JP6140290B2 - マイクロリソグラフィー投影露光装置用光学システム及びマイクロリソグラフィー露光方法 - Google Patents

マイクロリソグラフィー投影露光装置用光学システム及びマイクロリソグラフィー露光方法 Download PDF

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Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、共に2012年9月28日に出願された、独国特許出願第10 2012 217 769.8号及び米国特許出願第61/706,824号に基づく優先権を主張するものである。これらの出願の内容を、本出願に参照により援用する。
マイクロリソグラフィー投影露光装置は、例えば、集積回路又はLCDのような微細構造を有する部品の製造に用いられる。このような投影露光装置は、照明装置及び投影レンズを備える。マイクロリソグラフィー工程では、照明装置によって照明されたマスク(=レチクル)の像が、投影レンズにより感光層(フォトレジスト)で覆われており、且つ投影レンズの結像面に配置されている基板(例えば、シリコンウェハー)上に投影されて、基板の感光コーティングに対してマスク構造が転写される。
マイクロリソグラフィー投影露光装置の動作中には、照明装置の瞳面における輝度分布などの所定の照明設定を狙った態様で設定する必要がある。そのような目的のためには、例えば、国際公開第2005/026843号のように、回折光学素子(いわゆる、DOE:diffractive optical element)とミラー機構とを併用することが知られている。そのようなミラー機構は、相互に独立して設定可能な多重マイクロミラーを備える。
さらに、照明装置内の瞳面及び/又はレチクルにおける特定の偏光分布を、結像コントラストを最適化するために狙った態様で設定するための様々なアプローチが知られている。
従来技術については、例えば、国際公開第 2005/069081号、国際公開2005/031467号、米国特許第6,191,880 号、米国特許出願公開第2007/0146676号、国際公開第2009/034109 号、国際公開第2008/019936号、国際公開第2009/100862号、独国特許出願公開第10 2008 009 601 号、独国特許出願公開第10 2004 011 733 号、及び欧州特許出願公開第1 306 665 号を参照する。
国際公開第2005/026843号 国際公開第 2005/069081号 国際公開2005/031467号 米国特許第6,191,880 号明細書 米国特許出願公開第 2007/0146676号明細書 国際公開第2009/034109 号 国際公開第2008/019936号 国際公開第2009/100862号 独国特許出願公開第10 2008 009 601 号明細書 独国特許出願公開第10 2004 011 733 号明細書 欧州特許出願公開第1 306 665 号明細書
本発明は、比較的シンプルな方法で投影露光装置内における偏光分布設定をフレキシブルに変化させることができる、マイクロリソグラフィー投影露光装置用光学システム及びマイクロリソグラフィー露光方法を提供することを目的とする。
かかる目的は、独立請求項にかかる特徴により達成することができる。
本発明によるマイクロリソグラフィー投影露光装置用光学システムは、
-複数のミラー素子を有する少なくとも一つのミラー機構であり、これらのミラー素子は前記ミラー機構によって反射される光の角度分布を変更するために相互に独立して調整可能である、ミラー機構と、
-光伝搬方向において前記ミラー機構の下流に配置されている偏光影響光学機構と、
を備え、前記偏光影響光学機構は、前記ミラー機構によって反射される光の少なくとも一つの角度分布について、前記機構に入射する光ビームを少なくとも2回反射し、該少なくとも2回の反射は共通の面内で生じないことを特徴とするものである。
特に、相互に独立して調整可能な、輝度分布を偏光するように機能するミラー素子を有するミラー機構を使用することで、本発明は、ミラー機構に後続する偏光影響光学機構内で共通の面内に無い複数回反射により幾何学的偏光回転を得て、輝度分布を設定することを超えて様々な偏光分布を柔軟に設定するための選択肢を提供するという着想に基づくものである。
かかる偏光回転は、それ自体既知の幾何学的効果に由来しうるものであり、「スピンリダイレクション位相」又は「ベリー位相」とも称されうる。かかる効果は、斜めの光ビーム、すなわち、光学システム内において光学システムの入射領域から出射領域の間で子午面を通過するビームについて、与えられた偏光状態の座標系を回転させるという事実に由来する。このような座標系の回転の結果として、システム内に光学回転素子が無く(すなわち、具体的には、線形複屈折又は円偏光複屈折又は光学活性素子を用いること無く)、さらにs/p分離又は偏光子を用いた偏光回転が無くても、同様に、偏光ビームも好ましい偏光方向に回転することができる。
