JP5106692B2 - 投影リソグラフィのための照明光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、結像される物体が配置された物体視野を照明光で照明するための投影リソグラフィのための照明光学ユニットに関する。更に、本発明は、この種の照明光学ユニットを含む照明系、この種の照明系を含む投影露光装置、そのような投影露光装置を用いて微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素を生成するための生成方法、及びそのような生成方法によって生成された微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素に関する。

導入部に示した種類の照明光学ユニットは、ＷＯ ２０１０／０４９０７６ Ａ２及びＷＯ ２００９／０９５０５２ Ａ１から公知である。

ＷＯ ２０１０／０４９０７６ Ａ２ ＷＯ ２００９／０９５０５２ Ａ１ ＥＰ １ ２２５ ４８１ Ａ

本発明が対処する問題は、結像される物体の照明を柔軟なものにし、かつ所定の値に容易に適応可能なものにすることである。

本発明により、この問題は、請求項１に記載の特徴を含む照明光学ユニットを用いて解決される。

本発明により、視野ファセットミラーの上流に配置された個々のミラーアレイが、物体視野照明の設計において新しい自由度をもたらすことが認識されている。個々のミラーアレイは、多ミラーアレイ又はマイクロミラーアレイとして具現化することができ、特に、マイクロ電気機械系（ＭＥＭＳ）として具現化することができる。視野ファセットミラーのファセット及び／又は瞳ファセットミラーのファセットは、固定ファセット、すなわち、異なる傾斜位置の間で傾斜させることができないファセットとして具現化することができる。視野ファセットは、個々のミラーアレイの個々のミラーを割り当てられた瞳ファセット上に結像することができる。視野ファセットミラーの視野ファセットは、間に間隙空間が存在する不連続ファセット領域に配置することができる。互いに離間した個別ファセット領域は、互いに対してより大きな自由度数を有するように配置することができる。ファセット領域の不連続配列は、特に、視野ファセットミラーの上流の照明光のビーム経路が、異なる部分ビームに既に分割されている場合に使用することができる。視野ファセットミラーの視野ファセットは、これらの視野ファセットが小さい絶対傾斜角による個々のミラーの傾斜位置にある個々のミラーアレイの個々のミラーから受光するように視野ファセット全体として配置することができる。個々のミラーの群を異なる瞳ファセット上に結像する視野ファセットは、そのような照明幾何学形状を得る上で照明光が望ましい視野ファセットに達するように個々のミラーに対して必要な傾斜角が各場合に可能な限り迅速に得られるように配置することができる。

瞳ファセットミラーの瞳ファセットは、六方最密充填で配置することができる直交配列、すなわち、行と列で配置することができ、又は回転対称で配置することができる。瞳ファセットの配列は、例えば、歪曲効果を補正するために変形させることができる。

請求項２及び請求項３に記載の配列は、照明の柔軟性を得るのに特に適することが見出されている。

請求項４に記載の設計は、物体視野にわたる強度分布を補正する（均一性補正）のに非常に適することが見出されている。均一性の定義は、ＷＯ ２００９／０９５０５２ Ａ１に見出すことができる。

請求項５に記載の設計は、特に、物体視野上の位置に依存する物体照明の照明角度分布の設定を可能にする。この設計は、厳しい結像要件に対して使用することができる。

請求項６又は請求項７に記載の照明ビーム経路の設計は、視野ファセットへの個々のミラーアレイの個々のミラーの割り当てに特に適することが見出されている。そのような設計を使用すると、照明光の強度の強度分布の所定の方向に沿った、例えば、投影露光中に結像される物体の移動方向に対して垂直な依存性を事前に判断することができる。この設計は、強度分布を補正するのに使用することができる。

請求項８に記載の入射角（かすめ入射）は、個々のミラーアレイにおいて特に低い照明光損失しか伴わない反射を可能にする。配列は、個々のミラーが６５°よりも大きい入射角又は７０°よりも大きい入射角で照明されるようなものとすることができる。代替的に、照明光学ユニットは、個々のミラーが垂直入射の範囲にある入射角で照明されるように配置することができる。

請求項９に記載の湾曲基板上に個々のミラーを装着する段階は、個々のミラーが、個々のミラーアレイ上に発散的に同一の入射角で入射する放射線ビームを反射するように個々のミラーを配置する可能性をもたらす。曲率は、中立位置における個々のミラーの設定時にその結果が個々のミラーアレイから反射されるＥＵＶ放射線ビームの望ましいビーム形状に対応する形状であるように選択することができる。この形状は、特に、視野ファセットミラーの視野ファセットの全体の配列の構成に対応することができる。個々のミラーアレイにおける反射の後のＥＵＶ放射線ビーム内の望ましい強度分布は、個々のミラーアレイの基板の対応する曲率を用いて得ることができる。代替的に、個々のミラーアレイは、平坦な基板を有することができる。

請求項１０に記載の駆動可能傾斜範囲の設計は、中立位置から始めて、個々のミラーを広い傾斜範囲にわたって好ましい傾斜方向に傾斜させることを可能にする。この傾斜範囲は、例えば、２０°の傾斜角にわたって延びることができる。

請求項１１に記載の個々のミラーアレイの再分割は、大きい発散角度、すなわち、大きい開口数を有するＥＵＶ放射線ビームの反射を可能にする。個々のミラーアレイは、２つの区画に再分割することができる。より多くの区画も可能である。区画に再分割された個々のミラーアレイは、例えば、ウォルター光学系の場合に公知であり、特に、ＥＵＶ投影リソグラフィにおけるＥＵＶコレクターの場合に使用されるもののような入れ子構成を有することができる。

