JP2015511064A - Ｅｕｖ投影リソグラフィのための照明光学ユニット及びそのような照明光学ユニットを含む光学系 - Google Patents

Abstract

ＥＵＶ投影リソグラフィのための照明光学ユニット（２６）は、リソグラフィマスク（７）を配置することができる照明視野（５）に照明光（１６）を案内するように機能する。複数のファセット（２５）を有するファセットミラー（１９）は、照明光（１６）を照明視野（５）に案内するように機能する。照明光部分ビームを案内するそれぞれ１つの照明チャネル（２７）は、ファセット（２５）のうちの１つによって予め決定される。正確に１つの照明チャネル（２７）が、ファセット（２５）のうちのそれぞれ１つにわたって案内される。照明光学ユニット（２６）は、照明光学ユニット（２６）が作動している時のいずれの時間及び照明視野（５）内のいずれの点でも、異なる照明チャネル（２７）にわたって案内される照明光部分ビームのあらゆる対が、照明光（１６）のコヒーレンス持続時間τκよりも大きい時間差（Δｔ）を有する入射時間にこの照明視野点上に入射するように具現化される。現れるものは、照明光学ユニットの照明視野の照明の品質が改善された照明光学ユニットである。【選択図】図２

Description

以下の出願：ＤＥ １０ ２０１２ ２０３ ７１６．０、ＵＳ ６１／６０８，６８５、ＤＥ １０ ２０１２ ２１８ ０７６．１、及びＵＳ ６１／７０９，５１０の内容が、文書全体で引用によって本出願に組み込まれている。

本発明は、ＥＵＶ投影リソグラフィのための照明光学ユニットに関する。本発明は、更に、そのような照明光学ユニットを含む光学系、そのような光学系を含む照明系、そのような照明系を含む投影露光装置、この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、特に半導体チップを生成するための投影露光方法、及び本方法によって生成される微細構造化又はナノ構造化構成要素に関する。

投影リソグラフィのための照明光学ユニットは、ＥＰ １ ４５１ ６２９ Ｂ１及びＵＳ ６，０６９，７３９から公知である。ＥＰ １ ５２１ １１１ Ａ１及びＤＥ １０３ ４５ ４３０ Ａ１は、コヒーレンス低減器を有する照明系を開示している。コヒーレンス低減器は、交差階段状ミラーの配置として具現化され、この場合に、ミラー段の各々は、複数の照明チャネルを案内する。

照明系を有する投影露光装置は、ＷＯ ２００９／１２１ ４３８ Ａ１から公知である。ＥＵＶ光源は、ＤＥ １０３ ５８ ２２５ Ｂ３から公知である。ＷＯ ２００９／１２１ ４３８ Ａ１には、ＥＵＶ光源を教示する更に別の引用が見出される。ＵＳ ２００３／００４３３５９ Ａ１及びＵＳ ５，８９６，４３８からは、ＥＵＶ照明光学ユニットが更に公知である。

更に、ＵＳ ２００７／０２９５９１９ Ａ１及びＷＯ ０３／０４８ ８３９ Ａ１からは、投影リソグラフィのための照明光学ユニットが公知である。

ＤＥ １０ ２０１２ ２０３ ７１６．０ ＵＳ ６１／６０８，６８５ ＤＥ １０ ２０１２ ２１８ ０７６．１ ＵＳ ６１／７０９，５１０ ＥＰ １ ４５１ ６２９ Ｂ１ ＵＳ ６，０６９，７３９ ＥＰ １ ５２１ １１１ Ａ１ ＤＥ １０３ ４５ ４３０ Ａ１ ＷＯ ２００９／１２１ ４３８ Ａ１ ＤＥ １０３ ５８ ２２５ Ｂ３ ＵＳ ２００３／００４３３５９ Ａ１ ＵＳ ５，８９６，４３８ ＵＳ ２００７／０２９５９１９ Ａ１ ＷＯ ０３／０４８ ８３９ Ａ１ ＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１ ＥＰ １ ６１４ ００８ Ｂ１ ＵＳ ６，５７３，９７８ ＵＳ ２０１１／００１ ９４７ Ａ１ ＥＰ １ ０７２ ９５７ Ａ２ ＵＳ ６，８５９，５１５ Ｂ２ ＥＰ １ ２２５ ４８１ Ａ ＤＥ １０ ２００８ ０２１ ８３３ Ｂ４ ＷＯ ２００９／１００ ８５６ Ａ１ ＵＳ ８，１７４，６７７

Ｊｏｓｅｐｈ Ｗ．Ｇｏｏｄｍａｎ著「光学系におけるスペックル現象（Ｓｐｅｃｋｌｅ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ Ｏｐｔｉｃｓ）」、Ｒｏｂｅｒｔｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ、２０１０年 Ｕｗｅ Ｓｃｈｉｎｄｌｅｒ著「電気的に切換可能なヘリシティーを有する超電導アンジュレータ（Ｅｉｎ ｓｕｐｒａｌｅｉｔｅｎｄｅｒ Ｕｎｄｕｌａｔｏｒ ｍｉｔ ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈ ｕｍｓｃｈａｌｔｂａｒｅｒ Ｈｅｌｉｚｉｔａｔ）［電気的に切換可能なヘリシティーを有する超電導アンジュレータ（Ａ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｕｎｄｕｌａｔｏｒ ｈａｖｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｈｅｌｉｃｉｔｙ）］」、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔｓ、ＦＺＫＡ ６９９７、２００４年８月

本発明の目的は、照明視野の照明の品質が改善されるような冒頭に示したタイプの照明光学ユニット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照明光学ユニットによって達成される。

照明光学ユニットは、ＥＵＶ投影リソグラフィのための照明光学ユニットとすることができる。以下ではコヒーレンス長と略記する縦コヒーレンス長は、照明光の使用スペクトル帯域幅に依存する。コヒーレンス時間は、コヒーレンス長と同等であり、これらの２つの間の変換を光の速度を用いて実施することができる。照明光学ユニットが照明光のスペクトルフィルタリングを実施する場合に、関連の帯域幅は、照明視野内に到達する照明光のスペクトル帯域幅であり、光源におけるスペクトル帯域幅ではない。一例として、コヒーレンス長は、１０μｍの領域内にあるとすることができる。使用光源のタイプに基づいて、より長いコヒーレンス長も可能である。

本発明が明らかにしたものは、照明視野内で重ね合わされる照明光の部分ビームの間の干渉問題が、照明光の少なくとも２つの部分ビームがいずれかの時間に照明視野のいずれかの点上に入射する時点で発生し、かつその過程においてこれらの部分ビームのうちの少なくとも２つの間で光源から測定した光路長は、照明光のコヒーレンス長よりも短い長さだけ異なるということである。請求項１に記載の実施形態は、望ましくない干渉に対する条件が満たされるのを阻止し、従って、干渉問題が発生する可能性を防止する。異なる照明チャネルにわたって案内される照明光部分ビームのいずれの対の相互進行時間差も照明光のコヒーレンス持続時間よりも大きいという指定した条件は、照明視野内の各点に適用される。

この目的に対して、最初に、照明チャネルのうちの各々は、各々正確に１つの照明チャネルへのファセットの割り当てによって正確に定められる。異なる照明チャネルは、一般的に空間内のいずれかの場所で重なり合うが、ファセットミラー上では空間的に分離される。従って、１つの同じファセットは、正確に１つの照明チャネルの照明光を案内する。従って、正確に１つの照明チャネルにわたって案内される照明光は、ファセットミラー上の複数のファセット上に同時に入射しない。照明チャネルは、このようにして一意的に定められる。照明光の部分ビームは、ファセット光学要素上の反射によって生成され、対応する照明チャネル内で伝播する。

ファセットミラーは、視野ファセットミラーとすることができ、この視野ファセットミラーの視野ファセットは、照明視野内で互いに重ねて結像される。これに代えて、ファセットミラーは、鏡面反射器とすることができる。鏡面反射器は、ＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１、ＥＰ １ ６１４ ００８ Ｂ１、及びＵＳ ６，５７３，９７８から公知である。照明光部分ビームの照明チャネルは、照明光学ユニットの中を照明光の光源から照明視野まで辿ることができる。考慮する進行時間差に対しては、照明チャネルのうちで照明光部分ビームが照明光学ユニット内で互いから分離される部分だけが関連のあるものである。光源からの照明チャネルの全てを考慮する代わりに、例えば、照明光学ユニット内でのビーム案内の入力からの照明チャネルを考慮することができる。

請求項２に記載の実施形態は、設定される照明を予め決定するのに特に適切であることが見出されている。第１のファセットミラーは、照明光学ユニットの視野平面の領域に配置することができる。第２のファセットミラーは、照明光学ユニットの瞳平面の領域に配置することができる。少なくとも１つのファセットミラーのファセットを更に個々のミラーに再分割することができる。一例として、そのような個々のミラー再分割は、ＵＳ ２０１１／００１ ９４７ Ａ１から公知である。そのような個々のミラー装置のある一定の実現は、マイクロ電気機械系（ＭＥＭＳ）とも呼ぶ。

様々な照明部分ビームの間の光路長差は、特に照明チャネルの幾何学配置から現れる。請求項３に記載の実施形態において、その照明チャネルの選択及び配置により、照明チャネルに沿った経路長差が、上記に指定した望ましくない干渉に対する条件が満たされないように常に十分に長いことが確実にされる。請求項３に記載の実施形態において、照明光学ユニット内で、時間経過に伴って照明視野内に到達する照明光成分、特に照明光パルスの間で照明光のコヒーレンス持続時間よりも長いリターデーションがもたらされる。

そのような時間リターデーションは、部分ビームの間又は照明チャネルの間で設定される光路長差に対応し、照明チャネルの幾何学形状から現れる。部分ビームのいずれの対の時間リターデーションも照明光のコヒーレンス持続時間よりも長く、従って、照明光の光源と照明視野との間で測定した最短経路長を有する照明チャネルと最長経路長を有する照明チャネルとの間で、照明チャネル数と光源のコヒーレンス時間との積に少なくとも等しい最小進行時間差が現れる。

この経路長差条件を考慮した時に現れる照明視野の照明の規則性は、多くの場合に不十分である。この規則性は、点、照明される物体、又はこの物体の像を照明することに寄与する照射量が、照明視野内の又は物体視野又は像視野内の場所の関数としてどれ程大きく変化するかを表している。投影リソグラフィの関連では、規則性を均一性とも呼ぶ。規則性は、２つの代替手法で、すなわち、照明照射量の最大偏差により、又は視野の場所の関数としての照明照射量の分散、特に相対分散によりそのいずれかで定量化することができる。

請求項３に記載の照明光学ユニットでは、照明光部分ビームの間の進行時間差は、照明光学ユニットが作動状態にある時のいずれの時間及び照明視野内のいずれの点においても、異なる照明チャネルにわたって案内される照明光部分ビームのいずれの対も少なくとも照明光のコヒーレンス長よりも長い互いからの光路長差を有するように予め決定される。

上記に指定した進行時間差又は経路長差の条件を考慮した時に現れる照明視野の照明の規則性は、請求項４に記載の光学リターデーション構成要素を用いて、照明チャネルの他の幾何学形状に手を加えることを必要とせずに更に改善される。リターデーション構成要素は、互いに対して遅延された複数の部分ビーム又はビーム成分とも呼ぶ光ビームを入射光ビームから生成する。ファセット光学要素の反射によってビーム経路に生成される照明光部分ビームは、光学リターデーション構成要素を用いて、これらのビームの進行時間に関して互いに対して遅延させることができる。これに代えて又はこれに加えて、ファセット反射によって生成された部分ビーム自体は、この場合に互いに対して対毎の進行時間差を有する部分ビーム成分に光学リターデーション構成要素を用いて分割することができる。これらの遅延光ビームの各々は、照明視野の照明の規則性を改善する。請求項４に記載の実施形態は、望ましくない干渉を発生させる場合がないことを確実にする。

光学リターデーション構成要素は、少なくとも１つの照明光部分ビームの部分ビーム成分の全ての対毎の進行時間差が、照明光のビーム経路内の照明光部分ビームへの照明光の分割の前の場所と照明視野との間で測定された２つの照明光部分ビームの最大進行時間差よりも長いように構成することができる。光学リターデーション構成要素は、少なくとも１つの照明光部分ビームの部分ビーム成分の全ての対毎の進行時間差が、照明光のビーム経路内の照明光部分ビームへの照明光の分割の前の場所と照明視野との間で測定された２つの異なる照明光部分ビームの間の最小進行時間差よりも短いように構成することができる。照明光学ユニットのこれらの変形は、照明光の照明チャネル部分光パルスの異なる時間混合を可能にし、請求項４に記載のリターデーション構成要素によって加えられる進行時間差に関して異なるものである。特に有利な変形は、特に小さい段差又は特に大きい段差を有し、それに対して平均的な段差は、不利である傾向を有する。段差の長さスケールは、照明光のコヒーレンス長による影響を受ける。この場合に、特に小さい段差は、５０μｍよりも小さく、特に２０μｍよりも小さく、特に１０μｍよりも小さく、特に５μｍよりも小さく、特に２μｍよりも小さく、特に１μｍよりも小さい。特に大きい段差は、２５０μｍよりも大きく、特に１ｍｍよりも大きく、特に５ｍｍよりも大きく、特に２０ｍｍよりも大きい。

光学リターデーション構成要素は、入射する少なくとも１つの照明光部分ビームを対毎の進行時間差を有する反射部分ビーム成分に偏向する少なくとも１つの照明光部分ビームを複数の部分ビーム成分に分割するための反射階段状ミラーとして具現化することができ、この場合に、これらの成分は、階段状ミラーの異なる段によって予め決定される。そのような反射階段状ミラーは、十分な精度で生成することができる光学リターデーション構成要素である。特に、ＥＵＶ光の反射の場合であっても高い反射度が得られるように、照明光は、光学リターデーション構成要素上に小さい入射角、すなわち、垂直入射の領域内のもの、例えば、３０°よりも小さく、２５°よりも小さく、２０°よりも小さく、１５°よりも小さく、又は１０°よりも小さい入射角で入射することができる。原理的には、光学リターデーション構成要素は、かすめ入射の下で、すなわち、６０°よりも大きく、６５°よりも大きく、７０°よりも大きく、７５°よりも大きく、又は８０°よりも大きい入射角で作動される反射階段状ミラーとして具現化することもできる。光学リターデーション構成要素は、反射されるＥＵＶ波長に対して反射の程度を最適化するための多層コーティングを含むことができる。

