JP2005524237A - ひとみフィルタリングを含む投影方法及びそのための投影レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 光学系にまったく介入することなく異なった動作をするひとみフィルタを使用することができるようにするひとみフィルタリング及び対応の光学結像系を提供する。
【解決手段】 光軸に沿って配置された複数の光学素子を有し、ひとみ面の領域内に配置された少なくとも１つの鏡を備えた光学結像系によって、該光学結像系の物面上に配置されたパターンを前記光学結像系の像面上に結像する方法であって、可変フィルタ機能に従って前記鏡の領域内で前記結像系を通過する光のフィルタリングを局部的に解像するステップ、を含む方法。

Description

本発明は、光学結像系の物面上に配置されたパターンを結像系の像面上に結像する方法、及びその方法を実行するための結像系に関する。本発明の好適な適用分野は、マイクロリソグラフィ用の投影対物レンズである。

半導体部品及び他の微細構造部品の製造用の投影露光装置に、反射屈折または反射投影対物レンズが使用される。それらは少なくとも１つの凹面鏡を有し、以下の記載では一般的にマスクまたはレチクルと呼ばれるフォトマスクまたは目盛り付きプレートのパターンを、投影対物レンズの像面上に配置された感光層被覆物体上に、最高の解像度で縮小して結像するために使用される。

光学結像系の解像力は、使用される光の波長λに比例すると共に、光学結像系の像側開口数（ＮＡ）に反比例するので、より微細な構造を製造するために、目標は、第１に投影対物レンズの像側開口数を拡大し、第２に、より短い波長を、好ましくは波長が約２６０ｎｍ未満の紫外線を使用することである。

解像力に加えて、結像中に達成することができる焦点深度（ＤＯＦ）が、オリジナルに忠実な結像に重要な役割を果たす。焦点深度も同様に、使用される光の波長に比例するが、開口数の二乗に反比例する。したがって、十分な焦点深度を提供する適当な手段をとらないで開口数を増大させても、限定的に役立つだけである。

マイクロリソグラフィック投影対物レンズの解像度及び焦点深度を向上させるために、ひとみフィルタを使用することが既知である。ひとみフィルタを使用することは、時には光学フィルタリングまたはアポディゼーションとも呼ばれる。ここで、ひとみフィルタは、投影系のひとみ面の領域内に配置された空間フィルタを表す。このひとみ面は、一般的に平坦であって、物面及び像面に関してフーリエ変換された表面である。このことは、たとえば、投影対物レンズの像面での光の特定の入射角が、ひとみ面上での特定のラジアル座標に対応する。したがって、ひとみ面の領域内での局部解像フィルタリングにより、結像に寄与する光線の角スペクトルに影響を及ぼすことができる。

米国特許第５，２２２，１１２号は、軟Ｘ線用の純粋反射性の反射投影対物レンズを示し、これでは、ひとみの領域内に、鏡面の反射率が中心から縁部に向かって減少する凸面鏡が配置されている。その結果、固定的に予め定められた回転対称フィルタ機能を有する振幅フィルタが形成される。たとえば、ひとみ面の領域内で特定の異なった回折レベルを遮断する振幅フィルタに加えて、ひとみ面での所定の局部フィルタ機能に従って、ひとみ面の特定区域を通過する光の移相を行う位相フィルタも既知である。ひとみフィルタの機能性の説明及びそのようなフィルタを有する投影対物レンズが、たとえば、ヨーロッパ特許第０４８５０６２Ｂ１号または米国特許第５，１４４，３６２号及びそれらに引用されているテキスト内に示されている。

ひとみフィルタリングの最適利益を達成するために、ひとみフィルタの構造によって決定されたひとみフィルタの動作モードを、結像すべきレチクル構造のタイプに適応させることが好都合である。したがって、ひとみフィルタは、特定のレチクル構造（たとえば、コンタクトホール、１つまたは複数の周期性方向を有するグリッド構造）用に最適化される。非常に広範囲の構造を有するレチクルを投影対物レンズによって結像しようとするので、所望通りに異なった作用を有するひとみフィルタを使用できることが望ましい。この目的のため、米国特許第５，６１０，６８４号が、ひとみ面上のひとみフィルタを交換するためのチェンジャを有する投影対物レンズを開示している。チェンジャは、交換プロセス用に十分な空間を設けるために、レンズをひとみの近くに変位させる変位装置を有する。ヨーロッパ特許第０６３８８４７Ｂ１号（米国特許第５，４４８，３３６号に対応）には、ひとみに近づけるレンズ移動が動作にまったく必要ないひとみフィルタ交換装置を有する投影対物レンズが示されている。材料に対する狭い許容差、使用される光学部品のはめあい及び厚さ、位置決め精度に対する高い要求基準、及び、おそらくは気密性が課せられるので、高性能投影対物レンズでは、この形式の交換装置を技術的に実現することが非常に複雑である。
米国特許第５，２２２，１１２号 ヨーロッパ特許第０４８５０６２Ｂ１号 米国特許第５，１４４，３６２号 米国特許第５，６１０，６８４号 ヨーロッパ特許第０６３８８４７Ｂ１号 米国特許第５，４４８，３３６号

