JP5404931B2 - 偏向ミラーを含む反射屈折投影対物系及び投影露光方法 - Google Patents

Description

本発明は、投影対物系の物体面の物体視野に配置されたマスクのパターンを投影対物系の像面に配置された像視野に結像するための反射屈折投影対物系、及びこの投影対物系を用いて実施することができる投影露光方法に関する。

現在、主に半導体構成要素及び他の微細パターン構成要素を生成するためにマイクロリソグラフィ投影露光方法が使用されている。これらの方法は、結像される構造のパターン、例えば、半導体構成要素の層の線パターンを担持するマスク（レチクル）の使用に関わっている。マスクは、投影露光装置内で照明系と投影対物系の間の投影対物系の物体面領域に位置決めされ、照明系によって供給される照明放射線によって有効物体視野の領域内で照明される。マスク及びパターンによって変更が加えられた放射線は、投影対物系内を投影放射線ビームとして通過し、投影対物系は、マスクのパターンを露光される基板上の有効物体視野に対して光学的に共役な有効像視野の領域に結像する。通常、基板は、投影放射線に感応する層（フォトレジスト）を担持する。

投影露光装置の開発における目的の１つは、基板上に一層小さい寸法を有する構造をリソグラフィを用いて製造することである。より小さい構造は、例えば、半導体構成要素の場合に、製造される微細構造化構成要素の性能に対して一般的に好ましい効果を有するより高い集積密度をもたらす。

製造することができる構造のサイズは、使用される投影対物系の分解能に重度に依存し、分解能は、第１に、投影に使用される投影放射線の波長を短くすること、第２に、プロセスに使用される投影対物系の像側開口数ＮＡを増大させることによって高めることができる。

光学リソグラフィでは、従来的に純屈折投影対物系が主に使用されている。純屈折又は屈折結像投影対物系の場合には、屈折力を有する光学要素の全てが屈折要素（レンズ）である。しかし、屈折結像系の場合には、開口数が高まり、かつ波長が短くなると、例えば、色収差の補正及び像視野湾曲の補正のような基本的な結像収差の補正がより困難になる。

平坦な像面及び色収差の良好な補正を得るための１つの手法は、屈折力を有する屈折光学要素、すなわち、レンズと、屈折力を有する屈折要素、すなわち、湾曲ミラーとの両方を含む反射屈折投影対物系を使用することにある。典型的には、少なくとも１つの凹ミラーが収容される。全屈折力、像視野湾曲、及び色収差に対する光学系内で正の屈折力を有するレンズの寄与と負の屈折力を有するレンズの寄与とは、それぞれ、反対の向きにあるのに対して、凹ミラーは、ちょうど正のレンズのように正の屈折力を有するが、像視野湾曲に対しては正のレンズと比較して反対の効果を有する。更に、凹ミラーは、色収差を導入しない。

凹ミラーは、放射線を実質的にそれが入射した方向に反射して戻すので、凹ミラーを光学結像系内、特にマイクロリソグラフィ投影露光方法のための投影対物系内に統合するのは容易ではない。ビーム口径食の問題又は瞳掩蔽の問題のいずれも発生しないように凹ミラーを光学結像系内に統合するための提案は数多く存在する。この目的で、物体視野から凹ミラーに延びる部分ビーム経路を凹ミラーから像視野に延びる部分ビーム経路から分離するために、反射屈折投影対物系のグループは、２つの偏向ミラーを使用する。そのような投影対物系のサブグループは、物体面から来る放射線を凹ミラーに偏向するための第１の偏向ミラーと、凹ミラーから来る放射線を像面の方向に偏向する第２の偏向ミラーとを収容する。偏向ミラーのミラー面の向きが、互いと垂直に定められる場合には、投影対物系の物体平面の向きと像平面の向きとを互い対して平行に定めることができる。

一部の種類のそのような投影対物系は、直列に接続した２つの部分結像対物系で構成され、物体平面と像平面の間に単一の実中間像を有する（例えば、ＵＳ ２００６／００７７３６６ Ａ１及びＷＯ ２００４／０９０６０ Ａ２を参照されたい）。

他の種類では、直列に接続した３つの部分結像対物系が存在し、その結果、正確に２つの実中間像が生成される（例えば、ＵＳ ７，３６２，５０８ Ｂ２又はＥＰ １ ７５１ ６０１ Ｂ１に対応するＷＯ ２００４／０１９１２８ Ａ１を参照されたい）。

特許出願ＵＳ ２００５／０２５４１２０ Ａ１は、偏向ミラーの反射コーティングが偏光依存の反射力というある一定の態様に関して最適化された１つの中間像を有する系の例を開示している。

特許出願ＷＯ ２００８／０８０５３４ Ａ１は、偏向ミラーの反射コーティングが偏光依存の反射力というある一定の態様に関して最適化された２つの中間像を有する系の例を開示している。

特許出願ＵＳ ２００２／０１７１９５２ Ａ１又はＵＳ ２００３／０１４７１５０は、向きが互いと垂直に定められ、かつ共通の担体に取り付けられ、従って、簡単な方式で併せて傾斜させることができる２つの偏向ミラーを含む投影対物系の構造的な部分的な態様を説明している。

投影対物系の製造に起因して投影対物系が有する場合がある本質的な結像収差以外に、投影対物系の使用期間中、特に投影露光装置の作動中に結像収差が更に発生する場合がある。多くの場合に、そのような結像収差は、利用中に使用される投影放射線の結果として投影対物系内に組み込まれた光学要素の変化によってもたらされる。例示的に、この投影放射線のある程度の部分は、投影対物系内の光学要素によって吸収される可能性があり、吸収の程度は、取りわけ、光学要素に使用される材料、例えば、レンズ材料、ミラー材料、及び／又は場合によっては設けられる反射防止コーティング又は反射コーティングの特性に依存する。投影放射線の吸収は、光学要素の加熱を招く可能性があり、その結果、光学要素内の面変形及び屈折要素の場合は屈折率変化が、熱誘導性機械応力によって直接的又は間接的にもたらされる場合がある。次に、屈折率の変化及び面変形は、個別の光学要素の結像特性の変化を招き、従って、全体的な投影対物系の結像特性の変化も招く。多くの場合に、この問題は、「レンズ加熱」というキーワードの下で取り扱われる。投影対物系の使用中にもたらされる他の結像収差は、例えば、経年変化の効果に起因して発生する恐れもある。

リソグラフィ工程の設計中には、所定可能な照明を用いた投影対物系による結像の後に感光層内に望ましい構造サイズが露光されるようにレチクル上の構造の線幅が調整される。この場合、マスクの等しい構造が、基板上の場所とは無関係にフォトレジスト内で均等に結像されることが重要である。そうでなければ、半導体構成要素の場合は速度低下が発生する可能性があり、最悪の場合は機能損失さえ発生する場合がある。従って、半導体製造における１つの重要なパラメータは、工程によってもたらされる臨界構造の厚み（ＣＤ）の変化であり、この変化を「臨界寸法変化」又は「ＣＤ変化」とも記す。それに応じて、視野にわたって結像される等しい構造の均一な幅、いわゆるＣＤ均一性は、リソグラフィ工程の基本的な品質基準を構成する。

フォトレジスト内の構造の幅に対する判断ファクタは、そこに堆積される放射線エネルギである。通常の近似に対しては、フォトレジストは、堆積される特定の放射線エネルギ量を上回って露光され、この量を下回って露光されることはないと仮定する。放射線エネルギ量に対する制限値を「レジスト閾値」とも記す。この場合に重要なものは、全露出時間にわたって基板のある場所において積算される放射線強度である。フォトレジスト内の特定の場所において堆積される放射線エネルギのマグニチュードは、多数の影響パラメータ、取りわけ、光学収差、特に、色収差、露光放射線の偏光状態に依存し、更に、迷光及び二重反射の影響にも依存する。更に、重要なパラメータは、露光工程中に使用される有効像視野にわたる放射線エネルギ分布の均一性の尺度であるいわゆる視野均一性である。不十分な視野均一性の場合には、有効像視野内で露光される異なる基板領域は、異なるレベルの照射エネルギを受け、その結果、一般的にＣＤ変化が悪影響を受ける。

通常、熱誘導性結像収差、又はサービス寿命の間に発生する他の結像収差は、能動的マニピュレータを使用することによって少なくとも部分的に補償するという試みが行われる。一般的に、能動的マニピュレータは、発生する収差が少なくとも部分的に補償されるように個別光学要素又は光学要素グループの光学効果を変更するために、これらの個別光学要素又は光学要素グループに対して対応する制御信号に基づいて作用するように設計された光学機械デバイスである。この目的のために、例えば、個別光学要素又は光学要素グループをその位置に関して変更又は変形するための準備を行うことができる。時間依存方式で発生する結像収差のマニピュレータによる補償は、一般的に、装置に関して少なからぬ追加経費を必要とし、それによって有意に高い製造コストを招く。

その結果、比較的費用効果的な方式で設けることができる能動的マニピュレータに対する必要性が存在する。

ＵＳ ２００６／００７７３６６ Ａ１ ＷＯ ２００４／０９０６０ Ａ２ ＵＳ ７，３６２，５０８ Ｂ２ ＥＰ １ ７５１ ６０１ Ｂ１ ＷＯ ２００４／０１９１２８ Ａ１ ＵＳ ２００５／０２５４１２０ Ａ１ ＷＯ ２００８／０８０５３４ Ａ１ ＵＳ ２００２／０１７１９５２ Ａ１ ＵＳ ２００３／０１４７１５０ ＥＰ ０ ８５１ ３０４ Ｂ１ ＵＳ ２００７／０１６５２０２ Ａ１ ＷＯ ２００５／０２６８４３ Ａ２ ＷＯ ２００４／０１９１２８ Ａ２ ＵＳ ７，５８３，４４３ Ｂ２ ＵＳ ６，３１０，９０５

本発明は、投影露光装置の稼働中を含む投影対物系の寿命にわたって構造的に比較的簡単な方式を用いて高い結像品質を保証することができる偏向ミラーを含む反射屈折投影対物系を提供するという目的に基づいている。更に、１つの目的は、作動中に時間依存方式で発生する結像収差を視野依存方式で迅速かつ精密に補償することができる投影露光方法を提供することである。

本発明の一形態により、この目的は、請求項１の特徴を含む反射屈折投影対物系及び請求項１２の特徴を含む投影露光方法を用いて達成される。有利な発展形態を従属請求項に明記する。全ての請求項の文言は、本明細書の内容に引用によって組み込まれている。

特許請求する本発明により構成される投影対物系の場合には、偏向ミラーの同期線形変位機能は、偏向ミラーの反射特性の非一定の局所分布の場合の特定の特徴との併用で、この目的のために付加的な光学要素を投影対物系内に導入する必要なく投影対物系の結像特性の能動的操作の可能性をもたらす。

第１の視野平面と第２の視野平面の間に配置された光学結像系が、第１の方向に−０．８＞β_x＞−１．２の範囲からの結像スケールβ_xを有する場合には、偏向ミラーの絶対値で等しい変位距離の同時変位によって十分な視野変動性による有効な補正が容易に可能である。−０．９＞β_x＞−１．１という条件、又は更に−０．９５＞β_x＞−１．０５という条件が満たされる場合、互いに非常に近い視野点であっても、この場合、ターゲット方式で互いに殆ど独立して影響を及ぼすことができる。結像スケールβ_x＝−１からのより大きい偏位の場合には、同期変位の場合の変位距離の絶対値が異なる場合により好適とすることができ、これは原理的には可能であるが、追加構造の経費及び制御工学に関する追加経費を必要とする。

