JP4990287B2 - 波長が１９３ｎｍ以下の照明システム用集光器 - Google Patents

Description

本発明は、光源から放射された光を受光し、平面のある領域を照明する、波長が１９３ｎｍ以下、好ましくは１２６ｎｍ以下、特に好ましくは、波長がＥＵＶ領域の照明システム用集光器に関する。

集光器は、少なくとも一つの第１のミラーシェル又は第１のシェル部と、第２のミラーシェル又は第２のシェル部とを有し、光を受光すると、集光器の後部の光路に存在する面に第１の照明と第２の照明を提供できるようになっている。

更に、本発明は、特に上記の集光器を備えた照明システム、本発明の照明システムを備えた投影露光装置、及び微細構造体を露光する方法も提供する。
（関連出願のクロスリファレンス）

本明細書は、米国特許商標局に２００５年１０月１８日出願の米国仮出願第６０／７２７，８９２号に基づく優先権を主張する。米国仮出願第６０／７２７，８９２号の内容は、参照により本明細書に全体が包含される。

光源から放射された光を集光し、ある面のある領域を照明するため、光源から放射された光を受光する物体側開口と、共通の回転軸を中心として回転対称に配置された複数のミラーシェルと、を有し、各ミラーシェルに物体側開口に対応する環状開口要素が設けられた、集光器が複数の出願に開示されている。集光器後部の光路に配置された平面の被照射領域は、環状要素から構成されている。この種の集光器は、例えば、米国特許出願第２００３−００４３４５５Ａ１に記載されている。米国特許出願第２００３−００４３４５５Ａ１に記載の集光器は、被照射面の環状要素が重ならず広範囲に連続している。

このような米国特許出願第２００３−００４３４５５Ａ１に記載された種類の集光器を、例えば、国際出願第ＷＯ９９／５７７３２号又は第ＷＯ０２／０６５４８２号に記載のマイクロリソグラフィー、例えば、ＥＵＶリソグラフィー用の照明光学系に用いた場合、照明が環状であることから、照明システムの幾何学的な光損失が約４０％と極めて高い、即ち、集光器によって集光された光の４０％以上がフィールドラスタ要素に受光されないという課題があった。更に、かかる光学系は、照明システムのフィールド面の走査積分の均一性を観察してみると、シェル全体の寄与を均等に加算する際、これらの加算の工程及び被照射フィールドの均一性は、個々のシェルの照明の寄与に極めて強く依存し、個々のシェルの照明寄与の変化、例えば、集光器シェルの熱変形又は集光器シェルの反射層の劣化などにより、均一性が大きく影響されるというさらなる課題もあった。

本発明は、上述の技術的課題、特に国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ ０２／００６０８号又は米国出願第２００３−００４３４５５Ａ１号に記載の課題を解決することを目的とする。更に、米国出願第２００３−００４３４５５Ａ１号に開示された光学系に対して、光損失を最小化する、例えば、マイクロリソグラフィー用照明システムに利用可能な集光器を提供する。

本発明のさらなる態様によると、従来技術で公知の集光器を用いた場合に集光器シェルの熱変形又は集光器シェルの層の劣化による照明システムのフィールド面の均一性の大きな変化を最小化する。

本発明の第一の態様では、入れ子状集光器、即ち、相互に入り込んだ少なくとも二つのミラーシェルを有する集光器において、ミラーシェルを、回転対称の部分と回転対称でない部分を有する閉じた鏡面とすることによって光損失を最小化する。二つのミラーシェルを相互に入り込んで配置した集光器を、入れ子状集光器と呼ぶ。

本明細書において、閉じた鏡面とは、相互に連結した面を意味する。相互に連結した面とは、循環する方位角が０から２πの面をいう。

さらなる実施の形態では、回転対称な部分は、例えば、回転双曲面の第１の部位として構成される第１の部分と、例えば、回転楕円面の第２の部位として構成される第２の部分とを有する。回転対称でない部分は、例えば、第２の部分に加える、又は減ずる。部分の形状は、これらの部位によって決定する。或いは、回転対称でない部分を第１の部位、又は両方の部位に加える、又は減じてもよい。

