JP6718818B2

JP6718818B2 - 照明系

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Publication number: JP6718818B2
Application number: JP2016541866A
Authority: JP
Inventors: マルクスデギュンター
Original assignee: カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2020-07-08
Anticipated expiration: 2034-08-25
Also published as: KR20160054580A; EP3044634B1; EP3044634A1; DE102013218128A1; US9810992B2; KR102344280B1; US20160187785A1; WO2015036227A1; JP2016535314A

Description

ドイツ特許出願第１０２０１３２１８１２８．０号明細書の内容が、引用によって本明細書に組み込まれている。

本発明は、コレクターによって集光されたＥＵＶ照明光を物体視野に案内する照明光学系を有する照明系に関する。本発明は、更に、そのような照明系を有する投影露光装置、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を生成する方法、及び本方法によって生成される構成要素に関する。

冒頭に示すタイプのコレクター及びそれが装備された照明系は、ＵＳ６，５０７，４４０Ｂ１、ＤＥ１０２０１００６３５３０Ａ１、ＷＯ２０１１／１３８２５９Ａ１、ＵＳ７，０７５，７１２Ｂ２、ＵＳ７，５０１，６４１Ｂ２、ＵＳ２００６／０１７６５４７Ａ１、ＵＳ２００６／０１２０４２９Ａ１、ＵＳ７，０７５，７１３Ｂ２、ＥＰ１４６９３４９Ａ１、ＵＳ２００８／０２６６６５０Ａ１、ＷＯ２００７／０４５４３４Ａ２、ＵＳ６，４３８，１９９Ｂ１、ＵＳ５，３３９，３４６Ａ、ＥＰ１６５０７８６Ｂ１、ＤＥ１０２０１１０８４２６６Ａ、及びＷＯ２０１３／０５３６９２Ａから公知である。

ドイツ特許出願第１０２０１３２１８１２８．０号明細書ＵＳ６，５０７，４４０Ｂ１ＤＥ１０２０１００６３５３０Ａ１ＷＯ２０１１／１３８２５９Ａ１ＵＳ７，０７５，７１２Ｂ２ＵＳ７，５０１，６４１Ｂ２ＵＳ２００６／０１７６５４７Ａ１ＵＳ２００６／０１２０４２９Ａ１ＵＳ７，０７５，７１３Ｂ２ＥＰ１４６９３４９Ａ１ＵＳ２００８／０２６６６５０Ａ１ＷＯ２００７／０４５４３４Ａ２ＵＳ６，４３８，１９９Ｂ１ＵＳ５，３３９，３４６ＡＥＰ１６５０７８６Ｂ１ＤＥ１０２０１１０８４２６６ＡＷＯ２０１３／０５３６９２ＡＷＯ２０１２／０１３２４１Ａ１

本発明の目的は、照明視野又は物体視野内へのＥＵＶ照明光の効率的な伝達が保証されるような冒頭に示したタイプの照明系を開発することである。

本発明により、上述の目的は、請求項１に指定する特徴を有する照明系によって達成される。本発明により、照明系の照明モジュールの構成要素をその下流に配置された照明系の照明モジュールの構成要素から分離するのに有利なＥＵＶ照明光のビーム全体の狭窄は、狭窄領域が、同時にコレクターの焦点領域、すなわち、放射線源領域がコレクターによって内部に結像される領域でもあることを必ずしも必要としないことが明らかになった。本発明により、照明光ビームに対する「狭窄」効果は、「結像」効果から分離される。それによって照明系の下流に配置された第１の焦点領域の場所、すなわち、放射線源領域の第１の像の場所は、狭窄領域の場所に関係なく選択することができるので、照明系に対する設計の自由度が高まる。狭窄領域と放射線源領域の下流に配置された焦点領域との間には、例えば、狭窄領域の下流に配置された照明光学系の構成要素を内部に配置することができる部分ビーム経路が存在する。従って、次に、この構成要素は、狭窄領域と下流焦点領域の間に配置される。

請求項２に説明するように、下流焦点領域、すなわち、放射線源領域の最初の像を瞳ファセットミラーの領域に配置することにより、中間像が省かれるので照明系の設計が簡素化される。

請求項３に記載の別々のコレクターミラーは、狭窄効果を有して狭窄の場所において非結像効果を有するコレクター結像光学系の生成を簡素化する。コレクターミラーは、自由曲面として設計されたミラー面を有することができる。ここで、自由曲面は、回転対称関数によって数学的に表すことができない面である。その例は、ＷＯ２０１２／０１３２４１Ａ１及びその中に引用されている参考文献に示されている。コレクターミラーは、その上への照明光の最大入射角が４５°よりも小さいように具現化され、かつそのように配置することができる。

請求項４に記載の幾何学的に類似の縁部輪郭設計は、照明系における照明光の効率的誘導をもたらす。

請求項５に記載のコレクターミラーの矩形又は正方形縁部輪郭に対する代替として、コレクターミラーの縁部輪郭は、六角形実施形態を有することができる。

請求項６に記載のリングミラーは、回転対称放出放射線源領域を記録するときの対称性に良好に適応される。リングミラーは、互いの中に同軸に位置するように配置することができる。

請求項７に記載の楕円体ミラー面は、比較的少ないコストで生成することができる。

請求項８に記載の球面光学系は、コレクターによって利用可能な放射線源の周りの立体角領域を増大させる。放射線源像領域は、ビーム経路内で放射線源領域の下流に配置されないので、放射線源像領域は下流焦点領域ではない。

請求項９に記載の複数の下流焦点領域は、この複数の焦点領域に関連付けられた照明光成分に関する結像特性の分離を可能にする。従って、照明系の設計の自由度数が有利に増加する。

請求項１０に記載のビーム角適応コレクター結像スケールを用いた結像は、様々な焦点領域のターゲットを定めたサイズ調節、及び照明光学系の下流構成要素の適応化を可能にする。このようにして、例えば、コレクターの結像スケールに対するビーム角の影響を補償することができる。