原理的に、マニピュレータ効果を得るために、偏向ミラーが有する異なる反射特性を局所的に変更することができる。特に、この場合、主にエネルギ的な反射特性と主に幾何学的な反射特性との間で区別を付けることができる。

この場合、主に、偏向ミラーのミラー面にわたって局所的に変化する反射率を有する反射コーティングを設けることにより、エネルギ的な反射特性の望ましい局所分布を得ることができる。本明細書では、反射率（時に反射力とも記す）という用語は、偏向ミラーによって反射される電磁放射線の強度と、ミラー上に入射する電磁放射線の強度との間の比を表す。反射コーティングの適切な層厚プロフィールを用いて、すなわち、反射コーティングの個別の層又は全ての層の幾何学的な層厚の局所プロフィールを用いて、反射率の特定の局所分布を得ることができる。

それとは対照的に、特に、ミラー面の面形状の適切な選択により、すなわち、いわゆる「形体プロフィール」を用いて、偏向ミラーの幾何学的な反射特性の望ましい局所分布を設定することができる。この点に関して、平面ミラーは、入射放射線ビームに対して局所的な一定の幾何学的反射特性を有するが、非平坦、すなわち、不均等な特に所定の方式で連続的に湾曲するミラー面のビーム経路内での変位は、物体視野と像視野の間の光路上の個別の光線の光路長を物体視野から像視野まで進む他の光線に対して変更し、それによって投影対物系を通じて進む放射線の波面にターゲット方式で影響を及ぼすか、又はこの波面をターゲット方式で操作することができるように使用することができる。

実際の系では、例えば、多層反射コーティングの層構造が、反射放射線の波面に対してある一定の影響を有する可能性もあり、それによって局所反射率分布を有する反射層が、波面に対して軽度に影響を及ぼす可能性もあるので、一般的に、これらの２つの効果は、互いから完全には分離することができない。

第１の位置と第２の位置の間の偏向ミラーの同期変位は、両方の偏向ミラー上で、投影放射線ビームの光線が第２の位置において第１の位置の場合と比較して異なる反射領域内に入射することを保証する。この場合、偏向ミラーは、有効な役割を有する反射特性に関して第１の反射領域内と第２の反射領域内とで異なる局所反射特性分布（幾何学的及び／又はエネルギ的）を有するので、第１の偏向ミラーの変化と第２の偏向ミラーの変化との間の差が、ビームに影響を及ぼす上での全変化に対して有効である限り、差別化効果がもたらされる。

層厚プロフィールを有する反射層の使用により、例えば、リソグラフィで製造される構造におけるＣＤ変化を低減又は回避するために、この手法で特にエネルギパラメータ、例えば、視野均一性をターゲット方式で変更することができる。ミラー面の適切な形体プロフィールによって波面に影響を及ぼす段階は、同様に結像品質を最適化するのに使用することができる。

一部の実施形態は、第１の偏向ミラーが第１の反射コーティングを有し、第２の偏向ミラーが第２の反射コーティングを有し、これらの反射コーティングは、各場合に第１の局所反射率分布を有する第１の層領域と、第１の方向に第１の層領域と並んで位置し、第１の層領域内の第１の反射率分布とは異なる第２の局所反射率分布を有する第２の層領域とを有することによって区別される。局所反射率変化は、特に、光学的使用可能ミラー面にわたる第１の方向と平行なターゲットを定めた反射コーティングの層厚変化によって達成することができる。代替的又は追加的に、局所的に変化する中性フィルタ効果を有する層を使用することができる。

一部の実施形態では、第１の偏向ミラー及び第２の偏向ミラーの反射コーティングは、各場合に第１の方向に線形の層厚変化を有し、層厚変化は、第１の層領域と第２の層領域の両方にわたって延びている。この場合、同様に可能な非線形層厚プロフィールよりも線形層厚プロフィールを生成する方が一般的に簡単であり、そのような線形勾配の層は高い品質で生成することができる。そのような偏向ミラーは、例えば、像視野の第１の方向の投影対物系の透過率プロフィールの傾斜を例えば他の状況に起因して生成される反対方向の傾斜に対して少なくとも部分的に補償するためにターゲット方式で得るのに使用することができる。この場合、透過率のそのような傾斜は、例えば、投影対物系内の反射防止コーティング内の非対称性の結果として生じる可能性がある。

第１の層領域を各場合に局所的に一定の反射率を有する反射コーティングで覆い、局所層厚プロフィール、例えば、線形層厚変化を第１の層領域と並んで位置する第２の層領域内に与えることができる。これらの場合には、第１の方向と平行な偏向ミラーの同期変位により、第１の方向に置かれた視野縁部において、例えば、関係する透過率を高めるためにエネルギ状態にターゲット方式で影響を及ぼすことができる。これは、例えば、投影対物系の視野に近いレンズの場合に、比較的長期の作動の後に、縁部を通じて汚染物がレンズ内に拡散し、それによって視野縁部領域内で透過率が低減した場合に好適とすることができる。これは、反射マニピュレータを用いて部分的又は全体的に補償することができる。

異なる種類の収差を補正するために、第２の偏向ミラー上のものと比較して異なる局所反射特性プロフィールを第１の偏向ミラー上に与えることができる。例示的に、第１の反射層は、線形層厚プロフィール（層厚傾斜）を有することができ、それに対して第２の反射層は、２次の層厚プロフィール、又はべき乗則に従ういずれかの他の方式で変化する層厚プロフィールを有する。

意図するものが主に投影放射線ビームの波面に影響を及ぼすことである場合には、第１の偏向ミラーが、第１の非平坦ミラー面を有し、第２の偏向ミラーが、第１の方向に関して第１のミラー面に対して反対の方向の面形状を有する第２の非平坦ミラー面を有する実施形態が有利であるとすることができる。

この場合、平坦な基準面からの非平坦ミラー面の偏位は、例えば、投影放射線波長の１又は数パーセント又は１又は数パーミルのマグニチュード程度のもの、例えば、λ／１００とλ／１０００の間のものとすることができる平面ミラーにおける公差の範囲に収まる偏位よりも有意に大きい。その一方、平坦な基準面の場合の上述の偏位は、波面の望ましくない歪曲を回避するために、大き過ぎてもいけない。平面からの最大偏位は、例えば、１又は数マイクロメートルのマグニチュード程度のもの、例えば、最大で２０μｍ又は最大で１０μｍとすることができる。

一部の実施形態では、第１のミラー面及び第２のミラー面は、各場合に第１の方向に単純に湾曲した例えば放物状に湾曲した面形状を有する。他のべき乗則に従う曲率又は多項式に従う曲率も可能である。一部の場合には、例えば、曲率方向に変化を有するより複雑な曲率が有利とすることができる。一般的に、面形状は、主に求められる補正の可能性に依存する。

偏向ミラーが第１の位置に置かれる限り、第１の偏向ミラー及び第２の偏向ミラーのミラー面のこれらのミラー面において反射される投影放射線に対する波面効果は、波面に対して特定の正味の効果を生成する。この正味の効果は、システムの製造中に計算され、光学系内のいずれかの他の場所での補正により、例えば、異なる光学要素の非球面光学面（レンズ面又はミラー面）を用いて補償することができる。第２の位置への偏向ミラーの変位時に、この補償は取り消され、従って、得られる波面効果、すなわち、波面形状の望ましい変化が得られる。このマニピュレータの機能モードは、この点に関して、例えば、ＥＰ ０ ８５１ ３０４ Ｂ１に説明されているようなマニピュレータの機能モードの均等物とすることができる。そのようなマニピュレータは、専門家には「アルバレス要素」としても公知である。しかし、公知の系ではアルバレス要素を構成するのに透過要素のみが使用されるのに対して、本出願は、原理的に純ミラー系、すなわち、反射投影対物系に対して使用することができる反射変形物を提案する。

例えば、第１の位置（ゼロ位置）においてエネルギ特性を最適化するために、局所的に変化する反射特性を有する反射層を非平坦ミラー面上に適用することができる。しかし、一般的に、比較的簡単な方式で製造することができる局所的に一定の反射特性を有する反射層を使用することができる。

第１の偏向ミラーは、第１の視野平面に対して光学近接に配置され、第２の偏向ミラーは、第１の視野平面に対して光学的に共役な第２の視野平面に対して光学近接に配置されることが意図される。好ましくは、第１の偏向ミラー及び第２の偏向ミラーは、部分口径比Ｓが、絶対値で０．３よりも小さく、特に、０．２よりも小さく、更に、０．１よりも小さい領域に配置される。この配列は、影響を及ぼすべき結像特性（エネルギ及び／又は波面の）の視野分布を近接する視野点に対してターゲット方式で非常に精密に別様に設定することができるように、２つの偏向ミラーが視野に近い可能な最大範囲で光学的に等しい位置に置かれることを保証することができる。

変位デバイスが、第１の方向と平行な第１の偏向ミラーと第２の偏向ミラーとの同期変位のための変位ドライブを有し、投影対物系の作動中にこの変位ドライブが作動可能である場合には、エンドユーザ（例えば、パターン付き半導体構成要素の製造業者）のための設置場所において投影露光装置の作動中に上述の操作が可能である。この変位は、例えば、時間的に２つの連続する露光の合間に、又は１つの露光系列の完了後で新しい露光系列の開始前に実施することができる。

第１の偏向ミラーと第２の偏向ミラーは、互いに分離して適切な場合は別々に調節可能なマウントを有することができる。共通の担体構造を有する第１の偏向ミラーと第２の偏向ミラーにより、変位の特に簡単な同期を提供することができる。偏向ミラーは、特に、偏向ミラーの相互の相対変位が不可能であり、望ましい相対的な向きが変位の場合でも容易に維持されるように、担体プリズムの互いと垂直に向けられたミラー面によって形成することができる。

本明細書で説明する操作の可能性は、異なる構成の投影対物系、特に、少なくとも１つの実中間像を有する投影対物系において、例えば、正確に１つの中間像又は正確に２つの中間像を有する投影対物系に対して使用することができる。

正確に１つの中間像を有する投影対物系は、投影対物系が、物体視野を中間像に結像するための第１の対物系部分と、中間像を像面に結像するための第２の対物系部分とを有し、凹ミラーが、物体視野と中間像の間に位置する第１の瞳面の領域に配置され、第１の偏向ミラーが、物体視野に対して光学近接に配置され、かつ第２の偏向ミラーが、中間像に対して光学近接に配置されるように構成することができる。本出願人の名義にあるＵＳ ２００６／００７７３６６ Ａ１は、そのような投影対物系の例を開示している。第１の偏向ミラーは、物体平面に対して光学近接に配置され、第２の偏向ミラーは、中間像の直ぐ下流に置かれる。ＵＳ ２００６／００７７３６６ Ａ１の図４又は図６に示している種類の投影対物系にも、本出願で説明する種類の反射マニピュレータを装備することができる。本出願人の名義にあるＷＯ ２００４／０９０６０ Ａ２は、物体平面と像面の間に単一の中間像が形成される投影対物系の更に別の例を開示している。部分ビーム経路を分離するために、偏光選択性の物理的ビームスプリッタが使用される。第１の偏向ミラーは、物体平面に対して光学近接に配置され、かつ物体視野から到着してビームスプリッタ面に対してｓ偏光された放射線に対して屈折効果を有する偏光選択性ビームスプリッタ面によって形成される。第２の偏向ミラーは、中間像の直ぐ上流に置かれる。