請求項１２に記載の視野ファセット領域への瞳ファセット領域の割り当ては、照明光学ユニットの系の効率又は反射効率を最適化し、従って、使用光の収量を最適化することを可能にする。連続瞳ファセット領域は、これらのファセット領域から所定の照明設定、例えば、二重極照明設定又は多重極照明設定のような極照明設定、環状照明設定、又は所定の最大照明角度を有する従来照明設定を確立することができるように選択することができる。そのような照明設定は、例えば、ＷＯ ２００９／０９５０５２ Ａ１から公知である。連続瞳ファセット領域は、可能な最高のエネルギ効率、すなわち、照明光学ユニットの可能な最良の照明光収量を有する照明設定を事前に判断することができるように選択することができる。

連続瞳ファセット領域は、瞳ファセットミラー上の扇形として具現化することができる。連続視野ファセット領域は、行と列の視野ファセット配列を有する視野ファセットミラーの列として具現化することができる。このようにして配置された連続視野ファセット領域を有する視野ファセットミラー内での視野ファセット行位置は、瞳ファセット領域の割り当て瞳ファセットの半径方向位置の尺度とすることができる。

請求項１３に記載の照明系、請求項１４に記載の投影露光装置、請求項１５に記載の生成方法、及び請求項１６に記載の微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素の利点は、本発明による光学ユニットを参照して上述したものに対応する。投影露光装置における放射線源としてＥＵＶ放射線源を使用することができる。

本発明の例示的な実施形態を図面を参照して下記でより詳細に説明する。

子午断面内に例示する照明光学ユニットと投影光学ユニットとを有するマイクロリソグラフィのための投影露光装置の非常に概略的な図である。 図１に記載の照明光学ユニットの個々のミラーアレイの区画と、視野ファセットミラーの割り当て視野ファセットと、瞳ファセットミラーの割り当て瞳ファセットとの間の伝達結像関係を個々のミラーアレイの個々のミラーの対応する傾斜を用いて設定することができる２つの異なる照明状況に対して概略的に例示の理由から示す図である。 図２に記載の照明状況の第１の場合の視野ファセットミラーの視野ファセットのうちの１つの照明を略示する図である。 図２に記載の第１の照明状況の場合の瞳ファセットのうちの１つの照明を示す図である。 照明の部分ビームが非常に大きいのでこれらのビームが複数の隣接視野ファセットによって区画的に反射される第２の照明状況における割り当て視野ファセットの照明を示す図である。 図５に記載の照明状況の場合の瞳ファセットの照明を示す図である。 ＥＵＶ放射線ビームによる個々のミラーアレイの照明の詳細内容を示す図である。 ＥＵＶ光線が印加される合計で６つの個々のミラーを有する個々のミラーアレイからの抜粋部分を示す図である。 異なる傾斜位置に例示している３つの個々のミラーを有する個々のミラーアレイからの抜粋部分を示す図である。 異なる傾斜位置に例示している３つの個々のミラーを有する個々のミラーアレイからの抜粋部分を示す図である。 異なる傾斜位置に例示している３つの個々のミラーを有する個々のミラーアレイからの抜粋部分を示す図である。 図７と類似の図により複数の別々のアレイ区画に再分割された個々のミラーアレイの更に別の実施形態を示す図である。 図３及び図５と類似の図により、ここでもまた個々のミラー群による２つの２個構成視野ファセット群の照明及びそれに続く割り当て瞳ファセット上への個々のミラー群の結像を投影露光中に結像される物体の移動方向に対して横向きの物体平面内での照明瞳ファセットに割り当てられた強度分布と共に例示する図である。 個々のミラーアレイからの抜粋部分の平面図である。 連続瞳ファセット領域への再分割を有する瞳ファセットミラーの概略平面図である。 図１５に記載の瞳ファセットミラーの瞳ファセット領域に割り当てられ、視野ファセットが連続視野ファセット領域に配置された視野ファセットミラーの概略平面図である。

図１は、マイクロリソグラフィのための投影露光装置１を子午断面図に非常に概略的に示している。投影露光装置１の照明系２は、放射線源３に加えて、物体平面６の物体視野５を露光させるための照明光学ユニット４を有する。

位置関係の説明を簡略化するために、以下では、図面内で直交ｘｙｚ座標系を使用する。ｘ軸は、図１の作図面と垂直にそれに向いて延びている。ｙ軸は、図１の上方に延びている。ｚ軸は、図１の右に向いて延びている。ｘ軸は、物体平面６と垂直に延びている。

下記の図の中からの代表的な図には、局所直交ｘｙｚ座標系を示しており、この場合、ｘ軸は、図１に記載のｘ軸と平行に延び、ｙ軸は、このｘ軸と共にそれぞれの光学要素の光学区域を張っている。部分的に、それぞれの光学要素の光学区域は、ｘｚ平面と平行にも張られる。

物体視野５は、例えば、１３／１のｘ／ｙアスペクト比を有する矩形又は弓形の方式で構成することができる。この場合、物体視野５に配置された反射レチクル７が露光され、このレチクルは、微細構造又はナノ構造の半導体構成要素を生成するために投影露光装置１を用いて投影される構造を保持する。レチクル７は、ｙ方向に従動方式で移動することができるレチクルホルダ８によって保持される。投影光学ユニット９は、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、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。ウェーハ１２は、投影露光中にレチクルホルダ８と同期してｙ方向に従動方式で移動されるウェーハホルダ１３によって保持される。

投影露光装置１の作動中に、レチクル７とウェーハ１２は、ｙ方向に同期して走査される。投影光学ユニット９の結像スケールに基づいて、レチクル７をウェーハ１２に対して反対の方向に走査することができる。