本発明は、光学系にまったく介入することなく異なった動作をするひとみフィルタを使用することができるようにするひとみフィルタリング及び対応の光学結像系を提供するという目的に基づく。特に、マイクロリソグラフィ用の反射屈折または反射投影対物レンズにおける状態に特に適応したひとみフィルタリングを提供することを意図している。

この目的を達成するために、本発明は、請求項１の特徴を有する方法、及び請求項９の特徴を有する光学結像系を提案する。好都合な発展が、従属請求項に詳述されている。すべての請求項の表現は、参照によって本記載の内容に組み込まれる。

発明の実施の形態

光学結像系の物面上に付けられたパターンを光学結像系の像面上に結像する本発明に従った方法では、光軸に沿って配置された複数の光学素子を有し、結像系のひとみ面の領域内に配置された少なくとも１つの鏡を備えた光学結像系が利用される。可変または交換可能なフィルタ機能に従って鏡の領域内で結像系を通過する光のフィルタリングを局部的に解像することが提案されている。特に、鏡自体が可変ひとみフィルタとして使用される。本方法は特に、少なくとも１つの結像凹面または凸面鏡が設けられて、ひとみ面の領域内に配置されているすべての反射または反射屈折投影対物レンズに適用することができる。この場合、鏡面とひとみ面とをほぼ一致させることができるが、少なくとも局部的に鏡面及びひとみ面間に距離をおくことも可能である。この距離は、ひとみフィルタリング中の所望の局部解像度に対応させることができる。組み込まれた鏡の個別に変化する反射特性により、ひとみフィルタの交換を必要としないで、フィルタ機能を変化させることができる。

鏡は、振幅フィルタとして形成することができる。これは、たとえば、使用される鏡の反射力を鏡面全体で変化させること（局部解像）によって、また、異なった反射率曲線間で切り換えることができるようにすることによって達成することができる。

位相フィルタリングの局部解像を鏡の領域内で実行する実施形態が好ましい。この目的のため、好適な発展によれば、光学的に使用される鏡または鏡面が、少なくとも部分的に相対的に移動させることができる多数の鏡セグメントに細分割される。鏡セグメントの少なくとも一部はそれぞれ、鏡素子を他の鏡素子に対して、特に光軸に平行な向きにすることができる移動成分で移動させる駆動装置を割り当てられている。光軸に平行な移動成分を有する、鏡セグメント相互の制御移動によって、鏡の形状寸法が局部的に異なるように、すなわち、局部解像的に変化して、ひとみ面の領域内の鏡素子の移動によって、結像系を通過する光線の光路長を所定のフィルタ機能に従って局部解像的に相対変化させることができる。これは、セグメントの軸方向位置を制御することによって、異なったセグメントで反射した光線間の個々の経路差、すなわち光路長差を設定することができるからである。

直接的に隣接するか、距離をおいて隣接するさまざまな鏡セグメントの軸方向位置の個別制御により、フィルタ機能の連続的または段階的設定及び調節が可能であり、フィルタ機能の局部成分は、鏡セグメントの位置、形状及び大きさによって定められ、また、セグメント相互の相対移動の程度により、達成可能な経路差を連続的または段階的に調節することが可能である。

光を領域毎に、または局部解像的に遮断するために、個々の鏡セグメントまたはセグメント群の傾斜を利用することができ、これは、振幅フィルタの機能を達成することができることを意味する。

