JP2024511446A - リソグラフィ投影露光装置のための光学システム - Google Patents

Abstract

照明光学ユニットは、リソグラフィ投影露光装置における使用のために役立つ。照明光学ユニットは、光源からの照明光（３）を、物体視野に向けて導くために役立つ。物体視野には、構造化された物体が配置される。照明光学ユニットは、照明光学ユニットによって照明される物体視野が、第１の視野座標（ｘ）に沿った視野範囲と、第１の視野座標（ｘ）に対して直交する第２の視野座標（ｙ）に沿った、前記視野範囲と比較して短い視野範囲とを有するように具現化される。照明光学ユニットは、物体視野に入射する照明光（３）が、第２の視野座標（ｙ）に沿った、より短い視野範囲に平行に延びる偏光方向（２４）に偏光されるように具現化される。これにより、最初に高い構造解像度を提供し、次に光学設計に管理可能な要件を課す、照明光学ユニットを得る。

Description

本特許出願は、ドイツ特許出願第１０ ２０２１ ２０２ ８４７．０号の優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、リソグラフィ投影露光装置のための光学システムに関する。さらに、本発明は、そのような光学システムを備える投影露光装置、構造化された構成要素を生成するための方法、およびこの方法によって生成されるマイクロ構造またはナノ構造構成要素に関する。

冒頭で述べたタイプの照明光学ユニットを備えた光学システムは、国際特許出願第２０１９／２１５ １１０号、米国特許出願公開第２０１７／０ ３３６ ７１５号、国際特許出願第２０１３／１５６ ２７８号、ドイツ特許出願第１０ ２０１９ ２００ １９３号、米国特許第９，３０４，４０５号、国際特許出願第２０１４／１３１ ６５４号、米国特許第７，９８２，８５４号、およびドイツ特許出願第１０ ２０１２ ２０８ ５２１号から知られている。

本発明の目的は、最初に高い構造解像度を提供し、次に光学設計に管理可能な要件を課すような、冒頭で述べたタイプの光学システム(optical system)を開発することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴を備える光学システムによって達成される。

本発明により最初に認識されたことは、物体視野(object field)のより短い視野範囲に平行な偏光照明光を生成する照明光学ユニット(illumination optical unit)が、一次元物体構造(one-dimensional object structures)の照明および結像（ｉｍａｇｅ）に使用される投影露光装置における使用のために特に適しているということである。特に、認識されたことは、照明光学ユニットが、物体視野のより短い視野範囲に平行な偏光を画定する(define)場合、この点で有利であるということである。その後、横方向の寸法に沿って、一次元物体構造の広がり方向に延びる照明ピューピル(illumination pupil)による照明が可能となり、その結果、高スループットおよび／または高構造解像度での投影露光が容易になる。特に、照明光は、直線的に偏光され得る。

ここで利用されるものは、像表現の達成可能なコントラストが、発光の偏光状態に依存するということである。特に結像される（ｔｏ ｂｅ ｉｍａｇｅｄ）微細な構造、つまり周期が短い構造の場合、偏光状態の影響が大きくなる。所与の開口数の場合、一次元構造配置の結像可能な構造寸法は、二次元構造配置の結像可能な構造寸法よりも大幅に小さい。したがって、偏光状態の制御は、一次元の物体構造を結像する（ｉｍａｇｅ）ために設計された光学システムの場合に特に重要である。

光学システムが、一次元の物体構造を結像する（ｉｍａｇｅ）ために設計されている場合、光学システムに対する設計要件は緩和される。そして、これらの物体構造の構造の範囲の一方向に沿って、正確な解像度は通常は必要とされないため、構造の広がり方向における結像品質は、それに応じて、光学システムに関連する設計要件と同様に緩和される。この場合、特に認識されたものは、一次元の物体構造の結像は、ピューピルの広がり(pupillary extent)の一方向に沿って大きく異なる角度で像を照明するだけでよいということである。したがって、投影光学ユニットの出口ピューピルは、１とは大幅に異なる、すなわち、３より大きい、また３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９または９．５よりも大きい場合もある、または１０よりも大きい場合もある、ピューピルアスペクト比(pupil aspect ratio)で設計することができる。ピューピルの横方向の広がりでは、ピューピルの縦方向の広がりと比べて、ピューピルに近い光学システムの投影光学ユニットの光学構成要素が、ほんの小さな広がりで済むため、光学構成要素の生成コストを低減し、設置スペースに関する要件を低減する。さらに、方向に依存しない結像スケールを有する投影光学ユニットの場合、ピューピルの広がりの一方向に沿ってのみ、著しく異なる照明角度で物体構造を照明するだけで十分であり得る。次に、照明ピューピルを、１とは大幅に異なるピューピルアスペクト比で設計できる。ピューピルの横方向の広がりでは、ピューピルに近い照明光学ユニットの光学構成要素は、ピューピルの縦方向の広がりと比較して小さい広がりで済み、さらに、光学構成要素の生成コストを低減し、さらに、設置スペースに関する要件を低減する。