放射線源３は、５ｎｍと３０ｎｍの間の範囲で放出される使用放射線を有するＥＵＶ放射線源である。この放射線源は、プラズマ放射線源、例えば、ＧＤＰＰ放射線源（ガス放電生成プラズマ）又はＬＰＰ放射線源（レーザ生成プラズマ）とすることができる。他のＥＵＶ放射線源、例えば、シンクロトロン又は自由電子レーザ（ＦＥＬ）に基づくものも可能である。

放射線源３から射出し、図１で一点鎖線の主光線によって示しているＥＵＶ放射線ビーム１４は、コレクター１５によって集束される。対応するコレクターは、例えば、ＥＰ １ ２２５ ４８１ Ａから公知である。コレクター１５の下流では、ＥＵＶ放射線ビーム１４は、中間焦点面１６を通って伝播し、その後に、個々のミラーアレイ１７上に入射する。ＥＵＶ放射線ビーム１４の誘導の同様に可能な変形では、１つの中間焦点が存在するか又は複数の中間焦点が存在する。個々のミラーアレイ１７は、マイクロ電気機械系（ＭＥＭＳ）として具現化される。個々のミラーアレイ１７は、アレイ内で行列状の方式で行と列とに配置された複数の個々のミラー１８を有し、これらを図８から図１１に略示している。個々のミラー１８は、正方形又は矩形の反射面を有することができる。これらの反射面は、図１に記載の広域ｘｙｚ座標系のｘｚ平面に対して延びる平面にほぼ位置する。個々のミラー１８は、各場合にアクチュエータ１９に連結され、それぞれの個々のミラー１８の反射平面内の互いに対して垂直な２つの軸の回りに傾斜可能であるように設計される。全体として、個々のミラーアレイ１７は、約１００ ０００個の個々のミラー１８を有する。個々のミラー１８のサイズに基づいて、個々のミラーアレイは、例えば、１０００個、５０００個、７０００個、又は更に数十万個、例えば、５００ ０００個の個々のミラー１８を有することができる。個々のミラー１８は、それぞれの入射角及びＥＵＶ使用光の波長に対して最適化された高反射多層を有することができる。

個々のミラーアレイ１７の上流には、スペクトルフィルタを配置することができ、このスペクトルフィルタは、放射線源３の放出物のうちで投影露光に対して使用可能ではない他の波長成分から使用ＥＵＶ放射線ビーム１４を分離する。スペクトルフィルタは例示していない。個々のミラーアレイ１７の下流では、ＥＵＶ放射線ビーム１４は、視野ファセットミラー２０上に入射する。視野ファセットミラー２０は、物体平面６に対して光学的に共役な照明光学ユニット４の平面に配置される。

以下では、ＥＵＶ放射線ビーム１４を使用放射線、照明光、又は結像光とも呼ぶ。

視野ファセットミラー２０の下流では、ＥＵＶ放射線ビーム１４は、瞳ファセットミラー２１から反射される。瞳ファセットミラー２１は、照明光学ユニット４の入射瞳平面内又は入射瞳平面に対して光学的に共役な平面内のいずれかに位置する。視野ファセットミラー２０及び瞳ファセットミラー２１は、各場合にフライアイセルとも呼び、以下により一層詳細に説明する複数のファセットから構成される。この場合、視野ファセットミラー２０の再分割は、それ自体が物体視野５全体を照明する視野ファセット２２（図３、図５、及び図１３を参照されたい）の各々が正確に１つの個々のミラーに対応するようなものとすることができる。代替的に、視野ファセットの少なくとも一部又は全ては、複数のミラーを用いて構成することができる。同じことは、それぞれ視野ファセットに割り当てられ、各場合に個々のミラー又は複数のミラーによって形成することができる瞳ファセットミラーの瞳ファセット２３（図４、図６、及び図１３を参照されたい）の構成に相応に適用される。

ＥＵＶ放射線ビーム１４は、個々のミラーアレイ１７上に７０°よりも大きく（かすめ入射）、７５°よりも大きいとすることができる入射角で入射し、２つのファセットミラー２０、２１上に２５°よりも小さいか又はそれに等しい入射角で入射する。従って、ＥＵＶ放射線１０は、２つのファセットミラーに法線入射作動の範囲で印加される。かすめ入射による印加も可能である。瞳ファセットミラー２１は、照明光学ユニット４の投影光学ユニット９の瞳平面を構成する平面、又は投影光学ユニット９の瞳平面に対して光学的に共役な平面に配置される。瞳ファセットミラー２１を用い、かつ適切な場合には転送光学ユニットの形態にある下流の結像光学アセンブリ（図面には例示していない）を用いて、視野ファセットミラー２０の視野ファセット２２は、互いに重ね合わされて物体視野５に結像される。

個々のミラーアレイ１７は、視野ファセットミラー２０の上流のＥＵＶ放射線ビーム１４のビーム経路に、すなわち、照明光ビーム経路に配置される。

視野ファセットミラー２０の視野ファセット２２は、個々のミラーアレイ１７を区画的に瞳ファセットミラー２１上に結像する。この場合、様々な照明状況が可能であり、これを図３から図６及び図１３を参照して以下に説明する。

図３及び図４に記載の照明状況では、個々のミラーアレイ１７の個々のミラー１８の中からの特定のミラーから反射されたＥＵＶ放射線ビーム１４の個々のミラー部分ビーム２４は、視野ファセット２２のうちの正確に１つの上に入射する。

図３は、視野ファセット２２のうちの正確に１つの平面図を示している。視野ファセットミラー２０の視野ファセット２２は、物体視野５のｘ／ｙアスペクト比に対応するｘ／ｙアスペクト比を有する。従って、視野ファセット２２は、１よりも大きいｘ／ｙアスペクト比を有する。視野ファセット２２の長手ファセット辺は、ｘ方向に延びている。視野ファセット２２の短手ファセット辺は、ｙ方向に延びている。