部分ビーム成分の進行時間差は、階段状ミラーの段差によって予め決定することができる。階段状ミラーの段によって加えられる典型的なリターデーション経路は、数μｍの領域内、例えば、１μｍ、２μｍ、５μｍ、１０μｍの領域内にある。数１０μｍの領域内、例えば、２５μｍ、５０μｍ、７５μｍの領域内、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍの領域内、又は他にミリメートル範囲、例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍの領域内の比較的大きい経路差、又は更に長い経路差も可能である。リターデーション経路は、照明光を供給する光源のコヒーレンス長に調整することができる。

光学リターデーション構成要素は、第１又は第２のファセットミラーの場所に形成することができる。光学リターデーション構成要素のそのような実施形態は、追加の反射を回避することができる。特に、リターデーション構成要素は、第２のファセットミラーの場所に形成することができる。この場合に、ファセット自体が、光学リターデーション構成要素として具現化される。光学リターデーション構成要素は、一般的に、照明光学ユニットの瞳平面の領域に配置することができる。この場合に、光学リターデーション構成要素によって照明光に加えられるリターデーション進行時間差は、全体の照明視野にわたって作用する。これに代えて、光学リターデーション構成要素は、照明光学ユニットの視野平面の領域に配置することができる。

照明チャネルに沿った光源と照明視野の間の光路長は、考慮する照明視野点に系統的に依存する。従って、２つの特定の照明チャネルに着目した場合に、第１の照明視野点に関するこれらの照明チャネルの光路長差は、そこからある距離の場所にある照明視野点に関するものとは一般的に異なる。これが示すことは、この依存性が、望ましくない干渉に対する条件が照明視野上のいずれの場所においても満たされない照明チャネルの幾何学配置を求めることをより困難にすることである。２つの照明チャネルが、照明視野点への異なる光路長の依存性を有する場合に、これらの２つの照明チャネルにわたる光路長の大きさに関して最小の差のみを有する照明視野点においても、照明光の少なくともコヒーレンス長の差を得ることができるためには、多くの場合に、ほとんどの照明視野点における２つの光路長の大きさに関する差が、照明光のコヒーレンス長よりも大きい桁のものである必要がある。そのような大きい経路長差の幾何学的な実現の選択肢には欠点がもたらされ、従って、各照明視野点において照明光の少なくともコヒーレンス長の光路長差を得るために相応に大きい経路長差を提供する必要がない照明光学ユニットの構成が有利である。

請求項５に従って瞳ファセットミラーを傾斜させることにより、照明視野点への光路長のこの系統的依存性を考慮することが容易になる。１つの照明視野点において上記に指定した望ましくない干渉に対する条件が満たされないと、直ぐにそれは全体の照明視野の大部分においても満たされなくなる。

瞳ファセットのいずれかの対とそれぞれ考慮する照明視野点との間の光路が同一の長さを持たないような請求項５に記載の瞳ファセットミラーの傾斜を存在させることができる。照明視野内での照明光の妨害干渉は回避される。照明視野の各視野点に対して確実になることは、これらの視野点が、異なる照明チャネルを通して光源によって照明される場合に、異なる光路長を通して照明されることである。

瞳ファセットミラーの主ミラー面上の法線は、視野ファセットミラーの主ミラー面上への照明光部分ビームの入射平面に対して少なくとも２°の傾斜を有するように配置することができる。そのような傾斜角は、妨害干渉を回避するのに適することが見出されている。傾斜角は、３°、４°、５°、７°、又は１０°とすることができる。視野ファセットミラーの主ミラー面上への照明光部分ビームの入射平面は、視野ファセットミラーの主ミラー面上、すなわち、視野ファセットミラーのファセットが配置された平面上への照明光の重心光線の入射平面によって定められる。

請求項６に記載のこれに代えて又はこれに加えて可能な配置変形においても、照明像内での妨害干渉を回避する様々な照明チャネル長の間の経路長差が同じく得られる。この場合に、照明チャネルに沿った光路長の系統的依存性の少なくとも一部は、瞳ファセットミラーの適切な形状によって補償される。

瞳ファセットミラーの主ミラー面は、放物状に湾曲したものとすることができる。瞳ファセットミラーの主ミラー面のそのような放物曲面は、生成技術の観点から比較的低い複雑さしか伴わずに実現することができる。

請求項７に記載の実施形態は、いずれか１つの時点において、照明視野の各点が、最大で１つの照明チャネルに沿う照明光による入射しか受けず、従って、２つの照明光部分ビームが干渉することができないことを確実にする走査デバイスを使用することにより、妨害干渉に対する条件が決して満たされないことを確実にする。これは、いずれか１つの時点において、走査デバイスによって同じく第１のファセットミラーの僅かな領域しか照明されないことによって達成される。これが示すことは、この実施形態は、一時点において第１のファセットミラー上で照明される領域の全面積が視野ファセットの面積よりも十分に小さいことを必要とするが、ビーム断面の全面積さえ十分に小さければ、照明領域は、複数の視野ファセットを部分的に覆うことができるということである。

請求項７に記載の照明ビームのビーム断面は、ファセットミラー上に入射する時に視野ファセットのうちの１つの反射面の５分の１よりも大きい寸法を有し、従って、良くても一桁よりも小さい分しか視野ファセットのうちの１つの反射面よりも小さくない。この比は、視野ファセットミラーの全ての視野ファセットに当てはめることができる。照明系は、ファセットミラー上に入射するときの照明ビームの全体ビーム断面が、視野ファセットのうちの１つの反射面の３０％よりも大きく、３３％よりも大きく、３５％よりも大きく、４０％よりも大きく、５０％よりも大きく、６０％よりも大きく、７５％よりも大きく、又は８０％よりも大きいように具現化することができる。ファセットミラー上に入射するときのビーム断面のこの大きさの程度により、与えられた時間に過度に小さい照明視野領域が照明されることが回避される。それによって安定した照明系がもたらされる。

ファセットミラーは、照明視野の配置平面に対して光学的に共役な平面に配置された視野ファセットミラーとすることができる。

走査デバイスは、ファセットミラー上で各々少なくとも１つの連続走査領域が順次走査され、走査領域の走査領域面積が最大でファセットのうちの１つの面積に対応するように具現化することができる。そのような実施形態において、視野ファセットミラーのファセット自体は、個々に走査することができ、又は最大でファセットのうちの１つの面積に対応する走査領域面積を有する隣接する随伴ファセットの間の連続走査領域を走査することができる。ファセットミラーの順次走査中に、ファセットミラーにわたって走査されるそれぞれの走査領域の境界形状は、正確にファセットミラーの個々のファセットの境界形状とすることができる。これに代えて、境界形状は、ファセットミラーの個々のファセットの境界形状内に書き込むことができる。走査デバイスは、順次走査される個々の走査領域が、次に、走査によって照明されるように具現化することができる。これに代えて、走査デバイスは、走査領域が少なくとも区画的に照明されるか又は他に相応に拡幅された照明光ビームによって同時に完全に照明されるように具現化することができる。少なくとも１つの連続走査領域の順次走査中に、この走査領域は、完全な走査処理の完了後に全体のファセットミラーが照明されるように、走査デバイスを用いてファセットミラーにわたって変位される。この場合に、少なくとも１つの走査領域は、ファセットミラー上で連続して又はファセットミラー上で不連続に変位させることができる。走査領域面積、又は複数の走査領域が同時に走査される場合の走査領域の全面積は、ファセットのうちの１つの面積の少なくとも３分の１の寸法を有することができる。

走査領域面積は、少なくとも、第１にファセット上の照明視野の物体点の最大原像変位と第２にこの変位と平行なファセット広がりとの比の分だけファセットのうちの１つの面積よりも小さいとすることができる。そのような照明光学ユニットの場合に確実になることは、照明視野内へのファセットミラーの様々なファセットの結像の差が、これらの差の結果として照明光のサブビームの間の妨害干渉が現れるような効果を持たないことである。特に、投影露光中に物体が照明視野を通して変位した物体変位方向に沿った走査領域面積の広がりは、この方向と平行なファセットの広がりよりも小さいとすることができる。

走査領域面積の境界形状は、それぞれのファセットの境界形状に対応することができる。そのような実施形態において、各々ファセットミラーのファセットのうちの最大で１つのものが照明視野の視野点をそれぞれ照明する際に従う条件は、容易に満たすことができる。走査領域面積の境界形状は、走査領域がファセット上の使用反射面よりも若干小さいように、それぞれのファセットの境界形状よりも若干小さいものであるように具現化することができる。それによって照明視野内のそれぞれ１つの視野点が各々ファセットのうちの最大で１つのものだけによって照明される確実性が高まる。

請求項８に記載の代替実施形態は、走査移動を簡素化する。

複数のファセットにわたって延びる走査領域は、連続領域とすることができる。そのような構成は、ファセットミラーを走査するときに不連続領域の間でジャンプする必要がない走査デバイスの連続作動を可能にする。

ファセットミラーのファセットは、列毎に配置することができる。走査領域は、ファセット列を横切って傾斜して延びるストリップとすることができる。走査領域のそのような構成は、特に適切であることが見出されている。

複数の走査領域を同時に走査することができる。そのような実施形態は、個々のファセット上の高すぎる同時負荷を回避する。

列毎に隣接する２つのファセットの間の走査領域のオフセットは、走査領域のオフセット方向の広がりよりも少なくとも１つの最大原像変位分だけ大きいとすることができる。そのようなオフセットもまた、像によってもたらされるサブビーム又は部分ビームの妨害干渉の危険性を回避する。

請求項９に記載の実施形態において、上記に既に解説したものの意味の範囲で光学リターデーション構成要素としての役割を同時にもたらすファセットミラーを使用することができる。ファセットミラーは、互いにオフセットして配置された複数のファセット列に再分割することができ、それによって照明チャネルを通して異なるファセット列に案内される照明光部分ビームは、この場合に、十分に大きい経路長差が存在することに起因して妨害干渉を持たない。

請求項１０に記載の照明光学ユニットの実施形態において、物体視野点において妨害干渉に寄与する可能性がある照明チャネルの成分、従って、この照明チャネルにわたって案内される照明光部分ビームの成分が抑制され、従って、これらの成分が照明視野を照明することに寄与しないことにより、干渉が回避される。そのような抑制は、照明光部分ビームをそれぞれの照明チャネルにわたって案内される時に、考慮する照明チャネルの断面区域内で遮蔽することによってもたらすことができる。この目的に対して、それぞれの照明チャネルを定めるファセットのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの相応に配置された遮蔽領域を有する反射面を含むことができる。干渉を回避するために、複数又は多数のそのような遮蔽領域をそれぞれ１つのファセット上に設けることができる。一例として、それぞれの遮蔽領域は、吸収又は散乱コーティングにより、又は絞りによって実現することができる。遮蔽領域内で照明光に対する高反射コーティングを省くことも単純に可能である。驚くべきことに、比較的多数のファセットが使用される時に現れる多数の可能な照明チャネル対にも関わらず、妨害部分ビーム干渉を回避するために照明チャネルの断面区域のうちの比較的小さい部分しか抑制する必要がないことが見出されている。これらの断面区域を遮蔽する結果として発生する照明光の損失は、１０％よりも低く、５％よりも低く、更に３％よりも低くすることができる。照明チャネル対の部分ビームの間の妨害部分ビーム干渉の場合に、この照明チャネル対を構成する一方の照明チャネル又は他方の照明チャネルのいずれの断面区域が抑制されるかには差がないので、低い積分照明光強度を有する方の断面区域を選択することができ、それによって更に光損失が低減される。

少なくとも１つのファセットミラーが、複数又は多数の個々のミラー又はマイクロミラーに具現化される場合に、照明光が、対応するマイクロミラーによって弱められるように、すなわち、照明光が、照明視野を照明することに寄与しないように、干渉を回避するために照明チャネルを通しての照明を望ましい断面区域内で抑制する適切な構成要素は、マイクロミラーによって実現することができる。この実現は、特に、少なくとも１つのファセットミラーのＭＥＭＳ（マイクロ電気機械系）実施形態の場合であれば有利である。

請求項１１に記載の光学系と、照明光学ユニットに加えて、照明視野に配置された物体視野を像視野に結像するための投影光学ユニットが更に設けられた光学系との利点は、本発明による照明光学ユニットを参照して上述したものに対応する。ＥＵＶ光源は、短いコヒーレンス時間を有し、従って、本発明による照明光学ユニットを小型方式で実現することができる。ＥＵＶ光源としては、自由電子レーザ（ＦＥＬ）を使用することができる。望ましくない干渉が存在する場合に、この干渉は、光源が少数のモードのみを含む場合に強く発達する可能性がある。ＦＥＬの少ないモード数の結果として、この場合に、妨害部分ビーム干渉を回避する利点は特に顕著である。

ＥＵＶ光源は、１０通りよりも少ない横モードを有する自由電子レーザとすることができる。横モード数の上限は、エタンデュから導出することができる。特に、光源のエタンデュは、１×１０−³ｍｍ²よりも小さく、１×１０−⁴ｍｍ²よりも小さく、１×１０−⁵ｍｍ²よりも小さく、又は他に１×１０−⁶ｍｍ²よりも小さいとすることができる。エタンデュの定義及び計算に関しては、ＥＰ １ ０７２ ９５７ Ａ２を参照されたい。照明視野の照明の規則性をもたらすための本発明による対策は、特にそのような光源に適している。特に、スペックルの低減を達成することが可能である。他のタイプのＥＵＶ光源を使用することもできる。光学リターデーション構成要素は、個々の光源のコヒーレンス持続時間に依存して具現化することができる。この場合に言えることは、短いコヒーレンス持続時間を有する光源に対しても、長いコヒーレンス持続時間を有する光源に向けて具現化された照明光部分ビームの間で進行時間差を有する照明光学ユニットを使用することができるということである。