特に、本発明は、相互に独立して設定可能なミラー素子を有するミラー機構に入射する光ビームが、偏光影響光学機構に沿う様々なビームパス上のミラー素子によってそれぞれ設定した偏向角度を変更することにより、各場合において異なる幾何学的偏光回転を生じて光学システムの瞳面内のポイントに向けられることができるという事実を利用するものである。その結果、光学システム内に(線形又は円偏光)複屈折光学素子が無くても、光学システム内において偏光分布を柔軟に設定することができる。
本発明の一実施形態では、偏光影響光学機構は、前記ミラー機構によって反射される光の少なくとも一つの角度分布について、前記機構に入射した光ビームを少なくとも3回反射し、これらの反射は全て共通の面内で生じない
本発明の一実施形態では、前記反射のうちの少なくとも一回は全内部反射である。特に、前記反射の全てが全内部反射でありうる。これにより、偏光影響光学機構の領域内において光損失を最小化又は完全に回避することができる。
本発明の一実施形態では、前記偏光影響光学機構は、前記光学システムの動作波長の光について透過性である光学素子からなる。かかる光学素子は、複屈折を生じない(特に、固有複屈折及び応力複屈折を生じない)ことが好ましく、これにより、上述した幾何学的偏光回転としてのみ特定の偏光回転を生じさせることができる。かかる光学素子は、具体的には、光学アモルファス材料、特に石英ガラス(SiO2)から製造されることができる。
本発明の一実施形態では、前記偏光影響光学機構は、実質的にロッド状の幾何学的構造を有する。
本発明の一実施形態では、前記偏光影響光学機構は、光入射領域、光出射領域、及び複数の側面領域を有し、各場合にて前記側面領域のうちの一つにて反射が生じる。ここで、これらの側面領域のうちのいくつかは、前記偏光影響光学機構内で中空プロファイルを形成することもできる。
本発明の一実施形態では、前記偏光影響光学機構は、少なくとも2つのミラーを有し、それぞれの場合での反射は前記ミラーのうちの1つにて生じる。
本発明の一実施形態では、前記ミラー機構により反射される光の少なくとも1つの角度分布について、少なくとも一つの光ビームが、前記反射のうちの最後の反射の後に前記偏光影響光学機構から出射される際に、前記偏光影響光学機構に入射する間と同様の方向を有する。
本発明の一実施形態では、光学システムは、前記光伝播方向において、前記ミラー機構の上流及び下流にそれぞれ偏向装置を1つずつ有する。ここで、特に、前記ミラー機構の上流に配置された前記偏向装置は、偏向ミラーにより形成され、前記ミラー機構の下流に配置された前記偏向装置は、偏光影響光学機構により形成される。
本発明はVUV域(250nm未満、特に、200nm未満、さらに特に160nm未満)の動作波長での用途に制限されるものではない。原理的に、EUV(すなわち、波長が30nm未満、特に、15nm未満)での実施も可能である。
さらに、本発明はマイクロリソグラフィー露光方法に関するものであり、かかる方法では、光源により生成される投影露光装置の照明装置の光は、投影レンズの対物面を照明するために供給され、さらに、前記投影レンズによって前記投影レンズの結像面内に前記対物面が結像される、マイクロリソグラフィー露光方法であって、該方法は、
- 少なくとも一つのミラー機構であって、前記ミラー機構により反射される光の角度分布を変更するために相互に独立して調節することができる複数のミラー素子を有する、ミラー機構が前記照明装置内に使用されていることと、
- 前記ミラー機構により反射される光ビームは、前記ミラー機構により反射される前記光の少なくとも一つの角度分布について、少なくとも2回反射され、これらの反射は共通の面内で生じないことと、を特徴とする。
本発明のさらなる実施形態は、本発明の説明及び独立請求項に記載する。
本発明について、添付の図面にかかる例示的実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
本発明に従う偏光影響光学装置の基本原理を説明するための概略図である。 本発明の更なる実施形態を説明するための概略図である。 本発明の更なる実施形態を説明するための概略図である。 本発明の更なる実施形態を説明するための概略図である。 本発明の更なる実施形態を説明するための概略図である。 本発明の更なる実施形態を説明するための概略図である。 本発明に従う光学システムを備えるマイクロリソグラフィー投影露光装置の想定される設計を説明する概略図である。
以下、本発明にかかる光学システムを備えるマイクロリソグラフィー投影露光装置の原理的に可能な設計を、図5を参照して説明する。図5にかかる投影露光装置は、照明装置10及び投影レンズ20を備える。照明装置10は、例えば、動作波長193nm用のArFエキシマレーザ及び平行光線束を生成するビーム成形光学ユニットを備える光源ユニット1からの光を用いて構造を有するマスク(レチクル)を照明するように機能する。概して、照明装置10及び投影レンズ20は、好ましくは250nm未満、より好ましくは200nm未満、更に好ましくは160nm未満の動作波長用に設計される。更なる実施形態では、投影露光装置の照明装置及び投影レンズは、EUV、すなわち、波長30nm未満、特に波長15nm未満における動作用に設計されることもできる。