図３に記載の照明状況の場合には、視野ファセット２２に全体で１１個の個々のミラー部分ビーム２４が印加される。個々のミラー部分ビーム２４は、視野ファセット２２にｘ軸に沿って整列して連続的に印加され、この場合、ＥＵＶ光が視野ファセット２２にｘ方向に連続して印加されるように、個々のミラー部分ビームは、ｘ方向に互いに部分的に重なる。個々のミラー部分ビーム２４は、視野ファセット２２のｙ広がりにほぼ対応する直径を有する。視野ファセット２２に互いに重ねて順次印加されるより多くの個々のミラー部分ビーム２４、例えば、１５個の個々のミラー部分ビーム２４、２０個の個々のミラー部分ビーム２４、２５個の個々のミラー部分ビーム２４、又は更に多くの個々のミラー部分ビーム２４も可能である。

図３に記載の視野ファセット２２は、視野ファセット２２に印加される個々のミラー部分ビーム２４が射出する個々のミラー１８を互いに横並びで瞳ファセット２３（図４に例示している）上に結像する。個々のミラーアレイ１７からの抜粋部分が、それに割り当てられた瞳ファセット２３上に視野ファセット２２を用いて結像される。個々のミラー１８の像は、瞳ファセット２３上で重なり合わず、互いに横並びで配置される。瞳ファセットミラー２１上の瞳ファセット２３の位置は、レチクル７の照明における照明方向又は照明角度を事前に決める。

以上により、図３及び図４に記載の照明状況の場合には、例えば、個々のミラーアレイ１７の１１個の個々のミラー１８の群が、正確に１つの瞳ファセット２３上に結像される。単一の瞳ファセット２３上に結像される個々のミラー１８のそのような群は、異なる個数の個々のミラー、例えば、個々のミラー部分ビーム２４に関連付けられた２個から５０個の個々のミラーを含むことができる。

図５及び図６に記載の照明状況の場合には、個々のミラー部分ビーム２５は、視野ファセット２２のｙ広がりの約３倍大きいｙ広がりを有する。従って、個々のミラー部分ビーム２５のそれぞれの１つは、ｙ方向に隣接する３つの視野ファセット２２を覆う。

３つの視野ファセット２２は、個々のミラー部分ビーム２５を反射する個々のミラーを互いに上下に位置する３つの瞳ファセット２３に結像し、これを図６に例示している。

図３及び図５に記載の照明状況の場合には、個々のミラー部分ビーム２４、２５、すなわち、特定の個々のミラー１８の照明スポットは、視野ファセットミラー２０上で重なる。

図２は、図３及び図４に記載のものに対応する照明状況を実線のビーム経路に示している。図２は、より明快な理解の目的で伝達における結像関係を示している。個々のミラー群ビーム２７は、個々のミラー１８（図２では個々に例示していない）の群２６を有する個々のミラーアレイ１７の区画から射出し、この個々のミラー群ビームは、図２の中央の視野ファセット２２によって図２の中央の瞳ファセット２３上に結像される。個々のミラー群ビーム２７は、図３に記載の個々のミラー部分ビーム２４の組合せとして理解することができる。

図２は、群２６の個々のミラー１８のアクチュエータ駆動による傾斜を用いて、この群から射出する光が３つの個々のミラー部分群ビーム２８、２９、３０に分割され、これらの個々のミラー部分群ビームが、視野ファセットミラー２０の３つの互いに隣接する視野ファセット２２に印加される状況を破線によって例示している。

この場合、中央の個々のミラー部分群ビーム２９は、図２に関連して最初に説明した照明状況と同じ経路を有する。従って、関係する個々のミラー１８を再配置しなくてもよい。従って、この個々のミラー部分群ビーム２９は、ここでもまた、図２の中央の視野ファセット２２によって図２の中央の瞳ファセット２３上に結像される。図２の上側の個々のミラー部分群ビーム２８は、図２の上部に例示している視野ファセット２２によって図２の上部に例示している瞳ファセット２３上に結像される。この上側視野ファセット２２の楔効果を図２に楔によって示している。この楔は、実際の光学楔ではなく、上側の個々のミラー部分群ビーム２８を図２の上側瞳ファセット２３の中心に印加させずに図２の上側区画に印加させる楔効果の図でしかない。個々のミラー部分群ビーム３０は、個々のミラー部分群ビーム２８に対して、図２の作図面と垂直に延びる対称平面Ｓに関して鏡面対称に進む。図２の下側視野ファセット２２の相応に反対の楔効果も、ここでもまた楔に示している。

従って、図２に記載の照明状況の場合には、全部を瞳ファセット２３のうちの１つ、すなわち、図２の中央の瞳ファセット２３上に結像することができる複数の個々のミラー１８を有する群２６が、複数の瞳ファセット２３、すなわち、図２に例示している３つの瞳ファセット２３上に群２６の個々のミラー１８の少なくとも一部の対応する傾斜によって結像されるような配列が存在する。

図１３は、個々のミラー部分ビーム３１が、視野ファセットミラー２０の視野ファセット２２のｙ広がりの約１．３倍に等しいｙ広がりを有する更に別の照明状況を示している。それぞれ互いに上下に位置し、このようにして組み合わされて視野ファセットブロックを形成する視野ファセット２２の２つのブロック３２、３３は、２つの一連の個々のミラー部分ビーム３１によって照明され、個々のミラー部分ビームは、ｘ方向とｙ方向の両方に重なる。