光源と第１のファセットミラーとの間には、中間フォーカスを配置することができる。上述の光学リターデーション構成要素は、中間フォーカスの場所に形成することができる。光学系の中間フォーカスの場所における光学リターデーション構成要素のそのような配置は、光学リターデーション構成要素による照明視野全域にわたって同じ方式で作用する追加のリターデーション進行時間差の印加を可能にする。これは、光学リターデーション構成要素の他の配置場所にも、これらの配置場所が照明光学ユニットの瞳平面の領域に存在する範囲で適用される。

請求項１２に記載の投影露光装置、請求項１３に記載の生成方法、及び請求項１４に記載の構成要素の利点は、本発明による照明光学ユニット及び本発明による光学系を参照して上述したものに対応する。微細構造化及びナノ構造化構成要素は、極めて高い構造分解能によって生成することができる。このようにして、例えば、極めて高い集積密度又は記憶密度を有する半導体構成要素を生成することができる。

本発明の例示的実施形態を図面に基づいて以下により詳細に説明する。

ＥＵＶ投影リソグラフィのための投影露光装置を通る略子午断面図である。 投影露光装置の更に別の実施形態においてリソグラフィマスクを配置することができる照明視野を照明するための照明光部分ビームに対する合計で６つの照明チャネルのビーム経路を示す非常に概略的な図である。 リソグラフィマスク上への照明光部分ビームの入射時間の時間シーケンスを示す図である。 図２に記載の投影露光装置の照明光学ユニット内に使用される光学リターデーション構成要素を通る断面図である。 図４に記載の光学リターデーション構成要素を使用する場合のリソグラフィマスク上への照明光部分ビームの入射時間の時間シーケンスを示す図である。 リソグラフィマスク上への照明光部分ビームの入射時間の時間シーケンスを示す図３と類似の図である。 光学リターデーション構成要素の更に別の実施形態を示す図４と類似の図である。 図７に記載の光学リターデーション構成要素を使用する場合のリソグラフィマスク上への照明光部分ビームの入射時間の時間シーケンスを示す図である。 ＥＵＶ投影リソグラフィのための投影露光装置の更に別の実施形態を照明光学ユニットとの関係に示す略子午断面図である。 ＥＵＶ光源のＥＵＶ出力ビームを偏向するための走査デバイスを含む図９に記載の投影露光装置の照明系の一部の構成要素を視野ファセットミラーとの関係に示す略平面図である。 ＥＵＶ光源からのＥＵＶ出力ビームを偏向するための走査デバイスの更に別の実施形態を視野ファセットミラーとの関係で同じく概略的に示す断面図である。 照明視野内で１つの視野点を強調表示し、視野ファセットミラーのファセット上でこの強調表示した照明視野点上に結像される関係する点を同じく強調表示した視野ファセットミラー及び照明視野の更に別の実施形態の平面図である。 図１２と類似の図であるが、図１２の場合のような結像点割り当てを視野ファセットのうちの正確に１つと照明視野とにおいて指定し、更にそれぞれ１つのファセット領域を全ての他の視野ファセット上に指定し、これらのファセット領域の互いに重なる像を照明視野内に同じく示す図１２に記載の視野ファセットミラー及び照明視野の平面図である。 視野ファセットミラー上の連続走査領域の順次走査に関する例を示し、これらの走査領域の走査領域面積がファセットのうちの１つの面積よりも若干小さい例を示す図である。 視野ファセットミラー上の連続走査領域の順次走査に関する例を示し、これらの走査領域の走査領域面積がファセットのうちの１つの面積よりも若干小さい例を示す図である。 複数の視野ファセットにわたって延びる視野ファセットの上の走査領域の変形を示す図である。 複数の視野ファセットにわたって延びる視野ファセットの上の走査領域の変形を示す図である。 ＥＵＶ投影リソグラフィのための投影露光装置の更に別の実施形態を照明光学ユニットとの関係に示す略子午断面図である。 図１８に記載の投影露光装置の照明系の主要構成要素を示す概略図である。 照明光学ユニット内の照明チャネルの光路長差を強調するために図１８及び図１９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３つの代表的な瞳ファセットとレチクルとを示す図１９の視線方向ＸＸにほぼ対応する略平面図である。 レチクルの視野座標ｘにわたる図２０に記載の瞳ファセットの間の光路長の視野プロファイルを示す図である。 瞳ファセットミラーの主ミラー面上の法線が視野ファセットミラーの主ミラー面上への照明光部分ビームの入射平面に対して傾斜して配置されるように瞳ファセットミラーが傾斜された１つの配置変形にある２つの代表的な瞳ファセットとレチクルとを示す図２０と類似の図である。 図２２に記載のレチクルに対する瞳ファセットミラーの配置において瞳ファセットミラーの様々な傾斜角に対する様々な瞳ファセットとレチクルの間の光路長の視野プロファイルをプロットした図２１の様式の図である。 図２２に記載のレチクルに対する瞳ファセットミラーの配置において瞳ファセットミラーの様々な傾斜角に対する様々な瞳ファセットとレチクルの間の光路長の視野プロファイルをプロットした図２１の様式の図である。 図２２に記載のレチクルに対する瞳ファセットミラーの配置において瞳ファセットミラーの様々な傾斜角に対する様々な瞳ファセットとレチクルの間の光路長の視野プロファイルをプロットした図２１の様式の図である。 図２２に記載のレチクルに対する瞳ファセットミラーの配置において瞳ファセットミラーの様々な傾斜角に対する様々な瞳ファセットとレチクルの間の光路長の視野プロファイルをプロットした図２１の様式の図である。 放物線瞳ファセットミラー−レチクル距離関数をもたらす瞳ファセットミラーの主視野面の曲率を示し、この距離関数を２つの異なるスケールに示す図である。 図２７に記載の湾曲した主ミラー面を有する瞳ファセットミラーの様々な瞳ファセットの間の光路長のレチクルにわたる視野プロファイルを示す図２１及び図２３から図２６と類似の図である。 視野ファセットの反射面上の線状領域が照明光遮蔽コーティングを有する投影露光装置内の照明光学ユニットの実施形態のうちの１つに対して使用することができる視野ファセットミラーの視野ファセットの異なる実施形態を示し、「ｙ二重極」照明設定に対して最適化された遮蔽コーティング領域の構成を示す図である。 視野ファセットの反射面上の線状領域が照明光遮蔽コーティングを有する投影露光装置内の照明光学ユニットの実施形態のうちの１つに対して使用することができる視野ファセットミラーの視野ファセットの異なる実施形態を示し、「ｘ二重極」照明設定に対して最適化された対応する構成を示す図である。 視野ファセットの反射面上の線状領域が照明光遮蔽コーティングを有する投影露光装置内の照明光学ユニットの実施形態のうちの１つに対して使用することができる視野ファセットミラーの視野ファセットの異なる実施形態を示し、この視野ファセットを照明光の反射案内に対して使用することができる複数の異なる照明設定に対して最適化された対応する構成を示す図である。 視野ファセットミラーの更に別の実施形態上の連続走査領域の順次走査に関する更に別の例を示す図１４から図１７と類似の図である。 図３２のＸＸＸＩＩにおける視線方向から見た場合の図３２に記載の視野ファセットミラーの視野ファセットの反射面の概略側面図である。 図３２に記載の視野ファセットミラーとそれに関連付けられた瞳ファセットミラーにおける配置領域との両方を示し、例示的に４つの照明チャネルを強調表示した略平面図である。

図１は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置１の子午断面図を略示している。投影露光装置１は、光源又は放射線源２を含む。投影露光装置１の照明系３は、物体平面６の物体視野５と一致する照明視野を露光するための照明光学ユニット４を含む。照明視野は、特に物体ホルダ８の変位方向を横断する方向に物体視野５よりも大きいとすることができる。照明視野は、特に物体ホルダ８の変位方向に沿って物体視野５よりも小さいとすることができる。この場合に、物体視野５に配置され、物体ホルダ又はレチクルホルダ８によって保持されるレチクル７の形態にある物体が露光される。レチクル７をリソグラフィマスクとも表している。物体ホルダ８は、物体変位ドライブ９を用いて変位方向に沿って変位させることができる。投影光学ユニット１０は、物体視野５を像平面１２の像視野１１に結像するように機能する。レチクル７上の構造は、像平面１２の像視野１１の領域に配置されたウェーハ１３の感光層上に結像される。ウェーハ１３は、ウェーハホルダ１４（同じく、ここに例示していない）によって保持される。ウェーハホルダ１４もまた、ウェーハ変位ドライブ１５を用いて物体ホルダ８と同期して変位方向に沿って変位させることができる。

放射線源２は、５ｎｍと３０ｎｍの間の範囲の放出使用放射線を有するＥＵＶ放射線源である。この場合に、放射線源２は、シンクロトロン又は自由電子レーザ（ＦＥＬ）に基づく放射線源とすることができる。プラズマ光源、例えば、ＧＤＰＰ（ガス放電生成プラズマ）光源又はＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）光源を放射線源２として使用することができる。当業者は、例えば、ＵＳ ６，８５９，５１５ Ｂ２においてそのような放射線源に関する情報を見出されるであろう。光源２は、パルス作動方式で作動し、すなわち、光パルス又は放射線パルスの時間シーケンスを放出する。時間的に隣接する２つの光パルスの間の時間距離Ｔは、例えば、１ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの範囲に収まり、例えば、５０ｋＨｚにある光源２の繰り返し数に反比例する。光パルスの持続時間は、時間的に隣接する２つの光パルスの間の距離Ｔよりもかなり短く、すなわち、ＥＵＶ放射線が放出されない中断期間が、ＥＵＶ放射線が放出される期間よりもかなり長い。コヒーレンス時間又はコヒーレンス持続時間は、ＥＵＶ放射線の使用スペクトル帯域幅から明らかになり、この場合に、光パルスの持続時間よりもかなり短い。使用スペクトル帯域幅は、特に、光源２の場所に存在するスペクトル帯域幅よりも小さい。

放射線源２から発するＥＵＶ放射線１６は、コレクター１７によってフォーカスされる。対応するコレクターがＥＰ １ ２２５ ４８１ Ａから公知である。ＥＵＶ放射線１６は、コレクター１７の後に中間焦点面１８を通って伝播し、その後に、視野ファセットミラー１９上に入射する。視野ファセットミラー１９は、照明光学ユニット４の第１のファセットミラーである。視野ファセットミラー１９は、図１には示していない複数の視野ファセットを有する。更に、視野ファセットは、同じく図面内には示していない複数の個々のミラーにそれぞれ再分割することができる。視野ファセットミラー１９は、物体平面６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。

以下に続く本文では、ＥＵＶ放射線１６を照明光又は結像光とも呼ぶ。

ＥＵＶ放射線１６は、視野ファセットミラー１９の後に瞳ファセットミラー２０によって反射される。瞳ファセットミラー２０は、照明光学ユニット４の第２のファセットミラーである。瞳ファセットミラー２０は、中間焦点面１８及び投影光学ユニットの瞳平面に対して光学的に共役であり、又はこの瞳平面と一致する照明光学ユニット４の瞳平面に配置される。瞳ファセットミラー２０は、図１には示していない複数の瞳ファセットを含む。視野ファセットミラー１９の視野ファセット２５は、瞳ファセットミラー２０の瞳ファセットと、ビーム経路の順序で２２、２３、及び２４で表記しているミラーを含む、伝達光学ユニット２１の形態にある後続結像光学アセンブリを用いて物体視野５に結像される。伝達光学ユニット２１の最後のミラー２４は、かすめ入射ミラーである。照明光１６の部分ビームを案内するそれぞれ１つの照明チャネルは、第１のファセット、すなわち、視野ファセットミラー１９の視野ファセットのうちの１つにより、更に、関連付けられた第２のファセット、すなわち、瞳ファセットミラー２０の瞳ファセットのうちの１つによって予め決定される。

位置関係の説明を簡易化するために、図１は、物体平面６と像平面１２の間の投影露光装置１の構成要素の位置関係の説明のための広域座標系として直交ｘｙｚ座標系をプロットしている。図１では、ｘ軸は、作図面と垂直に作図面に向けて延びている。図１では、ｙ軸は、右に向けて物体ホルダ８及びウェーハホルダ１４の変位方向と平行に延びている。図１では、ｚ軸は下向きに、すなわち、物体平面６及び像平面１２と垂直に延びている。

物体視野５又は像視野１１にわたるｘ寸法を視野高さとも呼ぶ。

図２は、投影露光装置１内で照明光学ユニット４の代わりに使用することができる照明光学ユニットの変形２６を示している。図１を参照して上述したものに対応する構成要素を同じ参照記号で表記し、これらに対しては再度詳細に解説することはしない。最初に、下記の説明は、下記でより詳細に説明する光学リターデーション成分の影響がない照明光１６の案内に関するものである。

図２は、照明光１６の部分ビーム１６_k（ｋ＝１，．．．６）を案内する６つの照明チャネル２７₁、２７₂、２７₃、２７₄、２７₅、及び２７₆のビーム経路を示している。図示するのは、光源２とレチクル７の間のビーム経路であり、光源２と中間焦点面１８の間のビーム経路だけを略示している。光源２と中間焦点面１８の間の光路は、照明光１６に対してほぼ一定である。視野ファセットミラー１５は、照明光１６を照明チャネル２７₁から２７₆に沿って案内される部分ビームに分解する。照明チャネル２７₁の照明光部分ビームが反射される視野ファセット２５を下記では視野ファセット２５₁で表し、更に別の照明チャネル２７₂から２７₆に対しては、視野ファセット２５と瞳ファセット２８の両方において、対応する添字付けを行う。一例として、視野ファセット２５₃及び瞳ファセット２８₃は、照明チャネル２７₃に属する。下記では照明光１６の部分ビーム１６_kもそれに沿って添字付けし、従って、例えば、照明光部分ビーム１６₃は、照明チャネル２７₃に属する。