したがって、従来技術と比較したときに大きい利点は、異なったフィルタ機能の設定のために、それぞれ固定的に予め定められたフィルタ機能を有するひとみフィルタを互いに交換する必要がないことである。代わりに、組み込まれたフィルタ素子の達成可能なフィルタ機能を、鏡セグメント相互の個々の相対移動によって設定することができる。したがって、可変ひとみフィルタが提供される。

１つの発展では、鏡は、多数の環状または円弧形鏡セグメントを有し、これらは、組み込まれた鏡において、好ましくは結像系の光軸と一致する中心に関して同心状に配置されている。この実施形態は、回転対称フィルタ機能に適合する。環状区域の半径方向幅、または中心コア区域の半径は、半径方向の所望の空間解像度に適応させることができる。ひとみの最も強く照明された領域内には、たとえば、２個から１０〜２０個以上の環状区域が存在することができる。

他の実施形態では、鏡が多数の多角形鏡セグメントを有することができ、これらは、たとえば、三角形、正方形または六角形セグメントである。鏡セグメントは好ましくは、互いに非常に接近して、鏡の照明領域の面積をほぼ埋め尽くし、それにより、存在し得る隙間が全面積の約１％を超えないようにすることができる。経路差の異なった空間分布を生じるためには、鏡セグメントの六角ハニカム形状が好都合である。原則的に、各鏡セグメントは、フーリエドメイン内の１つの像素子、すなわち、「画素」として見ることができる。「画素」の数及び画素の大きさは、要求事項に合わせることができる。多角形セグメントの数は、たとえば、約１０から約３０〜１００以上である。

有効鏡表面をそのような鏡セグメントに分割することにより、非回転対称及び／または偏心フィルタ機能の設定も可能になり、それにより、たとえば、ひとみフィルタまたは他の空間フィルタ機能全体を横切って経路差の線形コースを実行することができる。たとえば、半径方向に非対称のひとみフィルタ機能を設定すること、及び／または多重露光の場合、異なったひとみ機能間の迅速かつ簡単な切り換えを行うことが可能である。適当なフィルタ機能は特に、Ｒ．Ｍ．ｖｏｎ Ｂｕｎａｕ及びＨ．フクダ著、「Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｉｓｏｌａｔｅｄ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｗｉｔｈ Ｋ_１＝０．２ ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｐｕｐｉｌ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ」日本応用物理ジャーナル３５号（１９９６年）ｐｐ．６４００〜６４０３、及びＲ．Ｍ．ｖｏｎ Ｂｕｎａｕ、Ｈ．フクダ、及びＴ．テラサワ著「Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒａｄｉａｌｌｙ ｎｏｎ−ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｐｕｐｉｌ ｆｉｌｔｅｒｓ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｐｕｐｉｌ ｅｘｐｏｓｕｒｅ」ＳＰＩＥ２７２６号ｐｐ．３７５〜３８５の論文に記載されている機能及び機能組み合わせによる。これに関して、これらの論文の開示内容は、参照によって本説明の内容に援用される。たとえば、鏡が光の垂直入射と異なった角度で動作する場合か、または異なったグリッド間隔を有する高密度グリッド内のコンタクトホールが互いに垂直な空間方向に配置されている場合、非回転対称フィルタが好都合であろう。回転対称及び非回転対称フィルタ機能間の切り換えを用いた多重露光は、たとえば、非常に細い線の結像時に解像度を向上させることができる。２つの直交軸に関して対称及び逆対称機能間の切り換えを用いた重合露光は、結像特性の四重対称を生じる可能性があり、これは、特定構造に対して縁部の鮮明さまたはコーナーの鮮明さを改善することができる。

異なったフィルタ機能の設定時に広範な変化を可能にするために、好適な実施形態では、異なった移動を実行できるように互いに個別に駆動することができる複数の鏡素子を設けている。特に、可動鏡素子の各々に、鏡セグメントを制御移動させるために個別に駆動することができる駆動装置を割り当てることができる。鏡セグメント用の駆動装置が少なくとも１つの圧電結晶を有する実施形態が特に好都合である。たとえば、固定位置に組み込むべき基板、すなわち鏡のキャリヤと、反射に係わる鏡層との間に、圧電材料からなる制御層または駆動層を配置することができ、制御層を電気的に駆動することにより、その層の厚さを、したがって基板またはキャリヤと鏡層との間の距離を制御状態で変化させることができるように形成されている。また、電気または磁気信号に対する反応として、材料の寸法を変化させる他の作用、たとえば、磁気ひずみを利用して、本発明に従った鏡の駆動装置または制御層を構成することができる。鏡セグメントを移動させるための駆動装置は他の原理に従って、たとえば、電気モータまたは流体力学によって動作することもできる。