１つよりも多い中間像を有する投影対物系は、例えば、投影対物系が、パターンを第１の中間像に結像するための第１の対物系部分と、第１の中間像を第２の中間像に結像するための第２の対物系部分と、第２の中間像を像面に結像するための第３の対物系部分とを有し、凹ミラーが、第１の中間像と第２の中間像の間に位置する第２の瞳面の領域に配置され、第１の偏向ミラーが、第１の中間像に対して光学近接に配置され、かつ第２の偏向ミラーが、第２の中間像に対して光学近接に配置されるように構成することができる。Ｒ−Ｃ−Ｒ型のそのような反射屈折投影対物系は、長年にわたって公知である。Ｒ−Ｃ−Ｒ型の投影対物系は、物体平面と像平面の間に２つの実中間像を有する。第１の屈折対物系部分（略記号「Ｒ」）は、物体の第１の実中間像を生成する。凹ミラーを有する第２の反射屈折又は反射の対物系部分（略記号「Ｃ」）は、第１の中間像から第２の中間像を生成する。次に、第３の屈折対物系部分は、第２の中間像を像平面に結像する。これらの３つの対物系部分の間のビーム経路の偏向は、互いに対して直角に向けられた２つの平坦な偏向ミラーであり、各場合に中間像の一方に対して光学近接に配置された偏向ミラーを有する偏向デバイスによって形成される（例えば、ＵＳ ７，３６２，５０８ Ｂ２又はＥＰ １ ７５１ ６０１ Ｂ１に対応するＷＯ ２００４／０１９１２８ Ａ１の複写物を参照されたい）。

本発明は、投影対物系の物体平面の領域に配置されたマスクのパターンの少なくとも１つの像による投影対物系の像面の領域に配置された放射線感応基板の露光のために本発明による投影対物系が使用される投影露光方法にも関する。

好ましい変形では、第１の偏向ミラーと第２の偏向ミラーは、例えば、作動中に第１の露光と第１の露光に続く第２の露光との合間に変位デバイスを用いて第１の方向と平行に第１の位置と第１の位置に対してある変位距離だけオフセットされた第２の位置との間で同期して変位される。

１つの方法変形では、有効像視野内の投影放射線の視野均一性は、第１の方向と平行な第１の偏向ミラー及び第２の偏向ミラーの変位により、局所放射線エネルギ分布が有効像視野にわたって変更されることによって変更される。好ましい変形では、この変更は、実質的に投影放射線の波面に影響を及ぼすことなく達成することができる。他の実施形態では、投影対物系を通じて像視野に進む投影放射線の波面は、第１の方向と平行な第１の偏向ミラー及び第２の偏向ミラーの変位により、好ましくは、有効像視野内の放射線エネルギ分布に対するいかなる有意な影響もなしに変更される。

本発明は、更に、１次放射線を放出するための１次放射線源と、１次放射線を受光し、マスク上にもたらされる照明放射線を生成するための照明系と、パターンの少なくとも１つの像を本発明によって構成される投影対物系の像面の領域内に生成するための投影対物系とを含む、投影対物系の像面の領域に配置された放射線感応基板の投影対物系の物体平面の領域に配置されたマスクのパターンの少なくとも１つの像による露光のための投影露光装置に関する。

好ましくは、投影露光装置は、投影露光装置の機能を制御するための中央制御ユニットを有し、制御ユニットには、変位ドライブを駆動するための制御モジュールが割り当てられ、変位ドライブは、投影露光装置の作動中に制御モジュールを用いて、例えば、電気信号を用いて、他の制御信号と協調して駆動することができる。

これらの特徴及び更に別の特徴は、特許請求の範囲からのみならず、本明細書及び図面からも明らかになり、個々の特徴は、本発明の実施形態及び他の分野において各場合にこれらの特徴自体によって達成するか又は部分結合の形態で複数として達成することができ、有利で本質的に保護可能な実施形態を構成することができる。本発明の例示的な実施形態を図面に例示し、以下に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。 変位可能ビーム偏向デバイスを有する反射屈折投影対物系の実施形態の疑似３次元概略図である。 図３Ａ及び３Ｂは、光軸のうちで凹ミラーの対称軸によって定められる部分の方向から互いに対して傾斜した偏向ミラーの平面図である。 ２つの偏向ミラーがそれぞれのミラー面の光学的使用可能領域にわたって第１の方向に線形層厚変化を有する多層反射層を有する反射マニピュレータの例示的な実施形態の構成及び機能の概略図である。 ２つの偏向ミラーが一定の層厚の中心領域と線形層厚変化を有する縁部領域とを有する反射層を有する例示的な実施形態の構成及び機能の概略図である。 図６Ａは、２つの偏向ミラーがｘ方向の放物線面プロフィールに従う補完的な非線形湾曲ミラー面を有する例示的な実施形態の構成及び機能の概略図である。図６Ｂは、得られる光路差をミラーの変位の関数として略示する図である。 図７Ａは、２つの偏向ミラーがｘ方向の３次の面プロフィールに従う補完的な非線形湾曲ミラー面を有する例示的な実施形態の構成及び機能の概略図である。図７Ｂは、ＤＩＳ＝２ｍｍの変位に対してｙ軸上にゼルニケ係数Ｚ２（ｘ方向の波面傾斜）を有し、ｘ軸上に視野座標ｘ［ｍｍ］を有するグラフである。図７Ｃは、ｘ＝５２ｍｍの視野点に対してゼルニケ係数Ｚ２の変位ＤＩＳ［ｍｍ］への依存性を略示する図である。

図１は、半導体構成要素及び他の微細パターン構成要素の製造に対して使用することができ、数分の１マイクロメートルまで細かい分解能を得るために深紫外範囲（ＤＵＶ）からの光又は電磁放射線を用いて作動するマイクロリソグラフィ投影露光装置ＷＳＣの例を示している。約１９３ｎｍの作動波長λを有するＡｒＦエキシマレーザが、１次放射線源又は光源ＬＳとして機能する。他のＵＶレーザ光源、例えば、５７ｎｍの作動波長を有するＦ₂レーザ又は２４８ｎｍの作動波長を有するＡｒＦエキシマレーザも同様に可能である。

光源ＬＳの下流に配置された照明系ＩＬＬは、光路内で下流に配置された投影対物系ＰＯのテレセントリック性要件に適合し、大きな、鮮明に境界が定められかつ実質的に均一に照明される照明視野を照明系ＩＬＬの射出面ＥＳ内に生成する。照明系ＩＬＬは、異なる照明モード（照明設定）を設定するためのデバイスを有し、様々なコヒーレンス度σを有する従来の軸上照明、及び例えば輪帯照明、又は二重極照明、四重極照明、又はいずれかの他の多重極照明を含む変形照明の間で切り換えることができる。適切な照明系の構成は、それ自体公知であり、従って、本明細書ではそれに対して詳細には説明しない。特許出願ＵＳ ２００７／０１６５２０２ Ａ１（ＷＯ ２００５／０２６８４３ Ａ２に対応する）は、様々な実施形態の関連で使用することができる照明系の例を開示している。

レーザＬＳから光を受光して、この光から、レチクルＭ上にもたらされる上述の照明放射線を成形する光学構成要素は、投影露光装置の照明系ＩＬＬに属する。

照明系の射出平面ＥＳと一致し、本明細書でレチクル平面ＯＳとも記す投影対物系ＰＯの物体平面ＯＳ内にレチクルに配置されたパターンが位置するようにマスクＭ（レチクル）を保持して操作するためのデバイスＲＳが照明系の下流に配置される。マスクは、スキャナ作動において走査ドライブを用いて光軸ＯＡ（ｚ方向）に対して垂直な走査方向（ｙ方向）にこの平面内で可動である。

レチクル平面ＯＳの下流には投影対物系ＰＯが続き、投影対物系ＰＯは縮小対物系として機能し、マスクＭに配置されたパターンの像を例えば１：４（｜β｜＝０．２５）又は１：５（｜β｜＝０．２０）のスケールで投影対物系ＰＯの像平面ＩＳの領域内に位置する感光基板面ＳＳを有し、フォトレジスト層で被覆された基板Ｗ上に結像する。

この例の場合は半導体ウェーハＷである露光される基板は、ウェーハを光軸ＯＡに対して垂直な走査方向（ｙ方向）にレチクルＭと同期して移動するためのスキャナドライブを含むデバイスＷＳによって保持される。「ウェーハ台」とも記すデバイスＷＳ及び「レチクル台」とも記すデバイスＲＳは、この実施形態では投影露光装置の中央制御ユニットＣＵ内に統合される走査制御デバイスを用いて制御されるスキャナデバイスの一部である。

照明系ＩＬＬによって生成される照明視野は、投影露光中に使用される有効物体視野ＯＦを定める。有効物体視野ＯＦは、この例の場合は矩形であり、走査方向（ｙ方向）と平行に測定される高さＡ^*と、走査方向（ｙ方向）と垂直に（ｘ方向に）測定される幅Ｂ^*＞Ａ^*とを有する。アスペクト比ＡＲ＝Ｂ^*／Ａ^*は、一般的に２と１０の間、特に３と６の間にある。有効物体視野は、光軸と並んでｙ方向にある距離に位置する（変形視野）。有効物体視野に対して光学的に共役な像面ＩＳ内の有効像視野は、同じ形状及び高さＢと幅Ａの間の同じアスペクト比を有するが、その絶対視野サイズは、投影対物系の結像スケールβだけ縮小され、すなわち、Ａ＝｜β｜Ａ^*及びＢ＝｜β｜Ｂ^*である。

図２は、反射屈折投影対物系２００の実施形態の疑似３次元概略図を作動中に投影対物系を通じて進む投影放射線のビーム経路を示すための代表的な放射線ビームと共に示している。この投影対物系は、その物体平面ＯＳに配置されたマスクのパターンを縮小スケール、例えば、４：１のスケールで物体平面と平行に向けられたその像平面ＩＳ上に結像するために設けられる。この場合、正確に２つの実中間像ＩＭＩ１、ＩＭＩ２が、物体平面と像平面の間に生成される。第１の純屈折（屈折結像）対物系部分ＯＰ１は、物体平面のパターンが実質的にいかなるサイズ変化も伴わずに第１の中間像ＩＭＩ１に結像されるように設計される。第２の反射屈折対物系部分ＯＰ２は、第１の中間像ＩＭＩ１を実質的にいかなるサイズ変化も伴わずに第２の中間像ＩＭＩ２上に結像する。第３の純屈折対物系部分ＯＰ３は、第２の中間像ＩＭＩ２を高い縮小倍率で像平面ＩＳに結像するように設計される。

結像系の瞳面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、物体平面と第１の中間像の間、第１の中間像と第２の中間像の間、更に第２の中間像と像平面の間に各場合に光学結像の主光線が光軸ＯＡと交わる場所に位置する。第３の対物系部分ＯＰ３の瞳面Ｐ３の領域内には、系の開口絞りＡＳが取り付けられる。第２の反射屈折対物系部分ＯＰ２内の瞳面Ｐ２は、凹ミラーＣＭの直近に位置する。