請求項１１に記載の視野ファセット伝達光学系は、放射線源像上の放射線源領域が瞳ファセット上に実質的に同じサイズで結像されるように設計することができる。コレクター結像スケールと、それにそれぞれ割り当てられたファセット結像スケールとの積は、２．２５よりも大きくなく、２．０よりも大きくなく、１．９よりも大きくなく、１．８よりも大きくなく、１．７よりも大きくなく、１．６、又は１．５よりも大きくなく異なることができる。

本発明の例示的実施形態を図面に基づいて下記でより詳細に説明する。

ＥＵＶ照明光学系とＥＵＶコレクターとを有するＥＵＶ照明系を有する、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。互いから別々に配置され、一部がリングミラーとして具現化された複数のコレクター結像ミラーを有するＥＵＶコレクターの実施形態の子午断面図である。同じく互いから別々に配置され、一部がリングミラーとして具現化された複数のコレクター結像ミラーを有し、かつ同じくリングミラーとして具現化された球面光学系を有するコレクターの更に別の実施形態を示す斜視図である。互いに垂直な空間座標にわたってプロットした強度ダイヤグラム内に表した光軸に対して小さいビーム角を有する照明光の成分を有する図３に記載のコレクターを用いて生成された放射線源領域の像を示す図である。互いに垂直な空間座標にわたってプロットした強度ダイヤグラム内に表した光軸に対して大きいビーム角を有する照明光成分を有する図３に記載のコレクターを用いて生成された放射線源領域の像を示す図である。コレクターと、図示の２つの視野ファセットを有する視野ファセットミラーと、図示の２つの瞳ファセットを有する瞳ファセットミラーとの実施形態を有し、コレクター結像光学系の放射線源領域の最初の結像が放射線源領域の背後の光路内で放射線源領域の下流に配置された瞳ファセットミラーの領域に位置する焦点領域内で発生する照明系の更に別の実施形態の一部分を略例示する類似の子午断面図である。視野ファセット及び瞳ファセットの反射効果を省略し、ＥＵＶ照明光のビーム経路を図５に記載のコレクターの互いから別々に配置された複数のコレクター結像ミラーの下流焦点領域に至るまで描示した図５に記載の照明系の実施形態を示す斜視図である。９×９個のコレクター結像ミラーの格子を有する図５及び図６に記載のコレクターの実施形態に対する遠視野強度分布を図５と類似の強度表現に示す図である。１９×１９個の結像ミラーの格子を有する図５及び図６に記載のコレクターの実施形態に対する遠視野強度分布を図５と類似の強度表現に示す図である。コレクターと、視野ファセットミラーと、瞳ファセットミラーとを有する照明系の更に別の実施形態を示すより良好な視覚化に向けて視野ファセットミラーの反射効果を省略した図である。コレクターのコレクター結像ミラーと視野ファセットミラーの視野ファセットとの間の図８に記載の照明系内の照明光の例示的ビーム経路を示す斜視図である。弓形視野ファセットを有する視野ファセットミラーの一実施形態において互いに隣に位置する２つの視野ファセットから構成される視野ファセット群の縁部輪郭に類似である互いから別々に配置された複数のコレクターミラーのうちのあるコレクターミラーのミラー面の縁部輪郭の実施形態を示す概略図である。図９に記載のコレクターの個々のコレクター結像ミラーと図９に記載の視野ファセットミラーの視野ファセットとの間の照明光の光路を例示的に示し、放射線源領域の下流に配置され、コレクター結像ミラーによって生成された第１の焦点領域の配置を各場合に更に描示するコレクターと視野ファセットミラーの間の光軸の方向に見た図である。

図１は、マイクロリソグラフィのためのＥＵＶ投影露光装置１を子午断面図に略示している。投影露光装置１の照明系２は、放射線源又は光源３に加えて、物体平面６における物体視野又は照明視野５の露光のための照明光学系４を有する。次に、物体視野５に配置され、レチクルホルダ８（この図には区画的にしか描示していない）によって保持されるレチクル７が露光される。投影光学ユニット９が、物体視野５を像平面１１の像視野１０に結像するように機能する。レチクル７上の構造は、この図ではまた、略示するウェーハホルダ１３によって保持され、像平面１１の像視野１０の領域に配置されたウェーハ１２の感光層上に結像される。照明光学系４と投影光学系９とは、合わさって投影露光装置１内の光学系を形成する。

放射線源３は、５ｎｍと３０ｎｍの間の範囲に放出使用放射線を有するＥＵＶ放射線源である。次に、ＥＵＶ放射線源はプラズマ光源、特にＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）光源とすることができる。また、ＥＵＶ放射線源は、例えば、ＤＰＰ（ガス放電生成プラズマ）光源とすることができる。放射線源３から発するＥＵＶ放射線１４は、図１ではブロックとして非常に概略的に描示するコレクター１５によって受光及びフォーカスされる。コレクター１５に対しては、下記でより詳細に説明する。以下ではＥＵＶ放射線２４を使用放出光、照明光、又は結像光とも記す。図１に記載の実施形態において、ＥＵＶ放射線１４は、コレクター１５の下流で中間焦点面１６を通って伝播し、その後に、視野ファセットミラー１７上に入射する。そのような中間焦点面１６は必須ではない。図１に略示するような単一中間フォーカスの代わりに、下記で更に説明するように、複数の中間フォーカス、又は他に様々な平面内の非点フォーカスが存在すること、又は中間フォーカスが存在しないことも可能である。視野ファセットミラー１７は、物体平面６に対して光学的に共役な照明光学系４の平面１８に配置される。この平面１８内には、コレクター１５からの使用放出光１４を伝達することによって形成される、ＥＵＶ放射線１４の照明遠視野１９が存在する。視野ファセットミラー１７全体の間隙不在の照明をもたらすことができる。

