JP2013518419A - マイクロリソグラフィに使用するためのファセットミラー - Google Patents

Abstract

ファセットミラー（６；１０）は、マイクロリソグラフィにおける使用に向けて役立つ。ファセットミラー（６；１０）は、ＥＵＶ照明光（３）の部分ビームを導くための照明チャンネルを予め定義する複数のファセット（７；１１）を有する。ファセット（７；１１）の少なくとも一部は、アクチュエータ（３１；３５）を有する調節デバイス（３０；３４）を用いて、ファセット反射平面（ｘｙ；ｘ’ｙ’；ｘ’’ｙ’’）に垂直な移動成分（３２；ｄｚ’；ｄｚ’’）を伴って変位可能である。これは、ファセットミラーの使用中に達成すべき望ましい照明事前定義に準拠するように作られた所定の要件が従来技術と比較して低い製造費用で達成されるファセットミラーをもたらす。
【選択図】図７

Description

ドイツ特許出願ＤＥ １０ ２０１０ ００１ ３８８．９の内容をその範囲全体にわたって参照されたい。

本発明は、マイクロリソグラフィに使用するためのファセットミラーに関する。更に、本発明は、この種のファセットミラーを少なくとも１つ含む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ユニット、この種の照明光学ユニットを含む照明系、この種の照明系を含む投影露光装置、この種の投影露光装置内で照明光学ユニットを設定する方法、このようにして設定された投影露光装置を用いて微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素を製造する方法、及びこの種の製造方法によって製作されるパターン化構成要素に関する。

冒頭に示した種類のファセットミラーを含む投影露光装置は、ＵＳ ２００４／０１０８４６７ Ａ１から公知である。

ＤＥ １０ ２０１０ ００１ ３８８．９ ＵＳ ２００４／０１０８４６７ Ａ１ ＷＯ ２００９／０７４ ２１１ Ａ１ ＵＳ ６ ８５９ ５１５ Ｂ２ ＥＰ １ ２２５ ４８１ Ａ ＥＰ ０ ９５２ ４９１ Ａ２ ＤＥ１０ ２００８ ０１３ ２２９ Ａ１

本発明の目的は、ファセットミラーの使用中に達成すべき望ましい照明事前定義に準拠するように作られた所定の要件が従来技術と比較して低い製造費用で達成されるような方法で冒頭に示した種類のファセットミラーを開発することである。

本発明により、この目的は、請求項１に指定した特徴を含むファセットミラーを用いて達成される。

本発明による調節デバイスは、調節可能ファセットでの反射の後に個々のファセットに割り当てられる照明チャンネルに対する方向事前定義に非常に細かく影響を及ぼす可能性をもたらすことが認識されている。方向に影響を及ぼす精度から作られる所定の要件に対して、調節デバイスから作られる要件は相応に低い。調節デバイスは、開ループ又は閉ループの制御ユニットを有することができる。本発明による調節デバイスを有するファセットミラーは、視野ファセットミラー又は瞳ファセットミラーとして具現化することができる。変位方向が、ファセット反射平面に対する法線から逸脱する場合であっても、ファセット反射平面に対して垂直な移動成分を有する変位機能が与えられる。一例として、調節デバイスによって与えられるファセットの変位方向とファセット反射平面に対する法線との間には、５°の範囲の角度を存在させることができる。より小さい角度、例えば、３°、２°、又は１°の角度も可能である。ファセット反射平面に対して正確に垂直の変位も可能である。最後に、変位方向とファセット反射平面に対する法線との間の角度を５°よりも大きくすることができる。

本発明によるファセットミラーは、特に、ＥＵＶマイクロリソグラフィに対して使用することができる。代替的に、このファセットミラーを他の波長、例えば、ＵＶ波長又はＶＵＶ波長、例えば、１９３ｎｍの照明波長に対して使用することができる。以下に説明する本発明による他のアセンブリも、これらの他の波長に対して使用することができる。

請求項２に記載のファセットの場合には、調節デバイスを用いたファセットの変位によってもたらされる偏向角の線形依存性、及び従って変位したファセットを通じてもたらされる照明チャンネルの方向の所定の対応する依存性がもたらされるので、本発明による調節デバイスは、特に有効である。

ｍｍ範囲の相応に大きい調節距離を有する請求項３に記載の調節デバイスは、実際に適合された寸法の場合に、照明チャンネル方向の事前定義における十分な変化、及び従って本発明による調節デバイスを有するファセットミラーを構成部分として有する光学ユニットの定義される照明パラメータの十分な調節変動をもたらす。より大きい調節距離も可能である。特に、調節デバイスを用いて１ｍｍよりも大きい調節距離を得ることができる場合には、隣接するファセット間の遮蔽効果をターゲット方式で使用することができる。

請求項４に記載の位置決め精度は、実際には十分であることが見出されている。そのような位置決め精度は、従来の調節機構及び従来の調節アクチュエータ、例えば、圧電アクチュエータ又は主軸アクチュエータを用いて達成することができる。位置決め精度は、１０μｍよりも良好なものとすることができる。

請求項５に記載の圧電アクチュエータは、積層圧電セラミック要素を用いて実施することができる。同様の圧電アクチュエータを使用すると、ファセットの傾斜調節も可能である。ファセットの初期位置を予め定義するために、ファセット領域内に基準面を存在させることができる。

請求項６に記載のスピンドルドライブは、圧電アクチュエータに対する変形を構成し、この変形も同様に微小機械的に実施することができる。スピンドルドライブのための回転ドライブの回転位置決めの精度により、更にネジ山ピッチにより、第１に全調節距離を第２にスピンドルドライブの位置決め精度を予め定義することができる。スピンドルドライブは、差動ネジ山を有する精密ドライブとして具現化することができる。