投影対物系が液浸対物系として設計及び作動される場合には、投影対物系の作動中に、放射線は、投影対物系の射出面と像平面ＩＳの間に置かれた液浸液の薄層中を通過する。同等の基本構成を有する液浸対物系は、例えば、国際特許出願ＷＯ ２００４／０１９１２８ Ａ２に開示されている。

液浸作動中には、像側開口数ＮＡ＞１が可能である。乾式対物系としての構成も可能であり、この場合、像側開口数は、ＮＡ＜１という値に制限される。

第２の反射屈折対物系部分ＯＰ２は、投影対物系の唯一の凹ミラーＣＭを含む。偏向デバイスＤＥＦは、物体平面ＯＳから凹ミラーＣＭに進む放射線ビームを凹ミラーにおける反射の後に凹ミラーと像平面ＩＳの間を進む放射線ビームから分離するためなどに機能する。この目的のために、偏向デバイスは、物体平面から来る放射線を凹ミラーＣＭに反射するための第１の平坦な偏向ミラーＦＭ１と、第１の偏向ミラーＦＭ１に対して直角に向けられ、凹ミラーによって反射された放射線を像平面ＩＳの方向に偏向する第２の偏向ミラーＦＭ２とを有する。光軸は、偏向ミラーにおいて折り返されるので、本出願では偏向ミラーを折り返しミラーとも記す。偏向ミラーは、光軸と垂直に延び、かつ第１の方向（ｘ方向）と平行に延びる傾斜軸の回りに投影対物系の光軸ＯＡに対して例えば４５°だけ傾斜される。投影対物系が、走査作動に向けて設計される場合には、第１の方向（ｘ方向）は、走査方向に対して垂直であり、従って、マスク（レチクル）及び基板（ウェーハ）の移動方向に対して垂直である。図２に示しているｘ軸は、作図面内には位置せず、この図では作図面に対して傾斜している。

１つの特定の特徴は、平坦な偏向ミラーＦＭ１、ＦＭ１が互いに機械的に固定接続されるということにあり、この例の場合には、この固定接続は、これらの偏向ミラーが共通の担体構造を有するということによって達成される。この目的のために、偏向デバイスＤＥＦは、互いと垂直に向けられて外部が鏡面被覆された隣接面が偏向ミラーとして機能するプリズムによって達成される。

更に別の特定の特徴は、このプリズムが、全体としてｘ方向と平行に、すなわち、第１の方向と平行に、又は互いに対して傾斜して置かれた偏向ミラーによって形成されるプリズム縁部と平行に線形に変位させることができるように線形ガイドを用いて移動可能に装着されることにある。線形ガイドは、第１の位置と、この第１の位置に対してある変位距離だけオフセットされた第２の位置との間で第１の方向と平行な第１の偏向ミラーと第２の偏向ミラーとの同期変位のための変位デバイスＤＩＳＸの一部である。更に、変位デバイスは、第１の方向と平行な第１の偏向ミラーと第２の偏向ミラーとの同期変位のための変位ドライブＤＲＸを有する。例えば、投影対物系の作動中に他の制御信号と協調して電気信号を用いて投影露光装置の中央制御ユニットＣＵ内の対応する制御モジュールによって駆動することができる電気ドライブ、特に圧電ドライブを伴うことができる。得ることができる変位距離は、例えば、１又は数ミリメートルのマグニチュード程度のものとすることができる。特に非平坦ミラー面を有するマニピュレータの場合には、変位距離をより小さくすることができ、例えば、百又は数百μｍのマグニチュード程度のものとすることができる。

中間像ＩＭＩ１、ＩＭＩ２は、各場合にそれぞれ折り返しミラーＦＭ１及びＦＭ２に対して光学近接にこれらの最も近くに位置するが、ミラー面上で起こり得る欠陥が像平面に鮮明に結像されないように、更に、平坦な偏向ミラー（平面ミラー）ＦＭ１、ＦＭ２が、穏やかな放射線エネルギ密度の領域内に位置するように、これらの折り返しミラーから最小光学距離の位置にある。

（近軸）中間像の位置は、物体平面及び像面に対して光学的に共役な系の視野平面を定める。従って、偏向ミラーは、本出願の関連では「視野の近く」とも記す系の視野平面に対して光学近接に位置する。この場合、第１の偏向ミラーは、第１の中間像ＩＭＩ１に関連付けられた第１の視野平面に対して光学近接に配置され、第２の偏向ミラーは、第１の視野平面に対して光学的に共役であり、かつ第２の中間像ＩＭＩ２に関連付けられた第２の視野平面に対して光学近接に配置される。

本出願では、基準平面（例えば、視野平面又は瞳平面）に対する光学面の光学近接性又は光学的距離をいわゆる部分口径比Ｓによって表す。光学面の部分口径比Ｓは、本出願の目的では以下の通りに定められる。
Ｓ＝ｓｉｇｎ ｈ（ｒ／（｜ｈ｜＋｜ｒ｜））
ここで、ｒは、周辺光線高さを表し、ｈは、主光線高さを表し、符号関数ｓｉｇｎ ｘは、ｘの符号を表し、この場合、慣習に従ってｓｉｇｎ ０＝１を適用することができる。主光線高さは、絶対値で最大視野高さを有し、物体視野の視野点の主光線の光線高さを意味すると理解される。この場合、光線高さは、符号を有すると理解すべきである。周辺光線高さは、光軸と物体平面との交点から発し、最大開口を有する光線の光線高さを意味すると理解される。この視野点は、物体平面に配置されたパターンの転送には必ずしも寄与せず、特に変形像視野の場合は寄与しない。

部分口径比は、ビーム経路内でのある平面の視野近接性又は瞳近接性の尺度である符号付きの値である。部分口径比は、定義によって−１と＋１の間の値に正規化され、各視野平面内でゼロであり、瞳平面内で−１から＋１へ、又はその逆に急変する。従って、絶対値で１という部分口径比は、瞳平面を判断する。

従って、視野の近くの平面は、０に近い部分口径比を有し、それに対して瞳に近い平面は、絶対値で１に近い部分口径比を有する。部分口径比の符号は、基準平面の上流又は下流の平面の位置を示している。

２つの偏向ミラーに対しては、偏向ミラーと最も近い中間像（直近の）の間にいかなる光学要素も配置されず、部分口径比が、絶対値で０．３よりも小さく、特に０．２よりも小さいことが成り立つ。この例の場合には、第１の偏向ミラーに対してｓ＝−０．０３が成り立ち、第２の偏向ミラーに対してＳ＝０．１３が成り立つ。

第１の中間像を第２の中間像に結像する第２の対物系部分の結像スケールは、第１の方向に−１の近く又は−１であり（ｘ方向、結像スケールβ_x）、第１の方向に対して垂直なｙ方向では＋１に近いか又は＋１である。従って、第１の中間像は、実質的にいかなるサイズ変化も伴わずに第２の中間像に結像され、第１の方向は鏡像反転され、それに対してｙ方向は鏡像反転されない。この例の場合には、β_x＝−１．０１が成り立つ。

第１の方向の結像スケールβ_xの負の符号は、凹ミラーＣＭにある瞳を通過する場合に、第１の方向（ｘ方向）に関する位置が「上」と「下」又は「前」と「後」で入れ替わることを意味する。図２には、これを光軸から外れて有効物体視野の縁部に位置する視野点ＦＰ１から射出する放射線ビームＲＢのビーム経路に基づいて明確に示している。視野縁部から射出する光線は、折り返し光軸ＯＡのうちで互いに対して傾斜して向けられた部分によって張られるｙ−ｚ平面（子午平面）の上側で第１の偏向ミラーＦＭ２上に入射し、凹ミラーＣＭにおける反射の後にｙ−ｚ平面の下側で第２の偏向ミラーＦＭ２上に入射する。図２の概略図は、中間像ＩＭＩ１及びＩＭＩ２とそれぞれの最も近い折り返しミラーＦＭ１及びＦＭ２との間の小さい距離に起因して、視野点ＦＰ１から射出する光線が、折り返しミラー上で１つの点に収束せず、ミラー面上で面積的に範囲が広がった小さい領域内に入射することも示している。この領域のサイズは、視野点ＦＰ１に関連する放射線ビームのそれぞれのミラー面における部分開口に対応し、例えば、コマ収差のような光学収差も、ミラー面上で放射線ビームによって占有される領域の実際の形状及び範囲に寄与する。明瞭化の理由から、他方の視野縁部にある反対の視野点から射出する放射線ビームを示していないが、条件は対応する。

この例示的な実施形態では、投影対物系のある一定の視野依存光学特性に投影対物系の作動中に必要とされる通りにターゲット方式で影響を及ぼすことができる能動的マニピュレータを与えるために、偏向ミラーＦＭ１、ＦＭ２の領域内の特定の光学条件が使用される。このマニピュレータは、投影対物系内にいかなる付加的な光学要素も必要としない。付加的な光学要素の代わりに、ミラーの反射コーティングにおける特定の特徴との併用での偏向ミラーの同期直線変位機能によって操作の可能性が得られる。図３を参照してこれを以下により詳細に説明する。

図３は、図３Ａ及び図３Ｂに、光軸のうちで凹ミラーＣＭの対称軸によって定められる部分の方向から、すなわち、ｚ方向から互いに対して傾斜して置かれた折り返しミラー（偏向ミラー）ＦＭ１、ＦＭ２の２つの平面図を示している。互いに対して傾斜して置かれた偏向ミラーによって定められ、ｘ方向（第１の方向）に延びるプリズム縁部ＰＥを直ちに認めることができる。投影放射線のいわゆる「フットプリント」ＦＴＰ１及びＦＴＰ２を偏向ミラーのそれぞれの細長い矩形ミラー面上に示している。フットプリントは、偏向ミラーの投影放射線ビームによって全体的に照明され、反射に使用される領域に対応する。この概略図では、フットプリントＦＴＰ１及びＦＴＰ２は、ほぼ矩形として示している。それによって偏向ミラーの場所における投影放射線ビームの断面が、偏向ミラーの視野近接性（小さい部分口径比）に起因して、有効物体視野の矩形形状にほぼ対応することが明らかになる。フットプリントの丸いコーナは、最も近い中間像からのミラー面の最短光学距離に起因して（及び収差に起因して）、この形状が正確な矩形から逸脱することを明確に示している。明瞭化の目的で、例示している投影対物系の場合には、瞳面の近くに位置する光学面における投影放射線ビームの断面が実質的に円形であることも言及する必要がある。

照明領域（フットプリント）は、ほぼ等しい寸法を有する。これは、第１の中間像を第２の中間像に結像する第２の対物系部分ＯＰ２が、絶対値で１に近い結像スケールを有する状況からもたらされる。第１のフットプリントＦＴＰ１の絶対サイズは、実質的に第１の対物系部分ＯＰ１の有効物体視野サイズ及び結像スケールによって実質的に識別されることも言及する必要がある。この例の場合のように第１の対物系部分ＯＰ１の結像スケールが絶対値で１に近い場合には、２つのフットプリントＦＴＰ１、ＦＴＰ２の絶対寸法は、有効物体視野ＯＦの絶対寸法にほぼ一致する。

ＦＰ１及びＦＰ１で表す場所は、固定的に選択された変形視野点ＦＰ１から来る放射線ビームがそれぞれの偏向ミラー、すなわち、この視野点に関連付けられた部分開口上に入射するフットプリント領域内で識別される。第２の対物系部分の負の結像スケールに起因して、ｘ方向に関するこれらの入射領域の位置は、視野点ＦＰ１に関連する部分開口ＦＰ１が、第１の偏向ミラー上で＋ｘ方向に見て後方の幅狭の視野縁部の近くに位置し、それに対して対応する部分開口ＦＰ１が、第２の偏向ミラーＦＭ２上で前方視野縁部の近くに位置する向きに入れ替えられることが分る。

