいて、異なる距離、例えば、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、又は少なくとも２５０ｍｍの距離が存在することも可能である。

【0056】

レンズ要素４１から４４の光学面の半径値を表１の第２の列に示している。

【0057】

各場合に平面又は面とそれぞれそれに続く面又は平面との間の距離を表１の第３の列に示している。表１の次の列は、レンズ要素４１から４４の材料の表示を与えている。

【0058】

表２の第１の列は、ここでもまた、関わっている面の割り当てを表示しており、表１の場合と同じくレンズ要素４１から４４に関してビーム経路の順序で列記している。表２の次の列は、それぞれ考慮する面が凸又は凹のいずれであるかを示している。各場合に凸である最初の入射面及び最後の射出面を除いて、レンズ要素４１から４４の全ての光学面は凹である。

【0059】

レンズ要素４１及び４４は、非球面レンズ要素として具現化される。表２の最後の列は、これらの非球面レンズ要素に関して、以下の非球面方程式に従う係数κ及びｃ１からｃ４を示している。

ここで、記号表示は、次の意味を有する。
ｚ：サジタル高さ
ｈ：レンズ要素頂点からの距離、すなわち、光軸に対する距離
κ：円錐定数
ρ：１／半径

【0060】

材料ＣＡＦ２ＨＬに関する詳細は、ＷＯ ２００８／０７１２７５ Ａ１に見出すことができる。

【0061】

照明光学ユニットの１つの変形では、図２に破線形式に示すランダム位相要素（ＲＰＥ）４６が、光学中空導波管構成要素３１の上流に配置される。ＲＰＥ４６は、ビーム射出面３５の領域に照明光８の外乱干渉が発生しないことを保証する。ＲＰＥ４６は、光学材料、例えば、ＣａＦ₂又はＣＡＦ２ＨＬからなる板として具現化される。ＲＰＥは、照明光８の通過に向けて使用される区域にわたって異なる厚みを有する複数の領域に、すなわち、照明光８に対して異なる光路長に再分割される。各領域は、それ自体、ＲＰＥ４６の平行平面の入射面と射出面とによって境界が定義される。異なる光路長を有する領域間の遷移は階段状である。それに関連付けられた厚み差Δｚ、すなわち、段サイズはランダムである。Δｚは、０とλ／２（ｎ_RPE−ｎ₀）の間にある。ここで、λは、照明光８の作動波長であり、ｎ_RPEは、ＲＰＥ４６の光学材料の屈折率であり、ｎ₀は、光学的低密度媒体、例えば、空気の屈折率である。従って、ランダム厚み差Δｚは、ＲＰＥ４６の通過中に０とλ／２の間の範囲の位相差を発生させることを可能にする。

【0062】

一定厚みを有するＲＰＥ４６の領域は、格子状方式、特に、チェッカー様式で配置することができる。一定厚み領域の区域広がりは、ＲＰＥ４６における横モード広がりが、複数のこれらの一定厚み領域、例えば、５つのこのタイプの領域を常に覆うように選択される。従って、横モードは、領域位相差を常に受ける。ＲＰＥ４６の一定厚み領域のランダム分布に起因して、各モードの干渉パターンは、別のモードの干渉パターンと異なっている。それによって特に１次光源６のモード不安定性に対する照明の均一性の感受性が低減される。

【0063】

ＲＰＥ４６は、照明光学ユニット７のビーム経路内で１次光源６のモードが位置空間内で分離される位置に配置される。ＲＰＥ４６は、１次光源６に対して共役な平面に配置される。この共役性を保証するために、１次光源６とＲＰＥ４６の間の光学ユニット（それ程詳細には例示していない）は、ＲＰＥ４６の配置平面が１次光源６と共役であることを保証する。

【0064】

投影露光装置１を用いた微細構造化又はナノ構造化構成要素のマイクロリソグラフィ生成に向けて、最初に基板又はウェーハがウェーハ平面２７に与えられる。ウェーハ上には、感光材料からなる層が少なくとも部分的に付加される。更に、結像される構造を有するレチクルがレチクル平面４上に与えられる。次いで、物体視野３に配置されたレチクルの部分が、像視野に配置された層の領域の上に投影露光装置１を用いて投影される。

【符号の説明】

【0065】

９ 均一化光学ユニット
１０ マイクロミラーアレイ
３１ 光学中空導波管構成要素
３４ リレー光学ユニット
４６ ランダム位相要素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】