請求項７に記載の照明光学ユニットの利点は、本発明によるファセットミラーに関連して上述したものに対応する。本発明による照明光学ユニットは、ＥＵＶマイクロリソグラフィに使用するための照明光学ユニットとすることができる。

請求項８に記載の照明光学ユニットの場合には、物体視野にわたる照明角度分布と物体視野にわたる照明強度分布の両方を所定値に精密に適応させることができる。

請求項９に記載の照明系及び請求項１０に記載の投影露光装置の利点は、本発明による照明光学ユニット及び本発明によるファセットミラーを参照して上述したものに対応する。この投影露光装置を使用すると、微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素、例えば、半導体チップを高い構造分解能を伴って実現することができる。投影露光装置の光源は、ＥＵＶ光源、ＵＶ光源、又は例えば１９３ｎｍの波長を有する照明光を生成するためのＶＵＶ光源とすることができる。

請求項１１に記載の照明光学ユニットを設定する方法は、本発明による調節デバイスを有するファセットミラーの可能性を使用する。測定デバイスは、ＣＣＤアレイ又はいずれかの他の空間分解検出要素を有することができる。この種のＣＣＤアレイは、対応する機器によって照明光に敏感とすることができる。代替的に、例えば、調節光波長に敏感なＣＣＤアレイ又は何らかの他の空間分解検出要素を使用することができるように測定デバイスを設計することが可能である。本発明に記載の設定方法を使用すると、照明パラメータを、投影露光に影響を及ぼす投影光学ユニット又は光源の効果の許容量をもまた含めて、事前定義された許容範囲内で得ることができる。このようにして、投影光学ユニット又は光源のそのような効果は、ファセット調節を用いて補償することができる。測定は、物体視野の領域内に測定ユニットを有し、瞳ファセットミラーの領域内に更に別の測定ユニットを有する測定デバイスを用いて行うことができる。その結果、視野ファセットミラーと瞳ファセットミラーの両方が本発明による調節デバイスを有する場合に、視野ファセット及び瞳ファセットのそれぞれの調節効果を別々に検出することができる。

請求項１２に記載の設定方法の場合には、物体視野の視野高さにわたる照明強度を最適化するのに、本発明による調節デバイスを使用することができる。その結果、例えば、ＷＯ ２００９／０７４ ２１１ Ａ１に記載されている視野強度事前定義デバイスの作動モードを改善することができる。

請求項１３に記載の設定方法の場合には、視野高さにわたる照明強度分布を予め定義するために、視野強度事前定義デバイス及びファセットミラーは、本発明による調節デバイスと協働する。この協働は、反復的に行うことができる。

請求項１４に記載の製造方法及び請求項１５に記載の構成要素の利点は、上述したものに対応する。

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態をより詳細に説明する。

マイクロリソグラフィのための投影露光装置を概略的に照明光学ユニットに関して子午断面内に示す図である。 図１からのレチクル又は物体平面の領域内の抜粋図である。 図２の視線方向ＩＩＩからの投影露光装置の視野強度事前定義デバイスの図である。 図１に記載の投影露光装置の照明光学ユニットの視野ファセットミラーのファセット配列の図である。 図１に記載の投影露光装置の照明光学ユニットの瞳ファセットミラーのファセット配列の図である。 視野ファセットミラーの更に別の実施形態のファセット配列を図４と類似の図に示す図である。 図１に記載の投影露光装置の照明光学ユニットをＥＵＶ照明光のビーム経路に関して非常に概略的に視野ファセットミラー及び瞳ファセットミラーのファセットの調節可能性に関してより詳細に示す図である。 ファセット反射平面と垂直に瞳ファセットを調節するための圧電調節デバイスを有する照明光学ユニットの瞳ファセットミラーの瞳ファセットを概略的に示す斜視図である。 照明光学ユニットの視野ファセットミラーの視野ファセットの調節効果を解説するための図７に記載のＥＵＶ照明光のビーム経路からの略抜粋図である。 視野強度事前定義デバイスを付加的に示すファセットに割り当てられた特定の照明チャンネルに対するファセットの調節効果を物体平面方向の平面図内に略例示する図である。 照明光学ユニットの瞳ファセットミラーの瞳ファセットの照明に対する個別視野ファセットの調節効果を図１０と類似の図に示す図である。 ２つの隣接するファセットの相互遮蔽の効果を示す略側面図である。 スピンドルドライブを有する調節デバイスの更に別の実施形態を有する瞳ファセットを図８と類似の図に示す図である。

マイクロリソグラフィのための投影露光装置１は、微細構造電子半導体構成要素又はナノ構造電子半導体構成要素を製造するように機能する。光源２は、照明に使用され、例えば、５ｎｍと３０ｎｍの間の波長範囲のＥＵＶ放射線を放出する。光源２は、ＧＤＰＰ光源（ガス放電生成プラズマ）又はＬＰＰ光源（レーザ生成プラズマ）とすることができる。シンクロトロンに基づく放射線を光源２に対して使用することができる。当業者は、この種の光源に関する情報を例えばＵＳ ６ ８５９ ５１５ Ｂ２に見出すことができる。ＥＵＶ照明光又は照明放射線３は、投影露光装置１内で照明及び結像に使用される。光源２の下流では、ＥＵＶ照明光３は、最初に、例えば、従来技術で公知の多殻構造を有する多段コレクター又は代替的に楕円体形のコレクターとすることができるコレクター４を通過する。対応するコレクターは、ＥＰ １ ２２５ ４８１ Ａから公知である。コレクター４の下流では、ＥＵＶ照明光３は、最初に、ＥＵＶ照明光３を望ましくない放射線又は粒子部分から分離するのに使用することができる中間焦点面５を通過する。中間焦点面５を通過した後に、ＥＵＶ照明光３は、最初に視野ファセットミラー６上に入射する。