図1以下を参照して更に詳細に説明するように、本発明によれば、ミラー機構200及び偏光影響光学機構210は、具体的には、照明装置10の部品である。ミラー機構200は、例えば図2aに概略的に図示するように、ミラー機構200により反射される光の角度分布を変更するために相互に独立して調整可能である複数のミラー素子200a、200b、及び200cを有する。図5に示すように、適切なアクチュエータによってこれらの調整器具を作動させるための作動ユニット205提供することができる。ミラー素子200a、200b及び200cは、各場合において、例えば-2°〜+2°、特に-5°〜+5°、更に特に-10°〜+10°の角度範囲で独立して傾斜させることができる。光伝搬方向においてミラー機構200の上流に、ミラー素子200a、200b、及び200c上において狙った通りにフォーカスさせて、「死角」の照明、並びにミラー素子200a、200b、及び200cの間における光損失を低減又は回避するための複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ機構(図示しない)を本質的に既知の態様で備えることができる。
照明装置10は、図示の例において、特に、偏向ミラー12を備える光学ユニット11を有する。光学ユニット11の光伝播方向及びビームパスの下流には、例えば、本質的に既知の態様で、光混合を行うために適したマイクロ光学素子機構を有する光混合装置(図示しない)と、さらに、レンズ群14とが備えられており、かかるレンズ群14の後にレチクルマスキングシステム(REMA)を有するフィールド面が配置されている。REMAは、更なるフィールド面に配置された構造を有するマスク(レチクル)30上に、光伝搬方向にて後続するREMAレンズ15によって結像され、結果的にレチクル上の被照明領域を画定する。構造を有するマスク30は、投影レンズ20によってウェハーすなわち感光層を有する基板40上にて結像される。特に、投影レンズ20は浸漬操作用に設計されることができる。さらに、投影レンズ20の開口数NAは0.85超、特に1.1超であり得る。
まず、図1を参照して、本発明に従って採用される偏光影響光学機構110の原理を説明する。図1にかかる例示的実施形態によれば、偏光影響光学機構110は3つのミラー110a、110b、及び110cを有し、これらを用いて偏光影響光学機構110の上流に位置するミラー機構(図1には図示しない)から、偏光影響光学機構110に入射するビームSを、上述したように3連続で反射して、ビームSの偏光方向を幾何学的に回転させる。
図1に示すように、ビームSは、まず、第一ミラー110aにてプロットした座標系に関してy軸負方向(すなわち、図1の平面内で下方向)に反射され、その後、第二ミラー110bにてx軸正方向に(すなわち、図1の平面外に垂直に)反射され、そして、第三ミラー110cにてz軸正方向(すなわち、図1の平面内で右方向)に反射される。これにより、ビームSは偏光影響光学機構110から出る際に再び元の伝播方向となっている。しかし、異なる平面にて反射された結果、ビームSの偏光方向は、(線形複屈折又は円偏光複屈折を用いることなく)入射偏光方向から幾何学的に90°回転される(具体的には、元の「x偏光」、すなわち、x軸に沿って延在する電場強度ベクトルの振動平面を有する直線偏光が、最終的に得られるy偏光、すなわち、y軸に沿って延在する電場強度ベクトルの振動平面を有する直線偏光に回転される)。
本発明は上述した実施例にて生じる3回の反射に限定されるものではない。特に、本発明は、図1にて各場合について示した、s偏光又はp偏光の「純粋な」発生に限定されるものではなく、更なる実施形態においても、各場合で様々な出射偏光を得ることができる他の斜め反射を生じうる。さら、偏光影響光学機構内で生じる全ての反射について異なる平面で発生することは必須ではない(従って、例えば、少なくとも3回の反射が生じる場合では、はじめと終わりの反射が同一平面上で発生しても良い)。さらにまた、図2を参照して以下に説明するように、偏光影響光学機構内で2つの偏光のみを発生させることももちろん可能である。
図1の例示的実施形態にかかる偏光影響光学機構110内の反射素子を専用で用いると、本実施形態は、原理的にはEUVで動作する光学システムにおいても実現することができる。
さらなる実施形態では、図2以下を参照して後述するように、偏光影響光学機構は光学システムの各動作波長の光を透過する光学素子で構成されることもできる。
図2は、本発明のさらなる実施形態を説明するための概略図である。図2によれば、偏光影響光学機構210は、光伝播方向(図示した座標系におけるz軸に沿って延在する)に関して相互に独立して調整可能なミラー素子200a、200b、及び200cを有するミラー機構200の下流に配置されており、ロッド状に実装され、さらに、動作波長(例:約193nm)の光を透過する石英ガラス(SiO2)のような材料であって、可能であれば複屈折を生じない材料(すなわち、具体的には応力複屈折又は固有複屈折を生じない材料)で構成されうる。