それぞれ組み合わされてブロック３２、３３を形成する２つの視野ファセット２２は、ｘ方向に延びてｙ方向に互いに上下に位置する２つの一連の個々のミラー部分ビームによって事実上完全に照明される。個々のミラー部分ビーム３１によるこの照明の重ね合わせ度は、２つの視野ファセット２２から構成される上側ブロック３２を図１３の下部に例示している２つの視野ファセット２２から構成されるブロックと比較した場合に、ｘ方向に沿って異なるプロフィールを有する。上側ブロック３２の場合には、個々のミラー部分ビーム３１は、小さいｘ値の場合及び大きいｘ値の場合よりも視野ファセットに沿って中間にあるｘ値の場合に高い程度で重なる。図１３の底部に例示している強度プロフィール３４は、物体視野５へのブロック３２の視野ファセット２２のｘ方向、すなわち、走査方向に対して垂直な結像に起因してもたらされる。

視野ファセットブロック３３の場合には、個々のミラー部分ビーム３１は、中間のｘ値の場合よりも小さいｘ値の場合及び大きいｘ値の場合に高い程度で重なる。図１３の底部に同様に例示している強度プロフィール３５は、物体視野５のｘ方向にわたってもたらされる。

視野ファセットブロック３２の２つの視野ファセット２２は、この視野ファセット２２に割り当てられた２つの瞳ファセット２３ａ、２３ｂを用いて物体視野５に結像される。視野ファセットブロック３３の２つの視野ファセット２２もまた、２つの更に別の瞳ファセット２３ｃ、２３ｄを用いて物体視野５に結像される。一方で２つの瞳ファセット２３ａ、２３ｂ及び他方で２つの瞳ファセット２３ｃ、２３ｄは、それぞれ互いに直接に隣接する。

視野ファセット２２又は視野ファセットブロック３２、３３上での個々のミラー部分ビーム３１の対応する重ね合わせ度を事前に判断することにより、物体視野５に向う照明光ビーム経路内で視野ファセット２２のうちの１つとこの視野ファセットに割り当てられた瞳ファセット２３とによって定められる各照明チャンネルに対して、ｘ方向の強度プロフィール依存性（例えば、図１３の強度プロフィール３４、３５を参照されたい）を個々に事前に判断することができる。その結果、このｘ依存性を所定の値に適応させることができる。

照明ビーム経路の設計は、各場合に瞳ファセット２３のうちの特定の１つの上に結像することができる複数の個々のミラー１８の群が、個々のミラーアレイ１７上で互いに重なり、特定の他の個々のミラー１８が複数の群に属し、すなわち、複数の瞳ファセット２３上に結像することができるようなものとすることができる。これを概略図１４を参照して下記でより詳細に説明する。図１４は、行と列で格子状に配置された個々のミラー１８を有する個々のミラーアレイ１７からの抜粋部分を示している。個々のミラーアレイ１７上で、図１４で２つの円形の線によって境界が定められた領域内に２つの個々のミラー群３６、３７が位置する。個々のミラー群３６内の個々のミラー１８は、全て瞳ファセット２３のうちの１つ、例えば、図１３の瞳ファセット２３ａの上に結像することができる。個々のミラー群３７の個々のミラー１８は、全て瞳ファセット２３の別のもの、例えば、図１３の瞳ファセット２３ｂの上に結像することができる。個々のミラー１８からの特定のミラー、すなわち、とりわけ個々のミラー１８_I及び１８_IIは、これらの群３６、３７の両方に属する。従って、個々のミラー１８_I及び１８_IIは、瞳ファセット２３ａ又は瞳ファセット２３ｂ上に任意的に結像することができる。この結像を提供する視野ファセット２２又は視野ファセットブロック３２、３３は、互いに隣接することができる。この場合、互いに接合する２つの視野ファセット２２のうちのいずれが照明されるかに関係なく、２つの望ましい瞳ファセット２３ａ、２３ｂの一方の上への結像が常に行われるので、個々のミラー１８_I及び１８_IIは、照明において、隣接する視野ファセットの間に存在する境界に誘導することができる。この場合、個々のミラー部分ビーム２５は、視野ファセット２２上の接合する視野ファセット縁部に対してある一定の距離を維持する範囲の隣接境界領域に位置決めすることができる。それによって系の効率が高まる。個々のミラー１８_I及び１８_IIの傾斜に基づいて、それぞれの個々のミラー部分ビームがもたらされる瞳ファセット２３を選択することができる。このようにして、異なる瞳ファセットの間で強度の再分配を実施することができる。

照明スポットとも呼ぶ個々のミラー部分ビーム２５及び個々のミラー部分ビーム３１は、視野ファセット２２上で短手ファセット辺に沿ってこの短手ファセット辺よりも大きい広がりを有する。図５に記載の照明状況の場合には、この広がり比は、約３である。図１３に記載の照明状況の場合には、広がり比は、約１．３である。広がり比は、１．１と５の間の範囲にあるとすることができる。

個々のミラー部分ビーム２４、２５、及び３１は、視野ファセット上で長手ファセット辺よりも小さくかつ長手ファセット辺に沿った広がり、すなわち、ｙ広がりを有する。個々のミラー部分ビーム２４、２５、３１のこのｘ広がりは、視野ファセットのｘ広がりよりも例えば２倍から２０倍小さいとすることができる。図３に記載の照明状況では、個々のミラー部分ビーム２４のｘ広がりは、視野ファセット２２のｘ広がりよりも約１０倍小さい。図５に記載の照明状況では、個々のミラー部分ビーム２５のｘ広がりは、視野ファセット２２のｘ広がりよりも約３倍小さい。図１３に記載の照明状況では、個々のミラー部分ビーム３１のｘ広がりは、視野ファセット２２のｘ広がりよりも約８倍小さい。