上述の実施の形態に代えて、第１の面と隣接する第２の面からなる集光器を提案する。隣接するとは、二つの面がある幾何学的な距離を有し、繋がっていないことを意味する。面が入れ子状の構成の場合、即ち、相互に入れ込んでいる場合、これは相互に半径方向に離間する二つの面を有する構成となる。

二つの面の各々は、各々の面のポイントで軸によって定義され、各々のポイントの距離はこの軸に対して定義する。座標系の軸を各面に対する軸としてみなす。ｚ軸に対して垂直に、極座標で半径ｒと方位角Φで定義することができるｘ−ｙ面が延在する。回転対称な面で、面のポイントの距離は、ｚ軸に依存するｚ軸のみの関数として、即ち、ｚ方向の面の形式で、面関数Ｋ（ｚ）によって表される。ｚ方向に垂直な面の曲率は、半径Ｋ（ｚ）を有する円として表される。このような面の例として、回転双曲面、回転楕円面、回転放物面、又は一般的な回転体の面が挙げられる。回転放物面の場合、例えば、ｚ軸に対して垂直な曲率関数は、ｚ軸に沿って異なる場所で半径を有する円弧として以下のように表される。
Ｋ（ｚ）＝ａｚ^２＋ｂｚ＋Ｚ_０
ここで、ａ、ｂ又はＺ_０は、ゼロの値をとることもできる。

ｚ軸に沿った曲率は、二次微分Ｋ”（ｚ）で表される。

面の曲率は、一般的に、ｚと方位角Φの関数であり、方位角は０と２πの間を変動できる。閉じた面を表す場合、方位角Φは０から２πの値をとる。シェル部のみを表し、閉じた鏡面を表さない場合、方位角Φは０と２πの値、例えば、π／２からπの間の値をとる。従って、面は一般的な形式では、ｚと方位角Φに依存する面関数Ｋ（ｚ，Φ）で表すことができる。即ちＫ（ｚ，Φ）は、方位角Φにおいて割り当てられたｚ軸の位置の距離Ｋ（ｚ，Φ）の面上のポイントの垂直距離を表す。

照明システムの光損失は、光を受光する集光器が少なくとも二つの隣接する面を有し、各々の面が一以上の光源の放射特性と、面の被照射面に適した面関数Ｋ（ｚ，Φ）を具備することによって、最小化することができる。

少なくとも二つの隣接する面には、各々ｚ軸を割り当てることができる。第１の面には、第１のｚ軸、第２の面には第２のｚ軸を割り当てる。第１のｚ軸と第２のｚ軸は同一であってもよい。この場合、二つの鏡面は共通のｚ軸を有することになる。第１のｚ軸と第２のｚ軸は、空間的に異なって割り当てられてもよいが、この場合は平行に延在する。更なる変形態様として、第１のｚ軸と第２のｚ軸をお互いにある角度をもって連結することも可能である。

閉じた鏡面の代わりにシェル部を用いる場合、シェル部を空間的に延伸させて、好ましくは、フィールドラスタ要素を配置した平面に異なる照明を照射することができる。異なる瞳ラスタ要素を二重ファセット照明システムの異なるフィールドラスタ要素に割り当てることによって、フィールドファセットによる異なる照明によって異なる瞳照射を実現できる。

本発明のさらなる実施の形態では、ミラーシェルは対称軸を有する。対称軸は全てのミラーシェルに対して共通の対称軸であってもよい。

好ましくは、少なくとも一つのミラーシェルは対称軸に対して対称であってもよく、ｎ回対称であってもよい。ここでｎは整数である。例えば、ｎが２の場合は二回対称である。２回対称の場合、１８０度回転した後、対称軸を中心として同一であり、３６０度回転すると元の位置に戻る。シェルは対称軸に対して切った断面が二回対称、例えば、楕円形状である。或いは、三回対称、四回対称、五回対称、六回対称、七回対称、八回対称も可能である。四回対称の場合、９０度回転した場合に同一であり、六回対称では、６０度回転した場合に同一であり、八回対称では、４５度回転した場合に同一である。