図2に示すように、端部を通じて偏光影響光学機構210を形成するロッドに入射する光ビームは、ミラー素子200a、200b、及び200cにより設定される偏向角に応じた様々なビームパスに沿ってロッドを通過することができる。特定の実施形態では、例えば、ミラー素子200cにて反射されるビームS1が、図2にて符号「A」で示す直接ビームパスに沿って(すなわち、ロッド側面領域にて反射することなく)、又は、例えば、図2にて符号「B」で示すビームパスに沿って、ロッドのいくつかの側面領域(図示の例では「上側」側面領域210a及び「前側」側面領域210b)にて反射した後に、瞳面内の同一の位置又は瞳面内に配置された光学素子240上の同一の位置に到達することができる。上述したように、ロッド材料内では複屈折が生じないため、「直接」ビームパス「A」に沿った場合には偏向方向に影響が無い一方で、側面領域210a及び210bにおいて生じる「スキュー(斜め)」反射の結果、上述の実施例にて選択したビームパス「B」に沿った場合、幾何学的偏光回転が生じる。
ここで、光がロッドに入射する際の入射角は、ミラー機構200のミラー素子200a、200b、及び200cによって設定されるが、かかる入射角は、各場合において上述した反射が全内部反射となるように選択されるので、ロッド内で生じる反射を通じて光損失が無く、ロッド内に入射した全ての光がロッド内にとどまり、そして、最後の反射を経てロッドから出射する。言い換えれば、反射領域の法線に対する全内部反射の境界角度は、個別適用可能であり、(光射出領域を除く)偏光影響光学機構210を形成する透過性光学素子内の側面領域又はインターフェースに入射する各光ビームについて獲得又は超過されなければならない。
結果的に、ミラー機構200のミラー素子200a、200b、及び200cにより偏向角を変化させることにより、図2に示す偏光影響光学機構210の後の平面において得られるフレキシブルな偏光設定を実現することが可能になる。
図3a〜図3cは、本発明による光学システムで採用可能な偏光影響光学機構の更なる実施形態を示す図である。図2に示した例示的実施形態と同様に、この場合の偏光影響光学機構は光入射領域、光出射領域、及び複数の側面領域を有し、各場合における反射はこれらの側面領域のうちの一つにて生じる。図3bに示す例示的実施形態では、側面領域320a〜320fは、偏光影響光学機構320内で六角形の中空プロファイル325をさらに形成し、また、図3cに示す例示的実施形態では、側面領域330a〜330dは偏光影響光学機構330内で四角形の中空プロファイル335を形成する。
図3aに純粋に例示的な意味において図示するビームプロファイルから明らかなように、光学システムの動作中に、偏光影響光学素子を形成するとともに図上斜線を付して示す透過性素子の(xy平面に配置された)端部領域に光がそれぞれ入射し、ミラー機構200のミラー素子200a、200b、及び200c(図3a〜図3cには図示しないが、図2に示したミラー素子と同様に設計されており、光伝播方向で透過性素子の上流に配置されている)は、異なる入射角(すなわち、入射領域に対して垂直なz軸に対して異なる傾斜角)を設定するために使用することができる。そして、これらの傾斜角により、各透過性光学素子の特定の幾何学的構造に応じて、側面領域(すなわち、周囲の比較的薄い各光学媒体とのインターフェース)上では光ビームが連続して異なる反射をすることとなり、これにより、最終的に、偏光影響光学機構を形成する透過性光学素子によって、様々な値の幾何学的偏光回転が生じる。
偏光影響光学機構を有する光学システムの動作中に、例えば、シミュレーションにより、瞳面の特定位置に入射する光を特定の所望の出力偏光について、幾何学的偏光回転によってかかる偏光状態を生成するために適した連続的な反射を設定して、かかる連続的な反射に適した偏向をミラー機構200によってもたらす。この際、ミラー機構200のミラー素子200a、200b、及び200cを適切な態様で作動する(例えば、作動ユニット205により作動する)。
図3aにかかる特定の実施形態では、端部領域310aを通じて透過性光学素子に入射するビーム「S」は、その後、光出射領域から出射される前に側面領域310b、310c、及び310dにて反射される。
図2を参照して説明した実施形態と同様に、ミラー機構200のミラー素子200a、200b、及び200cによって、光が偏光影響光学機構を構成する各透過性素子に入射する際に設定される進入角度は、図3a〜図3cにも示すように、インターフェースにて生じる反射がそれぞれの場合に全内部反射となり、透過性素子に入射した全ての光が素子内で生じる一連の反射を通じてかかる素子内にとどまり、光損失が無いようにして、最後の反射の後に素子から単に射出するように選択される。言い換えれば、反射領域の法線に対する全内部反射の境界角度は、個別適用可能であり、図3a〜図3cにも示すように、(光射出領域を除く)偏光影響光学機構を形成する適切な透過性光学素子内の側面領域又はインターフェースに入射する各光ビームについて獲得又は超過されなければならない。