図３Ａは、例えば、投影対物系の製造及び工程において実施された偏向プリズムの調節の後に取られる第１の位置（中立位置）にある偏向ミラーを示している。図３Ｂは、第１の位置に対して横にオフセットされ、変位ドライブＤＲＸを用いた偏向ミラーのｘ方向（第１の方向）と平行な変位距離ＤＩＳの同期変位によって取ることができる第２の位置にある偏向ミラーを示している。これらの図から、偏向ミラーは、投影放射線ビームの進路を判断する投影対物系の残りの光学要素に対して変位したに過ぎないので、この変位中にはフットプリントの絶対位置が変化しないことが分る。

偏向ミラーの１つの特定の特徴は、これらの偏向ミラーが、それぞれ第１及び第２の反射コーティングを有し、これらの反射コーティングの反射特性（例えば、反射率Ｒ又は面形状によって表される）が、ミラー面にわたって一定であるわけではなく、局所的に異なるということにある。この例では、第１の偏向ミラーＦＭ１は、第１の反射コーティングＲ１を有し、第２の偏向ミラーＦＭ２は、第２の反射コーティングＲ２を有する。反射コーティングＲ１及びＲ２は、それぞれ、対応する反射特性の第１の局所分布を有する第１の層領域と、第１の局所反射特性分布とは異なる第２の局所反射特性分布を有する第２の層領域とに再分割される。第２の層領域は、各場合に第１の方向（ｘ方向）に見て第１の層領域と並んで位置する。この場合、第１の反射層Ｒ１は、第１の層領域Ｒ１−１を有し、そのｘ方向の広がりは、第１のフットプリントＦＴＰ１が、中立位置（図３Ａ）で第１の層領域内に完全に収まるように第１のフットプリントＦＴＰ１のｘ方向の広がりよりも幾分大きい。第２の層領域Ｒ１−２Ａは、ｘ方向にこの第１の層領域の前に位置し、更に別の第２の層Ｒ１−２Ｂは、ｘ方向に第１の層領域の背後に位置する。明瞭化の目的で、層領域を互いから破線で分離している。第２の反射コーティングＲ２の場合にも、第１の層領域Ｒ２−１と第２の層領域Ｒ２−２Ａ及びＲ２−２Ｂとによる対応する分割が存在する。２つの反射コーティングＲ１、Ｒ２の局所反射特性分布は等しいとすることができるが、これらは、互いに異なるとすることもできる。

次に、変位可能ミラープリズムのマニピュレータ効果を図３Ａと図３Ｂの比較に基づいて以下に説明する。偏向ミラーの第１の位置（中立位置）では（図３Ａ）、投影放射線ビームは、両方の偏向ミラー上で各場合に第１の反射領域内で反射される。第１の偏向ミラーにおける第１の反射領域は、第１の偏向ミラーの変位の前に投影放射線ビームによって照明される領域、すなわち、ミラーの中立位置において第１のフットプリントＦＴＰ１によって覆われる領域に対応する。第２の偏向ミラーにおける第１の反射領域は、第２の偏向ミラーの投影放射線ビームによって照明される関係領域、すなわち、ミラーの中立位置において第２のフットプリントＦＴＰ２によって覆われる領域に対応する。従って、第１の反射領域の位置及びサイズは、図３ＡのフットプリントＦＴＰ１及びＦＴＰ２の位置及びサイズに等しい。各反射領域の反射特性は、各場合に第１の層領域Ｒ１−１及びＲ１−２それぞれにおける関係する局所反射特性分布によって判断される。反射特性（例えば、反射率）は、例えば、これらの層領域内で局所的に一定とすることができるが、第１の層領域内で局所的に変化することもできる。

偏向ミラーが、ｘ方向と平行に第２の位置（図３Ｂ）に同期して変位距離ＤＩＳだけ変位した場合には、同じ偏向ミラーにおいて第１の反射領域に対して横に変位距離ＤＩＳだけオフセットされた第２の反射領域が、偏向ミラーにおいてそれぞれ照明される。第１の偏向ミラーにおける第２の反射領域は、第１の偏向ミラーの変位の後に投影放射線ビームによって照明される領域、すなわち、変位後に第１のフットプリントＦＴＰ１によって覆われる領域に対応する。第２の偏向ミラーにおける第２の反射領域は、第２の偏向ミラーの変位後に投影放射線ビームによって照明される領域、すなわち、変位後に第２のフットプリントＦＴＰ２によって覆われる領域に対応する。従って、第２の反射領域の位置及びサイズは、図３Ｂ内のフットプリントＦＴＰ１及びＦＴＰ２の位置及びサイズに等しい。

第２の反射領域内では、投影放射線は、もはや第１の層領域内だけに入射するわけではなく、この時点で、第２の層領域Ｒ１−２Ｂ及びＲ２−２Ｂ内にも入射する。これらの第２の層領域内の反射コーティングＲ１、Ｒ２の反射特性は、第１の層領域のものとは異なるので、例えば、影響を受ける視野縁部において異なる反射率の場合には、投影放射線の断面にわたるエネルギ分布の変化が発生し、この変化は、マニピュレータ効果によってもたらされる。

この場合、一例として、第１の視野点ＦＰ１から射出し、ミラー面上に領域ＦＰ１及びＦＰ１内で入射する着目している放射線ビームに対して、第１の偏向ミラーＦＭ１では、第２の偏向ミラーＦＭ２におけるものと比較して異なる反射特性変化が発生することは特に着目に値する。この異なる反射特性変化の発生は、この場合、第１の偏向ミラーでは関係する光線が第２の層領域Ｒ１−２Ｂ内で反射されるのに対して、第２の偏向ミラーＦＭ２では第２の層の第１の層領域Ｒ２−１内で反射されることによる。その結果、全体的な効果を有する反射特性に関しては、第１の折り返しミラーの変化と第２の折り返しミラーの変化との間の差が、ビームに影響を及ぼす上での全変化において有効である限り、差別化効果が発生する。

一例として、第２の偏向ミラーＦＭ２の反射率がその第１の層領域Ｒ２−１内で局所的に一定である場合には、第２の偏向ミラーＦＭ２では、ミラープリズムの変位の結果として着目している放射線ビームに対していかなる有効な反射率変化ももたらされない。それとは対照的に、第１の偏向ミラーＦＭ１では、第１の層領域内の元の反射場所における反射率と変位後の第２の層領域Ｒ１−２Ｂ内の新しい位置における反射力との間の差からもたらされる変化が発生する。

視野効果に影響を及ぼすための能動的マニピュレータの機能を一部の例に基づいて以下に説明する。主にエネルギに関する操作の例（図４及び図５）では、マニピュレータは、主に視野均一性の可変設定のために使用される。この目的では、第１及び第２の反射コーティングの局所反射率分布は、偏向ミラーのｘ方向の同期変位の結果として偏向ミラーによってもたらされる全反射力変化が、個別の視野点に対して別様に得られ、従って、投影対物系の全透過率に対して対応する視野依存の影響をもたらすようにターゲット方式で設定される。別の例（図６）は、光路長、すなわち、波面に視野依存の影響を及ぼすためのマニピュレータを示している。以下の図が、従来の図におけるものに等しいか又は対応する要素を示している場合に限り、対応する参照名を用いている。

図４を参照して説明する例示的な実施形態の場合には、２つの偏向ミラーは、各場合に誘電的補強金属ミラーで形成される。この場合、反射コーティングＲ１及びＲ２は、それぞれ、共通のミラー基板ＳＵＢの平面上に適用されたアルミニウムで構成された金属層を有し、この金属層上に、反射を最適化するために各場合に多くの個別の層から構成される誘電体層システムが適用される。多層反射層の各々は、それぞれのミラー面の光学的使用可能領域にわたる第１の方向（ｘ方向）の誘電体個別層の層厚の線形変化、従って、同様に全層厚の線形変化によって特徴付けられる。この層厚変化をｘ方向の「線形層厚傾斜」とも記す。基板面と平行に延びるｘ方向に対して垂直な方向には、各場合に層厚は一定である。明瞭化の目的で、図４Ａは、反射コーティングＲ１及びＲ２が隣接面上に取り付けられたプリズム型担体要素又は基板ＳＵＢを通る断面を略示している。

例示的な計算に使用される反射層システムは、層構造の基本構成（層シーケンス）に関して、内容が引用によって本明細書の内容に組み込まれている特許明細書ＵＳ ７，５８３，４４３ Ｂ２からのＵＳ ６，３１０，９０５における従来技術から引用された比較例１に対応する。作動波長λ＝１９３ｎｍに向けて設計された層システムは、Ｌ_i及びＬ₂が低屈折率層を表し、Ｈが高屈折率層を表し、ｘが１と１０の間の整数を表す場合に、Ｌ_i／［Ｈ／Ｌ₂］^xという表記に従って高い屈折率の誘電体個別層と低い屈折率の誘電体個別層とを交互に有する。文字Ｌ_i、Ｌ₂は、光学層厚差を例えばＬ_i＜Ｌ₂に従う不等式に示すことができるように、個別層の光学層厚も表す。文字ｘは、反復指数、すなわち、基板に最も近い第１の低屈折率層Ｌ_i上の層厚対ＨＬ₂の連続する反復の回数を表す。光学層厚Ｈ_i、Ｌ_iは、幾何学的層厚ｄ_L及びｄ_Hそれぞれと、着目している光線の層ｉ内の入射角αとから、Ｈ_i，Ｌ_i＝（ｎ_Li,Hiｄ_Li,Hiｃｏｓα）／λに従ってもたらされる。使用された層システムの場合には、層材料の複素屈折率はｎ_H＝１．７７８−ｉ０．００２６及びｎ_L＝１．３５９−ｉ０．０００４で与えられ、各場合の虚数部分は、それぞれの層材料内の吸収を表す。反射層Ｒ１及びＲ２の誘電体多層システムの層構成は、各場合に０．１２８／［０．２５３／０．２５７］⁷によって与えられる。

この基本構成からもたらされる公称層厚は、ミラーの中心（ｘ＝０における）に存在し、ミラー縁部に向けて層厚は、−ｘ方向に小さくなり、＋ｘ方向に大きくなる（図４Ｂを参照されたい）。ｘ＝０における厚み係数１に対して、この例における勾配は、第１の反射層において４．０９×１０^-4／ｍｍであり、第２の反射層において３．７５×１０^-4ｍｍである。第１の方向の線形局所（幾何学的）層厚変化は、第１の方向に反射率Ｒの（通常は非線形の）変化をもたらす。この変化を図４Ｃの例を用いて解説する。ミラー中心（ｘ＝０）の領域に存在する公称層厚は、投影放射線ビームに存在する入射角のスペクトル（入射角分布）に対して全体的に特に高い反射率Ｒがこの領域内にもたらされるように最適化することができる。次に、平均反射率がミラーの縁部（第１の方向における）に向けて、通常はこの平均に対して若干低下するように、この「最適化された」層厚に対する層厚変化は、視野縁部に向けて入射放射線に対する反射層システムの反射効果の「離調」をもたらす。他の分布も可能である。