図７は、個々のミラーアレイ１７上のＥＵＶ放射線ビーム１４の入射角分布を示している。この図は、中間焦点面１６内の中間焦点から始まって、個々のミラーアレイ１７上の入射に至るまでのＥＵＶ放射線ビーム１４を示している。図７に記載の配列における個々のミラーアレイ１７の個々のミラー（個々には例示していない）は、７０°よりも大きく、例えば、８５°とすることができる入射角で照明される。図７に記載の配列では、個々のミラー１８の中立位置において、全ての個々のミラー１８が、許容範囲で同一の入射角で照明されるように、個々のミラー１８は、個々のミラーアレイ１７の湾曲基板３８上に装着される。この場合、個々のミラー１８の各々の中立位置は、関連付けられたアクチュエータ１９の無力位置である。個々のミラー１８の中立位置では、個々のミラーアレイ１７の湾曲した全体の面を図７に例示しているように達成することができるが、個々のミラー１８の中立位置において個々のミラーアレイ１７の平坦な基部面を設けることもできる。許容範囲は、例えば、±１°とすることができる。

図７は、第１のものが図７の左の端に配置された個々のミラーアレイ１７の個々のミラー１８のものであり、第２のものが図７の右の端に配置された個々のミラーアレイの個々のミラーのものである２つの入射角α₁及びα₂を示している。良好な近似でα₁＝α₂＝８５°が成り立つ。

図８は、個々のミラーアレイ１７の個々のミラー１８の傾斜の好ましい方向を示している。ほぼｘｚ平面に位置する個々のミラー１８の反射面の初期位置から始めて、ＥＵＶ放射線ビーム１４の光線３９によるかすめ入射に起因して、ｘ軸と平行な傾斜軸の回りに、図８では好ましくは反時計方向に傾斜が行われる。図８は、この傾斜を個々のミラー１８のうちの２つに基づいて例示しており、図８の右端にある個々のミラー１８₁が、例えば、図８の左に例示している３つの個々のミラー１８が取っている初期位置に対して、ｘ軸と平行な傾斜軸の回りに反時計方向に約１０°だけ傾斜されている。その傾斜位置では、個々のミラー１８１には、光線３９が容易に入射する。図８の右から第３のミラーとして例示している個々のミラー１８₂は、対応する角度絶対値だけ中立位置から始めてｘ軸と平行な傾斜軸の回りに時計方向に傾斜される。かすめ入射に起因して、そのような傾斜角は、光線３９の望ましい反射につながらず、従って、実際には個々のミラー１８は、図８に記載の図の時計方向には傾斜されないことが明らかになる。

図９から図１１は、各場合に、関連付けられたアクチュエータ１９を有する個々のミラー１８のうちの３つから構成される群を示している。アクチュエータ１９は、各々が、１対の固定電極４０と個々のミラー１８のミラー本体４１に固定して連結された電極ピン４２とを有する静電アクチュエータとして具現化される。図９は、例えば、図８の３つの左手の個々のミラー１８によって同様に取られる中立位置にある３つの個々のミラー１８を示している。この中立位置では、個々のミラー１８は、アクチュエータ１９を用いて得ることができる傾斜範囲の限界の一方の領域に位置する。中立位置では、電極ピン４２は、図９の左の電極４０の最も近くに隣接する。

個々のミラーアレイ１７の湾曲した基部面は、湾曲した基板３８（図７を参照されたい）上での個々のミラー１８の配列によって達成することができ、又は個々のミラーアレイ１７が平坦な基板を用いて構成される場合に、適切であれば個々のミラー１８のそれぞれの傾斜を用いて達成することができる。更に、個々のミラー１８の最大傾斜の場合に個々のミラーアレイ１７の湾曲面を設けることができる。この場合には、個々のミラー１８の反射面は、本質的に既に傾斜を示すことができる。

図１０は、アクチュエータ１９の無電圧状況を示している。この場合、電極ピン４２は、それぞれのアクチュエータ１９の電極４０の間の中心に位置する。この位置では、個々のミラー１８の反射面は、ｘｚ平面に対して約５°の角度を有する。

図１１は、アクチュエータ１９の電極ピン４２が、各場合に図１１の右に例示している電極４０の最も近くに隣接するそれぞれのアクチュエータ１９の位置を示している。この位置では、個々のミラー１８の反射面は、ｘｚ平面に対して１０°の角度を有する。

図１２は、上述の実施形態の個々のミラーアレイ１７の代わりに使用することができる別の構成の個々のミラーアレイ４３を示している。下記では、個々のミラーアレイ４３を個々のミラーアレイ１７と異なる箇所に関してのみ説明する。個々のミラーアレイ４３は、複数のアレイ区画、図示の実施形態では２つのアレイ区画４４、４５に再分割される。アレイ区画４４の各々は、個々のミラーアレイ１７と同様に、行と列で格子状に配置された複数の個々のミラーから構成される。２つのアレイ区画４４、４５は、全ＥＵＶ放射線ビーム１４の照明部分ビーム４６、４７でそれぞれ照明されるように配置される。このようにして、比較的高い開口数を有するＥＵＶ放射線ビーム１４でさえも、個々のミラーアレイ４３によって完全に受け渡すことができる。個々のミラーアレイ４３のアレイ区画４４、４５は、コレクター１５の代わりに使用されるコレクターに対するいわゆる入れ子コレクターからの基本形態に関して公知であるリングシェルとして構成することができる。そのような入れ子ミラー構造の一般的なウォルター幾何学形状を使用することができる。

物体視野５のｘ方向の強度分布又は強度プロフィールのこの事前判断は、物体視野照明の均一性を補正するのに光損失なしに使用することができる。ｘ方向のそれぞれの視野の位置、すなわち、それぞれの視野高さに依存してターゲット方式で照明角度分布を事前に判断することができる。