一次元の物体構造は、ラインプロファイルとなることができる。別の形態のプロファイルの物体も、それに応じて結像する（ｉｍａｇｅ）ことができる。

請求項２に記載の偏光偏向ミラー(polarization deflection mirror)は、構造の広がり方向に平行な偏光方向(polarization direction)を有する照明光の所望の偏光を保証する。偏向角(deflection angle)は、７５°と９５°との間の範囲内であり得、特に８０°と９０°との間の範囲内であり得る。

単純なビーム偏向による照明光の偏光の代替として、またはそれに加えて、たとえば、国際特許出願第２０１３／１５６ ２７８号、ドイツ特許出願第１０ ２０１９ ２００ １９３号、米国特許第９，３０４，４０５号、国際特許出願第２３０１４／１３１ ６５４号、米国特許第７，９８２，８５４号、およびドイツ特許出願第１０ ２０１２ ２０８ ５２１号などの先行技術に記載されている偏光概念を使用することも可能である。

請求項３に従って具現化される(embodied)ビーム偏向の幾何学的形状のおかげで、構造の広がりの、固定された、したがって、知られている方位を、有利に利用することができる。

請求項４に記載の照明光学ユニットの少なくとも１つのさらなるミラーの衝突が、照明光の非常に効率的な反射を容易にする。さらに、そのような小さな入射角を有する衝突は、このさらなるミラーの場合、たとえば、さらなるミラーがピューピルミラーである場合に、配置上の利点を提供し得る。このさらなるミラーへの照明光の入射角は、２０°未満であり得、１５°未満であり得、また１０°未満でもあり得る。

請求項５から請求項７に記載の偏光偏向ミラーの実施形態は、特に有利であることが判明した。請求項７に記載の実施形態の場合には、２つの偏光偏向ミラーの偏光効果の相乗効果が生じる。

請求項８に記載の光学システムの利点は、すでに上記で説明したものに対応する。

前述した利点は、特に、請求項９に記載の物体構造の方位を有する光学システムに当てはまる。特に、光学システムは、投影動作の範囲内で、物体の結像中に、物体が変位しないように設計することができる。

請求項１０に記載の方位関係は、対応する方位を向いた物体構造を結像する（ｉｍａｇｅ）ために最適化された物体照明となる。

請求項１１に記載の投影露光装置、請求項１３に記載の生成方法、および請求項１４に記載されたように生成されるマイクロ構造またはナノ構造構成要素の利点は、光学システムを参照してすでに上記で説明されたものに対応する。照明光の波長が短いため、ＥＵＶ光源は、特に高い構造解像度を容易とする。マイクロ構造またはナノ構造の構成要素、特に半導体構成要素、たとえばメモリチップは、投影露光装置を使用して生成することができる。

光学システムは、特にスキャナとして具現化され得る。光学システムの物体ホルダは、基板ホルダと同期して駆動する必要はないが、結像される（ｔｏ ｂｅ ｉｍａｇｅｄ）構造物体をしっかりと保持し得る。これにより、特にスキャナのデッドタイムを短縮できるため、構造化された構成要素(structured components)を生成する際の投影露光装置のスループットを高めることができる。

基板の変位方向は、像視野のより短い視野範囲に沿って進み得る。

以下、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投影露光装置の概略図である。 特に、最初に偏光方向の、次に構造の広がり方向の平行性を明らかにするために、照明光の偏光方向を含む照明光の照明光ビームの、結像された（ｉｍａｇｅｄ）一次元物体構造を有する投影露光装置の投影光学ユニットの像視野の概略平面図と、ピューピル面で得られた断面の概略平面図である。 図１の視線方向に対応する視線方向から描写された投影露光装置の照明光学ユニットの一変形例における照明光の概略的なビームガイドの概略平面図である。 図３における視線方向ＩＶから見られる、照明光学ユニットの主要構成要素を示す図である。 図１による投影露光装置のための照明光学ユニットの実施形態の主要構成要素の配置のさらなる実施形態を、図３と同様の表現で示す図である。 図５における視線方向ＶＩから見られる、図５による実施形態を、図４と同様の表現で示す図である。 図１による投影露光装置のための照明光学ユニットの実施形態の主要構成要素の配置のさらなる実施形態を、図３と同様の表現で示す図である。 図７における視線方向ＶＩＩＩから見られる、図７による実施形態を、図４と同様の表現で示す図である。