図３に関連して既に全体的に説明したように、例えば、視野均一性を操作し、適切な場合に最適化するために、有効像視野内の放射線強度の局所プロフィールを２つの偏向ミラーの第１の方向の変位によってターゲット方式で変更することができる。この変更を等しい要素又は対応する要素が図３のものに等しい又は対応する参照名を有する図４Ａに関連してより詳細に以下に説明する。

２つの偏向ミラーを有するプリズムが第１の位置（中立位置）に置かれた場合には、第１の視野点ＦＰ１から来る光線は、第１の偏向ミラーＦＭ１上に場所ＦＰ１において入射し、スチール経路の更に別の進路において偏向ミラーＦＭ２上にＦＰ１で表す位置において入射する。図４Ａでは、これらの位置を垂直に延びる実線矢印に示している。２つの偏向ミラーにおける反射によってもたらされる反射損失は、放射線強度の特定の低減をもたらし、この低減は、有効像視野内の関係する視野点において、例えば、物体点における強度Ｉ_OBの光学的に共役な像点における強度Ｉ_IMに対する比によってＴ＝Ｉ_OB／Ｉ_IMに従って定めることができる全透過率Ｔに対する特定の値において現れる。場所ＦＰ１及びＦＰ１における反射率は、反射損失を左右する。

次に、偏向ミラーが、水平な実線矢印に示している変位距離ＤＩＳだけ第１の方向と平行に同期して変位した場合には、同じ光線は、第１の偏向ミラーＦＭ１上に位置ＦＰ１と比較して小さい層厚を有し、破線矢印に示している位置ＸＦＰ１において入射する。第２の偏向ミラーＦＭ２では、同じ光線は、ＦＰ１に対して第１の方向に変位距離ＤＩＳだけ変位した破線矢印に示している位置ＸＦＰ１上に入射する。この場所でも、光線は、いくらか小さい層厚を有する異なる反射コーティングを「見る」。しかし、第１の偏向ミラー上の入射点ＦＰ１とＸＦＰ１の間を移行中の反射力変化と、同様に第２の偏向ミラー上のＦＰ１とＸＦＰ１の間を移行中の反射力変化とは異なり、従って、２つの反射によってもたらされる反射損失も、偏向ミラーの第１の位置との比較で変化する。この反射損失変化は、有効像視野内で対応する像点に関連する全透過率の変化をもたらす。有効物体視野内に位置する視野点から発する方式で有効像視野まで進む全ての光線に対して根本的に類似の効果が発生するが、この場合、変化の程度は、異なる光線に対して異なるマグニチュードを伴ってもたらされ、従って、全体として有効像視野にわたって局所透過率プロフィールの変化がもたらされる。

図４Ｄは、像視野の中心にある第１の方向（ｘ方向）と平行な線に沿った全透過率Ｔの局所分布を示している。横座標は、像視野の中心（ｘ＝０）の両側の像視野座標を示しており、縦座標は、透過率値Ｔをパーセントに示している。実線Ｉは、偏向ミラーが第１の位置（中立位置）に置かれた場合の像視野内の透過率プロフィールに対応する。破線ＩＩは、２．５ｍｍの変位距離の変位後にもたらされ、点線ＩＩＩは、５ｍｍの変位距離の変位後にもたらされる。従って、偏向ミラーの変位によって透過率のｘ方向の傾斜を生成することができる。この傾斜は、透過率の絶対値Ｔの代わりに、中立位置（変位ＤＩＳ＝０ｍｍ）の透過率値に正規化された相対透過率Ｔ_RELが縦座標にプロットされた図４Ｅの正規化した図から特に明らかになる。

全透過率の計算に使用される投影対物系の仕様は、ＷＯ ２００４／０１９１２８ Ａ２に記載の第１の例示的な実施形態（図２に例示されている）のものに対応し、この文献は、引用によって本明細書の内容に組み込まれている。全てのレンズ面に対して理想的な反射防止コーティング（いかなる反射損失も存在しない）を仮定し、凹ミラーに対して理想的なミラーコーティング（いかなる吸収損失も存在しない）が仮定されている。

この例示的な実施形態では、２つの偏向ミラーは等しい負荷を受けないので（偏向ミラーにおける入射角分布は異なる）、透過率プロフィールのｘ方向のある一定の傾斜が変位なしに既に存在し、すなわち、この例では、透過率は、偏向ミラーの中立位置において第１の方向に既に変化している。この効果は、層プロフィールの勾配の変更の結果として変化する可能性がある。いずれにしろ、第１の方向の透過率プロフィールは、偏向ミラーの変位の結果として変化する可能性があることが分る。この例の場合には、負のｘ値の範囲の全透過率は、変位の程度にほぼ比例して増大し、一方、同時に正のｘ値に対する透過率も変位の程度にほぼ比例して増大する。マニピュレータの移動によって生成される全透過率変化は、視野全体においてもたらされることも分る。総じて、Ｔ_max及びＴ_minが、有効像視野内の全透過率Ｔのそれぞれ最大値及び最小値である場合に、本出願ではＦＵ＝（Ｔ_max−Ｔ_min）／（Ｔ_max＋Ｔ_min）によって定められる視野均一性ＦＵにおいて変化がもたらされる。

次に、図５を参照して、反射マニピュレータを用いてｘ方向に視野縁部に近い領域だけに影響を及ぼす可能性を提供する。図５Ａに略示している多層反射コーティングＲ１及びＲ２は、各場合に、これらの反射コーティングの内側の第１の層領域Ｒ１−１及びＲ２−１内にそれぞれ一定の層厚を有し、すなわち、いかなる局所層厚変化も持たず、その結果、ほぼ等しい角度負荷が与えられた場合には、同様に実質的にいかなる反射率Ｒの局所変化も持たない（図５Ｃを参照されたい）。図３を参照して上述したように、これらの第１の反射領域は、偏向ミラーの中立位置（第１の位置）において投影光線の反射に使用される。ミラー縁部に近い外側の第２の層領域内では、対向方向の線形層厚変化（層厚勾配）が存在し、それによって図４の例示的な実施形態におけるものと類似の方式で、縁部に向う平均反射率Ｒの緩やかな低下がもたらされる（図５Ｃ）。この例の場合には、縁部領域内の層厚勾配は、第１の偏向ミラーにおいて３．７５^*１０^-3／ｍｍであり、第２の偏向ミラーにおいて５^*１０^-3／ｍｍである。

この反射マニピュレータの効果は、図４に記載のものとは異なる。偏向ミラーの中立位置（第１の位置）では、視野点ＦＰ１から来る光線は、第１の偏向ミラーにおいて位置ＦＰ１上に、かつ第２の偏向ミラーにおいてＦＰ１上に入射する。両方の反射場所は、一定の層厚を有する第１の層領域内に位置する。偏向ミラーの変位距離ＤＩＳの同期変位の後に、第１の偏向ミラーＦＭ１における同じ光線の入射点ＸＦＰ１は、比較的大きい層厚及び相応に低い反射率を有する場所にある第２の層領域Ｒ１−２Ｂ内に位置する。第２の偏向ミラーでは、同じスチールは、変位距離ＤＩＳだけ変位した位置ＸＦＰ１上にも入射するが、光線は、偏向ミラーの中立位置の場合と同じ層システムをそこに「見て」、その結果、第２の偏向ミラーＦＭ２における反射力は変化しない。総じて、第１の偏向ミラーにおける反射力変化に起因して、関係する物体視野点から射出する光線に対して全透過率変化がもたらされる。

しかし、図３及び図４に記載の実施形態とは対照的に、そのような透過率変化は、変位距離ＤＩＳの変位が、変位後に関連の光線が偏向ミラーの一方において変位前と比較して異なる層システムを「見る」という効果を有する視野点に対してのみ生じる。例えば、視野中心（ｘ＝０）の近くに位置するこれらの視野点は、変位によって影響を受けないままに留まる。例示的な層システムでは、総じて、像視野にわたるｘ方向の全透過率Ｔの分布内に図５Ｄの参照によって認めることができる変化がもたらされる。実線Ｉは、偏向ミラーが第１の位置（中立位置）に置かれた場合の像視野内の透過率プロフィールに対応する。破線ＩＩは、２．５ｍｍの変位距離の変位後にもたらされ、点線ＩＩＩは、５ｍｍの変位距離の変位後にもたらされる。幅狭の視野縁部の近くの幅狭の領域のみが、その透過率に関して反射マニピュレータの変位によって変更されることが分る。これは、透過率の絶対値Ｔの代わりに、中立位置（変位ＤＩＳ＝０ｍｍ）の透過率値に正規化された相対透過率Ｔ_RELが縦座標にプロットされた図５Ｅの正規化された図から特に明らかになる。

変位の結果として、層厚傾斜が設けられた第２の層領域が光学的使用領域内に挿入され、その結果、視野縁部領域内で結像が操作される。視野縁部において透過率を変更することができることが分る。特定の透過率変化に必要とされる移動距離は、簡単な方式で判断することができる。一般的に、移動距離のサイズは、操作することが意図される縁部領域のサイズ範囲に収まる。その結果、移動距離は、通常は数ミリメートルの範囲で変化する。

次に、図を参照して、第１の偏向ミラーＦＭ１が、第１の非平坦ミラー面ＭＳ１を有し、第２の偏向ミラーＦＭ１が、第１の方向（ｘ方向）に関して第１のミラー面とは反対の方向に面形状を有する第２の非平坦ミラー面ＭＳ２を有する例示的な実施形態の説明を提供する。この場合、図面では、条件を大幅に誇張して示している。両方のミラー面ＭＳ１、ＭＳ２が第１の方向（ｘ方向）に放物状に湾曲し、それに対してこれらのミラー面は、第１の方向に対して垂直であり、ミラー面内に収まる方向には湾曲しない。この状態を１次元湾曲ミラー面で表すことができる。両方のミラー面上に２次の面プロフィールがｘ方向に存在し、この面プロフィールは、第１の偏向ミラーではｘ²に比例して延び、第２の偏向ミラーでは反対方向（又は第１の方向に関して、ｘ²に対して鏡面対称に）、すなわち、−ｘ²に比例して延びている。図６の図では、ミラー面（又はミラー面の作図面との交線）は、ｘ方向に関して鏡面対称である。３次元で考えると、例示的な実施形態におけるミラー面ＭＳ１とＭＳ２は、第１の方向（ｘ方向）と、光軸ＯＡのうちで凹ミラーと同軸に延びる部分とによって張られる対称平面に関して鏡面対称である。この例では、空間座標ｘが０（「左」のミラー縁部における）から１（「右」のミラー縁部における）まで、又は一般的にｘ_minからｘ_maxまで変化することを考慮に入れるべきである。ミラー面の各々は、この例の場合はミラー面にわたって一定の反射コーティングＲ１又はＲ２を有する。

この反射マニピュレータを用いて、その意図は、主に２つの偏向ミラーのｘ方向の変位時に投影放射線ビームが有する異なる光線の光路が別様に変化することを利用して反射投影放射線ビームの波面形状に影響を及ぼすことである。