入れ子状集光器光学系は、光源からの光を受光する常に最小の集光開口ＮＡ_ｍｉｎと、中央掩蔽部を有するため、散乱光を遮断する利点をもって、共通の軸に最も近接したミラーシェルの内部に絞りを設けることができる。

好ましくは、集光器は、集光器が被照射面に配置されたファセット光学素子のラスタ要素から集光した光の５０％を上回る、特に６０％を上回る、さらに好ましくは７０％を上回る、特に好ましくは８０％を上回る、一層好ましくは９０％を上回る、特に好ましくは９２％を上回る、更に好ましくは９５％を上回る光を受光するように構成する。

さらなる態様では、光源からの光を被照射面の第１の照明に導く第１のミラーシェル又は第２のシェル部と、光を面の第２の照明に導く第２のミラーシェル又は第２のシェル部とを、第１の照明と第２の照明が相互に距離を有するように構成する。好ましくは、第１の照明と第２の照明の間のこの距離は１ｍｍを上回る。

特に、鏡、又は鏡部の配置によってこの距離を、鏡又は鏡部の熱変形によって異なる被照射領域が重なることのないように選択する。更に、例えば、光源の放射特性の変化によってもこのような重なりが起こらないことを確実にする。

実験から約１２０ケルビンの光源で集光器シェル又は集光器シェル部の加熱による熱変形によって、フィールド面、即ち、照明システムの第１ファセット光学素子が配置された面の照明が約５ｍｍ移動又は広がることが知られているので、この距離は更に好ましくは、５ｍｍを上回ることが好ましい。集光器の変形は、面１１４の被照射面の外形又は被照射フィールド内部のエネルギー分配には影響を与えない。

本発明の更なる態様によると、照明システムの面の複数のラスタ要素を第１の領域に配置した照明システムを提供できる。照明システムは、更に、光源の光を受光して、複数のラスタ要素を配置した面の第２の領域に照射する集光器を有する。集光器は、第２の領域が第１の領域を完全に覆うように構成されている。

特に有利な本発明の実施の形態では、第１の領域に第１の面Ｂと第２の領域に第２の面Ａを有する。好ましくは、集光器から照射する第２の領域への距離は、第１のラスタ要素が設けられた領域の大きさより大きく、好ましくは、以下の関係とする。

、特に

これによって、第１の領域を、ラスタ要素を配置した第１の面Ｂによって広範囲に覆って照射するので、幾何学的な光損失は最小化する。

本発明の更なる態様では、集光器を、面の照明が、回転対称でない照明、例えば、ほぼ長方形の照明、特に正方形の照明となるように構成する。このようにして照明Ａの形状をフィールドラスタ要素の形状に合わせることによって、米国特許出願第２００３−００４３４５５Ａ１号に記載の光学系では４０％を上回る幾何学的な光損失を、３０％を下回る、好ましくは２０％を下回る、特に好ましくは１０％を下回るように構成できる。

回転対称から逸脱した、フィールドラスタ要素を有するファセット光学素子を設けた面の照明は、結果として、フィールドラスタ要素によって形成される光源の像を非点収差をもって結像される、即ち、光源の像が歪められ、ポイントの形状から逸脱する。こうして光損失が発生する。好ましくは、個々のフィールドラスタ要素が非球面性、例えば、非球面の鏡を有するようにする。こうして光源の結像の非点収差を補正することができる。好ましくは、第１のファセット光学素子の複数のフィールドラスタ要素において、個々のフィールドラスタ要素の非球面性を、フィールドラスタ要素によって形成される光源の像が広範に歪みのなく瞳面に結像するように適合させる。広範に歪みがないとは、例えば、光源の像のボケ、又は歪みが、例えば、例えば、瞳面５ｍｍの径で瞳面で最大で１００μｍ、即ち、最大で光源の像の径の２％となるように、例えば、瞳面に光源を結像することをいう。