(例えば、図3b及び図3cに示すような幾何学的構造を有する、又は他の幾何学的構造を有する)偏光影響光学機構を形成する透過性素子の特定の幾何学的構造に応じて、各進入角度をミラー機構200のミラー素子200a、200b、及び200cによって設定することが可能であり、これにより、周囲の比較的薄い光学媒体とのインターフェースにおいて連続して異なる反射を経て、様々な幾何学的偏光回転を得ることができる。
更なる実施形態では、図3a〜図3cに示したような、幾何学的偏光回転に用いられる連続的な反射は、偏光影響光学機構によっても実現することができる。この場合、図3a〜図3cとは異なり、各図にて斜線を付して示す領域にかかる材料を用いずに、各場合においてインターフェースを形成する反射領域又はミラー(これらは、いわば所定の任意の断面を有する中空管を画定する)を用いて実装する。反射性素子を用いた実施形態の結果として、かかる実施形態は、原理的には図2にかかる実施形態と同様であり、EUVでの操作用に設計された光学システムにて実装することができる。
同様に、それぞれ反射性素子を用いる上述した実施形態における光損失を最小化するために、ミラー機構200のミラー素子200a、200b、及び200cにより設定される偏光影響光学機構への進入角度は、偏光影響光学機構の反射領域において生じる反射が可能な限り全反射となるか、又はs/p分離(split)が最小となるように選択される。よって、かかる目的のために、各反射領域についての入射角は可能な限り小さい値(すなわち、斜入射)、例えば、30°未満、特に20°未満、さらに特に反射領域に関して20°未満とする。
さらに、適切なコーティングを適切な反射領域に施して、本発明の実施形態において使用した角度範囲における、s/p分離を最小化し、又は反射を最大化することができる。かかるコーティングは、光学システムがVUV(例えば、動作波長が250nm未満、特に200nm未満)用に設計された場合にはあらゆる既知のHR層として実装されることができ、さらに、例えば、EUV動作波長用のルテニウムコーティング又はモリブデン/シリコンの多重層として実装されることができる。
図4aは、本発明の照明装置中での更なる想定用途を説明するための概略図であり、かかる用途においては、ミラー機構400は、相互に独立して調節可能な複数のミラー素子400a、400b、及び400cを備える。
図4aによれば、偏向装置401及び402はそれぞれ光伝播方向においてミラー機構400の上流及び下流に備えられており、ミラー機構400の上流に配置された偏向装置401は、偏向ミラーにより形成されており、ミラー機構400の下流に配置された偏向装置402は、図3a〜図3cを参照して説明した実施形態と同様の偏光影響光学機構により形成されている。かかる偏光影響光学機構の例示的な実施形態は、偏向装置402と同時に作用するが、これらは図4b及び図4cに概略的に図示する。図4b及び図4cに示す機構410及び420は、図4aに示すビームパス内の偏向装置402の機能を果たす一方で、適切な機構410及び420内において生じる連続的な反射による幾何学的偏光回転によって所望の(出力)偏光状態を生成するという点で、図3a〜図3c又は図2にかかる実施形態と同様に作用する。図4cでは、簡略化のためにビーム偏向自体のみを図示するが、図2に示す例示的実施形態について既に述べた内容と同様に、(ミラー機構200を、図4cの左側に図示する偏光影響光学機構420の第1反射側面領域で置き換えて、これにより)幾何学的偏光回転を実施している。
図4aに戻ると、ミラー機構400の上流に配置された偏向装置401は、最初に、ミラー機構400に向かう方向の光学システム軸OA(すなわち、z軸)に沿って伝播する照明光を反射により偏向して、そして、ミラー機構400のミラー素子400a、400b、及び400cにおける反射の後に、照明装置内に備えられた追加の素子403に向けて光学システム軸OAに略平行な方向に、第2偏向装置402における反射により(あるいは、図4b及び図4cに従う偏光影響光学機構410及び420によるビーム偏向の結果として)再度偏向する。
図3a〜図3cに示す実施形態と同様に、ミラー機構400のミラー素子400a、400b、及び400cは、作動ユニット405により調節可能であり、これにより進入角度を偏向することにより第2偏向装置402を形成する偏光影響光学機構内における連続的な異なる反射をもたらし、従って、例えば、瞳面のようなその後の平面における偏光分布を柔軟に様々に設定するための選択肢をもたらすことができる。
ここまで、特定の実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、例えば、各実施形態における特徴を組み合わせ、及び/又は交換することを通じて、数多の変形例や代替例を生成可能なことは当業者には明白である。従って、言うまでもなく、このような変形例及び代替例が本発明に付随して包含され、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の意味する範疇においてのみ制限されるということは、当業者には明白である。