視野ファセットミラー１７の下流では、ＥＵＶ放射線１４は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、投影光学系９の瞳平面に対して光学的に共役な照明光学系４の瞳平面に配置される。瞳ファセットミラー２０を結像するビーム経路の順番に命名したミラー２２、２３、及び２４を有する更に別の伝達光学系２１の形態にある光学アセンブリを用いて、視野ファセットミラー１７の視野ファセットが物体視野５内に互いの上に重ねる方式で結像される。伝達光学系２１の最後のミラー２４はかすめ入射ミラーである。瞳ファセットミラー２０及び伝達光学系２１は、照明光１４を物体視野５内に伝達するための連続光学系を形成する。特に瞳ファセットミラー２０が投影光学系９の入射瞳に配置される場合は伝達光学系２１を省くことができる。次に、瞳ファセットミラー２０は、照明視野５内への視野ファセットミラー１７の視野ファセットの重ね合わせ結像のための唯一の伝達光学系を構成する。

位置関係の説明を簡素化するために、図１は、物体平面６と像平面１１の間の投影露光装置１の構成要素の位置関係の説明に向けた広域座標系として直交ｘｙｚ座標系を示している。ｘ軸は、図１の作図面と垂直に、その中に入り込むように延びている。ｙ軸は、図１の右に向けて延びている。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１１と垂直に延びている。更に、場合により、使用放出光１４のビーム経路に沿って局所ｘｙｚ座標系を指定する。これらの局所座標系のｚ軸は、各場合に使用放出光１４のビーム方向を指定する。局所座標系のｘ軸は、通常は広域座標系のｘ軸と平行に延びている。局所座標系の向きに基づいて、局所座標系のｙ軸は、広域座標系のｙ軸に対して傾斜している。

投影露光中に、レチクル７とウェーハ１２が、変位方向、すなわち、広域ｘｙｚ座標系のｙ方向に物体視野５及び中間フォーカス１０それぞれを通して走査されるように、レチクルホルダ８とウェーハホルダ１３は、両方共に制御される方式で変位可能である。下記では、変位方向ｙを走査方向とも記す。

ＥＵＶコレクター１５は、使用放出光１４をＥＵＶ放射線源３からＥＵＶ遠視野１９に伝達するように機能する。ＥＵＶ遠視野１９内には、視野ファセットミラー１７が、使用放出光１４を照明視野５内に伝達する更に別のＥＵＶミラー構成要素として配置される。

図２は、コレクター１５の実施形態を子午断面図に示している。図１を参照して上記で説明した構成要素及び機能は同じ参照符号を伴い、これらに対して再度詳細に解説することはしない。図２には局所直交ｘｙｚ座標系を示している。図２に記載の座標系のｘ軸は、図１に記載の広域座標系のｘ軸と平行に延び、図２の作図面と垂直に、この作図面から現れるように延びている。ｙ軸は図２の上方に延びている。図２では、ｚ軸は左に延び、コレクター１５の背後の照明光１４のビーム経路の主光線方向と平行に延びている。ｚ軸は、光源３、例えば、放射線源領域とも記す放出プラズマ容積と、中間フォーカス２５（図１を参照されたい）との間の接続線に沿って延びている。同時に、放射線源領域３と、その下流に配置された焦点領域２５との間のこの接続線は、コレクター１５の光軸ｏＡを構成する。中間フォーカス２５は、下流焦点領域を構成する。コレクター１５は、この下流焦点領域２５内に、コレクター結像光学系２６を用いて放射線源領域３を結像する。

コレクター１５は、ｚ軸に関して回転対称方式で具現化される。

コレクター結像光学系２６は、互いから別々に配置された複数のコレクター結像ミラー２７_nを有し、図２の子午断面図には、そのうちの３つの最内側コレクター結像ミラー２７₁、２７₂、及び２７₃を破線を用いて正のｙ値の半空間内に描示している。最内側コレクター結像ミラー２７₁を除き、全ての他のコレクター結像ミラー２７_nは、リングミラーとして具現化される。リングミラー２７_nは、互いに同軸上に位置付けられるように配置される。ｚ軸に最も近い最内側コレクター結像ミラー２７₁は楕円体シェルとして具現化される。楕円体シェルは、ｚ軸が最内側コレクター結像ミラー２７₁と交わる場所に、放射線源領域３内でプラズマを点火するためのレーザビームに対する通路開口部を有することができ、図２にはこれを描示していない。更に別のコレクター結像ミラー２７₂から２７_nの各々は、図２の正のｙ値の半空間内でコレクター結像ミラー２７₂、２７₃、及び２７_nに対して破線に示す楕円体ミラー面を順次有する。

図２では、コレクター結像ミラー２７_nへの再分割を鋸歯状の実線に示しており、その部分線は各場合に直線で延び、破線のミラー面と一致しない。

コレクター結像ミラー２７₁は、放射線源領域３によって５５°よりも小さいビーム角α₁で放出されるＥＵＶ照明光１４を受光する。コレクター１５の第２の楕円体シェルであり、同時に第１のリングミラーでもあるコレクター結像ミラー２７₂は、放射線源領域３によって５５°と約７３°の間のビーム角度範囲α₂内で放出される照明光１４を受光する。次のコレクター結像ミラー２７₃は、放射線源領域３によって約７３°と９０°の間のビーム角度範囲α₃内で放出される照明光１４を受光する。その後のコレクター結像ミラー２７₄から２７_nは、放射線源領域３によって９０°と約１４５°の間のビーム角度範囲を網羅するそれぞれ割り当てられたビーム角度範囲α_nで放出される照明光１４を受光する。従って、コレクター結像ミラー２７₁から２７_nは、各々が、放射線源領域３と、その下流に配置された焦点領域２５の間の光軸ｏＡに対してビーム角角度範囲α_n内で放出されるＥＵＶ照明光１４の成分を放射線源領域３から取得するように具現化される。