本発明の特に好ましい実施の形態では、フィールドラスタ要素を有する第１のファセット光学素子は、非球面性の異なる少なくとも二つのフィールドラスタ要素を有する。

第１の実施の形態では、集光器のシェルを閉じた面、例えば、軸（ＨＡ）を中心に相互に入り込んで配置したシェルとして構成する。このような構成を、一般的に入れ子状の構成と呼ぶ。

閉じた面は、個々の集光器シェルが、例えば、非点収差をもって変形した場合、ほぼ長方形の照明を面に生成する。

ほぼ長方形、好ましくは正方形の照明を面に生成する、本発明の実施の形態では、集光器シェルによって表示できる回転対称の部分は、回転対称でない部分に重なるため、このような非点収差の変形が得られる。

幾何学的な光損失は、このように面が広範に長方形となる照明では、３０％を下回る、特に２０％を下回る、更に好ましくは１０％を下回る。

閉じた集光器シェルを有するこのような集光器の構成に代えて、集光器を個別のシェル部から構成することができる。

これらのシェルは、光源から被照射面へ進むほぼ光路上に、光源から可能な限りの光を受光し、被照射面に広範に長方形の照明を生成するように配置されている。特に好ましくは、個々のシェル部によって実行される照明が、相互に距離を持ち、この照明の距離によって、個々のシェル部の寄与が光源の熱変形又は放射の変化によって重なることのないようにする。好ましくは、この距離は１ｍｍを上回る、更に好ましくは５ｍｍを上回る。

照明システムにこのような複数のフィールドラスタ要素を有する第１のファセット光学素子に隣接して複数の瞳ラスタ要素を有する第２のファセット光学素子を備えたシェル部を有する集光器を使用して、第１の複数のフィールドラスタ要素には各々、第１の割り当てに従って複数の瞳ラスタ要素の各々を割り当て、第２の複数のフィールドラスタ要素には各々、第２の割り当てに従って複数の瞳ラスタ要素の各々を割り当て、シェル部を異なる位置に移動することによって、フィールドファセットと瞳ファセットの割り当てを変更して、照明システムの射出瞳で射出瞳の照明を変更することができるようにする。

これは、例えば、米国特許第６，６５８，０８４Ｂ２号に記載の様々な設定を行う構成を用いて調整できるようにすることができる。

このような構成によって光損失のみならず、照明の設定を変更できることは明らかである。

シェル部を様々な位置に移動することによって、射出瞳の照明を変更する調整を行う代わりに、光学的調整を実行することもできる。光学的調整部を用いる場合、集光器を閉じたミラーシェルを有する集光器として構成することもできる。光学的調整部は光路上の、好ましくは、第１のファセット光学素子の前方に配置する。光学素子がとる位置に応じて、第１のファセット素子の異なる領域が照射される。第１ファセット光学素子のフィールドラスタ要素を、異なる瞳ラスタ要素に割り当てるため、光学的調整部を用いて異なるフィールドラスタ要素を選択することによって、瞳ラスタ要素を選択して、例えば、照明システムの射出瞳の設定を調整することができる。光学的調整部は、例えば、軸を中心に回転可能に設けられたリッジ鏡でもよい。第１の調整で鏡は、例えば、集光器のみによって受光された光束を反射する。リッジ鏡は平面鏡としても作用する。リッジ鏡は、第２の調整で、集光器によってリッジ鏡に照射された光束を、第１のファセット光学素子の異なる領域を照射する二つの光束に分割する。異なるフィールドラスタ要素が異なる瞳ラスタ要素に割り当てられているため、これによって、瞳照射、例えば、射出瞳の設定を調整することができる。

単一の光学素子を異なる位置に移動させる代わりに、異なる鏡要素を光路に移動させ、光をフィールドファセット鏡の異なる領域に導いてもよい。このようにして、様々な設定調整を行うことができる。