位置関係の説明を容易にするために、各場合に直交広域ｘｙｚ座標系を図面内に示している。図１では、ｘ軸は、作図面と垂直に作図面から現れるように延びている。ｙ軸は、図１の右に向けて延びている。ｚ軸は図１の上方に延びている。

以下の図では、投影露光装置１の個々の光学構成要素の場合の位置関係の説明を容易にするために、各場合に直交局所ｘｙｚ座標系又は直交局所ｘｙ座標系も使用する。別途説明しない限り、それぞれの局所ｘｙ座標は、光学構成要素のそれぞれの主要配列平面、例えば、反射平面にわたっている。広域ｘｙｚ座標系のｘ軸と局所ｘｙｚ座標系又は局所ｘｙ座標系のｘ軸とは、互いと平行に延びている。局所ｘｙｚ座標系又は構内ｘｙ座標系のそれぞれのｙ軸は、広域ｘｙｚ座標系のｙ軸に対して、それぞれの光学構成要素のｘ軸回りの傾斜角に対応する角度を有する。

図４は、視野ファセットミラー６の視野ファセット７の第１の配列を例示的に示している。視野ファセット７は矩形であり、各々は、同じｘ／ｙアスペクト比を有する。ｘ／ｙアスペクト比は、例えば、１２／５、２５／４、又は１０４／８とすることができる。

視野ファセット７は、視野ファセットミラー６の反射面を予め定義し、各々が６つから８つの視野ファセット群８ａ、８ｂを有する４つの列にグループ分けされる。ファセット群８ａの各々は、７つの視野ファセット７を有する。２つの中央視野ファセット列の２つの更に別の周囲視野ファセット群８ｂの各々は、４つの視野ファセット７を有する。視野ファセットミラー６のファセット配列は、２つの中央ファセット列の間、及び第３のファセット行と第４のファセット行の間に、視野ファセットミラー６が、コレクター４の支持スポークによって遮蔽される間隙空間９を有する。

視野ファセットミラー６における反射の後に、個別視野ファセット７に割り当てられるビーム又は部分ビームに分割されたＥＵＶ照明光３が、瞳ファセットミラー１０上に入射する。

図５は、瞳ファセットミラー１０の円形瞳ファセット１１の例示的なファセット配列を示している。瞳ファセット１１は、中心の周りに互いに内外に位置するファセットリングで配置される。瞳ファセット１１は、視野ファセット７のうちの１つによって反射されたＥＵＶ照明光３の各部分ビームに割り当てられ、それによって入射を受け、視野ファセット７のうちの１つと瞳ファセット１１のうちの１つとを含むそれぞれのファセット対が、ＥＵＶ照明光３の関連付けられた部分ビームに対する照明チャンネルを予め定義するようにする。視野ファセット７への瞳ファセット１１のチャンネル毎の割り当ては、投影露光装置１による望ましい照明に依存して行われる。

瞳ファセットミラー１０（図１）及び３つのＥＵＶミラー１２、１３、１４から構成される下流の伝達光学ユニット１５を通じて、視野ファセット７は、投影露光装置１の物体平面１６上に結像される。ＥＵＶミラー１４は、かすめ入射のためのミラー（かすめ入射ミラー）として具現化される。物体平面１６内にはレチクル１７が配置され、そこからＥＵＶ照明光３により、投影露光装置１が有する下流の投影対物系１９の物体視野１８と一致する照明領域が照明される。照明チャンネルは、物体視野１８内で重ね合わされる。ＥＵＶ照明光３は、レチクル１７から反射される。

投影光学ユニット１９は、物体平面１６の物体視野１８を像平面２１の像視野２０に結像する。この像平面２１内には、投影露光中に投影露光装置１を用いて露光される感光層を担持するウェーハ２２が配置される。投影露光中には、レチクル１７とウェーハ２２の両方が、ｙ方向に同期方式で走査される。投影露光装置１は、スキャナとして具現化される。以下では、走査方向を物体変位方向とも呼ぶ。

視野強度所定平面２３内に視野強度事前定義デバイス又は視野補正デバイス２４が配置され、これに対して下記でより詳細に以下に説明する。ＵＮＩＣＯＭとも呼ぶ視野強度事前定義デバイス２４は、物体視野１８内で走査積分された、すなわち、ｙ方向に積分された強度分布を設定するためなどに機能する。視野強度事前定義デバイス２４は、制御デバイス２５によって駆動される。視野補正デバイスの例は、ＥＰ ０ ９５２ ４９１ Ａ２及びＤＥ１０ ２００８ ０１３ ２２９ Ａ１から公知である。

視野ファセットミラー６、瞳ファセットミラー１０、伝達光学ユニット１５のミラー１２から１４、及び視野強度事前定義デバイス２４は、投影露光装置１の照明光学ユニット２６の一部である。投影光学ユニット１９と共に、照明光学ユニット２６は、投影露光装置１の照明系を形成する。

図２及び図３は、視野強度事前定義デバイス２４をより詳細に示している。視野強度事前定義デバイス２４は、互いに横並びで配置された複数の指状の個々の絞り２７を有する。一例として、図２及び図３に記載の実施形態の場合には、それぞれ４ｍｍの幅を有する２６個の個々の絞り２７が発生する。この個々の絞り２７は、直接に隣接するか、又はそうでなければ部分的に重なり合うかのいずれかである。部分的な重複の場合には、隣接する個々の絞り２７は、ＥＵＶ照明光３の光線方向と垂直に互いに可能な限り近接して隣接する平面に位置すべきである。