視野ファセットミラーの視野ファセットは、間隙空間が間に存在する不連続領域に配置することができる。図面内には視野ファセットミラーのそのような実施形態を示していない。間隙空間は、例えば、照明光が視野ファセットミラーの位置において遮光される位置に存在させることができる。

個々のミラーアレイ１７の個々のミラー１８を特定の連続瞳ファセット領域上に結像する視野ファセット２２は、これらの視野ファセット側で連続視野ファセット領域に配置することができる。この配列を図１５及び図１６を参照して以下により詳細に説明する。図１から図１４を参照して上述したものに対応する構成要素は、同じ参照番号を伴い、これらに対しては再度詳細には解説しない。

図１５は、合計で８つの扇形の連続瞳ファセット領域２１₁から２１₈に再分割された瞳ファセットミラー２１の実施形態の平面図を示している。更に、個々の瞳ファセット領域２１₁から２１₈を半径方向に更に再分割することができるが、図１５にはこの再分割を示していない。瞳ファセット領域２１_xには、図１５の最上部の瞳ファセット領域２１₁で始めてこの図の時計方向に高まる指標ｘによって順次番号が振られている。完全な扇形２１₁、２１₅を照明することにより、例えば、ｙ二重極の形態にある照明設定を提供することができる。瞳ファセット領域２１₃、２１₇の完全な照明は、相応にｘ二重極照明設定をもたらす。

複数又は多数の個別瞳ファセット２３が、各場合に瞳ファセット領域２１₁から２１₈に存在する。概略図１５にはこれを示していない。

図１６は、行及び列で配置された視野ファセット２２を有する視野ファセットミラー２０の実施形態の平面図を同様に示している。全体として、図１６に記載の例示的な図における視野ファセットミラー２０は、各々が２８個の視野ファセット２２を有する８つの列、すなわち、合計で２２４個の視野ファセット２２を有する。８つの列の各々は、連続視野ファセット領域２０₁から２０₈を表す。図１６では、これらの視野ファセット領域２０_xには、列毎に左から右に高まる指標ｘが付与されている。

瞳ファセット領域２１₁から２１₈への視野ファセット領域２０₁から２０₈の割り当ては、視野ファセット領域２０_iが、それぞれ瞳ファセット領域２１_i上に個々のミラーアレイ１７の個々のミラー１８を結像するようなものである。

それぞれの視野ファセット２２の行位置、すなわち、図１６に記載のｙ方向の視野ファセット２２の位置は、視野ファセット領域２０_iに割り当てられた瞳ファセット領域２１_iの割り当て瞳ファセット２３の半径方向位置の尺度である。図１５及び図１６に記載の実施形態では、この割り当ては、視野ファセット領域２０_i内で高まるｙ値を有する視野ファセット２２が、扇形の瞳ファセット領域２１_i内で拡大してゆく半径を照明するようなものである。それに応じて、視野ファセット領域２２₁内の最小ｙ値に割り当てられた視野ファセット２２（図１６を参照されたい）は、瞳ファセットミラー２１の中心の近くにあり、すなわち、中心の回りの最小半径における瞳ファセット領域２１₁内に位置する瞳ファセット２３を照明する。視野ファセット領域２０₁内の最大ｙ値に割り当てられた視野ファセット２２は、相応に、瞳ファセット領域２１₁内の外側部分において半径方向に右に位置する瞳ファセット２３を照明する。

例として、瞳ファセット領域２１_iへの視野ファセット領域２０₁の選択的な割り当てを用いて環状照明設定を提供することができる。これを図１６にハッチングによって強調表示しているファセット行領域２０_z ¹及び２０_z ²で例示している。視野ファセット行領域２０_z ¹内の全ての視野ファセット２２が照明された場合には、それによって全ての瞳ファセット領域２１₁から２１₈の半径方向に外側の領域内の環状照明がもたらされ、比較的大きい照明角度を有する対応する環状照明設定がもたらされる。全ての視野ファセット領域２０₁から２０₈にわたって行視野ファセット領域２０_z ²が照明された場合には、それによって全ての瞳ファセット領域２１₁から２１₈の半径方向に内側の領域内の照明がもたらされ、それに応じて比較的小さい照明角度を有する環状照明設定がもたらされる。

例として、視野ファセット領域２０₁及び２０₅が照明された場合には、それによって瞳ファセット領域２１₁、２１₅の照明及び従って上記に既に解説したｘ二重極照明設定がもたらされる。例示的に、図１６は、２つの視野ファセット行領域２０_z ¹、２０_z ²と比較して更に互いの間隔が広いハッチング線によって示す視野ファセット領域２０₃、２０₄の殆どの部分を含む視野ファセット列領域２０_sの照明を示している。視野ファセット列領域２０_sの照明は、瞳ファセット領域２１₃及び２１₄の照明、すなわち、瞳ファセットミラー２１の四分円ＩＶ内に重心を有する瞳照明をもたらすことになる。

視野ファセット領域２０₁から２０₈からの視野ファセット２２を適宜組み合わせることにより、他の照明設定、例えば、多重極照明設定又は所定の最大照明角度を有する従来照明設定を実現することも可能である。視野ファセット領域２０₁から２０₈をマクロブロックとも呼ぶ。

一般的に、瞳ファセット領域２１_iへの視野ファセット領域２０_iの割り当てにおいて、視野ファセット領域２２_iのうちの１つに互いに横並びで位置する視野ファセット２２が、同じく可能な限り互いに近く位置する瞳ファセット２３に割り当てられることは真である。互いに横並びで位置する視野ファセット２２の中心対称で配置された瞳ファセット２３への割り当ても可能である。一般的に、それぞれマイクロブロックとも呼ぶ瞳ファセット領域２１_iへの視野ファセット領域２０_iの割り当てにおいて、照明光学ユニット４がその系の効率に関して又はその反射効率に関して最適化される場合に、ファセット領域の位置及び／又は配列が考慮されるべきであることは真である。