本発明は、マイクロリソグラフィ用の反射屈折または反射投影対物レンズに特に好都合に使用することができるが、他の結像系、たとえば、マイクロスコープにも使用することができる。

上記及びさらなる特徴は、説明及び図面と共に、特許請求の範囲からも明らかになり、個々の特徴をそれぞれ単独で、または複数を幾つかの部分組み合わせの形で本発明の実施形態及び他の分野で実現すること、及び好都合であって本来的に保護することができる実施形態を表すことができる。

図１は、高集積半導体部品の製造用に設けられたウェハステッパ１の形のマイクロリソグラフィ投影露光装置を概略的に示す。投影露光装置は、光源としてエキシマレーザ２を有し、これは、一例では２４８ｎｍ、別の実施形態ではそれより短く、たとえば、１９３ｎｍ〜１５７ｎｍにすることができる動作波長λを有する光を放出する。下流側に配置された照明系４が、下流側に接続された投影対物レンズ５のテレセントリック要件に合致した大きく鮮明な境界を定める均一照明の像視野を生じる。投影対物レンズ５は、本発明に従った光学結像系の好適な一実施形態である。照明系は、照明モードを選択するための装置を有し、たとえば、干渉性の度合いが可変である従来型照明、環状野照明、及び双極または四重極照明間で切り換えることができる。照明系の背後には、マスク７の保持及び操作を行う装置６が配置されており、これにより、マスク（レチクル）が投影対物レンズの物面８上に位置して、スキャナ操作のためにスキャナ駆動部によってこの面上で移動方向９（ｙ方向）に移動することができる。

マスク面８の背後に投影対物レンズ５が続き、これは、縮小対物レンズとして機能し、マスクの像を縮小して、たとえば、１：４または１：５の縮尺で、縮小対物レンズ５の像面１１上に配置されているフォトレジスト層被覆ウェハ１０上に投影する。もっと粗い初期構造用、たとえば、マスクなしリソグラフィ用に構成された他の実施形態は、もっと大きい縮尺、たとえば、１：２０〜１：２００にすることができる。ウェハ１０は、ウェハをレチクル７と同期させてそれに平行に移動させるためにスキャナ駆動部を有する装置１２によって保持される。システムはすべて、制御ユニット１３によって制御される。

投影対物レンズ５は、幾何学的ビームスプリッティングを行う反射屈折投影対物レンズである。それは、物面（マスク面８）及び像面（ウェハ面１１）間に、凹面鏡１６を有する反射屈折第１対物レンズ部分１５、幾何学的ビームスプリッタ１７、及びその背後の屈折第２対物レンズ部分１８を備えている。鏡面プリズムとして形成されているビームスプリッタ１７は、物面から進む放射光を凹面鏡１６の方に偏向する平坦な第１鏡面１９と、凹面鏡から反射された放射光を純粋屈折性の第２対物レンズ部分１８の方向に偏向する第２鏡面２０を有する。反射屈折対物レンズ部分は、自由にアクセス可能な中間実像が、第２偏向鏡面２０から後方に距離をおいて中間像面２１の領域内に位置して、屈折対物レンズ部分の後続レンズによって像面１１に投影されるように構成されている。投影対物レンズの光軸２４は、鏡面１９、１６及び２０で折れる。

物面８、中間像面２１及び像面１１は、結像システム５の相互光学的共役視野面である。これらの間には、それぞれレチクル面８及び像面１１に関してフーリエ変換された平坦なひとみ面が配置されている。第１の平坦なひとみ面３が、結像凹面鏡１６の領域内にある。中間像面２１に続く、ウェハに最も近いひとみ面２２には自在にアクセス可能である。投影対物レンズの調節可能なシステム開口絞り（図示せず）がこの領域内に配置されている。

露光装置１は、０．１μｍ以上の解像度と共に高い処理量を達成するように構成されており、像側開口数（ＮＡ）が約０．６５〜約０．８５以上である。投影対物レンズの基本構造は、ＥＰ−Ａ−第０９８９４３４号に示されている投影対物レンズの構造に対応することができる。他の実施形態は物理的ビームスプリッティングで動作し、たとえば、偏光選択ビームスプリッタ層を備えたビームスプリッタキューブ（ＢＳＣ）を幾何学的ビームスプリッタ１７の代わりに設けることが可能である。本発明に従った反射屈折投影対物レンズの中間像のない実施形態もあり、この場合、凹面鏡をひとみ面の領域内に配置する。可能な実施形態が、たとえば、独国特許第４２０３４６４号または米国特許第５，５３７，２６０号に示されている。