個々の絞り２７の全ては、１つの同じ側からＥＵＶ照明光３内に挿入される。

制御デバイス２５を用いて、個々の絞り２７を互いに独立してｙ方向の所定位置に設定することができる。レチクル１７上の物体点が物体視野１８を通過する視野高さ、すなわち、ｘ位置に基づいて、この物体点のｙ方向の走査距離、及び従ってこの物体点が受けるＥＵＶ照明光３の積分強度は、それぞれの個々の絞り２７のｙ位置によって決定される。このようにして、レチクル１７を照明するＥＵＶ照明光３の強度の均一化又は所定分布を個々の絞り２７のｙ位置の事前定義を用いて達成することができる。

図６は、視野ファセットミラー６の更に別の実施形態を示している。図４に記載の視野ファセットミラー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伴い、これらの構成要素に対しては、これらが図４に記載の視野ファセットミラー６の構成要素とは異なる場合に限って説明する。図６に記載の視野ファセットミラー６は、湾曲視野ファセット７を含む視野ファセット配列を有する。この視野ファセット７は、各々が複数の視野ファセット群８を有する合計で５つの列で配置される。視野ファセット配列は、視野ファセットミラーの支持体板２８の円形境界内に内接する。

図６に記載の実施形態の視野ファセット７は全て同じ面積を有し、更に図４に記載の実施形態の視野ファセット７のｘ／ｙアスペクト比に対応するｘ方向の幅とｙ方向の高さとの同じ比を有する。

ＥＵＶ照明光３のビーム経路を図１と比較してより概略的に、更に伝達光学ユニット１５を省略して表す図７を参照して、照明光学ユニット２６の更なる詳細内容を以下に説明する。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伴い、これらに対しては再度詳細には解説しない。

図７には、視野ファセットミラー６及び視野ファセット７に対する局所座標系をｘ’ｙ’ｚ’座標系として示している。瞳ファセットミラー１０及び瞳ファセット１１に対する局所ｘ’’ｙ’’ｚ’’座標系を同様に図７に対応して示している。

図７には、中間焦点面５と視野ファセットミラー６の間にＥＵＶ照明光３に対する偏向ミラーとすることができるスペクトルフィルタ２９も略示している。スペクトルフィルタ２９は、ＥＵＶ照明光３のうちで使用放射線として使用されない波長部分、より具体的には長波部分を抑制する。

図７では、第１に、３つの視野ファセット７を用いて視野ファセットミラー６を略示しており、第２に、３つの瞳ファセット１１を用いて瞳ファセットミラー１０を略示している。実際には非常に多くの視野ファセット７及び瞳ファセット１１が使用されることは説明するまでもない。

視野ファセット７は、２つの停止具（例示していない）の間で傾斜させることができるように構成され、この場合、瞳ファセット１１のうちの特定の１つは、照明チャンネルを通じて２つの傾斜位置の各々に割り当てられる。このようにして、２つの可能な照明チャンネルの一方、従って、２つの可能な瞳ファセット１１の一方を視野ファセット７の傾斜位置の事前定義を用いて選択することができる。従って、照明光学ユニット２６の場合には、瞳ファセットミラー１０は、視野ファセットミラー６の２倍多くのファセットを有する。図７には、関係する停止具及び傾斜アクチュエータを示していない。

図７は、ＥＵＶ照明光３の２つの照明チャンネル３₁及び３₂を示している。照明チャンネル３₁には、視野ファセット７₁及び瞳ファセット１１₁が割り当てられる。照明チャンネル３₂には、視野ファセット７₂及び瞳ファセット１１₂が割り当てられる。

視野ファセット７の各々は、線形アクチュエータの形態にあるアクチュエータ３１を有する調節デバイス３０を有する。調節デバイス３０は、関連付けられた視野ファセット７をファセット反射平面ｘ’ｙ’に対して垂直な移動成分Ｚを有する変位方向（双方向矢印３２）に沿って調節するためなどに機能する。

視野ファセット７は、湾曲した、より具体的には、凹湾曲した反射面３３を有する。

調節デバイス３０は、視野ファセット反射平面ｘ’ｙ’に対して垂直な少なくとも１ｍｍ、説明している実施形態の場合は２ｍｍの範囲の全調節距離Ｖに沿ったそれぞれの視野ファセット７の位置決めを提供するように具現化される。図７では、左に示す視野ファセット７₁を最大収縮調節位置に例示しており、中央視野ファセット７を最大伸長視野位置に例示しており、従って、これらの２つの視野ファセット７のｚ位置は、全調節距離Ｖを示している。

視野ファセット７の全調節距離Ｖに沿った位置決め精度は、２５μｍよりも小さい範囲にあり、説明している実施形態の場合は１０μｍである。

視野ファセットミラー６の支持体板２８には、線形アクチュエータ３５を有する更に別の調節デバイス３４が接続され、それによって調節デバイス３４を用いて視野ファセットミラー６を視野ファセット７の全てと共に互いにｚ’方向にｚ’オフセットを予め定義するために変位させることができるようにする。

同様にして、瞳ファセット１１にも、アクチュエータ３１を有する調節デバイス３０が装備され、更に瞳ファセットミラー１０全体には、線形アクチュエータ３５を有する調節デバイス３４が装備され、それによって第１に個別瞳ファセット１１を第２に瞳ファセットミラー１０全体を瞳ファセット１１のｘ’’ｙ’’反射平面に垂直な移動成分を有する変位方向３２及びｚ’’それぞれに沿って変位させることができるようにする。

投影露光装置１は、ＥＵＶ照明光３の実際の照明強度分布を測定するための測定ユニット３６、３７を有する測定デバイスを含み、この測定デバイスは、個々の照明チャンネルの寄与を分解することができる。物体視野測定ユニット３６は、物体平面１６の領域内、厳密にはレチクル１７の下流のＥＵＶビーム経路に配置され、それによってレチクル１７が取り外されている限り、物体視野測定ユニット３６が、物体視野１８の照明を測定することを可能にする。物体視野測定ユニット３６は、対応する機器によってＥＵＶ照明光３に敏感なＣＣＤアレイとすることができる。代替的に、物体視野測定ユニット３６は、ＥＵＶ照明光３の強度分布に対応する強度分布を有する調節光波長に敏感なものとすることができる。