偏向ミラーの中立位置（第１の位置）において、視野点ＦＰ１から来る光線は、第１の偏向ミラーＦＭ１では実線矢印に示した場ＦＰ１上に、かつ第２の偏向ミラーＦＭ２ではＦＰ１上に入射することになる。第１の偏向ミラーにおける反射と第２の偏向ミラーにおける反射との間の光路ＯＰの長さは、ミラー面の形状によって判断される。次に、ミラー対ＦＭ１、ＦＭ２が、変位距離ＤＩＳだけｘ方向に同期して変位される場合、同じ光線は、第１の偏向ミラーＦＭ１において点線矢印に示した位置ＸＦＰ１上に入射し、この位置は、ミラー面の曲率に起因して変位前の入射点ＦＢ１よりも物体視野から幾分遠くに離れて位置する。第１の偏向ミラーにおいて発生する光路長差ＯＰＤ１を略示している。第２の偏向ミラーＦＭ２では、変位は、着目している光線の光線経路に沿った反射場所の位置変化を同様にもたらされる。しかし、この場合、変位前（ＦＰ１）及び変位後（ＸＦＰ１）の光線の２つの入射点は、ミラー面のより高い曲率の領域内に置かれ、従って、第２の反射の領域内の変位の結果として、第１の偏向ミラーにおいて関係する光路長差ＯＰＤ１よりも大きい光路差ＯＰＤ２がもたらされる。従って、この光線に対しては、偏向ミラーの変位の結果として光路長差ΔＯＰＤ＝ＯＰＤ２−ＯＰＤ１が全体としてもたらされる。ｘ方向に見てミラー面の他の場所に位置する視野点では、非線形面プロフィールに起因して他の光路長差が一般的にもたらされ、その結果、全体として投影放射線ビームに寄与する視野点に対して波面の変形がもたらされる。

その結果、図６Ｂに略示しているように、各光線に対して、光路差ＯＰＤを変位の関数として変更することができる。ミラー面の非平坦トポグラフィは、変位によって生成される変化量が、異なる視野点に対して異なり、それによって光路差の視野依存変化が得られるように設計することができる。

次に、純反射波面マニピュレータの別の例を図７に関連して説明する。作動の基本原理は、図６の実施形態に関連して説明したものと同様である。この例では、第１及び第２の非平坦ミラー面ＭＳ１、ＭＳ１が有する異なる面形状は、場合によって投影露光装置の作動中に生成される特定の種類の非回転対称波面収差を補償するように調整される。

投影放射線が投影対物系内を通過する時に、レンズ又はミラーのような光学構成要素は、放射線によって非回転対称に加熱される可能性がある。投影対物系の物体平面、像平面、又は中間像平面のような視野平面に光学的に近い位置に配置された光学構成要素は、特に不均一な加熱による影響を受ける可能性がある。その結果、波面のアナモフィック歪曲が発生する可能性がある。アナモフィック歪曲は、視野可変（視野依存）歪曲、すなわち、歪曲の量及び／又は方向が視野にわたって変化する歪曲の特殊な変形と考えることができる。アナモフィック歪曲が発生する場合には、光学系は、光軸を含む別様に向けられた平面に異なる屈折力又は異なる倍率を実質的に有する。例えば、非点収差によって変形された光学要素は、光軸に対して垂直な第１の方向において半径方向内向きの方向に実質的な歪曲をもたらし、光軸及び第１の方向に対して垂直な第２の方向において半径方向外向きの方向に実質的な歪曲をもたらす可能性がある。

露光装置が、走査方向がｙ方向と平行に整列した走査作動で作動する場合には、そのような歪曲パターンは、走査積分歪曲を招き、この場合、この走査方向（ｙ方向）の変位は、一般的にある一定の程度まで互いに補償することになるが、ｙ方向に汚損される可能性がある。それとは対照的に、走査処理は、ｘ方向における歪曲成分を補償することができない。ｘ方向の歪曲は、倍率マニピュレータを用いて倍率を若干変更することによって補償することができるが、一般的に、当業技術で「フェーディング」として公知の残差誤差が残る。「フェーディング」という用語は、構造の視野依存歪曲を表す。フェーディングが発生すると、構造特徴部は、平均してその正しい予想位置に結像されることになるが、構造は、低いコントラストで結像されることになる。一般的に、フェーディングは、走査作動中に発生し、この場合、走査方向（ｙ方向）、並びに走査直交方向（ｘ方向）の視野依存歪曲に起因して、基板上に結像される構造は振動して（すなわち、前後に移動して）出現する。そのような振動は、コントラスト損失を招く可能性がある。

図７に関連して説明する反射マニピュレータの例は、コントラスト損失を誘発せずにアナモフィック歪曲を補正するのに有効である。この補正は、ｘ方向（走査直交方向）に波面の傾斜が生成され、傾斜量が空間ｘ座標に依存するようにミラーの非平坦反射面を設計することによって達成される。この特定の種類の歪曲は、全体的な倍率の調節との組合せで、フェーディングを伴わずにアナモルフィズムを補正することを可能にする。

球面基準波からの実際の波面の偏位がゼルニケ多項式によって表される場合には、ｙ方向及びｘ方向の歪曲は、ｙ方向の歪曲に対してはゼルニケ係数Ｚ３で表すことができ、かつｘ方向の歪曲に対してはＺ２で表すことができる。

図７Ａの実施形態では、第１の折り返しミラーＦＭ１の第１のミラー面ＭＳ１は、ｘ方向に３次の面プロフィール関数に従い、かつｙ方向に一定の分布関数に従う非平面形状を有する。ミラー面は、１つの次元においてのみ連続的に湾曲する（１次元曲率）。ｘ方向に沿った各位置においてｙ＝一定であるが、ｘ方向の面プロフィールは、ｘが［ｍｍ］で与えられる時に０．１（ｘ／１００）³で与えられる。原点（ｘ＝０）が光学使用区域のｘ方向の外縁間の中間に位置決めされると、この面プロフィールは、原点から負のｘ値に向う第１の面部分において正のミラー面曲率を有し、かつ原点から正のｘ値に向う第２の面部分において負の曲率を有する複雑に湾曲した形状に対応する。言い換えれば、このミラー面は、全体的に連続する湾曲ミラー面において互いに隣接する凸湾曲面部分、並びに凹湾曲面部分を有する。

第１の反射ミラー面ＭＳ１の非平面プロフィールは、第１のミラー面上に入射する投影ビームの波面形状の変化を導入する。折り返しミラーが中立位置（変位のない）にある時には、折り返しミラーによる波面形状の変化は望ましくないので、通常は、第１のミラー面ＭＳ１によって導入される波面変化の補償が望ましい。そのような補償は、第１の折り返しミラーＦＭ１の位置に対して光学的に共役な位置又はその近くにある対応する補正要素によって達成することができる。この補償は、第１のファセットミラーの上流及び／又は下流の１つ又はそれよりも多くの屈折光学要素によって行うことができる。図７Ａに略図示の実施形態では、中立位置における第１の折り返しミラーの効果は、第１の折り返しミラーＦＭ１に対して光学的に共役な位置に置かれた第２の折り返しミラーＦＭ２の第２のミラー面ＭＳ２の対応する補完形状によって補償される。この実施形態では、第２のミラー面ＭＳ２と第１のミラー面ＭＳ１は、第１の方向（ｘ方向）と、光軸ＯＡのうちで凹ミラーと同軸に延びる部分とによって張られる対称平面に関して鏡面対称に成形される。この対称性により、第２のミラー面ＭＳ２は、ミラー面が中立位置（第１の位置）にある時に、複雑に湾曲した第１のミラー面ＭＳ１によって生成される入射波面変化を有効に補償する。

偏向ミラーの中立位置において存在する湾曲した第１及び第２のミラー面ＭＳ１、ＭＳ２のそれぞれの効果の相互補償は、偏向ミラーがｘ方向に沿って変位した場合には、もはや有効ではない。代替的に、変位ＤＩＳの各有限の値に対して波面に対する残差効果が残る。言い換えれば、第１及び第２の折り返しミラーをｘ方向に沿って変位させることにより、折り返しミラーのそれぞれの面形状と変位量とによって定められる波面変形が生成される。

この効果を定量的に明らかにするために、ＷＯ ２００４／０１９１２８に開示されている第５の実施形態の仕様を有する投影対物系に対して、ミラー面の３次の変形（０．１（ｘ／１００）³に従う）を計算した。この公報のそれぞれの開示内容は、引用によって本明細書に組み込まれている。中立位置における湾曲面の光学効果の完全な補正が、光学的に共役な位置にある適切な手段によって達成されると仮定して、説明した通りに湾曲した第１のミラー面に対して計算を実施した。

図７Ｂ及び図７Ｃは、ｘ方向の波面の傾斜成分を表すゼルニケ係数Ｚ２に対する純反射マニピュレータ（２つの折り返しミラーＦＭ１、ＦＭ２によって形成される）の変位の効果を示している。図７Ｂは、ゼルニケ係数Ｚ２をｙ軸に示し、視野座標ｘ［ｍｍ］、すなわち、視野点のｘ方向の位置をｘ軸上に提供した図を示している。値は、ＤＩＳ＝２ｍｍの有限変位に対して計算したものである。図７Ｃは、ｘ＝５２ｍｍにある視野縁部における視野点に対して変位ＤＩＳ［ｍｍ］へのゼルニケ係数Ｚ２の依存性を示している。

図７Ｃに見られるように、ｘ方向の波面傾斜（Ｚ２によって表される）の変位量に対する厳密に線形の依存性が得られる。折り返しミラーの中立位置（ＤＩＳ＝０）では、ｘ方向にいかなる波面傾斜も生成されない（Ｚ２＝０）。変位が増大すると、ｘ方向の波面傾斜は線形に増大する。図７Ｂは、基本的に、変位によって得られる効果の視野依存性を示している。図７Ｂの曲線は、２ｍｍの有限変位に対して計算したものである。ｘ＝０においてＺ２＝０であるから、ｘ＝０にある像視野の中心ではいかなる変位効果も存在しない。波面傾斜は、原点（ｘ＝０）からの距離が正の値に向けて増大する時に殆ど線形に増大し、距離が負の値に向けて増大する時に線形に低減する。この効果は、視野の原点付近の広い範囲で殆ど線形であり、ｘ方向に視野の外縁に向けて線形性からの何らかの逸脱を有することが分る。

図７Ｂの曲線の勾配（又は傾き）は、小さい変位値では小さく、大きい変位値では大きい。中立位置における有効な補正手段として補完的な面プロフィールを有する第２のミラー面を設けることによって（例えば、図７Ａを参照されたい）光学的にミラーが互いに反対の方向に相対的に変位したので、変位が実質的に倍加されるという付加的な利点がもたらされる。言い換えれば、望ましい補正量を得るのに、より小さい絶対変位しか必要とされない。

これらの定量的な例は、湾曲ミラー面の複雑な形状により、反射マニピュレータがｘ方向の波面傾斜に影響を及ぼすことを可能にすることを示している。この例の３次プロフィールに基本的に対応する面プロフィールが選択された場合には、変位に対する傾斜の殆ど線形の依存性（図７Ｃ）、及び像点位置に対する傾斜の殆ど線形の依存性を得ることができ、これは、多くの場合に有利とすることができる。しかし、ミラー面の面プロフィールは、３次プロフィール（図７）又は放物線プロフィール（図６）から大きく逸脱する可能性がある。他の補正目的に反射マニピュレータを最適化するために、より高次の変形が望ましい可能性がある。一般的に「より高次の変形」という用語は、より高次の多項式によって表すことができる変形を意味し、この場合、ｘ方向の面プロフィールは、ｘ座標の関数であり、ｋ＞３である時に多項式はｘ^kを有する項を含む。例えば、ｋは、４、５、６、又はそれよりも大きいとすることができる。例えば、多項式は、ｂｘ³＋ａｘ⁴．．などのような項を含むことができる。面変形量は、これらの例のものに限定されない。一般的に、面変形の絶対量が大きく選択された場合には、必要とされる変位は小さいとすることができ、その逆も同様である。