ビーム経路の経路長の差に基づいて、照明チャネル２７₁から２７₆にわたって案内される照明光部分ビーム１６_kにおいて異なる進行時間が現れる。各照明光部分ビーム１６_kは、それ自体で、規則的ではなくスペックルと呼ぶ疑似ランダム強度変化を含む照明視野５の照明を生成する。光源の横モードの数が低下するときに、スペックルコントラストは増大する。全てのモードが同じ強度を有する場合に、相対スペックルコントラストは、モード数の平方根の逆数に等しい。スペックルに関する更に別の情報は、Ｊｏｓｅｐｈ Ｗ．Ｇｏｏｄｍａｎ著「光学系におけるスペックル現象（Ｓｐｅｃｋｌｅ Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ Ｏｐｔｉｃｓ）」、Ｒｏｂｅｒｔｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ、２０１０年に見出すことができる。

２つの照明チャネル２７の間の経路長の差が、照明光のコヒーレンス時間に光速を乗算することによって現れる照明光１６のコヒーレンス長よりも小さい場合に、これらに関連付けられる照明光部分ビーム１６_kは、互いに干渉する可能性がある。最良の場合に、２つ又はそれよりも多くの照明光部分ビーム１６_kによる照明視野５の組合せ照明の残差コントラストは、１つの部分ビームだけによる照明の場合にもたらされることになるものに等しい。特に少ないモードのみを有する光源２の場合に、照明視野５上の照明において系統的な干渉構造がこれに加えて存在することができ、それによって単一の照明光部分ビーム１６の場合よりも強いコントラストがもたらされる可能性さえもある。この例は、周期的な完全変調をもたらす小さい角度にある２つの部分ビーム１６の重ね合わせによって形成される。

２つの照明チャネル２７の間の進行時間差が照明光１６のコヒーレンス長よりも大きい場合に、２つの照明チャネルの２つの独立したスペックルパターンが重なり、照明視野５の照明の規則性の改善がもたらされる。従って、２つの照明チャネル２７の間の進行時間差が、照明光１６のコヒーレンス長よりも大きい場合に、照明視野５内での重ね合わせは有利な挙動をもたらし、それに対してコヒーレンス長よりも小さい進行時間差は改善をもたらさないか又は規則性の不都合な修正さえももたらす。

従って、照明チャネル２７₁から２７₆に沿った照明光部分ビーム１６の進行時間にわたる差は、図２に示す有利な実施形態における手法で、照明チャネル２７_k、２７_lから構成される全ての対に沿った進行時間が各々照明光のコヒーレンス時間よりも大きく異なるように選択される。これが意味することは、照明光１６の光源２と照明視野５の間で測定した最短経路長を有する照明チャネル２７と最長経路長を有する照明チャネルとの間の最小進行時間差が、照明チャネル数と照明光のコヒーレンス時間との積に少なくとも等しいということである。照明チャネル２７₁から２６₇に沿った進行時間差は、照明視野５の入射場所に依存し、各入射場所において上述の条件が成り立たなければならないので、最短経路長を有する照明チャネルと最長経路長を有する照明チャネルとの間の最小進行時間差は、照明チャネル数と照明光１６のコヒーレンス時間との積よりも視野の少なくとも一部の場所において、特に視野の殆どの場所において実質的に大きい可能性がある。

図３は、照明光学ユニット４又は照明光学ユニット２６のこの構成の効果を明らかにしている。照明チャネル２７₁から２７₆に沿って案内されて光源２を同時に射出した照明光成分１６₁から１６₆のレチクル７上への入射時間は、時間軸ｔに沿って示している。従って、図示の時間軸ｔ上での絶対時間の指定は意味を持たず、時間差のみが有意である。プロットした棒グラフの幅は、照明光１６のコヒーレンス時間又はコヒーレンス持続時間τ_κを表している。照明チャネル部分光パルス１６_kの全体パルス持続時間は、図３にプロットした棒グラフよりも有意に長い可能性がある。照明チャネル部分光パルス１６_kのこれらの全体パルス持続時間は、以下に続く干渉の考察において役割を果たさない。

照明光学ユニット４及び２６は、部分光パルス１６_kのコヒーレンス持続時間棒グラフが重なり合わないように構成される。

従って、各使用照明チャネル２７_kが規則性の改善をもたらすので、照明視野の照明の規則性は、照明光学ユニットのそのような実施形態によって最適化される。

上述の例示的実施形態による照明光学ユニットの構成は、コヒーレンス長よりも大きい進行時間差が照明チャネル２７_k、２７_lから構成される全ての対において得られることを確実にすることができる。それによって視野照明の規則性の対応する改善がもたらされる。上述の実施形態のこれらの利点は、特に、１０タイプよりも少ない横モードしか含まず、相応に大きい横コヒーレンス長を有する照明光源の場合に重要になる。横コヒーレンス長は、照明光１６のコヒーレンス時間に光速を乗算することによって現れるコヒーレンス長と区別しなければならない。更に、上述の実施形態の利点は、広帯域光源の場合に特に重要である。最後に、上述の実施形態の利点は、数百本よりも少ない照明チャネルのみを備え、特に、百本よりも少ない照明チャネルのみを備える照明光学ユニットにおいて重要になる。

上述の実施形態によって回避することができるものは、照明光学ユニット内で最も短い進行時間又は経路長を有する照明チャネルと照明光学ユニット内で最も長い経路長を有する照明チャネルとの間の過度に短い進行時間差であり、特に妨害スペックルの生成を排除することができないようなものである。上述の実施形態によって回避される最も短い進行時間又は経路長を有する照明チャネルと最も長い経路長を有する照明チャネルとの間のそのような過度に短い進行時間差は、照明チャネル数とコヒーレンス長との積として現れる。

図２は、光学リターデーション構成要素２９を用いた照明光学ユニット２６の構成を示している。光学リターデーション構成要素２９は、入射照明光１６を物体視野５内で空間的に重ね合わされる異なるリターデーションを有する複数の部分に分割する。照明光チャネル２７₁から２７₆に沿った照明光部分ビームの進行時間にわたる進行時間差は、この場合に、照明チャネル２７₁から２７₆の異なるビーム経路から現れる進行時間差と、照明光部分ビームが光学リターデーション構成要素２９の効果に起因して受ける追加のリターデーション進行時間差とで構成される。従って、照明チャネル２７_kに沿う照明光部分ビーム１６_kは、各々が独自の進行時間を有する複数の成分１６_k ^lから構成され、ここで添字ｋは、照明チャネルを表し、添字ｌは、光学リターデーション構成要素２９によるリターデーションを表している。

図２に記載の実施形態において、光学リターデーション構成要素２９は、中間焦点面１８内、すなわち、光源２と視野ファセットミラー１９の間の中間フォーカスの場所に配置された反射階段状ミラーとして具現化される。図２に記載の照明光学ユニット２６では、この中間フォーカスは、図２には示していないコレクターによって光源２の背後の照明光１６のビーム経路に生成される。

図４は、光学リターデーション構成要素２９をより詳細に示している。光学リターデーション構成要素２９の反射面３０は、図４に記載の実施形態では合計で４つのミラー段３１₁、３１₂、３１₃、及び３１₄を含む。隣接するミラー段３１は、反射面３０上の法線に沿って互いからΔｌ／２の距離の場所にある。光学リターデーション構成要素２９上への照明光１６の入射角αは小さいので、隣接ミラー段３１₁、３１₂、３１₃、及び３１₄で反射される照明光１６の成分の間にΔｌという光路長に対応するリターデーション進行時間差が良好な近似で適用される。４つのミラー段３１₁、３１₂、３１₃、及び３１₄にわたって可能な放射線経路と６つの照明チャネル２７₁、２７₂、２７₃、２７₄、２７₅、及び２７₆との組合せは、２４本の照明光部分ビーム１６₁ ¹から１６₆ ⁴をもたらす。この場合に、添字１６_k ^lは、図２に関して上述したものである。Δｌ’は、経路長差Δｌと類似の時間、すなわち、進行時間差である。

図５は、図３と類似の図に、光学リターデーション構成要素２９の効果を明らかにしている。放射線源を与えられた時間にそれぞれ射出した照明光成分１６ｋｌのレチクル７上への入射時間を時間軸ｔに沿ってプロットしている。第１に照明チャネル２７の異なる経路と、第２にリターデーション構成要素２９に起因する追加のリターデーション進行時間差との組合せ効果の結果として、示した６つの照明チャネル部分光パルス１６₁から１６₆において、レチクル７上に時間的に隣接して入射する２つの照明チャネル部分光パルス１６_k ^lの入射時間にわたって、光源２からの照明光１６のコヒーレンス持続時間よりも常に大きい期間Δｔをもたらす全体進行時間差が現れる。これらの入射時間は、図５に示す棒グラフの左手縁部に対応し、一方、棒グラフの幅は、図３と同じく照明光１６のコヒーレンス持続時間に等しい。従って、Δｔ＞τ_κが成り立ち、ここでτ_κは、光源２のコヒーレンス持続時間である。自由電子レーザ（ＦＥＬ）を対応するスペクトル帯域幅を有する光源２とする場合に、コヒーレンス持続時間τ_κに対応するコヒーレンス長は、例えば、１．３５μｍである。このコヒーレンス長は、１３．５ｎｍの中心波長及び１００の帯域幅λ／Δλに対応する。

従って、光学リターデーション構成要素２９によって比較的大きいリターデーションが印加される。光学リターデーション構成要素２９によるリターデーションは、２つの隣接ミラー段３１₁から３１₄の間のリターデーション段と同程度の大きさのものである。この段寸法は、光学リターデーション構成要素の場合は少なくともΔｌ／２であり、この場合Δｌ＞τ_κ’が成り立つ。ここでΔｌは、最短経路長を有する照明チャネル２７と最長経路長を有する照明チャネルとの間の最大経路長差である。τ_κ’は、コヒーレンス持続時間τ_κと類似の経路長である。

図５に記載の照明の場合に、極端な時間分解能と光源２からの極端に短い光パルスとを仮定して、レチクルは、照明光チャネル２７₁、２７₂、２７₅、２７₄、２７₆、及び２７₃の方向からの照明成分１６を立て続けに「見る」。異なる方向から浴びせられるこの光は、立て続けに何回か、正確に言えば、光学リターデーション構成要素２９の使用段毎に１回ずつ繰り返す。

図３と同様に、図６は、与えられた時間に光源２を射出し、照明チャネル２７₁から２７₆に沿ってレチクル７上に案内される照明光成分１６₁から１６₆の入射時間を時間軸ｔに沿って示している。図３と図６の間の主な相違点は、図６が、照明光チャネル２７₁から２７₆の間の経路長差が図３に記載の実施形態におけるものよりも大きい照明光学ユニット４又は２６に基づいている点である。

図７は、光学リターデーション構成要素の更に別の実施形態３３を示している。下記では、光学リターデーション構成要素２９とは異なる部分を説明する。光学リターデーション構成要素２９との主な相違点は、２つの隣接ミラー段３１₁から３１₄の間のリターデーション段の大きさの程度にある。光学リターデーション構成要素３３では、この段寸法はδｌ／２であり、ここでτ_κ’＜δｌ＜ΔＬ／Ｍが成り立つ。この場合に、ΔＬは、２つの照明光チャネル２７₁から２７₆に沿った最小経路長差であり、Ｍは、リターデーション構成要素３３における段数である。

すなわち、光学リターデーション構成要素３３は、比較的小さいリターデーションを印加し、従って、放射線源２を与えられた時間に射出し、特定の照明光チャネル２７_iを通してリターデーション構成要素３３の異なる段にわたって進んだ照明光１６の全ての成分１６_i ^lは、異なる照明チャネル２７_jを通した照明光１６の成分１６_j ^lがレチクル７に達する前にレチクル７に到達している。これを図５と類似の表現で図８に示している。

図８に記載の入射の時間シーケンスでは、極端な時間分解能と光源２からの極端に短い光パルスとを仮定して、レチクル７は、最初に第１の照明方向からの照明チャネル部分光パルスの時間的に互いに対応する成分のシーケンスを「見て」、次いで、第２の照明方向からの照明チャネル部分光パルスの時間的に互いに対応する成分のシーケンスを見て、以降同じく続く。

この場合に、照明チャネル部分光パルス１６_k ^lの時間的に互いに対応する成分のレチクル７上への入射時間にわたる最小時間間隔Δｔも、光源２のコヒーレンス持続時間τ_κよりも大きい。δｌ’は、経路長差δｌと類似の時間、すなわち、進行時間差である。この場合に、δｌ’＝Δｔが成り立つ。

光学リターデーション構成要素３３は、瞳ファセットミラー２２の瞳ファセットの場所に配置することができる。それによって追加の反射及びそれに関する光損失が回避される。小さい段差の結果として、大きい段差が存在する場合よりも、例えばファセットミラーのような他の光学構成要素へのより容易な統合が可能である。

光学リターデーション構成要素２９は、中間フォーカスの場所に配置することができる。大きい段差は生成することが若干複雑であり、中間フォーカスの場所における配置の場合に、単一のそのような要素しか必要とされない。

投影露光装置１を用いた投影露光の場合に、微細構造化又はナノ構造化構成要素、特に半導体構成要素、例えば、マイクロチップのリソグラフィ生成に向けて、物体視野５内のレチクル７の少なくとも一部は、像視野１１内のウェーハ１３上の感光層の領域上に結像される。この場合に、走査作動中にレチクル７とウェーハ１３は、時間的に同期してｙ方向に連続的に変位される。

以下に続く本文では、マイクロリソグラフィ投影露光装置の更に別の実施形態を説明する。上述した構成要素及び機能は、同じ参照記号で表記し、下記では、離反する構成要素又は機能の理解に必要な場合にしか記載しない。