物体視野測定ユニット３６は、信号線３８を通じて瞳ファセットミラー１０の調節デバイス３０に信号接続される。例示してはいないが、物体視野測定ユニット３６は、更に別の信号線を通じて瞳ファセットミラー１０の調節デバイス３４及び視野ファセットミラー６の調節デバイス３０、３４に信号接続することができる。

瞳測定ユニット３７は、瞳ファセットミラー１０と物体視野１８の間のＥＵＶ照明光３のビーム経路に導入することができ、図７に瞳ファセット１１₂に関して示すように瞳ファセット１１のうちの１つ又は瞳ファセット１１の全ての上の実際の照明強度分布を検出する。瞳測定ユニット３７も同様にＣＣＤアレイとして具現化することができる。瞳測定ユニット３７は、信号線３９を通じて視野ファセットミラー６の調節デバイス３０に信号接続される。例示してはいないが、瞳測定ユニット３７は、更に別の信号線を通じて視野ファセットミラー６の調節デバイス３４及び瞳ファセットミラー１０の調節デバイス３０、３４に信号接続することができる。

２つの測定ユニット３６、３７は、データ又は制御信号を交換するために信号線（例示していない）を通じて互いに信号接続することができる。

図８は、調節デバイス３０の例示的な実施形態を瞳ファセット１１のうちの一実施形態と共に示している。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伴い、これらに対しては再度詳細には解説しない。

アクチュエータ３１として、図８に記載の調節デバイス３０は圧電アクチュエータを有する。凹反射面４１を有する瞳ファセット１１が一端において一体的に形成されたピン形のファセット支持体４０が、軸区間内で軸線方向に互いから分離された複数の圧電セラミック要素４２を支持する。図８は、各々が、ファセット支持体４０の側面壁４３の回りの外周環の形態を有するこの種の圧電セラミック要素４２を４つ例示している。軸線方向に互いから分離された圧電セラミック要素４２は、これらの要素に対して相補的に成形された圧電要素積層体４４、いわゆる圧電積層体に周囲上で係合する。積層体４４は、同時にヒートシンクを構成する支持体板固定のファセットミラーフレーム４５によって支持される。圧電アクチュエータ３１を使用することにより、変位方向３２、すなわち、図に記載のｚ方向に沿って瞳ファセット１１を調節することができる。

更に別の圧電アクチュエータ４６は、瞳ファセット１１をｙ軸及びｘ軸と平行な傾斜軸の回りに傾斜させることを可能にする。図８は、ｘ軸傾斜を可能にする圧電アクチュエータ４６を示している。他の点では等しく構成されたｙ軸傾斜のための圧電アクチュエータは、相応に圧電アクチュエータ４６に対して９０°の垂直に配置される。

圧電アクチュエータ４６は、ファセット支持体４０の側面壁４３上に面で接するように装着された圧電セラミック要素４７、及びこの圧電セラミック要素から半径方向に分離された圧電要素積層体４８を有する。更に、積層体４８は、ファセットミラーフレーム４５によって支持される。圧電アクチュエータ４６を用いた傾斜（図８の双方向矢印４９）は、積層体４８と圧電セラミック要素４７の間の半径方向の引力の事前定義によってもたらされる。

更に、ファセットミラーフレーム４５は、２つの基準面、すなわち、Ｚ基準面５０とＹ基準面５１とを有する。図８には、瞳ファセット１１のＸ位置又はＸ精密寸法Ｐ_xを判断することができる更に別のＸ基準面を示していない。

Ｚ基準面５０を用いて光学測定を利用してＺ精密寸法Ｐ_zを予め定義することができる。相応にＹ精密寸法Ｐ_yは、ｙ基準面を用いて光学的に予め定義することができる。

圧電積層体４４、４８は、信号線５２、５３を通じて調節デバイス３０の開ループ又は閉ループの制御ユニット５４に信号接続される。更に、開ループ又は閉ループの制御ユニット５４は、瞳測定ユニット３７（図７を参照されたい）及び精密寸法Ｐ_x、Ｐ_y、及びＰ_zに関する検出及び評価ユニット（例示していない）に信号接続される。

図９は、全調節距離Ｖの範囲の変位距離ｄｚ分の視野ファセット７の調節のＥＵＶ照明光３の照明チャンネルの光線誘導に対する効果を示している。変位を過度に大きく例示し、曲率半径を非常に誇張して小さく示すので、図９は、ｄｚ分の変位に起因する偏向効果を大幅に誇張して例示している。この図は、視野ファセット７の変位の前の照明チャンネルのビーム経路３_vと、正のｚ方向へのｄｚ分の変位の後のビーム経路３_nとを示している。変位の後の視野ファセットを７’に例示している。

視野ファセット７の関連付けられた調節デバイス３０（図９には例示していない）による変位は、ｚ方向に、すなわち、ファセット反射平面、すなわち、ｘｙ平面と垂直に進む。変位方向とｚ方向の間の０°よりも大きい角度、例えば、変位方向とファセット反射平面に対する法線の間の１°、２°、３°、５°の角度、又はそれよりも更に大きい角度も可能である。

変位の前には、照明チャンネルは、視野ファセット７上に点Ｂ２において入射し、そこで点Ｂ２における視野ファセット７の反射面３１に対する法線ベクトルｎ１に対して入射角ａを有する。視野ファセット７の湾曲反射面３１は、曲率半径Ｒを有する。