マイクロリソグラフィ投影露光装置(microlithographic projection exposure apparatus)１は、照明光または結像光３のための光源２を備える。光源２は、ＥＵＶ光源であり、たとえば５ｎｍと３０ｎｍとの間、特に５ｎｍと１５ｎｍとの間の波長範囲の光を生成する。光源２は、プラズマベースの光源（レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）、ガス放電生成プラズマ（ＧＤＰ））、あるいはシンクロトロンベースの光源、たとえば自由電子レーザ（ＦＥＬ）であってもよく、シンクロトロンベースの光源は、特に円偏光方式で動作させることができる。特に、光源２は、１３．５ｎｍの波長を有する光源、または６．７ｎｍの波長を有する光源とすることができる。他のＥＵＶ波長も可能である。一般に、投影露光装置１に導かれる照明光３は、任意の所望の波長、たとえば可視波長、またはマイクロリソグラフィ（たとえばＤＵＶ、深紫外）で使用できる他の波長を有することさえでき、そのために、適切なレーザ光源および／またはＬＥＤ光源（例として、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２９ｎｍ、１０９ｎｍ）が、利用可能である。照明光３のビーム経路は、図１に非常に概略的に示されている。

照明光学ユニット６は、照明光３を光源２から物体面５内の物体視野４に導くために使用される。投影光学ユニットまたは結像光学ユニット７を使用して、物体視野４は、所定の縮小スケールで像面９における像視野８に結像される（ｉｍａｇｅｄ）。この縮小スケールは結像スケールとも呼ばれ、任意選択的に方向に依存することができ、その場合、投影光学ユニット７は、アナモルフィックと呼ばれる。

投影露光装置１と、投影光学ユニット７の様々な実施形態との説明を容易にするために、図面にはデカルトｘｙｚ座標系が示されており、デカルトｘｙｚ座標系から、図示された構成要素のそれぞれの位置関係が明らかである。図１では、ｘ方向は、図面の平面に対して直交している。ｙ方向は、図１において右に延び、ｚ方向は、上に延びている。

投影光学ユニット７において、物体視野４および像視野８は、曲がった、すなわち湾曲した実施形態、特に部分的なリングのような形状の実施形態を有し得る。この視野湾曲の曲率半径は、像側で８１ｍｍとすることができる。物体視野４または像視野８の周縁輪郭の基本的な形状は、対応する曲がりを有する。したがって、像視野８のリング視野半径は８１ｍｍである。この「リング視野半径」パラメータに関する詳細は、国際特許出願第２００５／０９８ ５０６号に記載されている。リング視野半径の定義は、国際特許出願第２００９／０５３ ０２３号に記載されている。あるいは、物体視野４および像視野８を長方形の形状で具現化することも可能である。図２には、長方形の像視野８のそのような実施形態が示されている。像視野８は、停止部によって区切られてもよく、像視野８と対になっている物体視野４の、区切られた対応する領域は、走査スロットとも呼ばれる。物体視野４および像視野８は、１より大きいｘ／ｙアスペクト比を有する。したがって、物体視野４は、ｘ方向におけるより長い物体視野寸法（視野範囲(field extent)Ｗ）と、ｙ方向におけるより短い物体視野寸法（視野範囲Ｈ）とを有する。これらの物体視野の寸法は、視野座標(field coordinates)ｘ、ｙに沿って延びる。

したがって、物体視野４は、第１のデカルト物体視野座標ｘと、第２のデカルト物体視野座標ｙとにまたがる。これら２つの物体視野座標ｘ、ｙに対して直交している第３のデカルト座標ｚは、以下では法線座標とも呼ばれる。

投影光学ユニット７の場合、像面９は物体面５と平行に配置され得る。この場合に結像される（ｂｅ ｉｍａｇｅｄ）ものは、反射マスクとして具現化され、レチクルとも呼ばれる、物体視野４と一致するリソグラフィマスク１０の一部である。レチクル１０は、レチクルホルダ１１によって支持されている。レチクルホルダ１１は、レチクル変位ドライブ１２によって変位可能である。レチクル変位ドライブ１２の変位方向は、走査方向とも呼ばれ、ｙ方向である。レチクルホルダ１１は、マスクホルダとも呼ばれる。レチクル変位ドライブ１２は、マスク変位ドライブとも呼ばれる。レチクル変位ドライブ１２は、投影露光装置１の実施形態のうちの１つの実施形態において省略され得る。そして、投影露光装置１の投影動作中にレチクル１０は変位しない。

レチクルまたはリソグラフィマスク１０は、構造の広がり方向に沿って延びる一次元の物体構造を支える。この構造の広がり方向は、ｙ方向に延びる。レチクル１０上に存在するこれらの一次元物体構造は、同様にｙ方向に延びる一次元像構造(one-dimensional image structures)１３（図２参照）上に結像される（ｂｅ ｉｍａｇｅｄ）。

一次元物体構造の例は、ｙ方向に延びる密な線である。これに関する例は、国際特許出願第２０１９／２１５ １１０号に記載されている。

投影光学ユニット７によるレチクル１０上の物体構造の結像は、基板ホルダ１５によって支えられるウェハの形態の基板１４の表面上において実施される。基板ホルダ１５は、ウェハ変位ドライブまたは基板変位ドライブ１６によって変位される（物体変位方向１６ａ、図２参照）。