図９に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置１は、微細構造又はナノ構造を有する電子半導体構成要素を生成するように機能する。光源又は放射線源２は、例えば、５ｎｍと３０ｎｍの間の波長領域のＥＵＶ放射線を放出する。図９に記載の実施形態において、光源２は、自由電子レーザ（ＦＥＬ）として具現化される。この場合に、自由電子レーザ（ＦＥＬ）は、非常に高い輝度を有するコヒーレント放射線を生成するシンクロトロン放射線源である。そのようなＦＥＬが記載されている先行公報は、ＷＯ ２００９／１２１ ４３８ Ａ１に指定されている。例えば、図９に記載の実施形態に対して使用することができる光源２は、Ｕｗｅ Ｓｃｈｉｎｄｌｅｒ著「電気的に切換可能なヘリシティーを有する超電導アンジュレータ（Ｅｉｎ ｓｕｐｒａｌｅｉｔｅｎｄｅｒ Ｕｎｄｕｌａｔｏｒ ｍｉｔ ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈ ｕｍｓｃｈａｌｔｂａｒｅｒ Ｈｅｌｉｚｉｔａｔ）［電気的に切換可能なヘリシティーを有する超電導アンジュレータ（Ａ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｕｎｄｕｌａｔｏｒ ｈａｖｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｈｅｌｉｃｉｔｙ）］」、Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｐｏｒｔｓ、ＦＺＫＡ ６９９７、２００４年８月、及びＤＥ １０３ ５８ ２２５ Ｂ３に記載されている。

ＥＵＶ光源２は、電子ビーム２ｂを生成するための電子ビーム供給デバイス２ａと、ＥＵＶ生成デバイス２ｃとを有する。ＥＵＶ生成デバイス２ｃには、電子ビーム供給デバイス２ａを用いて電子ビーム２ｂが供給される。ＥＵＶ生成デバイス２ｃは、アンジュレータとして具現化される。

光源２は、２．５ｋＷの平均電力を有する。光源２のパルス周波数は、３０ＭＨｚである。この場合に、各個々の放射線パルスは、８３μＪのエネルギを有する。１００ｆｓの放射線パルス長の場合に、このエネルギは、８３３ＭＷの放射線パルス電力に対応する。

投影露光装置１内での照明及び結像の目的で、出力ビームとも呼ぶ使用放射線ビームが照明光又は結像光１６として使用される。使用放射線ビーム１６は、投影露光装置１の照明光学ユニット４に整合される開口角３５の範囲で、以下に更に説明する走査デバイス３６を用いて照射される。光源２から発して、使用放射線ビーム１６は、５ｍｒａｄよりも小さい発散を有する。走査デバイス３６は、照明光学ユニット４の中間視野平面１８に配置される。走査デバイス３６の後に、使用放射線ビーム１６は、最初に視野ファセットミラー１９上に入射する。走査デバイス３６に関する詳細に関しては、更に下記で図１０及び図１１に基づいてより詳細に説明する。

特に、使用放射線ビーム１６は、２ｍｒａｄよりも小さく、好ましくは、１ｍｒａｄよりも小さい発散のみを有する。視野ファセットミラー１９上での使用放射線ビームのスポットサイズは約４ｍｍである。

図１０は、視野ファセットミラー１９の視野ファセット２５から構成されるファセット配置である視野ファセットアレイを例示的に示している。視野ファセットミラー１９は、投影露光装置１の照明系のファセットミラーに対応する。実際に存在する視野ファセット２５のうちの一部のみを３本の列と１５本の行とで例示的に示している。視野ファセットミラー１９の視野ファセットアレイは、合計で６本の列と７５本の行とを有する。視野ファセット２５は矩形形状を有する。他の形状、例えば、図１２から図１７に関して以下に示すもののような弓形形状、又はリング形又は部分リング形の幾何学形状の視野ファセット２５も可能である。従って、１つの可能な変形において、視野ファセットミラー１９は、全体として４５０個のファセット２５を有する。各視野ファセット２５は、図１０の水平方向に５０ｍｍの広がりを有し、図１０の垂直方向に４ｍｍの広がりを有する。それに応じて、全体視野ファセットアレイは、３００ｍｍ×３００ｍｍの広がりを有する。図１０では、視野ファセット２５を正確な縮尺に示していない。

視野ファセットミラー１９上での反射の後に、個々の視野ファセット２５に割り当てられた光線ペンシル又は照明光部分ビームに分割された使用放射線ビーム１６は、瞳ファセットミラー２０上に入射する。図９には１つしか示していない瞳ファセットミラー２０の瞳ファセット２８は円形である。視野ファセット２５のうちの１つから反射された使用放射線ビーム１６の各光線ペンシルは、これらの瞳ファセット２８のうちの１つに割り当てられ、従って、視野ファセット２５のうちの１つと瞳ファセット２８のうちの１つとを有するそれぞれ１つの入射ファセット対は、それに関連付けられた使用放射線ビーム１６の光線ペンシルに対する照明チャネル又はビーム案内チャネル２７を予め決定する。ファセットミラー２５への瞳ファセット２８のチャネル別割り当ては、投影露光装置１による望ましい照明に依存してもたらされる。従って、出力ビーム１６は、個々の照明角度を予め決定するために、視野ファセット２５のうちのそれぞれ１つと瞳ファセット２８のうちのそれぞれ１つとから構成される対にわたって順次照明チャネルに沿って案内される。また、複数の視野ファセット２５、従って、複数の照明チャネル２７を同時に照明することも可能である。いずれかの与えられた時間に、照明光１６は、正確に１つの対を通して、又は他にそれぞれ１つの視野ファセット２５とそれぞれ１つの瞳ファセット２８とから構成される複数の対であるが、一般的には少数の対を通して案内することができる。視野ファセット２５の各々は、それぞれ、所定の瞳ファセット２８を作動させるために個々に傾斜される。

視野ファセット２５は、瞳ファセットミラー２０と、３つのＥＵＶミラー２２、２３、２４から構成されるその後の伝達光学ユニット２１とにより、投影露光装置１の投影光学ユニット１０のレチクル平面又は物体平面６内の照明視野又は物体視野５内に結像される。ＥＵＶミラー２４は、かすめ入射ミラーとして具現化される。

個々のファセット対２５、２８の照明チャネルによって所定の個々の照明角度のシーケンスから、走査デバイス３６を用いた視野ファセットミラー１９のファセット２５の走査照明によってもたらされる全ての照明チャネルの走査積分により、照明光学ユニット４による物体視野５の照明の照明角度分布が現れる。

照明光学ユニット４の実施形態（本明細書には示していない）、特に投影光学ユニット１０の適切な位置の入射瞳の場合に、ミラー２２、２３、及び２４を割愛することができ、使用放射線ビーム１６に対する投影露光装置の対応する伝達率の増大がもたらされる。

視野ファセットミラー１９の各完全な走査において、４９．２Ｊの全照射量が全体の物体視野５に到着する。像視野１１内の全照射量を得るためには、この全照射量に、最初に照明光学ユニット４、次いで、投影光学ユニット１０の全伝達率を更に乗算しなければならない。これらの例示的な仕様は、ウェーハ１３上のある点が像視野１１を通過するのに必要とする期間中に全体視野ファセットミラー１９の完全な走査が実施されることを仮定している。原理的に、視野ファセットミラー１９にわたる照明光１６の高速走査が可能である。走査露光の場合にウェーハ１３上の点が像視野１１を通過するのに必要とする期間は、照明光１６によって全体視野ファセットミラー１９を走査するのに必要とされる期間の整数倍数とすることができる。

使用放射線ビーム１６を反射するレチクル７は、物体視野５の領域内の物体平面６に配置される。レチクル７は、レチクル変位ドライブ９を用いて作動方式で変位させることができるレチクルホルダ８によって支持される。

投影光学ユニット１０は、物体視野５を像平面１２の像視野１１に結像する。投影露光中には、感光層を担持するウェーハ１３は、この像平面１２に配置され、感光層は、投影露光中に投影露光装置１によって露光される。ウェーハ１３は、この場合に、ウェーハ変位ドライブ１５を用いて制御された態様で変位させることができるウェーハホルダ１４によって支持される。

位置関係の表現を簡易化するために、下記ではｘｙｚ座標系を使用する。ｘ軸は、図９の作図面と垂直に延び、この作図面に向く。図９では、ｙ軸は右に延びている。図９では、ｚ軸は下向きに延びている。

投影露光中には、レチクル変位ドライブ９及びウェーハ変位ドライブ１５の適切な作動により、レチクル７とウェーハ１３の両方が、図９のｙ方向に同期方式で走査される。ウェーハは、投影露光中にｙ方向に一般的に６００ｍｍ／ｓの走査速度で走査される。２つの変位ドライブ９、１５の同期走査は、走査デバイス３６の走査作動とは独立して実施することができる。

視野ファセット２５の長辺は、走査方向ｙに対して垂直である。視野ファセット２５のｘ／ｙアスペクト比は、同じく矩形形態又は弓形形態に具現化することができるスリット形の物体視野５のものに対応する。

図１０及び図１１は、使用放射線ビーム１６に対する走査デバイス３６の実施形態をより詳細に示している。位置関係の表現を簡易化するために、図１０の走査デバイスではｘ’ｙ’座標系を使用する。ｘ軸と平行なｘ’軸は、図１０の作図面に向けて延びている。ｙｚ平面に位置するｙ’軸は、図１０の右上に向けて傾斜して延びている。

視野ファセットミラー１９と関連して位置関係を表すために、それに応じてｘ_FFｙ_FF座標系を使用する。ｘ_FF軸は、ｘ軸と平行に、すなわち、矩形視野ファセット２５の長辺の方向に延びている。ｙ_FF方向は、それと垂直に矩形視野ファセット２５の短辺の方向に延びている。視野ファセット２５は、ｘ_FF方向にＸ_FFという広がりを有する。視野ファセット２５は、ｙ_FF方向にＹ_FFという広がりを有する。Ｘ_FF／Ｙ_FFは、視野ファセット２５のｘ／ｙアスペクト比である。

図１０に記載の実施形態において、走査デバイス３６は、使用放射線ビーム１６をかすめ方式で反射する走査ミラーであり、この走査ミラーは、ｙ’軸と一致する線走査軸３７の回りと、ｘ’軸と平行な線給送軸３８の回りとに傾斜させることができる。両方の軸３７、３８は、走査デバイス３６の反射ミラー面３９内に位置する。

図１１では、視野ファセットミラー１９は、各々が４つの視野ファセット２５を有する４本の水平行を有する４×４アレイとして略示されている。以下の周波数及び時間のデータは、図１０に関して上述した６×７５アレイを有する視野ファセットミラー１９の照明に関するものである。説明する実施形態において、ｘ_FF方向に沿って視野ファセット線を走査するための線走査軸３７の回りの傾斜は、７．５ｋＨｚの線周波数で発生する。この場合に、ミラー面３９は、±４．５°だけ傾斜され、使用放射線ビーム１６に対する±９°の偏向角がもたらされる。それに応じて、視野ファセットミラー１９のそれぞれ１つの線（ｙ_FF＝一定）上での使用放射線ビーム１６の滞留時間は１３３．３μｓである。ｙ_FF方向の線給送は、７５本の線が正しい線距離で走査されるような線給送軸３８の回りの同期傾斜によってもたらされ、線給送軸３８の回りの傾斜は、更に、最後の走査された視野ファセット２５ｚから最初の視野ファセット２５ａへの復帰を確実にする。従って、ミラー面３９は、線給送軸３８の回りに１００Ｈｚの周波数で更に傾斜される。個々の視野ファセット２５毎の滞留時間は２２．２μｓである。すなわち、視野ファセット２５のうちの１つの上での滞留時間にわたって６６０個のＥＵＶ放射線パルスが視野ファセット２５上に入射する。

視野ファセットミラー１９を走査するときには、視野ファセットミラー１９上の照明をｙ方向に連続的に移動することができる。そのような走査移動は、機械的に比較的単純で耐久性のある構成要素を用いてもたらすことができる。

上述の７．５ｋＨｚの線周波数よりも高い線周波数、例えば、１０ｋＨｚ、１５ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、又は他に一層高い線周波数も可能である。

ミラー面３９と視野ファセットミラー１９の間の距離は、約１ｍである。

線走査軸３７の回りの傾斜の代わりに、線走査軸３７の回りに回転する多角形スキャナ４０を用いて線走査を生成することができる。この生成を視野ファセットミラー１９の平面図を示す図１１に略示している。ｘ_FF軸は、図１１の右に延び、図１１では、ｙ_FF軸は、作図面と垂直に閲覧者に向けて延びている。

線走査では、多角形スキャナは、合計で６つの多角形ファセットを有する多角形ミラー４１を有し、すなわち、回転軸３７の回りの外周方向の正六角形として具現化される。走査デバイス３６が多角形ミラー４１として具現化される場合に、上述したように線給送軸３８の回りに傾斜させることができる傾斜ミラーが、走査デバイス３６の上流又は下流に配置される。これに加えて又はこれに代えて、光源２からの照明放射線は、図１１には示していない光学ユニットによってｙ方向に拡幅することができる。この場合に、指定したビーム直径は、ｘ広がりだけに関する。

多角形ミラー４１の合計で６つのミラー面３９のうちの１つの上に入射する時に、使用放射線ビーム１６は、約５ｍｍの直径を有する。

光源２と多角形ミラー４１の間の距離は、約１ｍである。

視野ファセットミラー１９上に入射する時に、すなわち、多角形ミラー４１上での反射の後に、使用放射線ビーム１６は、約１０ｍｍの直径を有する。

像視野１１は、走査方向ｙと平行に２ｍｍのスリット幅を有し、走査方向と垂直に、すなわち、ｘ方向に２６ｍｍのスリット幅を有する。ウェーハ１３上で感光層が反応することを確実にする３０ｍＪ／ｃｍ²の仮定照射量、レチクル７の６００ｍｍ／ｓの走査速度、及び２６ｍｍの像視野幅の場合に、出力ビーム１６は、ウェーハ１３上に５Ｗの電力を伴って到達しなければならない。

走査デバイス３６のそれぞれの実施形態は、各場合に、視野ファセットミラー１９上で最大で視野ファセット２５の面積に一致する走査領域面積を有する連続走査領域が順次走査されるようなものである。これを図１２及びそれ以降に基づいて以下により詳細に説明する。上述した図を参照してそれぞれ上述のものに対応する構成要素及び機能を同じ参照記号で表記し、これらに対しては再度詳細に解説することはしない。