点Ｂ２から発して、照明チャンネル３_vは、ＥＵＶ照明光３のビーム経路内で視野ファセットミラー６の下流に配置された平面Ｅ１、例えば、瞳ファセットミラー１０が配置された主要反射平面内の点Ｐ２に向けて反射される。

視野ファセット７の対応する調節デバイス３０の作動による調節距離ｄｚ分の変位は、照明チャンネルのＥＵＶ照明光３_nが、今度は瞳ファセット７’の反射面３１’で点Ｂ１において反射されるという効果を有する。点Ｂ１は、点Ｂ２から、図９の視野ファセット７に対する局所直交ｘｙｚ座標系のｘ方向に距離ｄｘだけ分離される。この分離は、ＥＵＶ照明光３が、瞳ファセット７上にｚ方向と平行にではなく、ｚ方向に対するある角度で入射するということに起因する。入射点Ｂ１では、反射面３１は法線ベクトルｎ１’を有する。ここでもまた、図９の右上に示すように、２つの法線ベクトルｎ１、ｎ１’は、互いに対して角度ｄａを形成する。点Ｂ１におけるＥＵＶ照明光３の入射角は、これに対応してａ−ｄａである。点Ｂ１の反射の後に、ＥＵＶ照明光３のビーム経路３_nは、平面Ｅ１内の点Ｐ１に向けて延びている。

変位ｄｚに起因して、関連付けられた照明チャンネルの光線方向の変化、すなわち、ビーム経路３_vと３_nの間の角度２ｄａ分の方向変化がもたらされる。次式が成り立つ。
ｄａ〜ａｄｚ／Ｒ

従って、ｄａは、ａ及びｄｚに正比例し、Ｒに反比例する。従って、反射面３１の曲率半径Ｒが小さい程、ｄｚ分の変位は、視野ファセット７によって反射される照明光３の照明チャンネルの方向変化により強く影響を及ぼす。

１ｍの桁の曲率半径Ｒ及び１５°の範囲の平均入射角ａが与えられた場合には、１ｍｍの範囲の高さ調節ｄｚの結果として、０μｒａｄと５００μｒａｄの間の範囲の法線ベクトルの変化ｄａがもたらされる。

図１１は、図７に記載の視野ファセットミラー６の局所ｘ’ｙ’ｚ’座標系の調節距離ｄｚ’分の視野ファセット７の調節のそれぞれの照明チャンネル３₁、３₂及び更に別の照明チャンネル３の位置に対する効果を示している。ｄｚ’分の視野ファセット７の変位の前の瞳ファセットミラー１０の配列平面Ｅ１内の照明を実線で例示しており、ｄｚ’分の視野ファセット７の変位の後のこれらの照明チャンネル３₁、３₂、及び３の位置を破線で例示している。図１０では、配列平面１内、すなわち、図１０に記載のｘｙ平面内での照明チャンネル照明チャンネル３₁、３₂、及び３のそれぞれの変位の絶対値及び方向を方向矢印ｖでそれぞれ例示している。瞳ファセットミラー１０上の照明チャンネル３₁、３₂、及び３の入射点のこの変化は、物体視野１８の照明中の対応する照明角度分布変化をもたらす。従って、それぞれの調節距離ｄｚ’分の視野ファセット７の調節を照明角度分布の微調整に使用することができ、すなわち、いわゆるＰＵＰＩＣＯＭとして、すなわち、物体視野１８の照明における照明角度事前定義デバイスとして使用することができる。この種の照明角度事前定義デバイスは、照明光学ユニット２６の瞳平面内の照明光３の強度分布に影響を及ぼすことができる。

図１０は、図７に記載の瞳ファセットミラー１０の局所ｘ’’ｙ’’ｚ’’座標系による調節距離ｄｚ’’分の瞳ファセット１１の変位の場合の対応する条件を示している。ここでもまた、調節距離ｄｚ’’分の瞳ファセット１１の変位の前の照明チャンネル３₁、３₂、及び更に別の照明チャンネル３を実線で例示しており、調節距離ｄｚ’’分の瞳ファセット１１の変位の後の同じ照明チャンネル３₁、３₂、及び３を破線で例示している。図１０では、瞳ファセットミラー１０上での照明チャンネル３₁、３₂、及び３のそれぞれの変位の絶対値及び方向を各場合に方向矢印ｖで例示している。その結果は、物体平面１６内でのそれぞれの照明チャンネルの対応する変位、すなわち、それぞれの視野ファセット像の位置の変位である。調節距離ｄｚ’’分の瞳ファセット１１の調節によるこの変位は、物体視野１８内でのＥＵＶ照明光３の照明チャンネルの重ね合わせを最適化するのに使用することができる。

平面Ｅ１内での照明チャンネルの変位と並んで、それぞれの調節距離ｄｚ’分の視野ファセット７の変位は、付加的に物体平面１６上への入射時の照明チャンネルの方向変化をもたらす。従って、ＥＵＶ照明光３の照明チャンネル内の調節距離ｄｚ’、ｄｚ’’の対は、２つの自由度を予め定義し、これらの自由度により、物体平面１６内で視野ファセット像の位置を変化させることなく特定の照明角度を得ることができる。これは、物体視野１８の照明角度分布に対する視野強度事前定義デバイス２４の望ましくない効果又は外乱効果が最小にされるように、照明チャンネル３をその方向に関して予め定義するのに使用することができる。