Claims (21)

  1. マイクロリソグラフィー投影露光装置用光学システムであって、
    - 複数のミラー素子(200a, 200b, 200c,…, 400a, 400b, 400c,…)を有する少なくとも一つのミラー機構(200, 400)であり、これらのミラー素子は前記ミラー機構によって反射される光の角度分布を変更するために相互に独立して調整可能である、ミラー機構と、
    - 光伝搬方向において前記ミラー機構(200, 400)の下流に配置されている偏光影響光学機構(110, 210, 310, 320, 330)と、
    を備え、前記偏光影響光学機構(110, 210, 310, 320, 330)は、前記ミラー機構(200, 400)によって反射される光の少なくとも一つの角度分布について、前記偏光影響光学機構(110, 210, 310, 320, 330)に入射する光ビームを少なくとも2回反射し、該少なくとも2回の反射は共通の面内で生じず、前記光ビームは、前記ミラー素子により設定された偏向角度に応じて、前記偏光影響光学機構において異なる偏光回転を生じる、
    マイクロリソグラフィー投影露光装置用光学システム。
  2. 前記偏光影響光学機構(110, 210, 310, 320, 330)は、前記ミラー機構(200, 400)によって反射される光の少なくとも一つの角度分布について、前記偏光影響光学機構(110, 210, 310, 320, 330)に入射する光ビームを異なる反射面で少なくとも3回反射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. 前記偏光影響光学機構による前記少なくとも2回の反射のうちの少なくとも一回は全内部反射であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学システム。
  4. 前記偏光影響光学機構による前記少なくとも2回の反射の全てが全内部反射であることを特徴とする、請求項3に記載の光学システム。
  5. 前記偏光影響光学機構(210, 310, 320, 330)は、前記光学システムの動作波長の光について透過性である光学素子からなる、請求項1〜4の何れか一項に記載の光学システム。
  6. 前記光学素子は複屈折を生じないことを特徴とする、請求項5に記載の光学システム。
  7. 前記光学素子は光学アモルファス材料、特に石英ガラス(SiO2)からなることを特徴とする、請求項5又は6に記載の光学システム。
  8. 前記偏光影響光学機構(210)は、実質的にロッド状の幾何学的構造を有することを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の光学システム。
  9. 前記偏光影響光学機構(210, 310, 320, 330)は、光入射領域、光出射領域、及び複数の側面領域(210a, 201b, 310a-310d, 320a-320f, 330a-330d)を有し、各場合にて前記側面領域(210a, 201b, 310a-310d, 320a-320f, 330a-330d)のうちの一つにて反射が生じることを特徴とする、請求項1〜8の何れか一項に記載の光学システム。
  10. 前記側面領域(310a-310d, 320a-320f, 330a-330d)の少なくともいくつかは、前記偏光影響光学機構(310, 320, 330)内で中空プロファイルを形成することを特徴とする、請求項9に記載の光学システム。
  11. 前記偏光影響光学機構(110)は、少なくとも2つのミラー(110a, 110b, 110c,…)を有し、それぞれの場合での反射は前記ミラー(110a, 110b, 110c,…)のうちの1つにて生じることを特徴とする、請求項1又は2に記載の光学システム。
  12. 前記ミラー機構(200, 400)により反射される光の少なくとも1つの角度分布について、少なくとも一つの光ビームが、前記偏光影響光学機構による前記少なくとも2回の反射のうちの最後の反射の後に前記偏光影響光学機構から出射される際に、前記偏光影響光学機構に入射する間と同様の方向を有することを特徴とする、請求項1〜11の何れか一項に記載の光学システム。
  13. 前記光伝播方向において、前記ミラー機構(400)の上流及び下流にそれぞれ偏向装置(401、402)を1つずつ有することを特徴とする、請求項1〜12の何れか一項に記載の光学システム。
  14. 前記ミラー機構(400)の上流に配置された前記偏向装置(401)は、偏向ミラーにより形成されることを特徴とする、請求項13に記載の光学システム。
  15. 前記ミラー機構(400)の下流に配置された前記偏向装置(402)は、偏光影響光学機構により形成されることを特徴とする、請求項13又は14に記載の光学システム。