特に、最内側コレクター結像ミラー２７₁は、放射線源領域３と、その下流に配置された焦点領域２５の間の光軸に対してビーム角＜２０°で放射線源領域３によって放出されるＥＵＶ照明光１４を結像する。

最内側コレクター結像ミラー２７₁によるこの結像は、第１の結像スケールβ₁で達成される。

結像スケールβは、面積結像スケールである。従って、結像スケールβは、結像される面積を縮小又は拡大する比を指定する。

コレクター結像ミラー２７₂は、その上にビーム角度範囲α₂内で入射する照明光１４を第２の結像スケールβ₂で結像する。第２のコレクター結像ミラー２７₂によって結像される照明光は、ビーム角＞７０°で、すなわち、光軸ｏＡに対して７０°と７３°の間のビーム角度範囲で放射線源領域３によって放出される照明光１４を含む。

図２には、第１にビーム角＜２０°で放出され、第２にビーム角＞７０°で放出され、コレクター結像ミラー２７₁及び２７₂それぞれによって結像される照明光１４のこれらの成分を１４₁及び１４₂の場所にハッチングに示している。

第１に最内側コレクター結像ミラー２７₁によってビーム角＜２０°で下流焦点領域２５に結像されるＥＵＶ照明光に対して、第２にビーム角＞７０°で第２のコレクター結像ミラー２７₂によって結像される照明光１４に対する２つの結像スケールβ_1,20とβ_2,70、すなわち、これらの選択されるビーム角度範囲に対する結像スケールβ₁とβ₂とは、２．５倍よりも大きくなく異なる。

コレクター１５の実施形態に基づいて、結像スケールβ_1,20とβ_2,70の間の差は、２．２５を超えないとすることができ、２．０を超えないとすることができ、１．９を超えないとすることができ、１．８を超えないとすることができ、１．７を超えないとすることができ、１．６を超えないとすることができ、更に１．５を超えないとすることができる。結像スケールβ_1,20とβ_2,70の間のこれらの最大差に基づいて、放射線源領域３を第１にコレクター結像ミラー２７₁を通して結像することにより、第２にコレクター結像ミラー２７₂を通して結像することによってもたらされる中間焦点領域２５の相応に小さいサイズ差が現れる。従って、ビーム角αに適応される結像スケールを異なるビーム角に対して用いて低減される結像スケール変動の結果として、中間焦点領域２５（図１を参照されたい）内には、放射線源領域３から異なるビーム角α₁で放出される照明光成分に対する様々な放射線源像サイズにおいて相応に小さい変動しか存在しない。それによって全体的に、より小さいサイズ変動しか伴わない中間焦点領域２５がもたらされる。

従って、第３のコレクター結像ミラー２７₃に対する結像スケールβ₃も、結像スケールβ_1,20及びβ_2,70と比較して前と同じく小さい結像スケール差しかもたらされないように照明光１４のビーム角α₃に適応される。

各コレクター結像ミラー２７_nの結像スケールβ_nは、コレクター結像ミラー２７_n上の照明光１４のそれぞれのビーム角α_nに基づいて、最小結像スケールβ_n,minと最大結像スケールβ_n,maxとの間で変化する。１つの同じコレクター結像ミラー２７_n上のこれらの結像スケールの間の比β_n,max／β_n,minには、β_n,max／β_n,min≦２が適用される。実施形態に基づいて、この比は、≦１．９とすることができ、≦１．８とすることができ、≦１．７とすることができ、例えば、１．６７に等しいとすることができる。

図２に記載の実施形態において、各コレクター結像ミラー２７_nに対して正規化されたスケール変動β_n／β₀は、間隔［０．７５，１．２５］内に収まる。この場合β₀は、コレクター１５に対して全体的に所定の標準結像スケールである。

図３は、図１及び図２に記載のコレクター１５の代わりに使用することができるコレクターの更に別の実施形態２８を示している。図１及び図２を参照して上記で説明したものに対応する構成要素及び機能は同じ参照符号を有し、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

コレクター２８は、図２に関連付けて上記で説明したものに対応する設計を有する３つの内側コレクター結像ミラー２７₁、２７₂、及び２７₃を有する。３つのコレクター結像ミラー２７₁から２７₃によって９０°の最大ビーム角α_3,maxまでのビーム角度範囲αが得られ、すなわち、このビーム角度範囲は、図２に記載のコレクター１５のリングミラー２７₁から２７₃によって得られたものと同じビーム角度範囲である。

更に別のリングミラー２７_nの代わりに、コレクター２８は、放射線源領域３をその領域に位置し、すなわち、放射線源像領域３と一致するか又は放射線源像領域３に密接する放射線源像領域３’内で実質的に放射線源領域３自体の上に結像する球面光学系２９を有する。コレクター２８の場合に、これらの球面光学系２９も同じくリングミラーとして具現化され、放射線源領域３が照明光を放出する際の９０°と約１４０°の間のビーム角αの範囲を網羅する。球面光学系２９において、照明光１４は、実質的にそれ自体の上に反射して戻され、その後に、放射線源像領域３’から、図２に関連付けて上記で説明したようにコレクター結像ミラー２７₁から２７₃によって中間焦点領域２５に結像される。

図４は、中間焦点面１６内の照明光１４のビーム成分のｘｙ断面、すなわち、中間焦点領域２５のそれぞれの成分を通る断面を例示的に示している。

次に、図４ａは、コレクター結像ミラー２７₁によって小さいビーム角で、例えば、ビーム角α≦１０°で反射される照明光１４のビーム成分を示している。中間焦点領域２５内の関連の照明光１４の成分の直径は、任意単位で４．０である。この直径をＤ₀とも記す。