第１ファセット光学素子のフィールドラスタ要素を配置した面の中又は面の近傍に鏡部を有する集光器の構成又は集光器のミラーシェルを変形させて、ほぼ長方形の照明を形成する代わりに、本発明の代替の実施の形態では、集光器が、ファセット光学素子を設けた面の前の面にほぼ環状の照明を生成する、個別の集光器シェルを有してもよい。このほぼ環状の照明は、環状照明が形成され、ファセット光学素子が配置された面の前方の光路に光学素子を移動させることによって、ほぼ長方形の照明に変換することができる。

第１の実施の形態では、このような光学素子として、例えば、非球面鏡を用いることができる。

或いは、米国特許出願第２００２−０１８６８１１Ａ１号に記載のように、光学的効果を有する回折格子を集光器からファセット光学素子を配置した面への光路上に配置することができる。回折格子の光学的効果によって、ほぼ環状の照明を、フィールドラスタ要素を有するファセット光学素子を配置した面ではほぼ長方形の照明に変換する。更に、回折格子によって、例えば、米国特許出願第２００２−０１８６８１１Ａ１号に記載のように、同時にスペクトルフィルタリングを実行して、回折格子の後方の光路上に配置した照明システムに、例えば、１３．５ｎｍの使用波長の光のみが照射されるようにしてもよい。使用波長の光とは、本明細書では、マイクロリソグラフィー投影露光装置で、物体面に照射する物体、例えば、レチクルを、例えば、投影対物光学系によって像面に結像する波長の光をいう。

好ましくは、本発明による照明システムは、広範に等方性の放射特性を有する光源を具備する。等方性の放射を行う光源、即ち、全ての空間方向に同等量のエネルギーを放射することができる光源は、面、例えば被照射面において、光源から受光する角度が同等の部位には同等の面積に相当し、これらの面には一定のエネルギー密度で照射が行われる、本発明の集光器によって実現できる。

当業者には、本発明の範囲を逸脱せずに、上述の個別の例を組み合わせて様々な個別の態様が可能であることは明らかである。

以下、実施の形態を用いて本発明を詳細に説明する。

図１を参照して、本発明に従って利用可能な、例えば、マイクロ電子部品から製造された投影露光装置の原理を説明する。投影露光装置は、光源又は光源の中間像１を有する。光源１から放射された光は、複数のミラーシェルを有する集光器３によって集光される。図示の投影露光装置では、集光器に続いて、平面鏡３００で構成される他の光学素子が設けられている。集光器によって平面鏡に入射した放射は、特に、ウェーハステージが設けられた、物体面１１４の機械部品及び光学部品が配置された構造空間に導かれる。物体面１１４は、フィールド面とも呼ばれる。平面鏡３００は、屈折型スペクトルフィルタ要素として構成してもよい。この種の屈折型スペクトルフィルタ要素は、例えば、米国特許出願第２００２−０１８６８１１Ａ１号に開示された回折格子でもよい。光源１の中間像Ｚの近傍に設けられた絞り３０２とともに、この種の回折格子要素は、望ましくない放射、例えば、所望とする波長を上回る波長の放射が絞り３０２の後方に配置された照明システムの一部に入射することを防止できる。特に使用する波長と等しくない波長の放射、ＥＵＶマイクロリソグラフィー投影露光装置の場合、例えば、１３．５と等しくない波長の放射が、絞り３０２の後部に配置された光学系に入射しないようにすることができる。

絞り３０２は、間焦点Zの近傍にバルブを配設して、光源と集光器３、及び回折格子として構成される平面鏡３００を有する空間３０４を続く照明システムから、さらに、３０６からも空間的に分離する働きをすることができる。二つの空間は、圧力によって分離することもできる。このようにして、空間を分離する、又は圧力を用いて分離することによって、光源１で発生したダストが絞り３０２の後方に配設された照明システムに入ることを防止することができる。