図１２は、その左手側に弓形視野ファセット２５を有する視野ファセットミラー１９の変形の上面図を略示している。視野ファセット２５の３つの列及び合計で２０個の視野ファセット２５を示している。当然ながら、図１２に記載の視野ファセットミラー１９内の視野ファセット２５の数は、上述したように現実では非常に大きい。

図１２は、その右手側に視野ファセットミラー１９の視野ファセット２５が互いに重なる方式で結像される視野ファセット２５を示している。

図１２に記載の照明視野５内では、１つの視野点４２を強調表示している。図１２では、伝達光学ユニット２１によって正確にこの視野点４２上に結像されるファセット点４３（視野点４２の原像）も強調表示されている。視野点４２上でのファセット点４３の像の空間関係の結果として、ファセット点４３は、視野ファセット２５のそれぞれの輪郭内で全てが正確に同じ相対場所に位置するわけではなく、ｘ_FF方向とｙ_FF方向の両方に互いに対して僅かに変位する可能性がある。図１２に記載の視野ファセットミラー１９の左手の列の２つの最上部の視野ファセット２５において変位Δｘ_FFを例示的に示すこの変位は、視野ファセット２５のｘ_FF方向及びｙ_FF方向の寸法と比較して小さい。変位Δｘ_FFと同様に、ｙ_FF方向に沿った変位ｙ_FFが存在する可能性もある。図１２には、これを右手の列内の２つの最上部の視野ファセット２５のファセット点４３に基づいて示している。ｙ_FF方向には、これらのファセット点４３は、互いからｙ_FFプラスΔｙ_FFの距離を有し、すなわち、視野ファセット２５のｙ_FF方向の広がりｙ_FFよりも量Δｙ_FFだけ遠く互いから分離している。視野点４２の選択、及びそれにそれぞれ関連付けられた特定の視野ファセット２５のファセット点４３に基づいて、視野ファセット２５の各々においてΔｙ_FFの特定の値がもたらされる。視野点４２と視野ファセット２５のファセット点４３との全ての可能な組合せを考えると、Δｙ_FFが取ることができる最大値Δｙ_FF,maxが現れる。この寸法Δｙ_FF,maxをファセットミラー２５上での視野点４２の最大原像変位とも呼ぶ。

図１２と類似の図において、図１３は、次に、視野ファセットミラー１９と照明視野５を示している。視野点４２に対して、伝達光学ユニット２１によって視野点４２上に結像されるファセット点４３を視野ファセット２５のうちの１つ、すなわち、視野ファセットミラー１９の中心列内の下から３番目の視野ファセット２５に指定している。

他の視野ファセット２５に対しては、図１３は、各々、各視野ファセット２５の反射面上で各個々の視野ファセット２５のｘ_FF座標及びｙ_FF座標を基準として正確に同じ場所に位置するファセット領域４４を指定している。

伝達光学ユニット２１を用いて結像を行う場合の上述の幾何学的偏差、更にそこからもたらされるこの像の僅かに異なる結像スケールに起因して、これらのファセット領域４４のファセット領域像４５は同一ではないが、照明視野５上で互いに重なり合う。

図１３の右手側の照明視野５上に、伝達光学ユニット２１によって照明視野５上に生成されるファセット領域４４のファセット領域像４５を示している。視野点４２は、全てのファセット領域像４５内に収まる。与えられた時間にファセット領域４４が照明されないように走査デバイス３６が作動される場合に、この時間には、他のファセット２５による視野点４２の照明の結果として、妨害干渉をもたらすことなく視野点４２をファセット点４３によって照明することができる。

次いで、図１３の右手側の視野点４２は、ファセット２５のうちの１つ、すなわち、図１３の左手側の視野ファセットミラー１９の中心列内の下から３番目のファセット２５だけによって照明される。

図１４は、同じく視野ファセットミラー１９の上面図を示している。図１４は、視野ファセット２５のうちの１つの反射面よりも小さい走査領域面積を有する、視野ファセットミラー１９上の連続走査領域４６が順次走査される走査デバイス３６の作動の変形を示している。図１４に記載の作動変形では、走査領域４６は、視野ファセット２５と同じく弓形である。走査領域４６は、ｘ_FF方向に視野ファセット２５と同じ広がりを有する。ｙ_FF方向には、走査領域４６の広がりは、視野ファセット２５の広がりよりも若干小さい。図１４には比較目的で、視野ファセット２５のｙ_FF広がりを２つの破線境界線４７によって示している。走査領域４６の境界形状は、視野ファセット２５の境界形状に対応する。

走査領域４６の走査領域面積Ｓは、視野ファセット２５のうちの１つの面積Ｆ＝Ｘ_FF×Ｙ_FFよりも、少なくとも、第１に視野ファセットミラー１９上での視野点４２、すなわち、照明視野５の物体点の最大原像変位Δｙ_FF,maxの第２にそれと平行なファセット広がりｙ_FFに対する比の分だけ小さい。従って、次式が成り立つ。
Ｓ＝Ｆ×（１−（Δｙ_FF,max／Ｙ_FF））

図１４に記載の変形では、走査デバイス３６は、視野ファセットミラー１９上で連続走査領域４６が常時走査されるように作動され、この場合に、この連続走査領域４６は、視野ファセットミラー１９にわたってｙ_FF方向に列毎に走査デバイス３６の作動の経時変化に従って変位している。

従って、走査デバイス３６を作動させる時に２つの走査段階が重ね合わせられる。第１に、走査領域４６に対応する区域が常時走査され、第２に、この走査領域が、視野ファセットミラー１９の視野ファセット２５にわたって列毎に走査される。視野ファセットミラー１９の列のうちの１つの端部において、走査は隣接列に続けられる。

選択される走査領域４６のサイズにより、照明視野５上の視野点は、２つの異なる視野ファセット２５によって同時に照明されることはない。従って、照明視野点上での照明光の妨害干渉が排除される。

走査領域４６がファセットミラー１９の上を移動する間に、時折、図１４に記載の瞬間図に示すように、２つの隣接視野ファセット２５が照明光１６による同時入射を受ける。しかし、照明視野５の異なる領域が照明光１６による入射を受けることをもたらすこれらの２つの隣接視野ファセット２５の僅かな部分しか入射を受けないので、これにも関わらず、照明視野５内には照明光干渉が存在しない。

図１５は、全体視野ファセットミラー１９の順次照明のための走査デバイス３６の作動の更に別の変形を示している。他の図を参照して上述したものに対応する構成要素及び機能を同じ参照記号で表記し、これらに対しては再度詳細に解説することはしない。

図１５に記載の実施形態において、走査領域４６は矩形である。走査領域４６の面積は、視野ファセット２５のうちの１つの面積よりも小さい。図１５に記載の走査領域４６のｙ_FF広がりは、図１４に関して上述したように、この場合にも視野ファセット２５のｙ_FF広がりよりも若干小さい。従って、走査領域４６の境界形状は、図１５に記載の実施形態における視野ファセット２５の境界形状に対応しない。

走査領域４６は、必ずしも視野ファセット２５のうちの１つに書き込まれない可能性がある。

照明視野５内のそれぞれ１つの視野点が、各場合に視野ファセットミラー１９のファセット２５のうちの最大で１つによる以外は照明されないようにする走査領域構成の２つの更に別の例を図１６及び図１７に基づいて説明する。他の図を参照して上述したものに対応する構成要素及び機能を同じ参照記号で表記し、これらに対しては再度詳細に解説することはしない。

図１６及び図１７に記載の実施形態において、視野ファセットミラー１９を照明するための走査デバイス３６は、走査領域４８が複数のファセット２５にわたって延びるように具現化される。

図１６に記載の変形では、走査領域４８は、３つのファセット列にわたって延びる走査範囲ストリップの形態で連続的に具現化される。図１６に記載の実施形態において、この走査領域ストリップは、３つ全てのファセット列にわたって傾斜して延びている。この傾斜したプロファイルの勾配は、照明される隣接ファセット列の間のｙ_FFオフセットが走査領域４８のｙ_FF広がりよりも大きいような大きさでなければならない。このオフセットを図１６に破線４９に示し、走査領域４８のｙ_FF広がりを図１６に更に別の破線５０に示している。オフセット４９と走査領域４８のｙ_FF広がり５０との間のｙ_FF方向の差Δｙは、図１２に関して上述した最大原像変位Δｙ_FF,maxよりも大きい。同時に、図１６に記載の走査領域４８のプロファイルは、走査領域４８の全体ｙ_FF広がりＡが、最大で個々の視野ファセット２５のｙ_FF広がりｙ_FFと同程度の大きさであるようなものでなければならない。この場合に、ｙ_FF広がりＡとｙ_FFの間の差は、少なくとも最大原像変位Δｙ_FF,maxと同程度の大きさでなければならない。これらの境界条件を遵守することによって確実にされることは、図１６に記載の走査領域４８をもたらす作動の場合であっても、照明視野５内のそれぞれ１つの視野点が、各々視野ファセット２５のうちの最大で１つによる以外は照明されないことである。

視野ファセットミラー１９を照明するときには、走査領域４８は、視野ファセット２５の各々が１つの走査間隔の範囲で照明されるように視野ファセットミラー１９の上をｙ_FF方向に走査される。

図１７に記載の作動変形では、各々のｘ_FF広がりが１つの視野ファセット列幅にそれぞれ対応する複数の走査領域４８ａ、４８ｂ、４８ｃは、視野ファセットミラー１９の様々な列にわたってｙ方向に走査される。走査領域４８ａ、４８ｂ、及び４８ｃは、ｙ_FF方向に０よりも大きい互いからのｙ_FFオフセットをそれぞれ有する。走査領域４８ａと４８ｂと４８ｃの間のｙオフセットは、それぞれの走査領域４８ａから４８ｃのｙ広がりに最大原像変位Δｙ_FF,maxを加えたものよりも大きいとすることができる。ここでもまた、図１７に記載の部分４８ａから４８ｃによって形成される走査領域４８の全体広がりＡは、最大で個々の視野ファセット２５のｙ_FF広がりである。この場合に、ここでもまた、全体広がりＡと個々の視野ファセット２５のｙ_FF広がりとの間の差は、最大原像変位Δｙ_FF,maxと同程度の大きさにあるとすることができる。

２つの列毎に隣接する視野ファセット２５の間の走査領域４８のオフセットは、少なくとも、図１２に関して上述した走査領域４８のｙ_FF広がりと最大原像変位Δｙ_FF,maxとの和である。

走査領域４６又は４８の面積が小さい場合に、照明視野５の同時照明領域の面積も小さい。ウェーハ１３の点が使用光１６による入射を受ける間の全体持続時間は、像視野１１のサイズ及びウェーハ変位ドライブ１５によって制御されるウェーハの走査速度に加えて、照明視野の同時照明領域のサイズに対する照明視野５の全サイズの比に依存する。この全体持続時間の長さが増すと、空間的及び時間的に局在化した干渉が有する場合がある効果はより小さくなる。

しかし、走査領域４６又は４８の面積は、その過程において上述の走査領域の実施形態に対する条件を破ることなく、可能な限り大きくすることができる。走査領域４６又は４８は、その面積が視野ファセットのうちの１つの反射面の２０％よりも大きいように選択することができる。走査領域４６又は４８の面積は、視野ファセット２５のうちの１つの面積の３分の１よりも大きく、視野ファセット２５のうちの１つの面積の半分よりも大きく、視野ファセット２５のうちの１つの面積の７５％よりも大きく、又は視野ファセット２５のうちの１つの面積の９０％よりも大きいとすることができる。

図面には示していない投影露光装置の実施形態において、視野ファセットミラー１９の同じ行内の視野ファセット２５に属する照明チャネル２７_iの対に沿った全ての進行時間差は、照明光１６のコヒーレンス時間よりも長い。しかし、視野ファセットミラー１９の異なる行内の視野ファセット２５に属する照明チャネル２７_iの対に沿った進行時間差は、照明光１６のコヒーレンス時間よりも短い可能性がある。走査領域４６は、図１４及び図１５に関して上述したｙ広がりを有する。ｘ広がりは、全体視野ファセットミラーを含み、従って、走査領域４６の面積は、今度は１つの視野ファセット２５の面積よりも大きい。

以下に続く本文では、マイクロリソグラフィ投影露光装置の更に別の実施形態を説明する。上述した構成要素及び機能を同じ参照記号で表記し、以下に続く本文では、離反する構成要素又は機能の理解に必要とされる場合にしか言及しない。

図１８に記載の更に別の実施形態において、マイクロリソグラフィ投影露光装置１は、同じく微細構造又はナノ構造の電子半導体構成要素を生成するように機能する。

使用放射線ビーム１６は、以下に更に説明するビーム成形デバイス５１を用いて投影露光装置１の照明光学ユニット４に適合された開口角３５の範囲で照射される。ビーム成形デバイス５１は、楕円形ミラーとして具現化される。光源２から発した使用放射線ビーム１６は、１ｍｒａｄよりも小さい発散を有する。ビーム成形デバイス５１は、照明光学ユニット４の中間焦点面１８に配置される。ビーム成形デバイス５１の下流では、使用放射線ビーム１６は、最初に視野ファセットミラー１９上に入射する。

図１８に記載の実施形態において、使用放射線ビーム１６は、５００μｒａｄよりも小さく、好ましくは、１５０μｒａｄよりも小さい発散を有する。ビーム成形デバイス５１上での使用放射線ビーム１６の直径は、約５ｍｍである。使用放射線ビーム１６は、光源２から射出するときに、１ｍｍよりも小さく、５００μｍよりも小さく、又は２５０μｍよりも小さいとすることができるほぼ消失する直径を有する。

視野ファセットミラー１９は、視野ファセットアレイ（この図では、より詳細には図示してない）を有する。図１８に例示的に示す全てのものは、実際に存在する視野ファセット２５のうちの僅かに一部に過ぎない。視野ファセット２５は、視野ファセットミラー１９の主ミラー面上に配置される。