投影対物レンズ５の１つの特別な特徴は、凹面鏡１６が、電気的に調節可能なフィルタ機能を有する可変ひとみフィルタとして構成されていることである。回転対称的なフィルタ機能を有する好適な実施形態を、図２〜図４を使用して説明する。図２の凹面鏡１６の表面の軸方向平面図は、鏡または鏡面が多数の、たとえば、１０個の環状鏡セグメント３０を有し、それらが中央の円形鏡セグメント３１を包囲していることを示す。鏡１６を組み込んだとき、この回転対称構造の中心軸３２が、投影対物レンズの光軸２４及び鏡面間の交点と一致して、鏡上で鋭角をなして互いの方に延びる光軸部分間に対称的に延びる。個々の鏡セグメントの環状鏡面が、鏡１６の全面積を、実質的に隙間なく埋め尽し、それにより、鏡セグメント間に位置する接触線３３付近だけに非反射領域が残り、それの合計面積は鏡の全面積の約１％より相当に小さい。完全なリングにする代わりに、鏡セグメントを円弧のような形状にすることもできる。

図３及び図４の縦断面が示すように、鏡は鏡基板３４を有し、これはたとえば、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）などの結晶化ガラス、炭化ケイ素セラミック、ＵＬＥ（登録商標）などのシリコンガラスチタン、または他の熱膨張係数が低いねじり剛性材料で構成することができる。鏡基板は、反射層を塗布することが可能な基板表面３５を有し、その凹状に湾曲した形状は、付着させる鏡面３６の所望形状にほぼ一致する。圧電活性化材料の層３７が、平滑に研磨された基板表面３５に塗布され、それは、たとえば、ゾル・ゲル法で塗布することができる、ＰｂＺｒＴｉＯ３ をベースにした圧電セラミックである。基板材料として導電性材料を使用するとき、電気絶縁材料からなる絶縁層が鏡基板３４及び圧電層３７間に設けられるが、例示的な実施形態では、鏡基板３４が絶縁性の結晶化ガラスからなるので、この絶縁層を省くことができる。たとえば、石英からなる保護層３８を圧電セラミック層３７のおそらくは研磨された自由表面に付着させる。保護層３８は、鏡層３９を当てるためのベースとして使用することができ、その理由から、基板３４から遠い方に面する保護層表面を、鏡面の所望形状に研磨しなければならない。反射層３９は、異なった反射率の誘電体を有する交互層パックとして構成することができる。導電性材料、たとえば、アルミニウムの鏡層も同様に可能である。反射率を高めるために、適当であれば、これにさらに１つまたは複数の誘電層で被覆することができる。

このように形成された層構造は、鏡面３６から基板３４内に進む深い切り込み４０によって、図２の接触線３３に対応することができる同心線に沿って分割される。その結果、互いに電気的及び物理的に分離されていると共に、それぞれの場合に固定位置に組み込まれる基板３４及びそれぞれの鏡面３６間に圧電セラミック層３７を配置した層構造を有する鏡セグメント３０が製造される。

互いに電気絶縁された圧電セラミック層部分の各々に、基板の後部から基板表面３５まで延びる穴が進み、その内部に対応の圧電層３７に接触する給電線４１がはめ込まれている。圧電層３７及び給電線は、給電線４１を介して圧電層が電気的に活性化されると、逆圧電効果のために圧電層の厚さが変化し、その結果、鏡セグメントのそれぞれの反射面３６及び基板３４間の距離が個別に変更可能になる。その構造は、鏡構造の中心軸３２に平行な方向に達成可能なストロークが動作波長の少なくとも半分程度の大きさ、すなわち、たとえば、約１００ｎｍ程度の大きさであるように、電気的及び機械的に構成される。

以上に説明した構造は好ましくは、まず、鏡基板３４に給電線４１用の穴を設けて、給電線を穴内に取り付けるようにして製造される。次に、基板３５の上側を研磨して、圧電層３７及びその上の石英層３８、また適当であれば、さらなる層も順次当てる。次に、たとえば、リソグラフィック処理により、同心リングまたは他の構造を保護層３８及び圧電層３７に切り込む。切り込み４０の外側に残る表面が、鏡フィルタの後の移相領域を形成する。鏡を使用する前の最後の作業で、反射層３９を当てる。