図１は、レチクル１０と投影光学ユニット７との間で、前記投影光学ユニットに入射する照明光３のビーム１７と、投影光学ユニット７と基板１４との間で、投影光学ユニット７から現れる照明光３のビーム１８とを概略的に示す。投影光学ユニット７の物体視野側開口数（ＮＡ_O、ｙｚ）および像視野側開口数（ＮＡ_I、ｙｚ）は、図１では正確な縮尺で再現されていない。

投影光学ユニット７は、入口ピューピル面２１および出口ピューピル面２１’を有する。入口ピューピル(entrance pupil)２０は、周縁輪郭によって区切られた入口ピューピル面２１の領域を形成する。同様に、出口ピューピル(exit pupil)２０’は、周縁輪郭によって区切られた出口ピューピル面２１’の領域を形成する。

入口ピューピル２０の境界の形状は、物体視野側の開口数（ＮＡ_O、ｙｚ）と（ＮＡ_O、ｘｚ）の比によって記載することができる。出口ピューピル２０’の境界の形状は、像視野側の開口数（ＮＡ_I、ｙｚ）と（ＮＡ_I、ｘｚ）の比によって記載することができる。

入口ピューピル２０および出口ピューピル２０’は、光学的に互いに対になっている。投影光学ユニット７がアナモルフィックである場合、すなわち結像スケールが方向に依存する場合、入口ピューピル２０の形状は、出口ピューピル２０’の形状とは異なる。そのようなアナモルフィック投影光学ユニット７は、たとえば国際特許出願第２０１９／２１５ １１０号から知られている。

照明光学ユニット６、物体ホルダまたはレチクルホルダ１１、投影光学ユニット７および基板ホルダ１５は、投影露光装置１の光学システム１９の構成部分である。光学システム１９は、一次元物体構造を結像する（ｉｍａｇｅ）ために具現化される。そのような実施形態の基準は、特に、出口ピューピル２０’が円形ではないが、ある方位に沿った直径が、それに直交する方位に沿った直径よりもはるかに大きいことである。

図２の上部は、像視野８において生じる像構造１３の平面図を示している。像構造１３が生じる基板１４は、基板変位ドライブ１６を使用して、ｙ方向、すなわち、物体変位方向１６ａに走査される。像構造１３は、このｙ方向に均一に構造化されているため、関連付けられた物体構造を支えるレチクル１０も同様に、ｙ方向に変位する必要はなく、レチクルホルダ１１において静止したままでよく、投影露光装置１のスループットを向上させる。したがって、物体変位方向１６ａにおける像構造１３の方位は、特に有利であり、以下で利用される。

図２の上部は、像視野８のｘ方向における視野範囲Ｗと、ｙ方向における視野範囲Ｈも示している。物体視野４は、投影光学ユニット７のそれぞれの結像スケールによって拡大縮小される、対応する視野範囲Ｗ、Ｈを有する。

物体視野４と像視野８の、１より大きいｘ／ｙアスペクト比に従って、以下では、Ｗ＞Ｈが当てはまる。視野範囲Ｗは、通常、視野範囲Ｈの５倍以上、さらには１０倍以上大きくなる。像視野８では、視野範囲Ｗは、たとえば２６ｍｍであり得、視野範囲Ｈは、たとえば１ｍｍと２ｍｍとの間の範囲であり得る。

図２の下部中央は、入口ピューピル２０の周辺輪郭を示しており、その全体を照明光３で満たすことができる。投影光学ユニット７の入口ピューピル面２１における入口ピューピル２０の、ほぼスタジアム形状のこの周辺輪郭のｘｙ断面が示されている（図１参照）。さらに、図２の下部右は、投影光学ユニットの関連する出口ピューピル２０’を示し、下部左は、照明光学ユニット６の関連する照明ピューピル２２を示す。図２は、像面９と入口ピューピル面２１との両方を考慮する概略図であり、入口ピューピル面、出口ピューピル面、および像面が、たとえば図１に示すように、相互に間隔をあけて配置されていても、照明ピューピル面２３および出口ピューピル面２１’が、図面の平面内に現れる。

入口ピューピル面２１の相対位置と、照明ピューピル面２３の相対位置とは、互いに一致しているか、またはわずかに異なるだけである。照明光学ユニット６は、照明ピューピル面２３と対になっている追加の内部ピューピル面を有し得る。入口ピューピル２０および照明ピューピル２２は、しばしば一致しており、すなわち、それらは同一の形状および相対位置を有する。しかしながら、照明ピューピル２２は、入口ピューピル２０より大きくても小さくてもよく、第１の場合は、暗視野照明とも呼ばれる。

出口ピューピル面２１’において、出口ピューピル２０’は、ｘ方向に平行な広がりの縦方向における、より長いピューピルの広がり(longer pupil extent)と、ｙ軸に平行な広がりの横方向における、より短いピューピルの広がりとの間のピューピルアスペクト比が、３よりも大きい広がりを有する。大きなアスペクト比を有する出口面２０’を有する投影光学ユニットは、たとえば国際特許出願第２０１９／２１５ １１０号における図８～図１０から知られている。