瞳ファセット２８は、瞳ファセットミラー２０の主ミラー面上に配置される。

瞳ファセットミラー２０は、投影光学ユニット１０の入射瞳の位置の領域に配置される。個々の照明光部分ビームに対する照明チャネルは、視野ファセット２５から照明視野５に通じる。

ビーム成形デバイス５１を用いた視野ファセットミラー１９のファセット２５の照明によって引き起こされる全ての照明チャネルの統合により、照明光学ユニット４によって引き起こされる物体視野５の照明の照明角度分布が、各ファセット対２５、２８にわたって予め決定された個々の照明角度から現れる。

投影光学ユニット１０の入射瞳は、時にミラー２２、２３、及び２４の一部又は全てによる結像の後に瞳ファセットミラー２０の近くに置かれる。

投影露光装置１の個々の構成要素を説明する場合に、当該構成要素の主反射面又は主ミラー面に張られる局所ｘｙ−座標系を使用する。広域座標系のｘ方向と局所座標系のｘ方向とは、ほぼ一致するか又は互いに平行である。

ビーム成形デバイス５１は、楕円形ミラーであり、使用放射線ビーム１６は、その上にかすめ方式で入射する。光源２とビーム成形デバイス５１の間の距離は、例えば、２５ｍ、５０ｍ、又は他に１００ｍである。特に、この距離は、光源２の発散に基づくことができる。その結果、例えば、５ｍｍの寸法を有するスポットが、ビーム成形ユニット５１上にもたらされる。

ビーム成形ユニット５１の楕円形ミラーは、図面により詳細には示していないビーム案内物体平面のビーム案内像平面内への結像をもたらす。ビーム案内像平面は、視野ファセットミラー１９に実質的に対応する。光源２からの使用放射線ビーム１６の小さい発散の結果として、ビーム案内物体平面の正確な位置は重要ではなく、使用光１６は、ビーム成形ユニット５１上のスポット寸法から実質的にほとんどずれない寸法を有するスポットをビーム案内物体平面内に形成する。ビーム成形デバイス５１からの楕円形ミラーは、結像スケール｜β｜＝６０を有する光学結像をもたらし、従って、使用放射線ビーム１６は、全体視野ファセットミラー１９を照明する。

ビーム成形ユニット５１と視野ファセットミラー１９の間の距離は、約２ｍである。

図１９は、投影露光装置１の主要構成要素を略示している。最初に、光源２が、図１８には示していないコレクター１７によって中間焦点面１８に結像される。小さいエタンデュを有する光源２の場合に、特に、例えばＦＥＬレーザのような電子ビームベースの光源２の場合に、コレクター１７を割愛することができる。瞳ファセット２８を有する瞳ファセットミラー２０は、光源２の像が瞳ファセット２８の場所に収まるように配置される。従って、光源２の像は、照明される各瞳ファセット２８の領域内に収まる。瞳ファセットミラー２０は、時に伝達光学ユニット２１（図１８を参照されたい）の更に別の構成要素と共に、視野ファセットミラー１９の視野ファセット２５を照明視野又は物体視野５内に互い重ね合わせる方式で結像する。特定の瞳ファセット２８上に入射する照明光１６の全ての光線の光路長は、この瞳ファセット２８の場所において一定であり、すなわち、光路長は、この瞳ファセット２８に到達した照明光１６のどの光線を考慮するかに依存しない。

以下に続く本文では、瞳ファセットミラー２０の瞳ファセット２８とレチクル７の間の光路長ｏｐｄ（光路距離）の視野プロファイルを図２０及び図２１に基づいて解説する。この目的に対して、全てが同じｘｚ平面に位置する瞳ファセットミラー２０の３つの瞳ファセット２８₁、２８₂、及び２８₃を例示的に選抜する。これら３つの瞳ファセット２８₁から２８₃のうちの隣接するものは、互いから１２５ｍｍの距離を有する。瞳ファセットミラー２０は、ｚ方向にレチクル７から１５００ｍｍの距離の場所にある。レチクル７のうちの図２０で考慮する部分は、ｘ方向に１０４ｍｍの広がりを有する。３つの考慮する瞳ファセットのうちの中央のもの、すなわち、瞳ファセット２８₂は、レチクル７のｘ方向の中心（ｘ＝０）と同じレベルに位置する。

図２１に記載の図は、レチクル７のｘ座標への瞳ファセット２８₁から２８₃の間の光路長の依存性を指定している。図２０の右に向けて示す瞳ファセット２８₃は、レチクル７の左手縁部（ｘ＝−５２ｍｍ）からの最大距離を有し、この距離は、レチクル７の右手縁部（ｘ＝＋５２ｍｍ）に向けて連続的に減少する。図２１には、これを経路長曲線５２によって示している。相応に鏡像反転した経路長曲線５３が、図２０の左手側に示す瞳ファセット２８₁に対して現れる。レチクル７にわたって中心に配置された第３の瞳ファセット２８₂では、レチクル７の中心（ｘ＝０）までの最小距離を有し、この距離は、レチクル７の２つの縁部（ｘ＝±５２ｍｍ）まで連続的に増加する。

２つの外側瞳ファセット２８₁と２８₃は、レチクル７の中心（ｘ＝０）から正確に同じ距離を有する。この中心において、２つの経路長曲線５２と５３は交わる。光源２から発して瞳ファセット２８₁及び２８₃に通じるそれぞれの照明光部分ビームに対する照明チャネルが、光源２から瞳ファセット２８₁までと２８₃までとで同じ長さを有する場合に、ｘ＝０において辿る経路の長さの等値性から妨害干渉がもたらされ、この干渉は、下記で説明するように瞳ファセットミラー２０の適切な配置によって回避される。

図２２は、瞳ファセットミラー２０の主ミラー面５５に対する瞳ファセットミラー２０の法線Ｎがｙｚ平面に対して、すなわち、視野ファセットミラー１９の主ミラー面５６上への照明光部分ビームの入射平面に対して傾斜角α＝１０°だけ傾斜されるような傾斜を有するように配置された瞳ファセットミラー２０を図２０と類似の図に示している。この傾斜により、ｙｚ平面内で瞳ファセットミラー２０まで延びる部分ビームは、この傾斜角に従ってｙｚ平面から外れるように偏向される。

図２６は、両方の瞳ファセット２８₁及び２８₃、並びにこれらの２つの瞳ファセット２８₁、２８₃の間に等距離で配置された１４個の更に別の瞳ファセット２８に対して瞳ファセットミラー２０の上述の１０°の傾斜角に関するレチクル７に対する経路長の視野プロファイルを示す図２１に対応する図を示している。瞳ファセット２８₁は、図２６に最上部の経路長曲線５７に示すレチクル７からの最大距離を常に有する。瞳ファセット２８₃は、レチクル７の全体ｘ寸法にわたって図２６に最下部の経路長曲線５８に示すレチクル７からの最小距離を常に有する。瞳ファセット２８₁と２８₃の間に位置する１４個の瞳ファセット２８は、経路長曲線５７、５８の間に位置する経路長曲線５９に示す視野プロファイルを有する。傾斜角α＝１０°の場合に、これらの経路長曲線５７から５９は、レチクル７の全体ｘ寸法にわたって交わることがない。従って、図２１に関して上述した望ましくない干渉を可能にする状況は発生しない。従って、図２２に従って瞳ファセットミラー２０を傾斜させることにより、各場合に光源２と視野点のうちのそれぞれ１つ、すなわち、投影露光に向けてレチクルが配置された時のレチクル７上の点のうちのそれぞれ１つとの間に異なるチャネル長を有し、照明視野５の視野点の各々に照明光１６の部分ビームを入射させることができる様々な照明チャネルがもたらされる。

図２３から図２５は、図２６に従って図２２及び図２６に関して上記に解説した１６個の瞳ファセットに対してレチクル７のｘ寸法への経路長依存性を示している。傾斜角α＝７°の場合にも、経路長曲線５７から５９は同じく交わらず、従って、この場合に、妨害干渉を回避する瞳ファセットミラー２０の配置が同じく存在する。４°の傾斜角αの場合に、経路長曲線５８と５９は、図２０及び図２２の右外側に示す瞳ファセット２８₃の領域内にある瞳ファセット２８において交わる。図２３は、図２０及び図２１に記載の状況に対応する非傾斜瞳ファセットミラー２０（α＝０°）の場合の状況を示している。

これに代えて又はこれに加えて使用することができる照明光部分ビームに対する照明チャネルの望ましくない均等な光路長ｏｐｄが存在しないように瞳ファセットミラー２０を配置する更に別の対策は、瞳ファセットミラー２０の主ミラー面５５の定められた曲率の付与にある。この対策を図１９、図２７、及び図２８に基づいて以下に説明する。この変形では、図１９に一点鎖線に示す湾曲した主ミラー面５５’が存在する。図２７は、瞳ファセットミラー２０の主ミラー面５５’のｘｚ平面（ｙ＝一定）内の曲率プロファイル６０を拡大スケールに示している。この場合に、図２７の図における左手のスケールが適用される。同時に、図２７の図は、湾曲主ミラー面５５’の曲率プロファイル６１を水平（ｘ）軸と垂直（ｚ）軸で同一のスケールに示している。この場合に、図２７の図の右手のスケールが適用される。

主ミラー面５５’は、放物線曲率プロファイルを有する。

図２８は、図２０に記載の配置の瞳ファセット２８₁の位置と２８₃の位置との間で等距離に位置合わせした１５個の瞳ファセット２８ついて、主ミラー面５５’の上述の湾曲プロファイル、すなわち、これらの１５個の瞳ファセット２８の光路長の視野プロファイル（プロファイル曲線６２）から現れる光路長ｏｐｄの依存性を示している。

主ミラー面５５’は、１５個の瞳ファセット２８がレチクル７の左手縁部（ｘ＝−５２ｍｍ）からほとんど同じ距離を有するような曲率を有する。この場合に、小さすぎて図では識別することができない小さい距離差が更に存在し、レチクル７の左手縁部への光路長の妨害等値性を阻止する。プロファイル曲線６２は、ｘ＝−５２ｍｍとｘ＝＋５２ｍｍの間、すなわち、レチクル７の全体使用領域にわたって交わらない。従って、この場合に現れるのは、様々な瞳ファセット２８からレチクル７上の特定の点までの光路長の妨害等値性が前と同じく回避される状況である。

すなわち、瞳ファセットミラー２０の主ミラー面５５’は、照明視野５の視野点の各々に照明光１６の部分ビームを入射させることができる様々な照明チャネルが、各場合に光源２と照明視野５の視野点のうちのそれぞれ１つとの間に異なるチャネル長を有するように平面（基準面５５）から偏位する。

様々な照明チャネルを通して照明視野１１に案内される照明光部分ビームの間の妨害干渉を回避するための更に別の実施形態を図２９から図３１に基づいて以下に説明する。これらの図は、今度は弓形又は部分リング形の実施形態を有する視野ファセット２５のうちのそれぞれ１つを大きく拡大して示している。図面内では、水平軸と垂直軸で異なるスケールを用いている。視野ファセット２５のｙ広がりは、そのｘ広がりの１０分の１である。

図２９に記載の視野ファセット２５は、「ｙ二重極」構成を有する照明設定、すなわち、物体視野点を照明する照明角度分布を用いて、投影露光装置１の作動に対して最適化される。この「ｙ二重極」照明設定では、照明視野又は物体視野５は、ｙ方向に互いから分離した２つの照明光極の方向から照明される。この照明設定では、ｙ方向に互いから分離した２つの強度極の形態にある強度分布が、照明光学ユニット４又は２６の瞳平面に存在する。そのような照明設定及び更に別の照明設定の例は、ＤＥ １０ ２００８ ０２１ ８３３ Ｂ４に解説されている。

図２９に記載の視野ファセット２５は、その反射面６４上に遮蔽領域６３を有する。遮蔽領域６３は線形方式に具現化される。遮蔽領域６３は、視野ファセット２５の反射面６４上に入射する照明光１６をこの照明光が照明視野５の照明に寄与しないように遮蔽する。

遮蔽領域６３は、その縦広がりと垂直に例えば１００μｍ又は更にそれ未満の領域内にある非常に小さい広がりを有する。遮蔽領域６３は、視野ファセット２５が属する照明チャネルを通して特定の物体視野点に向けてこの視野ファセット２５にわたって案内される照明光が、異なる視野ファセット２５が属する更に別の照明チャネルからの照明光と妨害干渉を有することになる視野ファセット２５に適用されたものである。これらの遮蔽領域６３は、そのそれぞれの縦広がりと垂直に例えば最大で１ｍｍであり、通常は有意に小さく、例えば、８００μｍ、７００μｍ、６００μｍ、５００μｍ、４００μｍであり、又は更に一層小さいとすることができる広がりを有する。遮蔽領域６３の広がり方向に対して垂直な１ｍｍよりも大きい広がりも可能である。従って、視野ファセット２５の全ての遮蔽領域６３は、合わせてこの視野ファセット２５の全反射面６４の１０％未満しか遮蔽しない。

遮蔽領域６３は、視野ファセット２５上に入射する照明光部分ビーム１６_iの断面のうちで対応する部分を遮蔽する。

従って、遮蔽領域６３がもたらすことは、照明光学ユニット４又は２６の作動中に照明チャネル対を構成する照明チャネルにわたって案内される照明光部分ビーム１６の対応する対が、光源から計算した場合に照明視野５のいずれかそれぞれの着目点において照明光１６のコヒーレンス持続時間τ_κよりも短いいずれかの時間にある進行時間差を有する照明チャネル対の場合に、照明チャネル対を構成する照明チャネルのうちの少なくとも一方の断面領域が、遮蔽領域６３に起因して照明視野５を照明することに寄与しないことである。従って、遮蔽領域６３によって妨害干渉成分が抑制される。

そのような遮蔽領域６３が適切に装備された視野ファセット２５の場合に、視野ファセットミラー１９上での視野ファセット２５の配置、照明光学ユニット４の幾何学形状、及び照明設定に基づいて、視野ファセット２５の各々における反射面６４上に遮蔽領域６３の個々のパターンが現れる。一例として、個々のパターンは、光線追跡プログラムによって計算することができる。次いで、この計算の結果に基づいて、パターンは、例えば適切なコーティングによって視野ファセット２５の反射面６４に適用することができる。