図４に関連して、移相ひとみフィルタとして使用することができる鏡の動作モードを説明する。これは、概略的に図示された２本の光線４５（鎖線）及び４６（点線）を示し、これらは、互いに平行であると共に投影対物レンズの光軸２４にほぼ平行であって、切り目４０によって互いに分離された２つの隣接した鏡セグメント３０、３０’に当たる。隣接した鏡面が基板に対してほぼ同一高さに位置している鏡の基本構造では、鏡面での反射中に光線４５、４６に経路の違いがなく、そのため、反射後、それらは反射前の光路と同一の位相差を有する。その時、たとえば、右側に示された鏡セグメント３０’に対応した圧電層が電気的に励起され、それによってその厚さが増大すると、基板３４及び対応の鏡面３６’間の距離も拡大する。鏡面３６’が上昇したこの状況が鎖線で示されている。２本の光線４５、４６では、結果的に、鏡面３６’のストロークによって決まる経路差、すなわち、鏡面３６’の上昇移動の結果として光線４６の光路長が光線４５のものより短くなるので、光路長の差が生じる。このように、同心環状位相フィルタを生じることができ、これは、物体ひとみの個々の環状ゾーンにおいて、光の１８０°の急激な移相（または別の大きさの急激な移相）をもたらす。フィルタ作用は、鏡セグメントの個別の活性化によって所望通りに設定するか、またはオフに切り換えることができ、適当であれば、連続的か、または段階的に変化させることもできる。圧電セラミック層３７の、それぞれの鏡セグメントに割り当てられた部分は、ここでは、個々の鏡セグメントの独立的な移動用に個別に電気的に駆動することができる駆動装置として機能する。

図５は、回転対称フィルタ機能を有する移相ひとみフィルタとして使用することができる凹面鏡５０の別の実施形態を示す。この実施形態では、結晶化ガラスからなる鏡基板５１が、接着結合、リンギングまたは他の方法によってベースプレート５２に固定されている。ベースプレート５２の材料は、鏡基板材料とほぼ同一の熱膨張特性を有し、同一材料から形成することができる。鏡基板の凹状に湾曲した研磨表面が反射層５３を支持している。鏡基板は多数の、たとえば４つの同心リングセグメント５５を有し、これらは円形の中心部材片５６を包囲しており、ベースプレート５２に達するまで貫設された狭いギャップによって分離されている。本例では、各第２リングセグメント５５内において、ベースプレート５２及び基板の対応リング５５間に圧電材料製の連続環状層５９が当てられており、これは、たとえば、リンギングまたは接着結合によって、下側に位置する圧電層に固定することができる。鏡セグメントの駆動装置として機能する圧電リング５９への電力供給用の給電線６０が、この場合にはベースプレート５２を貫通して延びている。この構造の効果は、圧電セラミックリング５９が電気的に活性化された場合、層５９の対応の厚さ変化の結果として、対応の可動鏡セグメント５５が、半径方向に隣接したそれぞれ不動の鏡セグメントに対して上昇または降下する。このように、同心的な角位相フィルタを生じることができ、これは、対物レンズひとみの個別の角度ゾーンにおいて、光の所定レベル（たとえば、１８０°）の急激な移相をもたらすことができる。

この形式の実施形態では、可動鏡セグメント用の駆動装置５９が、表面に近い敏感な層構造に組み込まれているのではなく、小構造体の比較的頑強な部品間に、具体的には鏡基板５１及びベースプレート５２間に当てられているので、圧電セラミック駆動装置５９は、鏡セグメント５８を制御状態で上昇駆動することができる他の形式の駆動装置に特に簡単に交換することができる。たとえば、電気的または他の方法で駆動することができるマイクロモータか、または作動流体で動作することができるピストン・シリンダ駆動装置にすることができる。