変形の形態及びマグニチュードは、第１に２つの偏向ミラーのそれぞれの面形状に依存し、第２にｘ方向の変位の程度に依存する。波面効果は、ミラーの変位の結果として変化する。一般的に、２つの偏向ミラーのある一定の波面効果が中立位置（第１の位置）においても存在する。しかし、この寄与は予想することができ、従って、投影対物系の他の光学要素の対応する構成によって補償することができる。この補償は固定のものであるから、偏向ミラーの変位の際にはもはや機能せず、従って、マニピュレータが作動されると波面の変化がもたらされる。偏向ミラーの移動距離ＤＩＳは、放射線エネルギ分布に影響を及ぼすための上述のマニピュレータの場合よりも波面の操作の場合の方が一般的に有意に小さい。一般的な移動距離は、１又は数マイクロメートルの範囲、例えば、１０マイクロメートル又はそれよりも大きい範囲、又は１００、２００、４００、６００マイクロメートル又はそれよりも大きい範囲にあるとすることができる。多くの場合に、変位距離は、約１ｍｍよりも大きくない。

更なる明瞭化のために、偏向ミラーが、光学的使用可能面にわたって実質的に一定の反射率を有する従来の反射コーティングにおける従来の平坦な偏向ミラーであった場合には、偏向ミラーの変位の結果として、投影対物系の結像性能に対していかなる変化も存在しないことになることも言及する必要がある。変位の影響及び従って光学系の結像の視野依存操作は、本明細書において一部の例に基づいて説明した特殊な偏向ミラーの使用によってのみ得ることができる。

例示的な実施形態における投影対物系の場合には、第１の方向の結像スケールβ_xは、−１に非常に近く、すなわち、β_x＝−１．０１である。原理的に、結像スケールβ_xが−１からより大きく逸脱する場合にも、補正効果を得ることができる。一般的に、視野内で十分な分解能を有する有効な補正は、第１の視野平面と第２の視野平面の間に配置された光学結像系が、第１の方向に−０．８＞β_x＞−１．２という範囲からの結像スケールβ_xを有する場合に容易に可能であり、この場合、偏向ミラーの同一変位距離による同期変位時に互いに近い視野点に対してでさえも互いに殆ど独立してターゲット方式で影響を及ぼすことができるためには、好ましくは、−０．９＞β_x＞−１．１という条件が満たされるべきである。

ＣＭ 凹ミラー
ＤＩＳＸ 変位デバイス
ＦＭ１ 偏向ミラー

Claims (17)

1. 投影対物系の物体平面（ＯＳ）の有効物体視野に配置されたマスクのパターンを投影対物系の像面に配置された有効像視野に結像するための反射屈折投影対物系であって、
   多数のレンズ及び少なくとも１つの凹ミラー（ＣＭ）と、
   前記物体平面（ＯＳ）から来る放射線を前記凹ミラーに偏向するための第１の偏向ミラー（ＦＭ１）及び該凹ミラーから来る該放射線を前記像面（ＩＳ）の方向に偏向するための第２の偏向ミラー（ＦＭ２）と、
   を含み、
   前記偏向ミラーは、光軸（ＯＡ）に対して垂直にかつ第１の方向に対して平行に延びる傾斜軸の回りに投影対物系の該光軸に対して傾斜され、
   前記第１の偏向ミラーは、第１の視野平面に対して光学近接に配置され、前記第２の偏向ミラーは、該第１の視野平面に対して光学的に共役である第２の視野平面に対して光学近接に配置され、かつ
   前記第１の視野平面と前記第２の視野平面との間に配置された光学結像系が、前記第１の方向に−０．８＞β_x＞−１．２の範囲からの結像スケールβ_xを有し、
   第１の位置と該第１の位置に対して変位距離（ＤＩＳ）だけオフセットされた第２の位置との間の前記第１の方向と平行な前記第１の偏向ミラー（ＦＭ１）及び前記第２の偏向ミラー（ＦＭ２）の同期変位のための変位デバイス（ＤＩＳＸ）、及び
   有効物体視野と有効像視野の間を進む投影放射線ビームが、前記偏向ミラーの前記第１の位置における第１の反射領域内、及び該偏向ミラーの前記第２の位置における第２の反射領域内で反射され、該第２の反射領域は、前記第１の方向と平行に該第１の反射領域に対して前記変位距離（ＤＩＳ）だけ横にオフセットされ、該偏向ミラーは、該第１及び該第２の反射領域内で異なる局所反射特性分布を有すること、
   を特徴とする投影対物系。
2. 前記第１の偏向ミラー（ＦＭ１）は、第１の反射コーティング（Ｒ１）を有し、前記第２の偏向ミラー（ＦＭ２）は、第２の反射コーティング（Ｒ２）を有し、該反射コーティングは、各場合に、第１の局所反射力分布を有する第１の層領域（Ｒ１−１，Ｒ２−１）と、前記第１の方向に該第１の層領域と並んで、該第１の層領域内の該第１の反射力分布とは異なる第２の局所反射力分布を有する第２の層領域（Ｒ１−２Ａ，Ｒ１−２Ｂ，Ｒ２−２Ａ，Ｒ２−２Ｂ）とを有することを特徴とする請求項１に記載の投影対物系。
3. 前記第１の偏向ミラー（ＦＭ１）及び前記第２の偏向ミラー（ＦＭ２）の前記反射コーティングは、各場合に、前記第１の方向に線形に変化する層厚を有し、
   前記層厚の変化は、前記第１の層領域（Ｒ１−１，Ｒ２−１）にわたってかつ前記第２の層領域（Ｒ１−２Ａ，Ｒ１−２Ｂ，Ｒ２−２Ａ，Ｒ２−２Ｂ）にわたって延びる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の投影対物系。
4. 前記第１の層領域は、各場合に、局所的に一定の反射率を有する反射コーティングを有し、局所層厚プロフィール、特に、層厚の線形変化が、前記第２の層領域に与えられることを特徴とする請求項２に記載の投影対物系。
5. 前記第１の偏向ミラーは、第１の非平坦ミラー面（ＭＳ１）を有し、前記第２の偏向ミラーは、該第１のミラー面に関して前記第１の方向に対して反対の方向の面形態を有する第２の非平坦ミラー面（ＭＳ２）を有し、
   平坦基準面からの前記非平坦ミラー面の偏位が、好ましくは、１０μｍよりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投影対物系。
6. 前記ミラー面（ＭＳ１，ＭＳ２）は、前記第１の方向に湾曲し、
   特に、前記第１の方向の面プロフィールが、以下の群、すなわち、（ｉ）放物線面プロフィール、（ｉｉ）３次面プロフィール、（ｉｉｉ）多項式に従う面プロフィール、及び（ｉｖ）第１の面部分に前記ミラー面の正の曲率及び該第１の面部分からオフセットされた第２の面部分に負の曲率を有する複雑に湾曲した面プロフィールの群のうちの少なくとも１つである、
   ことを特徴とする請求項５に記載の投影対物系。
7. 前記第１の偏向ミラー（ＦＭ１）及び前記第２の偏向ミラー（ＦＭ２）は、部分口径比Ｓが絶対値で０．３よりも小さく、特に、０．２よりも小さい領域に配置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項に記載の投影対物系。
8. 前記変位デバイス（ＤＩＳＸ）は、前記第１及び前記第２の偏向ミラーの前記第１の方向と平行な前記同期変位のための変位ドライブ（ＤＲＸ）を有し、該変位ドライブは、投影対物系の作動中に作動可能であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の投影対物系。
9. 前記第１の偏向ミラー（ＦＭ１）及び前記第２の偏向ミラー（ＦＭ２）は、共通の担体構造を有し、
   前記第１の偏向ミラー（ＦＭ１）及び前記第２の偏向ミラー（ＦＭ２）は、好ましくは、互いと垂直に向けられた担体プリズム（ＳＵＢ）のミラー面によって形成される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の投影対物系。
10. 投影対物系が、前記パターンを第１の中間像（ＩＭＩ１）に結像するための第１の対物系部分（ＯＰ１）と、該第１の中間像を第２の中間像（ＩＭＩ２）に結像するための第２の対物系部分（ＯＰ２）とを有し、
    前記凹ミラー（ＣＭ）は、前記第１及び前記第２の中間像の間に位置する第２の瞳面（Ｐ２）の領域に配置され、
    投影対物系が、更に、前記第２の中間像を前記像面（ＩＳ）に結像するための第３の対物系部分（ＯＰ３）を有し、
    前記第１の偏向ミラー（ＦＭ１）は、前記第１の中間像（ＩＭＩ１）に対して光学近接に配置され、前記第２の偏向ミラー（ＦＭ２）は、前記第２の中間像（ＩＭＩ２）に対して光学近接に配置される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の投影対物系。
11. 投影対物系が、前記物体視野を中間像に結像するための第１の対物系部分を有し、
    前記凹ミラーは、前記物体視野と前記中間像の間に位置する第１の瞳面の領域に配置され、
    投影対物系が、更に、前記中間像を前記像面に結像するための第２の対物系部分を有し、
    前記第１の偏向ミラーは、前記物体視野に対して光学近接に配置され、前記第２の偏向ミラーは、前記中間像に対して光学近接に配置される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の投影対物系。
12. 投影対物系の像面の領域に配置された放射線感応基板の該投影対物系の物体面の領域に配置されたマスクのパターンの少なくとも１つの像による露光のための投影露光方法であって、
    請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の投影対物系が使用される、
    ことを特徴とする方法。
13. 第１の偏向ミラー及び第２の偏向ミラーが、作動中に第１の露光と該第１の露光に続く第２の露光との合間に変位デバイスを用いて第１の方向と平行に同期して変位されることを特徴とする請求項１２に記載の投影露光方法。
14. 有効像視野内の投影放射線の視野均一性が、前記第１の方向と平行な前記第１及び前記第２の偏向ミラーの変位に応じて変更されることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の投影露光方法。
15. 前記投影対物系を通って前記像視野に進む前記投影放射線の波面が、前記第１の方向と平行な前記第１及び前記第２の偏向ミラーの変位によって変更されることを特徴とする請求項１２、請求項１３、又は請求項１４に記載の投影露光方法。
16. 投影対物系の像面の領域に配置された放射線感応基板の該投影対物系の物体面の領域に配置されたマスクのパターンの少なくとも１つの像による露光のための、特に、請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の方法を実施するための投影露光装置であって、
    １次放射線を放出するための１次放射線源（ＬＳ）と、
    前記１次放射線を受光するための、かつマスク（Ｍ）上に向けられた照明放射線を生成するための照明系（ＩＬＬ）と、
    パターンの少なくとも１つの像を投影対物系の像面（ＩＳ）の領域に生成するための投影対物系（ＰＯ）と、
    を含み、
    前記投影対物系は、請求項１から請求項１１のうちのいずれかに従って構成される、
    ことを特徴とする投影露光装置。
17. 投影露光装置が、投影露光装置の機能を制御するための中央制御ユニット（ＣＵ）を有し、
    前記制御ユニットには、変位ドライブ（ＤＲＸ）を駆動するための制御モジュールが割り当てられ、該変位ドライブは、投影露光装置の作動中に他の制御信号と協調して該制御モジュールを用いて駆動することができる、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の投影露光装置。

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