図４ｂは、コレクター結像ミラー２７₃によって９０°の領域内のビーム角αで中間焦点領域２５に結像される照明光１４のビーム成分に関する対応する直径を示している。同じ任意単位で、この照明光成分の直径は３．２である。この直径をＤ₉₀とも記す。

照明光１４の上述の成分の間の直径比Ｄ₀／Ｄ₉₀は、４．０／３．２＝１．２５である。従って、第１に図４ａに記載の小さいビーム角と、第２に図４ｂに記載の大きいビーム角とに関する中間焦点領域の面積比にＡ₀／Ａ₉₀＝１．５６が適用される。

図５は、図１に記載の投影露光装置１内で照明系２の代わりに使用することができる照明系の更に別の実施形態３０を示している。図１から図４を参照して上記で説明したものに対応する構成要素及び機能は同じ参照符号を有し、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

照明系３０は、コレクター３１を有する。

図５に記載の概略図は、視野ファセットミラー１７の２つの視野ファセット３２₁、３２₂を示しており、これらの視野ファセットは、更に、複数の個々のミラー３３から構成され、図５にはそのうちの３つの個々のミラー３３を各視野ファセット３２に対してそれぞれ示している。実際には、視野ファセット３２毎の個々のミラー３３の個数は、かなり大きいとすることができる。

実際には、視野ファセット３２の個数はかなり大きい。一例として、数百個の視野ファセット３２を視野ファセットミラー１７に存在させることができる。

更に図５は、照明チャネル３５₁及び３５₂を通して視野ファセット３２₁及び３２₂に関連付けられた瞳ファセットミラー２０の２つの瞳ファセット３４₁及び３４₂を略示している。

図１に記載の焦点領域２５に機能的に対応する下流焦点領域２５は、放射線源領域３の下流の照明光１４のビーム経路内のコレクター３１のコレクター結像ミラー３６₁、３６₂による放射線源領域３の第１の像を構成する。照明系３０では、下流焦点領域２５は、瞳ファセットミラー２０の領域に位置する。

瞳ファセット３４は、図５に略示するように、視野ファセット３２を互いの上に重ねる方式で物体視野５に結像する瞳ファセット伝達光学系の一部である。

コレクター３１と、照明系３０の照明光学系４の第１の構成要素、すなわち、視野ファセットミラー１７との間には狭窄領域３７が置かれる。狭窄領域３７内では、ＥＵＶ照明光１４のビーム全体の断面が、視野ファセットミラー１７上の断面と比較して少なくとも２倍だけ縮小され、２つの視野ファセット３２しか描示していない図５の概略図には、この縮小を正確な縮尺では再現していない。

狭窄領域３７は、コレクター３１のコレクター結像光学系の焦点領域を構成しない。焦点領域２５は、照明光１４のビーム経路内で下流に、すなわち、瞳ファセットミラー２０の領域に配置される。視野ファセットミラー１７は、狭窄領域３７と焦点領域２５の間の照明光１４のビーム経路に配置される。

コレクター３１のコレクター結像ミラー３６_nは自由曲面として具現化される。コレクター結像ミラー３６_nのミラー面３８は、コレクター結像ミラー３６_n上での照明光１４の最大入射角γ_maxが４５°よりも小さいように具現化される。コレクター結像ミラー３６_nの縁部輪郭は、視野ファセット３２_nの縁部輪郭と類似の実施形態を有する。

コレクター結像ミラー３６_nは、矩形の縁部輪郭を有する。これに代えて、特に弓形視野ファセット３２_nが使用される場合に、コレクター結像ミラー３６_nの湾曲した、例えば、部分リング形の縁部輪郭も可能である。

図６は、特にコレクター３１の代わりに使用することができるコレクターの更に別の実施形態３９の概略図を示している。図１から図５の状況、特に図５の状況で上述した構成要素及び機能は同じ参照符号を有し、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

コレクター３９は、９×９行列の方式で行と列の格子状に面充填される形態で密充填配置された合計で８１個のコレクター結像ミラー３６_nを有する。図６は、狭窄領域３７の下流のビーム経路にある視野ファセットミラー１７の方式の視野ファセットミラーに対する配置平面４０を描示している。図６には、視野ファセットミラー自体、更にその上における照明光１４に対する反射効果を描示していない。図６は、瞳ファセットミラー２０の方式にある瞳ファセットミラーが内部に配置されたこの図では斜視方式で描示した更に別の配置平面４１内に放射線源領域３の下流の照明光１４のビーム経路内で又はその光路に沿って放射線源領域３の最初の像としてコレクター結像ミラー３６_nによって生成される放射線源像４２_nの９×９格子が提供されるような一部のコレクター結像ミラー３６_nに対して例示的に描示した配置平面４０の背後の照明光１４のビーム経路の更に別の進路におけるコレクター結像ミラー３６_nの結像効果を示している。各放射線源像４２_nの場所には、瞳ファセットミラー２０の瞳ファセットが配置される。放射線源像４２_nの配置平面４１は、コレクター３９の中間焦点領域２５を構成する。図６は、放射線源領域３の下流に配置されたこの最初の中間焦点領域４１が、狭窄領域３７から空間的に分離されることを明確に示している。

図７は、第１にコレクター３９により、第２に１９×１９行列方式で配置されたコレクター結像ミラーを有する相応に設計された別のコレクターによって達成された照明光１４の遠視野変形を示している。異なる強度値Ｉを各場合に右に示すスケールに従ってハッチングしている。

図７ａ、図７ｂに記載の遠視野は、個々のコレクター結像ミラー３６_nにわたって案内された照明光１４の部分ビームが狭窄領域３７の下流で再度完全に離散したばかりの場所に存在する。この遠視野内では、いかなる遠視野点も、１よりも多いコレクター結像ミラー３６_nからの光を捉えない。従って、配置平面４０における視野ファセットミラーの配置により、視野ファセットは、１よりも多いコレクター結像ミラー３６_nによって反射された照明光１４による入射を受けることがなくなる。