図６及び図７を使用して説明する移相凹面鏡７０の実施形態は、大きい可変性を伴って移相領域の大きさ及び形状を設定することができる構造の一例である。この場合、完全な鏡７０は、鏡の全面積を、実質的に隙間なく埋め尽す鏡セグメントを形成する六角ハニカム７１から形作られている。下部構造の構造は図５の構造に似ている。各鏡セグメント７１の、反射層７３を研磨凹面上に支持する鏡基板７２及びベースプレート７４間に、ハニカム形状に対応した六角圧電結晶７５が駆動装置として設けられている。ハニカムはすべて、ベースプレート上に形成され、ハニカム鏡セグメントの電気上昇駆動部を形成する圧電結晶７５用の給電線７６が、ベースプレートを貫通している。部品７４、７５及び７２は、たとえば、リンギングまたは接着結合によって永久的に相互接続させることができる。ハニカム素子の取り付け後、鏡層が塗布される。

ハニカム鏡セグメント７１はすべて、ベースプレート７４の平面に対して直角に互いに個別に移動させることができ、対応の圧電駆動部７５の電気的活性化によって、上昇移動または降下移動を行うことが可能である。ひとみの近くに組み込まれた鏡７０の場合、各ハニカム鏡面がフーリエドメイン内の１つの反射像素子、すなわち、「画素」を形成する。所定群の隣接して物理的に接触したハニカム鏡素子の同期活性化により、所望の経路差の様々な空間分布を有するフィルタ機能を設定することが可能であり、それにより、非回転対称フィルタ機能を有するひとみフィルタでも可能である。画素の大きさ、したがってひとみフィルタの空間解像度は、個々のハニカムの大きさによってあらかじめ定めることができる。

例示として、本発明の好適な適用分野を表す反射屈折マイクロリソグラフィック投影対物レンズを使用して本発明を説明してきた。本発明は、すべての光学素子が鏡である反射投影対物レンズか、またはマイクロスコープなどの他の光学結像系にも使用することができる。フィルタ作用を達成するために、適当であれば、一定のたわみ限界内で連続的に変化することができる鏡面外形を有する適応鏡を使用して近似値を得ることもできる。しかし、これには、理論的に理想的なフィルタに存在するような急激な移相を実行することができないという欠点がある。本発明に従ったひとみフィルタは、代替としてか、または追加的に、振幅フィルタとして構成することもできる。たとえば、鏡セグメントに細分割された鏡は、傾斜することができる鏡セグメントを含むことができ、それにより、それらのセグメントを傾斜させることによって、それらにそれぞれ入射する光部分が遮断されて、したがって像の形成に寄与しない。この場合、適当であれば、独立的に駆動させることができる複数のアクチュエータを１つの鏡セグメントに割り当てることができる。

ウェハステッパとして構成されて、本発明の一実施形態に従った反射屈折投影対物レンズを有するマイクロリソグラフィ投影露光装置の概略図である。 反射屈折投影対物レンズ用の同心リングに細分割された凹面鏡の鏡面の軸方向平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３のＩＶ領域の拡大図である。 本発明に従った凹面鏡の別の実施形態の軸方向断面図である。 本発明の別の実施形態に従った凹面鏡の鏡面の概略的な軸方向平面図である。 図６の凹面鏡のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ ウェハステッパ
２ エキシマレーザ
４ 照明系
５ 投影対物レンズ
７ マスク
８ 物面（マスク面）
９ 移動方向
１０ フォトレジスト層被覆ウェハ
１１ 像面（ウェハ）
１３ 制御ユニット
１５ 反射屈折第１対物レンズ部分
１６ 凹面鏡
１７ ビームスプリッタ
１８ 第２対物レンズ部分
１９ 第１鏡面
２０ 第２鏡面
２１ 中間像面
２４ 光軸
３０、３０’ 鏡セグメント
３１ 円形鏡セグメント
３２ 中心軸
３３ 接触線
３４ 鏡基板
３５ 基板表面
３７ 圧電層
３８ 保護層
３９、７３ 反射層
４１、７６ 給電線
４５、４６ 光線
５０ 凹面鏡
５１、７２ 鏡基板
５２、７４ ベースプレート
５５ 同心リングセグメント
７０ 移相凹面鏡
７１ ハニカム鏡セグメント

Claims (22)