図１２は、隣接する視野ファセット７又は瞳ファセット１１の場合の変位方向３２に沿った調節が、すなわち、調節距離ｄｚ’又はｄｚ’’分の調節が、同様に物体視野１８内で視野強度分布又は照明角度強度分布を補正するのに使用することができ、ＥＵＶ照明光３の照明チャンネルの部分遮蔽をもたらすことができることを示している。図１２の左では、いずれの遮蔽効果ももたらされないように、２つの隣接するファセット７、１１は、同じｚ位置を有する。図１２の右では、ＥＵＶ照明光３が、遮蔽領域５５内で遮蔽されるように、２つの隣接するファセット７、１１は、変位方向３２に位置差Δｚを有する。遮蔽領域５５が上部に位置するファセットが視野ファセット７である場合には、遮蔽領域５５は、物体視野１８上での結像に寄与せず、これは、視野強度補正に使用することができる。遮蔽領域５５を有するファセットが瞳ファセット１１である場合には、遮蔽領域５５は、この瞳ファセットの方向からの照明に寄与せず、これは、照明角度補正に、例えば、楕円率値又はテレセントリック性値を補正するのに使用することができる。対応する楕円率値及びテレセントリック性値の定義は、ＷＯ ２００９／０７４ ２１１ Ａ１に見出すことができる。

図１３は、瞳ファセット１１を変位方向３２又は瞳ファセット１１の局所ｘｙｚ座標系のｚ方向に沿って調節するための調節デバイス５６の更に別の実施形態を示している。図１から図１２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伴い、これらに対しては再度詳細には解説しない。

図１３に記載の実施形態の場合には、瞳ファセット１１の反射面４１をｚ方向に変位させるためのアクチュエータが、スピンドルドライブ５７として具現化される。スピンドルドライブ５７は、反射面４１に隣接するファセット支持体４０の側面壁４３内に具現化された雄ネジ５８を有する。更に、スピンドルドライブ５７は、ファセットミラーフレーム４５によって支持されるネジ本体５９を有する。ネジ本体５９は、雄ネジ５８に対して相補的な雌ネジ６０を有する。

ネジ本体５９は、ファセットミラーフレーム４５の外周リブ６１によって軸線方向に支持される。外周リブ６１は、ファセット支持体４０が挿入される貫通開口６２を有する。ネジ本体５９は、半径方向には、ネジ本体５９とファセットミラーフレーム４５の間に支持される弾性回復要素６３と、側方ドライブ６５の接続要素６４の間に装着される。

瞳ファセット１１のｙ傾斜調節をもたらす側方ドライブ６５は、マイクロリニアモータ又は図８に記載の圧電アクチュエータ４６の方式の圧電アクチュエータとすることができる。同様にして、調節デバイス５６は、瞳ファセットミラー１１のｘ傾斜調節のための更に別の側方ドライブも有する。

瞳ファセットミラー１１のＺ調節に対応する変位方向３２に沿った、すなわち、ファセット支持体４０に沿った調節では、ファセット支持体４０が、その縦軸の回りに回転される。この目的のために、反射面４１に対向する、ファセット支持体４０の端部が、マイクロモータの形態にある回転ドライブ６６に接続される。回転ドライブ６６は、回転測定変換器６７を有する構造ユニットを構成する。ドライブ、すなわち、特に、側方ドライブ６５及び回転測定変換器６７を有する回転ドライブ６６は、信号線６８、６９、７０を通じて開ループ又は閉ループの制御ユニット５４に信号接続される。

スピンドルドライブ５７は、差動ネジ山を有する精密ドライブとして具現化することができる。

物体視野１８にわたって望ましい照明強度分布及び望ましい照明角度分布を予め定義するための照明光学ユニット２６を設定するために以下に続く手順が使用される。最初に、ＥＵＶ照明光３の実際の照明強度分布が、ＥＵＶ照明光３の個々の照明チャンネルの寄与を分解することができる測定ユニット３６、３７を用いて測定される。その後に、物体視野１８にわたってそれぞれ測定された実際の照明強度分布が、望ましい照明強度分布に事前定義された許容範囲内で対応するまで、ファセット７、１１のうちの少なくとも１つは、それぞれの調節デバイス３０、３４、５６の関連付けられたアクチュエータ３１、３５、５７を用いて変位方向３２に沿って調節される。

ＥＵＶ照明光３の実際の照明強度分布を測定する場合には、視野高さにわたる、すなわち、ｘ方向に沿った照明光３の強度分布は、測定ユニット３６を用いて測定することができる。その後に、視野高さｘにわたる実際の照明強度分布が、望ましい照明強度分布に事前定義された許容範囲内で対応するまで、上述したように、変位方向３２に沿ったファセット７、１１のうちの少なくとも１つの調節を実施することができる。

代替的又は追加的に、物体視野１８にわたる望ましい照明強度分布及び照明角度分布を得るために、測定ユニット３７を用いて、選択された又は全ての瞳ファセット１１上の照明強度の測定を実施し、この測定結果に基づいて、事前定義された変位距離ｄｚ’、ｄｚ’’に沿ったファセット７、１１の調節を実施することができる。

適切な場合には、それぞれの変位方向３２に沿ったファセット７、１１の変位は、視野ファセット７、１１の局所座標系のそれぞれのｘ軸及びｙ軸の回りの傾斜角補正を有する。この補正は、変位距離３２に沿った変位と共に反復工程で行うことができる。

特に、物体視野１８の上流のＥＵＶ照明光の照明チャンネルの方向成分の走査方向、すなわち、Ｙ方向の微調節が可能であり、これは、視野強度事前定義デバイス２４の個々の絞り２７との相互作用により、視野高さにわたる照明強度の良好な制御を保証する。

特に、超音波モータを圧電アクチュエータとして使用することができる。

視野高さｘにわたる望ましい照明強度分布を予め定義するために、視野強度事前定義デバイス２４の個々の絞り２７の調節及び変位方向３２に沿ったファセット７、１１の調節を反復的に行うことができる。