集光器３によって集光された光は、平面鏡３００を介して、複数の第１のラスタ要素、いわゆる、フィールドファセット又はフィールドラスタ要素を有する鏡１０２に導かれる。本例では、第１のラスタ要素は平面で構成されている。ファセットされた鏡１０２内又はファセットされた鏡１０２の近傍の平面１０３の照明は、図２に示す技術構成のように、ほぼ円形とすることができ、集光器のミラーシェル毎に一つの円環状の領域が照射され、平面１０３では、個々の円環状の領域が隣接する円環状の領域とほぼ直接連なる。米国特許出願第２００３−００４３４５５Ａ１に記載の技術構成のような、かかる集光器用の照明を図２に示した。或いは、本発明によると、回転対称ではない、例えば、変形したミラーシェルを有する集光器を設けて、フィールドラスタ要素を有する第１の光学素子１０２を配設して、平面の照明を回転対称ではなく、例えば、ほぼ長方形とすることができる。このような照明については、例えば、図３又は図４ｄに示す。変形したミラーシェルを結う得る集光器は、例えば、図４ｂに示す。

或いは、回転対称でないミラーシェルを有する集光器を用いない場合、即ち、回転対称なミラーシェルを有する集光器を設けながらもほぼ長方形の照明を生成する場合、光路において集光器の後方に配置される、例えば、光学素子３００などの光学部品が、図６及び図７に示す照明を形成するように構成して引き継がせることができる。この場合、例えば、鏡３００は、図６に示すように、非球面に構成される。

照明システムは、例えば、米国特許第６，１９８，７９３ Ｂ１号に開示のもののように二重ファセット型照明システムであり、フィールドラスタ要素を有する第１の光学部品１０２と、瞳ラスタ要素を有する第２の光学部品１０４とを備える。瞳ラスタ要素（図示されてない）を有する第２の光学部品１０４は、瞳面１０５とも呼ばれる、さらなる面に、またはさらなる面の近傍に設けられる。

光源から射出された光は、フィールドラスタ要素を有するファセット光学素子１０２によって複数の光束に分割される。各フィールドラスタ要素は第２の光学素子の一つの瞳ラスタ要素に正確に割り当てられている。米国特許出願第２００２−０１３６３５１Ａ１号に記載のように、この割り当てが照明システムの射出瞳の照明を決定する。照明システムの射出瞳は、一般的に、物体面１１４における被照射フィールドの中心フィールド点に進む主光線（ＣＲ）の投影光学系の光学軸ＨＡとの交点によって決定される。この射出瞳を、本実施の形態では、参照番号１４０で示す。光学素子１０６、１０８、１１０は、物体面１１４のフィールドを形成するように作用する。物体面１１４のフィールドは、一般的に、円弧形状である。物体面１１４には、照明装置３０６によって照明され、投影対物光学系１２８によって像面１２４に結像される、レチクル（図示されていない）が配置される。走査システムは、物体面１１４に配置されたレチクルを１１６で示す方向に走査することができる。照明システムの射出瞳は、投影対物光学系１２８の入射瞳と一致する。

代替の、図示していない本発明の実施の形態では、フィールドラスタ要素、又は、フィールドファセットは、物体面の被照射フィールドの形状を有するようにして、物体面のフィールドの形状を決定するようにしてもよい。このような照明システムは、例えば、米国特許第６，１９５，２０１号に記載されている。物体面のフィールドの形状が、例えば、円弧形状の場合、ファセットも同様に円弧形状に構成する。

図１に示すＥＵＶリソグラフィーの分野で使用するマイクロリソグラフィー投影露光装置は、使用波長が、例えば、１３．５ｎｍで完全反射型、即ち、フィールドラスタ要素がフィールドファセット鏡で構成され、瞳ラスタ要素が瞳ファセット鏡で構成されている。

フィールドラスタ要素を配置する平面の照明が回転対称でなく、例えば、ほぼ長方形の照明の場合、光源の像は瞳面、例えば射出瞳に、対象に忠実ではなく、歪曲されて結像される。これは、非球面のフィールドラスタ要素（図示されていない）によって補償できる。第１の光学素子の異なるフィールドラスタ要素は、それぞれ照明によって生じる光源像の結像の歪みを補償するために必要な、異なる非球面性（Ａｓｐｈａｒｉｚｉｔａｔ）を有することが好ましい。