狭窄領域３７を生成するためのコレクター結像ミラー３６_nのアラインメントの傾斜の結果として、全体的遠視野４３のタイル状オフセット部分別構成が遠視野内に現れる。図７ａに記載の９×９遠視野４３では、個々のコレクター結像ミラー３６_nに関連付けられる隣接部分遠視野４３_nにおける強度段差が、図７ｂに記載の１９×１９遠視野の場合のものよりも大きい。

与えられたコレクターサイズでのコレクター３９の方式での行列状に配置されたコレクター結像ミラー３６_nの個数が増大するときに、コレクターのサイズに対してより小さい狭窄領域３７の射出断面を有することができる。一例として、２０ｍｍ×２０ｍｍ又は他に４０ｍｍ×４０ｍｍの絶対寸法を有する狭窄領域３７の断面を達成することができる。

図８は、照明系２の代わりに投影露光装置１内で同じく使用することができる照明系の更に別の実施形態４４を示している。図１から図７を参照して上記で説明したものに対応する構成要素及び機能は同じ参照符号を有し、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

照明系４４のコレクター４５は、コレクター結像ミラー４６_nを有し、図８にはそのうちの合計で５つのコレクター結像ミラー、すなわち、最内側コレクター結像ミラー４６₁と、それに隣接する２つの中央コレクター結像ミラー４６₂、４６_2’と、更にそれに隣接する外側コレクター結像ミラー４６₃、４６_3’とを描示している。

最内側コレクター結像ミラー４６₁は、放射線源領域３から光軸ｏＡに対して２０°よりも小さいビーム角で放出される照明光１４の成分を結像する。更に、最外側コレクター結像ミラー４６₃、４６_3’によって結像されるビーム角は７０°よりも大きい。介在する中央コレクター結像ミラー４６₂、４６_2’は、介在するビーム角の照明光１４を結像する。

最内側コレクター結像ミラー４６₁の結像効果は、コレクター結像ミラー４６₁によって放射線源領域３の像として生成される中間フォーカス４７₁が、放射線源領域３から距離Ｆ₁の場所に配置されるようなものである。中間フォーカス４７₁は、光軸ｏＡ上に位置する。

中央コレクター結像ミラー４６₂、４６_2’によって生成される中間フォーカス４７₂、４７_2’は、放射線源領域３からの距離Ｆ₂を有し、この距離に対してＦ₂＞Ｆ₁が成り立つ。中間フォーカス４７₂、４７_2’は、光軸ｏＡからある距離の場所にある。

外側コレクター結像ミラー４６₃、４６_3’によって生成される中間フォーカス４７₃、４７_3’は、放射線源領域３からの距離Ｆ₃を有し、この距離に対してＦ₃＞Ｆ₂が成り立つ。中間フォーカス４７₃、４７_3’も同じく光軸ｏＡからある距離の場所にある。

中間フォーカス４７₁、４７₂、４７_2’、４７₃、４７_3’は、各場合に互いから空間的に分離される。

照明光１４のビーム全体の狭窄領域３７は、コレクター４５と、図８では前と同じく反射効果なく略示する視野ファセットミラー１７との間に位置する。

狭窄領域３７は、中間フォーカス４７の少なくとも一部のものから、すなわち、中間フォーカス４７₁、４７₂、及び４７_2’から空間的に分離される。従って、この実施形態においても、狭窄領域３７は、焦点領域２５と一致しない。

異なる焦点距離Ｆ₁、Ｆ₂、Ｆ₃の結果として、コレクター結像ミラー４６によって結像される照明光１４の異なるビーム角に起因して出現するコレクター結像ミラー４６の異なる結像スケールβ_Kは、中間フォーカス４７のサイズ変動が低減されるように補償される。

中間フォーカス４７は、瞳ファセットミラー２０の瞳ファセット上に、それに関連付けられた視野ファセット４８_nにより、瞳ファセット上の中間フォーカス４７の像が実質的に同じサイズを有し、断面に関して、例えば、３０％よりも小さく、２０％よりも小さく、１５％よりも小さく、１０％未満だけ異なるか、又は僅か５％未満だけ異なるように、異なるファセット結像スケールβ_Fで結像される。

第１の焦点領域、すなわち、中間フォーカス４７₁は、例えば、第１のファセット結像スケールβ_F1で結像される。第２の焦点領域、例えば、中間フォーカス４７₂、４７_2’は、第２のファセット結像スケールβ_F2で結像される。図８に記載の実施形態において、全体的な焦点領域２５は、空間的に分離された様々な中間フォーカス４７_nによって形成される。

図９は、コレクター結像ミラー４６_nと視野ファセット４８_nの間の関連性を示している。図９には、コレクター結像ミラー４６と視野ファセット４８に対して、関係性Ｆ_nの添字ｎを大きい数字としてそれぞれ描示している。中間フォーカス４７_nによる反転効果の結果として、視野ファセットミラー１７上にはこれらの添字が逆さに結像されている。

コレクター結像ミラー４６_nは、その縁部輪郭に関して、正方形実施形態、矩形実施形態、六角形実施形態、又は他に図１０に描示するように弓形実施形態を有することができる。次に、コレクター結像ミラー４６_nは、詳細には描示していない個々の弧面として、又は他に入射する２つの隣接弓形視野ファセット４８_nに対する二重弧面として形成することができる。１よりも多い視野ファセット４８_n、例えば、視野ファセット４８_nの群は、コレクター結像ミラー４６_nを通して照明光１４による入射を受けることができる。視野ファセット４８_nが行毎及び列毎に配置される限り、コレクター結像ミラー４６_nを通して照明光１４による入射を同時に受ける視野ファセット４８_nの群は、この視野ファセット配置の複数の列及び／又は複数の行に位置することができる。一例として、互いに隣に位置する弓形視野ファセット４８_nの２つの列は、図１０に記載のコレクター結像ミラー４６_nの縁部輪郭で照明することができる。