投影露光中に、レチクル１７、及びＥＵＶ照明光３に対して感光性を有するコーティングを担持するウェーハ２２が準備される。その後に、レチクル１７のうちの少なくとも１つの区画が、投影露光装置１を用いてウェーハ２２上に投影される。最後にＥＵＶ照明光３で露光されたウェーハ２２上の感光層が現像される。このようにして、微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素、例えば、半導体チップが製造される。

上述の例示的な実施形態は、ＥＵＶ照明に基づいて説明した。ＥＵＶ照明に対する代替として、ＵＶ照明又はＶＵＶ照明、例えば、１９３ｎｍの波長を有する照明光を使用することができる。

Claims (15)

1. マイクロリソグラフィに使用するためのファセットミラー（６；１０）であって、
   照明光（３）の部分ビームを導くための照明チャンネルを予め定義する複数のファセット（７；１１）、
   を含み、
   前記ファセット（７；１１）の少なくとも一部は、アクチュエータ（３１；３５；４６；５７）を有する調節デバイス（３０；３４；５６）を用いて、ファセット反射平面（ｘｙ；ｘ’ｙ’；ｘ’’ｙ’’）に垂直な移動成分（３２；ｄｚ；ｄｚ’；ｄｚ’’）を伴って変位可能である、
   ことを特徴とするファセットミラー。
2. 前記ファセット（７；１１）は、湾曲反射面（３３；４１）を有することを特徴とする請求項１に記載のファセットミラー。
3. 前記調節デバイス（３０；３４；５６）は、前記ファセット反射平面（ｘｙ；ｘ’ｙ’；ｘ’’ｙ’’）に垂直な少なくとも１ｍｍの範囲の全調節距離（Ｖ）に沿った前記ファセット（７；１１）の位置決めを提供するような方法で具現化されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のファセットミラー。
4. 前記調節デバイス（３０；３４；５６）は、前記調節距離（Ｖ）に沿った２５μｍよりも小さい範囲の前記ファセット（７；１１）の位置決め精度をもたらすような方法で具現化されることを特徴とする請求項３に記載のファセットミラー。
5. 前記アクチュエータ（３１；３５；４６）は、圧電アクチュエータとして具現化され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項に記載のファセットミラー。
6. 前記アクチュエータは、スピンドルドライブ（５７）を有し、
   前記スピンドルドライブ（５７）は、
   ファセット支持体（４０）の側面壁（４３）に具現化された雄ネジ（５８）を含み、
   ファセットミラーフレーム（４５）によって支持され、かつ前記雄ネジ（５８）に対して相補的な雌ネジ（６０）を有するネジ本体（５９）を含み、
   前記ファセット支持体（４０）は、前記アクチュエータ（５７）を用いて回転駆動可能である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のファセットミラー。
7. 物体視野（１８）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ユニット（２６）であって、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の少なくとも１つのファセットミラー（６；１０）、
   を含み、
   前記照明光学ユニット（２６）が、前記物体視野（１８）内で照明チャンネルが重ね合わされるような方法で具現化される、
   ことを特徴とする照明光学ユニット。
8. 視野ファセットミラー（６）と瞳ファセットミラー（１０）の両方が、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のファセットミラーとして具現化され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。
9. 請求項７及び請求項８のいずれかに記載の照明光学ユニット（２６）を含み、かつ
   前記物体視野（１８）を像視野（２０）に結像するための投影光学ユニット（１９）を含む、
   ことを特徴とする照明系。
10. 請求項９に記載の照明系を含み、かつ
    光源（２）を含む、
    ことを特徴とする投影露光装置（１）。
11. 請求項１０に記載の投影露光装置（１）内で照明光学ユニット（２６）を設定する方法であって、
    調節デバイス（３０；３４；５６）を有する少なくとも１つの前記ファセットミラー（６；１０）の下流の前記照明光（３）のビーム経路内で、個々の照明チャンネルの寄与を分解する測定デバイス（３６，３７）を用いて該照明光（３）の実際の照明強度分布を測定する段階と、
    前記物体視野（１８）にわたる前記実際の照明強度分布が、事前定義された許容範囲内で望ましい照明強度分布に対応するまで、前記調節デバイス（３０；４３；５６）の前記アクチュエータ（３１；３５；４６；５７）を用いて少なくとも１つのファセット（７；１１）を調節する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
12. 前記物体視野（１８）の上流の前記照明光（３）の前記ビーム経路の領域に、該物体視野（１８）の視野高さ（ｘ）にわたる照明強度分布に影響を及ぼすための複数の遮蔽絞り（２７）を含む視野強度事前定義デバイス（２４）が配置され、
    方法が、
    個々の照明チャンネルの寄与を分解する測定デバイス（３６）を用いて、前記視野高さ（ｘ）にわたる前記照明光（３）の実際の照明強度分布を測定する段階と、
    前記視野高さ（ｘ）にわたる前記実際の照明強度分布が、事前定義された許容範囲内で望ましい照明強度分布に対応するまで、前記調節デバイス（３０；３４；５６）の前記アクチュエータ（３１；３５；４６；５７）を用いて少なくとも１つのファセット（７；１１）を調節する段階と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記視野高さ（ｘ）にわたる前記実際の照明強度分布が、事前定義された許容範囲内で望ましい照明強度分布に対応するまで、少なくとも１つの遮蔽絞り（２７）を調節する段階、
    を特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. パターン化構成要素を製造する方法であって、
    感光材料から構成される層が少なくとも部分的に上に塗布されたウェーハ（２２）を準備する段階と、
    結像される構造を有するレチクル（１７）を準備する段階と、
    請求項１１又は請求項１２に記載の方法に従って設定された照明光学ユニット（２６）を含む請求項１０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）を用いて前記レチクル（１７）の少なくとも一部を前記ウェーハ（２２）の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方法。
15. 請求項１４に記載の方法に従って製造されたパターン化構成要素。

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