このアスペクト比は、図２に基づいて説明されており、長いピューピルの広がりは、ＬまたはＬ’でプロットされ、短いピューピルの広がりは、ＫまたはＫ’でプロットされている。図示される実施形態では、約６：１の出口ピューピルアスペクト比Ｌ’／Ｋ’が生じる。したがって、像構造１３は、ｘｚ平面においてかなり大きな入射角帯域幅で入射し、前記入射角帯域幅は、より大きな照明角、すなわち、ｙｚ平面に平行な衝突面におけるより小さな照明角帯域幅よりも、視野面９に対してより傾斜した照明角も含まれる。

入口ピューピル面２１および出口ピューピル面２１’は、互いに対になっている。投影光学ユニット７がアナモルフィック実施形態を有していない場合、投影光学ユニットの結像スケールは方向的に独立しているため、入口ピューピルアスペクト比Ｌ／Ｋは、出口ピューピルアスペクト比Ｌ’／Ｋ’に等しい。したがって、この場合、物体構造、したがって像構造１３は、ｘｚ平面においてかなり大きな入射帯域幅の角度で入射し、この場合、前記入射帯域幅の角度は、より大きな照明角度、すなわち、ｙｚ平面に平行な衝突面内のより小さな照明角度帯域幅よりも、視野面５に対してより傾斜している照明角度も含む。

投影光学ユニット７が、アナモルフィック実施形態を有する場合、結像スケールは方向に依存するため、入口ピューピルアスペクト比Ｌ／Ｋは、出口ピューピルアスペクト比Ｌ’／Ｋ’に等しくない。この場合、出口ピューピルアスペクト比には、依然としてＬ’／Ｋ’＞１が当てはまるが、入口ピューピルアスペクト比Ｌ／Ｋについて、一般的な記述はできない。図２では、アナモルフィック投影光学ユニット７の場合が、出口ピューピル２０’の形状とは異なる入口ピューピル２０の形状によって示されている。

構造、物体構造、および像構造１３の広がり方向は、基板変位方向１６ａ（ｙ方向）と平行に延びる。

一方では、出口ピューピル２０’の広がりの縦方向ｘと、物体視野４または像視野８に対する法線ｚは、ｘｚ平面を画定し、ｘｚ平面に対して、構造の広がり方向ｙが直交している。非アナモルフィック投影光学ユニット７の場合、ｘｙｚ座標系は、ピューピル２０、２２の縦方向ｘの広がりによっても画定され得る。

図２には、最初に照明ピューピル２２を介して物体視野４に衝突し、次に入口ピューピル２０を介して投影光学ユニット７に衝突する照明光３が偏光される(polarized)偏光方向２４、２４’がそれぞれ示されている。この場合、照明光３は、直線的に偏光される。偏光方向２４、２４’はそれぞれ、ｙ方向に延び、すなわち、構造の広がり方向ｙに平行である。上記でさらに説明された構造の広がりの好ましい方位は、偏光方向２４のこの好ましい方位をもたらす。これにより、偏光方向２４の固定された選択が可能となり、すなわち、投影露光装置１の動作中に必ずしも調整可能である必要はない。

以下、図３から図８は、図１による照明光学ユニット６のための投影露光装置１内で使用され、ｙ方向に平行な偏光方向２４を生成するのに役立つ、照明光学ユニットの様々な実施形態を説明するために使用される。前述の各図を参照してすでに説明されたものに対応する構成要素および機能には、同じ参照符号が付されており、再度詳細には論じられない。

すべての例示的な実施形態に共通するものは、７５°と１００°との間の角度で、ビーム偏向を伴う反射が少なくとも１回あり、反射中に、照明光３が、ほぼｘｚ平面に広がることである。したがって、ｙ軸は、この反射のために使用されるミラーの表面とほぼ平行に延びる。例として、ｙ軸は、ミラーの表面に対して１５°未満、捻じれていてもよい。

ビーム偏向のために使用されるミラーの法線は常に、入射および反射した照明光３が延びる面内にある。したがって、例示的な実施形態においてビーム偏向のために使用されるミラーの法線は、ほぼｘｚ平面内にあり、ｘｚ平面に対して、たとえば１５°以下だけ捻じれている。

７５°と１００°との間の角度のビーム偏向は、ＥＵＶ範囲の波長を有する照明光３にとって有利である。一般に、ブリュースター角の約２倍の角度で、ビームが偏向する反射が発生するはずである。ブリュースター角の２倍は、特にＤＵＶ範囲の波長の場合、９０°から大きく逸脱する可能性がある。特に、ビーム偏向は、ブリュースター角の２倍から２０％以下逸脱する角度で実施することができる。