投影露光中に、レチクル７と、ＥＵＶ放射線ビーム１４に対して感光性を有するコーティングを担持するウェーハ１２とが準備される。その後に、投影露光装置１を用いてレチクル７のうちの少なくとも１つの区画がウェーハ１２上に投影される。最後に、ＥＵＶ放射線ビーム１４によってウェーハ１２上で露光された感光層が現像される。このようにして、例えば、微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素が生成される。

４ 照明光学ユニット
５ 物体視野
７ 物体
１７ ミラーアレイ
２０ 視野ファセットミラー
２１ 瞳ファセットミラー

Claims (15)

1. 複数の視野ファセット（２２）を有する視野ファセットミラー（２０）を含み、
   複数の瞳ファセット（２３）を有する瞳ファセットミラー（２１）を含み、
   前記瞳ファセット（２３）が、該瞳ファセット（２３）に個々にそれぞれ割り当てられた前記視野ファセット（２２）を物体視野（５）の中に結像するように機能する、
   結像される物体（７）を配置することができる物体視野（５）を照明光で照明するための投影リソグラフィのための照明光学ユニット（４）であって、
   個々に従動方式で傾斜させることができる個々のミラー（１８）を有し、視野ファセットミラー（２０）の上流の照明光ビーム経路に配置された個々のミラーアレイ（１７）、
   を特徴とする照明光学ユニット。
2. 各場合に複数の個々のミラー（１８）の群が前記瞳ファセット（２３）のうちの１つの上に結像されるような配列を特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。
3. 各場合に前記瞳ファセット（２３）のうちの１つの上に結像させることができる複数の個々のミラー（１８）の群が、該群の該個々のミラー（１８）の少なくとも一部の前記傾斜させることによって複数の瞳ファセット（２３）上に結像されるような配列を特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。
4. 特定の個々のミラー（１８）の個々のミラー部分ビーム（２４；２５；３１）が前記視野ファセットミラー（２０）上で重なるような前記照明ビーム経路の設計を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
5. 各場合に特定の瞳ファセット（２３）上に結像することができる複数の個々のミラー（１８）の群（３６，３７）が、特定の個々のミラー（１８_I，１８_II）が同時に複数の群（３６，３７）に属し、すなわち、複数の瞳ファセット（２３）上に結像させることができるように、前記個々のミラーアレイ（１７）上で互いに重なるような前記照明ビーム経路の設計を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
6. 前記視野ファセット（２２）は、特定の個々のミラー（１８）の個々のミラー部分ビーム（２５；３１）が、前記視野ファセットミラー（２０）上で短手ファセット辺に沿って短手ファセット辺よりも大きい広がりを有するような前記照明ビーム経路の設計を用いて１よりも大きいアスペクト比、すなわち、長手ファセット辺と短手ファセット辺を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
7. 前記視野ファセット（２２）は、特定の個々のミラー（１８）の個々のミラー部分ビーム（２４；２５；３１）が、前記視野ファセットミラー（２０）上で長手ファセット辺に沿って長手ファセット辺よりも小さい広がりを有するような前記照明ビーム経路の設計を用いて１よりも大きいアスペクト比、すなわち、長手ファセット辺と短手ファセット辺を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
8. 前記個々のミラー（１８）が６５°よりも大きい入射角（α）で照明されるような配列を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
9. 前記個々のミラー（１８）は、該個々のミラー（１８）の中立位置において該個々のミラー（１８）の全てが許容範囲内で同一の入射角（α）で照明されるように、前記個々のミラーアレイ（１７）によって湾曲基板（３８）上に装着されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
10. 前記個々のミラー（１８）は、駆動可能傾斜範囲を有し、各場合の該個々のミラー（１８）のうちの１つの傾斜アクチュエータ（１９）が、該傾斜範囲全体が該傾斜アクチュエータ（１９）の電極（４０，４２）間の静電引力によって得られるように具現化され、該個々のミラー（１８）は、前記中立位置において前記静電的に達成可能な傾斜範囲の縁部の一方の領域に位置することを特徴とする請求項９に記載の照明光学ユニット。
11. 前記個々のミラーアレイ（１７）は、それらを各場合に放射線ビーム（１４）全体の一部（４６，４７）で照明することができるように配置された複数の互いに別々の区画（４４，４５）に再分割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項に記載の照明光学ユニット。
12. 前記個々のミラーアレイ（１７）の個々のミラー（１８）を特定の連続瞳ファセット領域（２１₁から２１₈）上に結像する視野ファセット（２２）が、連続視野ファセット領域（２０₁から２０₈）に配置されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
13. 請求項１２に記載の照明光学ユニット（４）を含み、かつ
    露光されるウェーハ（１２）を配置することができる像視野（１０）の中に物体視野（５）を結像するための投影光学ユニット（９）を含む、
    ことを特徴とする照明系。
14. 請求項１３に記載の照明系を含み、かつ
    放射線ビーム（１４）のための放射線源（３）を含む、
    ことを特徴とする投影露光装置。
15. パターン化構成要素を生成する方法であって、
    感光材料で構成された層が少なくとも部分的に付加されたウェーハ（１２）を準備する段階と、
    結像される構造を有するレチクル（７）を準備する段階と、
    請求項１４に記載の投影露光装置（１）を準備する段階と、
    前記レチクル（７）の少なくとも一部を前記投影露光装置（１）を用いて前記ウェーハ（１２）の前記層のある一定の領域上に投影する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。

Images