コレクター結像ミラー４６_nの個数は、５と２５の間にあるとすることができる。

図１１は、コレクター結像ミラー４６_nと視野ファセット４８_nの両方の３×３行列配置の場合にコレクター結像ミラー４６_nと視野ファセット４８_nの間で可能な関連性Ｆ_nを示している。図１１に記載の図は、光軸ｏＡに沿う視線方向で作図したものである。コレクター結像ミラー４６_nを大きい方の正方形として示し、視野ファセット４８_nを小さい方の正方形として示している。図９の場合と同様に、図１１においてもコレクター結像ミラー４６_nの添字は大きい数字として再現され、視野ファセット４８_nの添字はより小さい逆さまの数字として再現される。同じ添字は、それぞれのコレクター結像ミラー４６_nとそれぞれの視野ファセット４８_nとの対応する照明光照明チャネル３５_nを通じた関連性を示している。更に、それぞれの中間フォーカス４７_nの場所は、それぞれのコレクター結像ミラー４６_nと関連の視野ファセット４８_nとの間の照明チャネル内に描示している。

瞳ファセットミラー２０の瞳ファセットまでの照明光１４の全ての光路に関して、コレクター結像ミラー４６₁のコレクター結像スケールβ_Kと関連の視野ファセットのファセット結像スケールβ_Fとの積は、更に別のコレクター結像ミラー４６_nのコレクター結像スケールβ_Kと視野ファセットの関連のファセット結像スケールβ_Fとの積から２．５倍よりも大きくなく異なる。コレクター結像スケールと関連のファセット結像スケールとのスケール積のこの差は、照明系４５の実施形態に基づいて、最大で２．２５、最大で２．０、最大で１．９、最大で１．８、最大で１．７、最大で１．６、又は他に最大で１．５とすることができる。

図８に記載の視野ファセットミラー１７の視野ファセットは、焦点領域４７_nのうちの１つを瞳ファセットミラー２０の瞳ファセットのうちの１つの上にそれぞれ結像する視野ファセット伝達光学系の一部である。

ナノ構造化又は微細構造化構成要素、例えば、半導体メモリチップを生成するために、最初に、レチクル７と、照明光１４の光に感受性であるコーティングを有するウェーハ１２とが与えられる。次いで、投影露光装置１を用いてレチクル７の少なくとも一部分がウェーハ１２上に投影される。その後に、照明光１４に露光されたウェーハ１２上の感光層が現像される。放射線源の構成要素によって放出される随伴異質粒子は、狭窄領域内で抑制することができる。