図３および図４は、照明光学ユニット６を、投影露光装置１において使用され得る第１の実施形態として示す。この場合、図３は、物体視野４の衝突に関して、図１による方位に対応する図を示し、図４は、物体変位方向ｙが、観察者に向かうように、ｚ軸に対して９０°回転させた図を示す。

光源２から出て、単一のビームとして非常に概略的に表される照明光３は、最初にコレクタ２５を通過し、次に中間焦点ＩＦに集束される（図４参照）。

照明光３は、中間焦点ＩＦを通過した後、照明光学ユニットの視野ファセットミラー(field facet mirror)２６によって反射され、その過程で、７５°と１００°との間の範囲の偏向角Ｕまで偏向される。この偏向角Ｕは、図３および図４による例示的な実施形態では約９０°である。図４に示すように、最初にｘ方向に伝播する照明光３は、ほぼｚ方向に伝播するように偏向される。したがって、照明光３は、照明光学ユニット６の視野ファセットミラー２６での反射の前後で、ほぼｘｚ平面内に広がる。図３が示すように、視野ファセットミラー２６における反射後の照明光３は、正確にｚ方向に延びず、ｙｚ平面内でｚ軸と角度α_zを形成する。図３では、角度α_zは、約２０°である。したがって、視野ファセットミラー２６は、この角度の半分、すなわち、この場合、約１０°だけ、ｚ軸に対して傾斜される。

照明光３は、視野ファセットミラー２６で反射された後、照明光学ユニット６のピューピルファセットミラー２７で反射される。

視野ファセットミラー２６での反射中の９０°の偏向により、照明光３は、視野ファセットミラー２６での入射面に対するｓ偏光となり、すなわち、ほぼｙ方向に偏光方向２４を有する。結果として、照明光３のその後の反射は、偏光方向２４に実質的な変化をもたない。

照明光３は、ピューピルファセットミラー２７における反射後、図１および図２に関してすでに説明されたことに従って、物体視野４に向けて導かれ、そこでレチクル１０によって反射される。

照明光学ユニットのファセットミラー２６、２７の構成例は、たとえば米国特許第９，３０４，４０５号に記載されている。ファセットミラーのうちの１つのファセットミラーは、たとえば図１２および図１３による実施形態と連携して、米国特許第９，３０４，４０５号に記載されたものと同様に、鏡面反射体として具現化され得る。

視野ファセットミラー２６は、複数または多数の視野ファセット、特に、複数の傾斜位置間で切り替え可能な視野ファセットを有し得るが、これは、図面にはこれ以上詳細には示されていない。これら視野ファセットは、照明光学ユニット６の下流の構成要素を介して、物体視野４内に結像（ｂｅ ｉｍａｇｅｄ）または仮想的に結像される（ｂｅ ｉｍａｇｅｄ）。これら視野ファセットの各々は、複数の個別のミラーから構築され得、対応する視野ファセットへの個別のミラーグループの動的割当が可能である。

視野ファセットミラー２６の各視野ファセットには、ピューピルファセットミラー２７のピューピルファセット（同様に図面には詳細には示されていない）が割り当てられ得る。

視野ファセットミラー２６は、物体面５と対になっている照明光学ユニット６の視野面の領域に配置されている。ピューピルファセットミラー２７は、光学システム１９のピューピル面の領域、特に照明ピューピル面２３またはそれと対になっている面に配置される。ピューピルファセットミラー２７の照明されたピューピルファセットは、物体視野４が照明光３で照明されたときに、照明角度分布を画定するのに役立つ。視野ファセットが傾斜可能であることによって、ピューピルファセットミラー２７のどのピューピルファセットに、実際に照明光３を入射させるのかを選択することが可能である。その結果、照明角度分布、つまり照明設定を画定することが可能である。

図５および図６による代替の照明光学ユニット３０では、偏光方向２４は、ピューピルファセットミラー２７における照明光３の反射中に生成され、照明光学ユニット３０のこの実施形態では、約９０°の偏向をもたらす。ピューピルファセットミラー２７における照明光３の反射中の偏向角は、約８０°程度である。

光源２と視野ファセットミラー２６との間の照明光学ユニット３０（図６参照）のビームガイドは、最初は、図３および図４による照明光学ユニット６のビームガイドと同様である。図６に示すように、照明光３は、ピューピルファセットミラー２７での反射前は、ほぼｘ軸に沿って延びる一方、ピューピルファセットミラーでの反射後は、ほぼｚ軸に沿って延びる。したがって、照明光３は、照明光学ユニット６のピューピルファセットミラー２７での反射の前後において、ほぼｘｚ平面に広がる。

中間焦点ＩＦから来る照明光３は、視野ファセットミラー２６によってｘｚ平面から反射され、再びｙｚ平面内に入る。照明光３は、ファセットミラー２６、２７間を、ｘ軸に正確に沿ってではなく、３つのデカルト平面ｘｙ、ｙｚ、ｘｚすべてに対してある角度で延び、図５および図６は、これら３つの角度α_xy、α_yzおよびα_xzでの、ｙｚ平面上（図５）およびｘｚ平面上（図６参照）へのそれぞれの投影における例をプロットしている。