1. 光軸に沿って配置された複数の光学素子を有し、ひとみ面の領域内に配置された少なくとも１つの鏡を備えた光学結像系によって、該光学結像系の物面上に配置されたパターンを前記光学結像系の像面上に結像する方法であって、
   可変フィルタ機能に従って前記鏡の領域内で前記結像系を通過する光のフィルタリングを局部的に解像するステップ、
   を含む方法。
2. 前記鏡は、可変ひとみフィルタとして使用される、請求項１に記載の方法。
3. 前記フィルタ機能は、前記鏡の反射特性の制御された変化によって変更される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記鏡の幾何学的反射特性の局部変化によって、位相フィルタリングの局部的解像または振幅フィルタリングの局部的解像が実行される、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記鏡を、互いに対して少なくとも部分的に移動させることができる多数の鏡セグメントに細分割するステップと、
   前記結像系を通過する光線の光路長が、ひとみ面の領域内での前記鏡セグメントの相対移動によって所定のフィルタ機能に従って局部解像的に相対的に変化するように、前記鏡セグメントを互いに対して制御移動させるステップと、
   を含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
6. 光軸に関して回転対称的であるフィルタ機能を生じるために、前記鏡の細分割中に環状または円弧形の鏡セグメントが形成される、請求項５に記載の方法。
7. 前記鏡の細分割中に、鏡の全面積をほぼ埋め尽くす多角形鏡セグメントが形成される、請求項５に記載の方法。
8. ハニカム形鏡セグメントが形成される、請求項７に記載の方法。
9. 物面上に配置されたパターンを像面上に結像する光学結像系であって、光軸に沿って配置された複数の光学素子を有し、該光学素子は、該光学結像系のひとみ面の領域内に配置された少なくとも１つの鏡を備えており、該鏡は、複数の鏡セグメントに細分割され、該鏡セグメントの少なくとも一部がそれぞれ、前記鏡素子を他の鏡素子に対して、特に光軸に平行な向きの移動成分で移動させる駆動装置を割り当てられている光学結像系。
10. 前記鏡は、多数の環状または円弧形鏡セグメントを有し、該鏡セグメントは、光軸に関して同心状に配置されている、請求項９に記載の光学結像系。
11. 前記鏡は、前記鏡の面積をほぼ埋め尽くす多数の多角形鏡セグメントを有する、請求項９に記載の光学結像系。
12. 前記鏡セグメントは、六角形である、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の光学結像系。
13. 前記鏡は、可動鏡セグメントを有し、該鏡セグメントを制御移動させるために、各可動鏡セグメント用に個別駆動可能な１つの駆動装置が設けられている、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の光学結像系。
14. １つの鏡セグメント用の１つの駆動装置は、少なくとも１つの圧電結晶を有する、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の光学結像系。
15. 反射屈折投影対物レンズである、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の光学結像系。
16. 反射屈折または反射投影対物レンズ用の鏡、特に凹面鏡であって、固定位置に組み込まれるキャリヤ構造部と、鏡基板に塗布された鏡層とを有し、駆動装置が、前記キャリヤ構造部及び前記鏡層間に配置されて、該駆動装置の駆動によって、該鏡の所定領域内において前記キャリヤ構造部及び前記鏡層間の距離を制御状態で変化させることができるように形成されている、鏡。
17. 少なくとも一部の領域内において前記鏡基板及び前記鏡層間に、駆動装置として使用される圧電材料製の層が配置されており、該層に電力を供給するための線が設けられている、請求項１６に記載の鏡。
18. 該鏡は、複数の鏡セグメントに細分割されており、該鏡セグメントの少なくとも一部がそれぞれ、前記鏡素子を他の鏡素子に対して、特に光軸に平行な向きの移動成分を有する移動を行うように移動させる駆動装置を割り当てられている、請求項１６または１７に記載の鏡。
19. 駆動装置が、キャリヤ構造部として機能する前記鏡基板と前記鏡層との間に配置されている、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の鏡。
20. 前記駆動装置は、前記鏡基板と、該鏡基板から分離しているキャリヤ構造部との間に配置されている、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の鏡。
21. 半導体部品及び他の微細構造部品の製造プロセスであって、
    所定パターンを有するマスクを設けるステップと、
    前記マスクを所定波長の光で照明するステップと、
    請求項９〜１５のいずれか１項に記載の光学結像系を用いて、前記パターンの像を投影対物レンズの像面の領域内に配置された感光基板上に投影するステップと、
    を含むプロセス。
22. 前記基板の多重照明を特徴とし、第１照明中に第１ひとみフィルタ機能が前記鏡上に設定され、それに続く第２照明中に、鏡セグメントの位置及び／または向きの調節によって、異なった第２ひとみフィルタ機能が設定される、請求項２１に記載のプロセス。
    
    

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