  16. 動作波長が、250nm未満、特に、200nm未満、さらに特に160nm未満となるように設計されていることを特徴とする、請求項1〜15の何れか一項に記載の光学システム。
  17. 動作波長が、30nm未満、特に、15nm未満となるように設計されていることを特徴とする、請求項1〜16の何れか一項に記載の光学システム。
  18. 照明装置(10)及び投影レンズ(20)を備え、前記照明装置(10)が請求項1〜17の何れか一項に記載の光学システムを有することを特徴とする、マイクロリソグラフィー投影露光装置。
  19. 光源により生成される投影露光装置の照明装置(10)の光は、投影レンズ(20)の対物面を照明するために供給され、さらに、前記投影レンズ(20)によって前記投影レンズ(20)の結像面内に前記対物面が結像される、マイクロリソグラフィー露光方法であって、該方法は、
    - 少なくとも一つのミラー機構(200、400)であって、前記ミラー機構(200、400)により反射される光の角度分布を変更するために相互に独立して調節することができる複数のミラー素子(200a, 200b, 200c,…, 400a, 400b, 400c,…)を有する、ミラー機構(200、400)が前記照明装置(10)内に使用されていることと、
    - 前記ミラー機構(200、400)により反射される光ビームは、前記ミラー機構(200、400)により反射される前記光の少なくとも一つの角度分布について、偏光影響光学機構により少なくとも2回反射され、該少なくとも2回の反射は共通の面内で生じず、前記光ビームは、前記ミラー素子により設定された偏向角度に応じて、前記偏光影響光学機構において異なる偏光回転を生じること、
    を特徴とする、
    マイクロリソグラフィー露光方法。
  20. 偏光影響光学機構(110, 210, 310, 320, 330)は、前記ミラー機構(200、400)により反射される光の少なくとも一つの角度分布について、前記偏光影響光学機構(110, 210, 310, 320, 330)に入射する光ビームを少なくとも3回反射し、これらの反射は全て共通の平面では発生しない、ことを特徴とする請求項19に記載のマイクロリソグラフィー露光方法。
  21. 微細構造を有する部品をマイクロリソグラフィーにより製造する方法であって、
    - 少なくとも部分的に感光材料からなる層が塗布された基板(40)を提供するステップ、
    - 結像対象の構造を有するマスク(30)を提供するステップ、
    - 請求項1〜17の何れか一項に記載の光学システムを有するマイクロリソグラフィー投影露光装置を提供するステップ、及び
    - 前記マイクロリソグラフィー投影露光装置により前記層の一部に前記マスク(30)の少なくとも一部を投影するステップ、
    を含む、方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017032525A1 (en) * 2015-08-21 2017-03-02 Asml Netherlands B.V. Lithographic method and apparatus
DE102019208961A1 (de) 2019-06-19 2020-12-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsoptik und Projektionsbelichtungsanlage mit einer solchen Projektionsoptik

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19535392A1 (de) 1995-09-23 1997-03-27 Zeiss Carl Fa Radial polarisationsdrehende optische Anordnung und Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage damit
JP3652296B2 (ja) 2001-10-26 2005-05-25 キヤノン株式会社 光学装置
US20050134825A1 (en) 2002-02-08 2005-06-23 Carl Zeiss Smt Ag Polarization-optimized illumination system
DE10206061A1 (de) 2002-02-08 2003-09-04 Carl Zeiss Semiconductor Mfg S Polarisationsoptimiertes Beleuchtungssystem
US7714983B2 (en) 2003-09-12 2010-05-11 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system for a microlithography projection exposure installation