ピューピルファセットミラー２７における照明光３の偏向角Ｕも、各々の場合において、図５および図６におけるｙｚ平面上およびｘｚ平面上への投影で指定される。この偏向角Ｕは、約８０°である。

再度、ほぼｙ方向の偏光方向２４が、ピューピルファセットミラー２７における反射によって生成される。

図３および図４による構成では、視野ファセットミラー２６は、約９０°の偏向角で照明光３を偏向する照明光学ユニット６の唯一のミラーであり得る。これと比較して、他のミラーは、ほぼ垂直入射で、すなわち、２５°未満、２０°未満、１５°未満、および１０°未満にもなり得る入射角で、照明光３が入射する可能性がある。

したがって、図５および図６による照明光学ユニット３０のピューピルファセットミラー２７は、９０°程度の偏向角で照明光３を偏向する唯一のミラーであり得るが、照明光学ユニット３０の他のすべてのミラーは、ほぼ垂直に入射する。

図３および図４による実施形態におけるピューピルファセットミラー２７への照明光３の入射角が小さいため、光学システム１９のピューピル面にピューピルファセットミラー２７を、良い近似に配置するオプションがある。これにより、所望されない視野依存性をもたずに、物体視野４を、異なる照明方向から照明することが可能となる。その後、物体視野４の各視野点を、様々な照明方向から、画定された同じ照明光強度で照明することができる。

図７および図８は、投影露光装置１における照明光学ユニット６または照明光学ユニット３０の代わりに使用できる、照明光学ユニット３２のさらなる実施形態を示す。

照明光学ユニット３２において、光源２から出射し、コレクタ２５の通過後に中間焦点ＩＦを介して延びる照明光３は、最初は、ｚ方向に延びる。その後、照明光３は、視野ファセットミラー２６によってｘｚ平面内において約９０°偏向され、負のｘ方向に延びる。その後、ｘｚ面内でさらに９０°の偏向がなされ、その結果、照明光３は、約６°の主光線角度ＣＲＡ離れて、再びｚ方向に延びる（図７参照。ここでは、この主光線角度ＣＲＡは、概略的にプロットされている）。照明光学ユニット３２において、偏光方向２４における照明光３の直線的な偏光に対する偏光効果は、最初に視野ファセットミラーで、次にピューピルファセットミラー２７での、２つの反射により増幅され、各場合において、偏向角Ｕは、約９０°程度である。

照明光学ユニット３２において、光源２は、照明光学ユニット３２および投影光学ユニット７を備えた光学システム１９が配置される生成レベルの１階下に配置することができる。

照明光学ユニット６、３０および３２の様々な変形例のミラーには、照明光３に対する高い反射性を有するコーティングを設けることができる。このコーティングは、多層コーティングとして具現化することができる。特に、コーティングは、２つ以上の異なる材料からなる層の、特定の周期的なシーケンスとして設計され得る。これら材料は、モリブデンやシリコンであり得る。

そのようなコーティングの場合、および、偏向角が約９０°、つまり入射角が約４５°の場合、各場合において、入射面に関して、ｓ偏光された照明光３と、ｐ偏光された照明光３との間の反射率に大きな差が生じる。この場合、ｓ偏光された照明光３は、ｐ偏光された照明光３よりもはるかに高い反射率で反射される。したがって、対応してコーティングされた９０°偏向のミラーは、照明光３の偏光子として機能する。最良の偏光効果は、ブリュースター角よりも低い角度で照明光３が入射する場合に生じる。多くの材料では、ＥＵＶ波長の場合におけるブリュースター角は、完全には４５°ではなく、特に、４０°と４５°との間の範囲にあり、たとえば４２°である。

Claims (14)