３光源
４照明光学系
１７視野ファセットミラー
３１コレクター
３７狭窄領域

Claims

照明系（３０；４４）であって、
コレクター（３１；４５）によって集光されたＥＵＶ照明光（１４）を物体視野（５）まで案内する照明光学系（４）を有し、
前記コレクター（３１；４５）は、前記ＥＵＶ照明光（１４）を放射線源領域（３）から前記照明光学系（４）に伝達するように機能し、
前記照明光学系（４）は、
複数の視野ファセット（３２）を有する視野ファセットミラー（１７）と、
前記視野ファセット（３２）を互いの上に重ねる方式で前記物体視野（５）内に結像する瞳ファセット伝達光学系の一部である複数の瞳ファセット（３４）を有する瞳ファセットミラー（２０）と、
を有し、
前記コレクター（３１；４５）は、前記放射線源領域（３）をその下流に配置された焦点領域（２５）内に結像するコレクター結像光学系（３６）を有し、
前記放射線源領域（３）の後のビーム経路における前記コレクター結像光学系の該放射線源領域（３）の最初の結像が、前記焦点領域（２５）に起こり、
前記ＥＵＶ照明光のビーム全体についての狭窄領域（３７）が、前記焦点領域（２５）と一致せず、前記コレクター（３１；４５）と前記照明光学系（４）の第１の構成要素（１７）との間に位置しており、該狭窄領域は、該狭窄領域に隣接する上流部分ビーム経路よりも狭く、該狭窄領域に隣接する下流部分ビーム経路よりも狭い、ビーム経路の領域であり、この狭窄領域では、前記ＥＵＶ照明光（１４）の全体的ビームの断面が、前記視野ファセットミラー（１７）上の断面と比較して少なくとも２倍だけ縮小され、
前記狭窄領域と前記放射線源領域の下流に配置された前記焦点領域との間には部分ビーム経路が存在し、該部分ビーム経路内に前記狭窄領域の下流に配置された前記照明光学系の構成要素が配置される、
照明系（３０；４４）。
照明系（３０；４４）であって、
コレクター（３１；４５）によって集光されたＥＵＶ照明光（１４）を物体視野（５）まで案内する照明光学系（４）を有し、
前記コレクター（３１；４５）は、前記ＥＵＶ照明光（１４）を放射線源領域（３）から前記照明光学系（４）に伝達するように機能し、
前記照明光学系（４）は、
複数の視野ファセット（３２）を有する視野ファセットミラー（１７）と、
前記視野ファセット（３２）を互いの上に重ねる方式で前記物体視野（５）内に結像する瞳ファセット伝達光学系の一部である複数の瞳ファセット（３４）を有する瞳ファセットミラー（２０）と、
を有し、
前記コレクター（３１；４５）は、前記放射線源領域（３）をその下流に配置された焦点領域（２５）内に結像するコレクター結像光学系（３６）を有し、
前記放射線源領域（３）の後のビーム経路における前記コレクター結像光学系の該放射線源領域（３）の最初の結像が、前記焦点領域（２５）に起こり、
前記ＥＵＶ照明光のビーム全体についての狭窄領域（３７）が、前記焦点領域（２５）と一致せず、前記コレクター（３１；４５）と前記照明光学系（４）の第１の構成要素（１７）との間に位置しており、該狭窄領域は、該狭窄領域に隣接する上流部分ビーム経路よりも狭く、該狭窄領域に隣接する下流部分ビーム経路よりも狭い、ビーム経路の領域であり、この狭窄領域では、前記ＥＵＶ照明光（１４）の全体的ビームの断面が、前記視野ファセットミラー（１７）上の断面と比較して少なくとも２倍だけ縮小され、
前記焦点領域（２５）は、前記瞳ファセットミラー（２０）の領域に位置している、照明系。
前記コレクター結像光学系は、互いから別々に配置された複数のコレクターミラー（３６_n；４６_n）を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明系。
前記コレクターミラー（３６_n；４６_n）の少なくとも一部のミラー面（３８）が、前記視野ファセットミラー（１７）の視野ファセット（３２）又は視野ファセット群の縁部輪郭に幾何学的に類似である縁部輪郭を有することを特徴とする請求項３に記載の照明系。
前記コレクターミラー（３６_n；４６_n）は、矩形縁部輪郭を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の照明系。
前記コレクターミラーの少なくとも一部が、リングミラーとして構成されることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の照明系。
前記コレクターミラー（３６_n；４６_n）の少なくとも一部のもののミラー面が、楕円体であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の照明系。
前記コレクターは、前記放射線源領域（３）を該放射線源領域（３）の領域に位置する放射線源像領域（３’）に結像する球面光学系を有す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項に記載の照明系。
照明系（３０；４４）であって、
コレクター（３１；４５）によって集光されたＥＵＶ照明光（１４）を物体視野（５）まで案内する照明光学系（４）を有し、
前記コレクター（３１；４５）は、前記ＥＵＶ照明光（１４）を放射線源領域（３）から前記照明光学系（４）に伝達するように機能し、
前記照明光学系（４）は、
複数の視野ファセット（３２）を有する視野ファセットミラー（１７）と、
前記視野ファセット（３２）を互いの上に重ねる方式で前記物体視野（５）内に結像する瞳ファセット伝達光学系の一部である複数の瞳ファセット（３４）を有する瞳ファセットミラー（２０）と、
を有し、
前記コレクター（３１；４５）は、前記放射線源領域（３）をその下流に配置された複数の下流焦点領域（４７_n）内に結像するコレクター結像光学系（３６）を有し、
前記放射線源領域（３）の後のビーム経路における前記コレクター結像光学系の該放射線源領域（３）の最初の結像が、前記下流焦点領域（４７_n）に起こり、
前記視野ファセット（３２_n）は、前記下流焦点領域（４７_n）のうちの１つを前記瞳ファセット（３４_n）のうちの１つの上にそれぞれ結像する視野ファセット伝達光学系の一部であり、
前記ＥＵＶ照明光のビーム全体についての狭窄領域（３７）が、前記下流焦点領域（４７_n）と一致せず、前記コレクター（３１；４５）と前記照明光学系（４）の第１の構成要素（１７）との間に位置しており、該狭窄領域は、該狭窄領域に隣接する上流部分ビーム経路よりも狭く、該狭窄領域に隣接する下流部分ビーム経路よりも狭い、ビーム経路の領域であり、この狭窄領域では、前記ＥＵＶ照明光（１４）の全体的ビームの断面が、前記視野ファセットミラー（１７）上の断面と比較して少なくとも２倍だけ縮小される、
照明系（３０；４４）。
前記コレクター結像光学系は、
前記放射線源領域（３）が、その下流に配置された第１の焦点領域（４７₁）内に、該放射線源領域（３）とその下流に配置された該第１の焦点領域（４７₁）との間の光軸（ｏＡ）に対してビーム角（α）＜２０°で該放射線源領域（３）によって放出された前記ＥＵＶ照明光（１４）によって第１のコレクター結像スケール（β_K1）で結像され、
前記放射線源領域（３）が、その下流に配置されて前記第１の焦点領域（４７₁）から空間的に分離された第２の焦点領域（４７₃，４７_3’）内に、該放射線源領域（３）とその下流に配置された該第１の焦点領域（４７₁）との間の前記光軸（ｏＡ）に対してビーム角（α）＞７０°で該放射線源領域（３）によって放出された前記ＥＵＶ照明光（１４）によって第２のコレクター結像スケール（β_K2）で結像される、
ように構成される、
ことを特徴とする請求項９に記載の照明系。
前記視野ファセット伝達光学系は、
前記第１の焦点領域（４７₁）が、第１のファセット結像スケール（β_F1）で結像され、
前記第２の焦点領域（４７₃，４７_3’）が、第２のファセット結像スケール（β_F2）で結像され、
前記第１のコレクター結像スケール（β_K1）と前記第１のファセット結像スケール（β_F1）との積（β_K1×β_F1）が、前記瞳ファセット（３４_n）までの前記ＥＵＶ照明光（１４）の全ての光路（３５_n）に関して、前記第２のコレクター結像スケール（β_K2）と前記第２のファセット結像スケール（β_F2）との積（β_K2×β_F2）から２．５倍よりも大きくなく異なる、
ように構成される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の照明系。
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の照明系（２；３０；４４）を有し、
ＥＵＶ放射線源（３）を有する、
投影露光装置（１）。
ナノ構造化及び／又は微細構造化構成要素を生成する方法であって、
レチクル（７）を与える段階と、
照明光ビーム（１４）の光に感受性であるコーティングを有するウェーハ（１２）を与える段階と、
請求項１２に記載の投影露光装置を用いて前記レチクルの少なくとも一部分を前記ウェーハ（１２）の上に投影する段階と、
前記照明光ビーム（１４）によって露光された前記ウェーハ（１２）上の感光層を現像する段階と、
を含む方法。