遮蔽領域６３に起因する全体光損失、すなわち、照明光１６におけるスループット損失は、１０％よりも少なく、かつ２％の領域内に収めることができる。

原理的に、視野ファセットミラー２５は、複数の個々のマイクロミラー６５から構成することができる。図２９には、そのようなマイクロミラー６５の対応する行毎及び列毎のアレイ構造を区画的に示している。そのような変形のマイクロミラー構成では、遮蔽領域６３の代わりに、マイクロミラー６５上に入射する照明光１６が物体視野５の照明に寄与しないように傾斜されたマイクロミラー６５が存在する。

マイクロミラー６５は、ＭＥＭＳアレイ配置の構成要素である。一例として、対応するＭＥＭＳアレイ配置は、例えば、ＷＯ ２００９／１００ ８５６ Ａ１から当業者に公知である。マイクロミラー６５は、そのようなマイクロミラー視野ファセット２５上に入射する照明光部分ビーム１６の反射案内をマイクロミラー６５の傾斜位置によって予め決定することができるように、少なくとも２つの傾斜自由度によって互いに独立して傾斜させることができる。

図３０は、更に別の視野ファセット２５を図２９と類似の図に示している。図３０に記載の視野ファセット２５も同じく遮蔽領域６３を有する。図３０に記載の視野ファセット２５では、遮蔽領域６３の配置は、「ｘ二重極」照明設定に対して最適化される。遮蔽領域６３のこの配置は、図２９に記載のものとは質的かつ量的に異なる。

図３１は、視野ファセット２５の更に別の実施形態をこの場合にも図２９及び図３０に記載のものに対応する図に示している。

図３１に記載の視野ファセット２５の場合に、遮蔽領域６３は、投影露光装置１に対して使用することができる複数の異なる照明設定に向けて適用されたものである。これらの照明設定は、「ｙ二重極」照明設定及び「ｘ二重極」照明設定を含み、従って、図２９及び図３０にある全ての遮蔽領域６３は、図３１に記載の視野ファセット２５にも同じく存在する。

視野ファセット２５のマイクロミラー実施形態の場合に、図２９から図３１に記載の様々な遮蔽領域構成は、マイクロミラー６５の適切な傾斜作動によって設定することができる。

物体視野５内での照明光部分ビーム１６_iの妨害干渉を回避するための照明光学ユニット４の更に別の実施形態を図３２から図３４に基づいて説明する。図１から図３１を参照して上述したものに対応する構成要素及び機能を同じ参照記号で表記し、これらに対しては再度詳細に解説することはしない。

図３２から図３４に記載の視野ファセットミラー１９は、ここでもまた弓形視野ファセット２５を有し、これらの視野ファセット２５は、４つの列２５_I、２５_II、２５_III、及び２５_IV内に互いに隣合わせで配置される。

視野ファセットミラー１９は、同時に照明光学ユニット４の光学リターデーション構成要素２９又は３３を構成する。

ファセット列２５_Iから２５_IVは、視野ファセットミラーの主反射平面６６に対してｚ方向に、すなわち、主反射平面６６と垂直に互いにオフセット配置される。この場合に、図３３に示すように、隣接ファセット列２５_Iから２５_IVのオフセットはΔｌ／２であり、すなわち、コヒーレンス持続時間τ_κの少なくとも半分である。特に図４に記載の実施形態に関して上述したことは、この経路長差に適用される。これに代えて、視野ファセット列２５_Iから２５_IVの間の段差距離は、δｌ／２とすることができる。この場合に、図７に記載の実施形態に関して上述したことが適用される。

この視野ファセットミラーは、ＥＵＶ光源２からの照明光１６により、例えば、図１４から図１７に記載の実施形態の走査領域４６及び４８に関して上述したように、走査領域６７を用いて同時に照明される。走査領域６７は、ｘ方向に全体視野ファセットミラー１９のｘ広がりに対応する広がりを有する。ｙ方向には、走査領域６７は、視野ファセット２５のうちのそれぞれ１つのｙ広がりに対応する広がりを有する。

ファセット列２５_Iから２５_IVの段状配置が確実にすることは、異なる視野ファセット列２５_Iから２５_IVに案内される照明光部分ビーム１６_iが妨害干渉を持たないことである。

図３４は、４つのファセット列２５_Iから２５_IVの図３４でそれぞれ最上部にある視野ファセット２５への４つの照明チャネル２７の割り当てを例示的に示している。図３４に記載の非常に概略的な図には、視野ファセットミラー１９及び瞳ファセットミラー２０をそれぞれ上面図に示している。図３４は、例示的に示す４つの照明チャネル２７に属する瞳ファセットミラー２０の瞳ファセット２８しか示していない。これらの４つの照明チャネル２７に割り当てられた視野ファセットの傾斜角は、瞳ファセットミラー２０の配置平面の領域内で瞳ファセット２８の点対称配置が照明されるようなものである。更に、視野ファセット列２５_Iから２５_IVのうちの１つが有する視野ファセット２５にそれぞれの照明チャネル２７を通して割り当てられた瞳ファセット２８が、瞳ファセットミラー２０の配置平面内でそれぞれ望ましい照明設定に従って対称に配置され、かつ均一に配分されるような視野ファセット２５への瞳ファセット２８の割り当てが存在する。この場合に、視野ファセット列２５_Iから２５_IVのｚオフセットに起因する特に照明のテレセントリック性及び楕円率に対する照明パラメータの望ましくない悪影響を低減するか又は完全に回避することができる。これらのテレセントリック性及び楕円率照明パラメータの定義は、ＵＳ ８，１７４，６７７に見出すことができる。

図３４に記載の照明チャネル２７の配置例は、環状照明設定又は四重極照明設定に属する。

図１４から図１７に記載の実施形態と比較してより大きい走査領域６７に起因して、それは、照明光学ユニット４のより高いスループットをもたらす。更に、照明変数に対する光源変動の効果を低減することができる。

２ 光源
５ 照明視野
１８ 中間焦点面
１９ 視野ファセットミラー
２９ 光学リターデーション構成要素

Claims (14)

1. リソグラフィマスク（７）を配置することができる照明視野（５）に照明光（１６）を案内するためのＥＵＶ投影リソグラフィのための照明光学ユニット（４；２６）であって、
   前記照明光（１６）を前記照明視野（５）に案内するための複数のファセット（２５）を有するファセットミラー（１９）を含み、
   照明光部分ビーム（１６_i）を案内するそれぞれ１つの照明チャネル（２７_i）が、前記ファセット（２５）のうちの１つによって予め決定され、
   正確に１つの照明チャネル（２７_i）が、前記ファセット（２５）のうちのそれぞれ１つにわたって案内され、
   照明光学ユニット（４；２６）が、照明光学ユニット（４；２６）が作動している時に、前記照明視野（５）内の同じ点に同時に入射する異なる照明チャネル（２７_i）にわたって案内された照明光部分ビーム（１６_i）のあらゆる対が前記照明光（１６）のコヒーレンス持続時間τ_κよりも大きい相互進行時間差を有するように具現化される、
   ことを特徴とする照明光学ユニット（４；２６）。
2. 前記照明光（１６）を前記照明視野（５）に案内するための複数の第１のファセット（２５）を有する第１のファセットミラー（１９）を含み、
   前記照明光（１６）のビーム経路内で前記第１のファセットミラー（１９）の下流に配置され、かつ複数の第２のファセット（２８）を含む第２のファセットミラー（２０）を含み、前記第１及び第２のファセット（２５，２８）は、照明光部分ビーム（１６_i）を案内するそれぞれ１つの照明チャネル（２７）が第１のファセット（２５）と関連の第２のファセット（２８）とによって予め決定されるように配置され、正確に１つの照明チャネル（２７）が、該ファセット（２５，２８）のうちのそれぞれ１つにわたって案内される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。
3. 進行時間差が、前記照明チャネル（２７）のビーム経路の経路長の差に依存して前記照明光部分ビーム（１６_i）の間に現れるような実施形態を特徴とし、
   前記照明光（１６）の前記ビーム経路内の前記照明光部分ビーム（１６_i）へのその分割の前の場所（１８）と前記照明視野（５）との間で測定された２つの異なる照明光部分ビーム（１６_i）の進行時間の間の各差（Δｔ）が、該照明視野（５）内の各場所に対して該照明光（１６）のコヒーレンス持続時間（τ_κ）よりも常に大きい、
   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。
4. 少なくとも１つの照明光部分ビーム（１６_k）を複数の部分ビーム成分（１６_k ^l）に分割するための光学リターデーション構成要素（２９；３３）を特徴とし、該部分ビーム成分（１６_k ^l）は、それら自体の間で、前記照明光（１６）の前記ビーム経路内の前記照明光部分ビーム（１６_i）へのその分割の上流及び該リターデーション構成要素の上流の両方に位置する場所（１８）と前記照明視野（５）との間で測定されたいずれの照明光部分ビーム（１６_k）の該部分ビーム成分（１６_k ^l）の進行時間の間の各差（Δｔ）も、依然として該照明光（１６）の前記コヒーレンス持続時間（τ_κ）よりも大きいような対毎の進行時間差を有する、
   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。
5. 前記第１のファセットミラーは、視野ファセットミラー（１９）として具現化され、前記第２のファセットミラーは、瞳ファセットミラー（２０）として具現化され、
   前記視野ファセットミラー（１９）の下流に配置されて前記照明光（１６）の前記部分ビームのうちのそれぞれ１つを反射するための複数の瞳ファセット（２８）を含む前記瞳ファセットミラー（２０）を含む前記照明視野（１４）に前記視野ファセット（２５）の結像を重ねるための伝達光学ユニット（２１）を含み、
   照明光学ユニットは、前記照明光源（２）の像が前記瞳ファセットミラー（２０）の前記瞳ファセット（２８）の場所に収まるように配置することができ、
   前記瞳ファセットミラー（２０）は、前記照明視野（５）の視野点の各１つに前記照明光（１６）の前記部分ビームを入射させることができる様々な前記照明チャネルが前記光源（２）と該照明視野（５）の該視野点のそれぞれ１つとの間に異なるチャネル長をそれぞれ有するような傾斜を用いて配置される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
6. 前記第１のファセットミラーは、視野ファセットミラー（１９）として具現化され、前記第２のファセットミラーは、瞳ファセットミラー（２０）として具現化され、
   前記視野ファセットミラー（１９）の下流に配置されて前記照明光（１６）の前記部分ビームのうちのそれぞれ１つを反射するための複数の瞳ファセット（２８）を含む前記瞳ファセットミラー（２０）を含む前記照明視野（５）に前記視野ファセット（２５）の結像を重ねるための伝達光学ユニット（２１）を含み、
   照明光学ユニットは、前記照明光源（２）の像が前記瞳ファセットミラー（２０）の前記瞳ファセット（２８）の場所に収まるように配置することができ、
   前記瞳ファセットミラー（２０）の主ミラー面（５５’）が、前記照明視野（５）の視野点の各１つに前記照明光（１６）の前記部分ビームを入射させることができる様々な前記照明チャネルが前記光源（２）と該照明視野（５）の該視野点のそれぞれ１つとの間に異なる照明チャネル長をそれぞれ有するように平面基準面（５５）から偏位する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
7. 前記ファセットミラー（１９）上に入射する時の照明ビーム（１６）の全体ビーム断面が前記ファセット（２５）のうちの１つの反射面の２０％よりも大きい照明ビーム（１６）を該照明光（１６）が前記照明視野（５）を照明するように該ファセットミラー（１９）の該ファセット（２５）にわたって走査する走査デバイス（３６）を含み、
   前記走査デバイス（３６）は、いずれの与えられた時間においても前記照明視野（５）内のそれぞれ１つの視野点（４２）が各場合に前記ファセット（２５）のうちの最大で１つのものによってのみ照明されるように具現化される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
8. 前記走査デバイス（３６）は、複数のファセット（２５）にわたって延びる走査領域（４８；６７）が前記ファセットミラー（１９）上で走査されるように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. 前記ファセットミラー（１９）上に入射する時の照明ビーム（１６）の全体ビーム断面が前記ファセット（２５）のうちの１つの反射面の２００％よりも大きい照明ビーム（１６）を前記照明光（１６）が前記照明視野（５）を照明するように該ファセットミラー（１９）の該ファセット（２５）にわたって走査する走査デバイス（３６）を含み、
   前記走査デバイス（３６）は、いずれの与えられた時間においても前記照明視野（５）内のそれぞれ１つの視野点（４２）が、光路長差が少なくとも１つのコヒーレンス長だけそれぞれ異なるファセット（２５）によってのみ照明されるように具現化される、
   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。
10. 照明光がそれに沿って案内される照明チャネル対（２７_i，２７_j）の場合に、前記時間差（Δｔ）が前記照明光（１６）のコヒーレンス持続時間（τ_κ）よりも短いような前記照明視野（５）の少なくとも１つの点での入射が存在し、これらの照明チャネル対（２７_i，２７_j）の前記照明チャネル（２７）のうちの少なくとも１つの断面区域が、該照明視野（５）を照明することに寄与しないことを特徴とする請求項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。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の照明光学ユニットを含み、かつ
    ＥＵＶ光源（２）を含む、
    ことを特徴とする光学系。
12. 請求項１１に記載の光学系を含み、かつ
    照明視野（５）に配置された物体視野を像視野（１１）に結像するための投影光学ユニット（１０）を含む、
    ことを特徴とする投影露光装置（１）。
13. 投影露光の方法であって、
    請求項１２に記載の投影露光装置（１）を与える段階と、
    ウェーハ（１３）を与える段階と、
    リソグラフィマスク（７）を与える段階と、
    前記投影露光装置（１）の投影光学ユニット（１０）を用いて前記リソグラフィマスク（７）の少なくとも一部を前記ウェーハ（１３）感光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。
14. 請求項１３に記載の方法によって生成された微細構造化又はナノ構造化構成要素。

Images