WO2005031467A2 (en) 2003-09-26 2005-04-07 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic projection exposure
KR101233879B1 (ko) 2004-01-16 2013-02-15 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 편광변조 광학소자
DE102004011733A1 (de) 2004-03-04 2005-09-22 Carl Zeiss Smt Ag Transmissionsfiltervorrichtung
US7317539B2 (en) * 2004-08-23 2008-01-08 Asml Netherlands B.V. Polarizing beam splitter device, interferometer module, lithographic apparatus, and device manufacturing method
TWI453796B (zh) 2005-01-21 2014-09-21 尼康股份有限公司 偏光變更單元以及元件製造方法
JP5436853B2 (ja) * 2005-04-20 2014-03-05 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 投影露光系及び偏光光学素子
DE102006038643B4 (de) 2006-08-17 2009-06-10 Carl Zeiss Smt Ag Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
DE102007012564A1 (de) 2007-03-13 2008-09-25 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsobjektiv einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102007043958B4 (de) 2007-09-14 2011-08-25 Carl Zeiss SMT GmbH, 73447 Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102008009601A1 (de) 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
JP5319766B2 (ja) * 2008-06-20 2013-10-16 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学系及びマイクロリソグラフィ露光方法
DE102008002749A1 (de) 2008-06-27 2009-12-31 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie
DE102008054844B4 (de) * 2008-12-17 2010-09-23 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, sowie mikrolithographisches Projektionsbelichtungsverfahren
US20110037962A1 (en) 2009-08-17 2011-02-17 Nikon Corporation Polarization converting unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
EP2369413B1 (en) * 2010-03-22 2021-04-07 ASML Netherlands BV Illumination system and lithographic apparatus
DE102010029339A1 (de) 2010-05-27 2011-12-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
DE102010029905A1 (de) 2010-06-10 2011-12-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
JPWO2013039240A1 (ja) * 2011-09-16 2015-03-26 株式会社ニコン 照明光学装置、光学系ユニット、照明方法、並びに露光方法及び装置
DE102012206154A1 (de) 2012-04-16 2013-06-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
DE102012214198A1 (de) 2012-08-09 2013-05-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

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