1. リソグラフィ投影露光装置（１）のための光学システム（１９）であって、
   － 照明光（３）をＥＵＶ光源（２）から物体視野（４）に導くように具現化され、前記物体視野（４）に、構造化された物体（１０）が配置可能である、照明光学ユニット（６；３０；３２）であって、
   －－ 前記照明光学ユニット（６；３０；３２）は、前記照明光学ユニット（６；３０；３２）によって照明される前記物体視野（４）が、第１の視野座標（ｘ）に沿った視野範囲（Ｗ）と、前記第１の視野座標（ｘ）に対して直交する第２の視野座標（ｙ）に沿った、前記視野範囲（Ｗ）と比較して短い視野範囲（Ｈ）とを有するように具現化され、
   －－ 前記照明光学ユニット（６；３０；３２）は、前記物体視野（４）に入射する前記照明光（３）が、前記第２の視野座標（ｙ）に沿った、前記より短い視野範囲（Ｈ）に平行に延びる偏光方向（２４）に偏光されるように具現化される、照明光学ユニット（６；３０；３２）と、
   － 前記照明光および結像光（３）を、前記物体視野（４）から像視野（８）に導くための投影光学ユニット（７）であって、中に基板（１４）を配置可能であり、上に物体構造が結像されるように意図された、投影光学ユニット（７）とを備え、
   － 前記光学システム（１９）は、前記物体（１０）の一次元物体構造を結像することによって、一次元像構造（１３）を生成するように具現化され、
   － 前記投影光学ユニット（７）の、ピューピル面（２１’）における出口ピューピル（２０’）は、縦方向（ｘ）の広がりにおける、より長いピューピルの広がり（Ｌ’）と、横方向（ｙ）の広がりにおける、より短いピューピルの広がり（Ｋ’）との間のピューピルアスペクト比（Ｌ’／Ｋ’）が、３よりも大きい広がりを有する、
   光学システム（１９）。
2. 前記照明光学ユニット（６；３０；３２）は、７５°と１００°との間の範囲の偏向角で通過する、前記入射照明光（３）の偏向が存在する少なくとも１つの偏光偏向ミラー（２６；２７；２６，２７）を備え、前記偏光方向（２４）は、前記ミラー（２６；２７；２６，２７）への前記照明光（３）の入射面に対して直交することを特徴とする、請求項１に記載の光学システム。
3. 前記少なくとも１つの偏光偏向ミラー（２６；２７；２６，２７）における前記入射照明光（３）は、前記第１の視野座標（ｘ）と、前記物体視野（４）に対する法線（ｚ）とによって指定される平面（ｘｚ）から１５°以下偏向した入射面内を進むことを特徴とする、請求項２に記載の光学システム。
4. 前記偏光偏向ミラー（２６；２７）に加えて、前記照明光学ユニット（６；３０）によって構成される少なくとも１つのさらなるミラー（２７；２６）には、２５°未満の入射角で前記照明光（３）が入射することを特徴とする、請求項２または３に記載の光学システム。
5. 前記偏光偏向ミラー（２６）は、視野ファセットミラーの形態であることを特徴とする、請求項２～４のいずれか１項に記載の光学システム。
6. 前記偏光偏向ミラー（２７）は、ピューピルファセットミラーの形態であることを特徴とする、請求項２～４のいずれか１項に記載の光学システム。
7. 前記照明光学ユニット（３２）は、２つの偏光偏向ミラー（２６，２７）を備え、前記偏光偏向ミラー（２６，２７）では、前記入射照明光（３）が、８０°と１００°との間の範囲における偏向角まで偏向され、前記偏光偏向ミラー（２６，２７）上の前記照明光（３）の前記入射面（ｘｚ）は、互いに平行であるか、または一致しており、前記偏光方向（２４）は、前記偏光偏向ミラー（２６，２７）上の前記照明光（３）の前記入射面（ｘｚ）に対して直交することを特徴とする、請求項２～６のいずれか１項に記載の光学システム。
8. 前記照明光学ユニットの照明ピューピルは、１以外のピューピルアスペクト比を有することを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学システム。
9. 前記像視野（８）は、第１の視野座標（ｘ）に沿った視野範囲（Ｗ）と、前記第１の視野座標（ｘ）に対して直交する第２の視野座標（ｙ）に沿った、前記視野範囲（Ｗ）と比較して短い視野範囲（Ｈ）とを有し、前記光学システム（１９）は、前記物体視野（４）の、前記より短い視野範囲（Ｈ）に平行に延びる構造の広がり方向（ｙ）に延びる一次元物体構造を結像するために具現化されることを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載の光学システム。
10. 前記出口ピューピル（２０’）の縦方向（ｘ）の広がりと、前記物体視野（４）に対する法線（ｚ）とが平面（ｘｚ）を画定し、前記平面（ｘｚ）には、前記物体視野（４）の、前記より短い視野範囲（Ｈ）の広がり方向（ｙ）が、直交していることを特徴とする、請求項９に記載の光学システム。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載の光学システム（１９）を備える投影露光装置であって、前記物体（１０）を保持するための物体ホルダ（１１）と、前記基板（１４）を保持するための基板ホルダ（１５）とを備え、前記基板ホルダ（１５）は、基板変位方向（ｙ）に駆動変位可能である、投影露光装置。
12. ＥＵＶ光源（２）を備える、請求項１１に記載の投影露光装置。
13. 以下の方法ステップを含む、構造化された構成要素を生成するための方法であって、
    － レチクル（１０）およびウェハ（１４）を準備するステップと、
    － 請求項１１または１２に記載の投影露光装置を用いて、前記レチクル（１０）上の構造を、前記ウェハ（１４）の感光層上に投影するステップと、
    － 前記ウェハ（１４）上にマイクロ構造および／またはナノ構造を生成するステップとを含む、
    方法。
14. 請求項１３に記載の方法に従って生成された、構造化された構成要素。

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