図示の実施の形態の投影対物光学系１２８は、例えば、米国特許第６，６００，５５２Ｂ２号に記載の構成で、６つの鏡１２８．１、１２８．２、１２８．３、１２８．４、１２８．５、１２８．６を有する。

投影対物光学系１２８は、物体面１１４に配置されるレチクル（図示されていない）を像面１１４に結像する。

図１に示す第１の光学素子１０２の面１０３の照明の分配を図２に示す。集光器によって照明された全領域Ａ１は、最も外側のミラーシェルに起因する境界４００．１と最も内側の開口要素に起因する内側境界４００．２によって画定される。

ほぼ回転対称のミラーシェルでは、図１の面１０３の照明が円形となることが認められる。さらに、図１の第１のファセット光学素子１０２のフィールドファセット４０２が認められる。個々のフィールドファセット４０２は、支持部に配置された鏡要素である。フィールドファセット４０２は、図示の実施の形態では、ほぼ長方形である。基本的に、フィールドファセットは他の形状、例えば、上述のように円弧形状を有することもできる。

図２に示す構成では、被照射領域の幾何学的な光損失は、フィールドファセットが配置された面の面積と比較して、略４０％である。

幾何学的な光損失を減少するため、本発明によると、図１の面１０３の照明を、フィールドファセット５０２の長方形の形状に合わせるようにしている。このようにして図１に示すフィールド面１０３の最適化した照明を図３に示す。図１の面１０３のほぼ長方形の照明Ａ２もまた、最も外側の境界５００．１と内部境界５００．２を有する。図３のフィールドファセットには、参照番号５０２を付している。

フィールドファセットを長方形に構成した場合、図３に示す、面１０３のほぼ長方形、特に、ほぼ正方形の照明では、幾何学的な光損失、即ち、フィールドファセットによって受光されない光の割合が、１０％を下回るまで減少した。

面１０３のほぼ長方形の照明は、様々な手法で実現できる。図４ａ〜図４ｄに示す第１の形態では、図１の集光器３は、お互いに一つの回転軸を中心に相互に入れ込んで配置した閉じた鏡面を有する。

個々の集光器シェルの非点収差の目的とする変形は、このようなほぼ長方形の照明を得ることによって可能である。図４では、集光器シェル６０２．１、６０２．２、６０２．３、６０２．４、６０２．５の内側、即ち、光学軸ＨＡの方向に向かう変形を６０５で示し、外側、即ち、光学軸ＨＡから離れる方向に向かう変形を６０７で示す。矢印６０５及び６０７は、変形した集光器面に対して垂直である。これについては後述する。

図４ｃに、変形していない、共通の回転軸ＨＡに対して回転対称な、複数のミラーシェル６００．１、６００．２、６００．３、６００．４、６００．５を有する集光器の面１０３の照明を示す。共通の回転軸は対称軸でもある。図４ｃに示す図１の面１０３の照明は、中央掩蔽部７００と、図４ａに示す、軸ＨＡに対してほぼ回転対称な集光器のミラーシェル６００．１、６００．２、６００．３、６００．４、６００．５にそれぞれが対応する照明Ａ３．１、Ａ３．２、Ａ３．３、Ａ３．４、Ａ３．５とで特徴付けられる。照明Ａ３．１、Ａ３．２、Ａ３．３、Ａ３．４、Ａ３．５も円形であり、小さな間隙をもってほぼ直接的に繋がっている。第１の光学素子のフィールドファセットが設けられた面１０３は、図２に示すように照明される。

個々のシェル６０２．１、６０２．２、６０２．３、６０２．４、６０２．５は、詳細を後述するが、図４ｂに示すように、変形しており、図１の面１０３の照明は図４ｄのようになる。図４ｄに示す照明は、ほぼ長方形形状であり、中央掩蔽部７０２と、図４ｂに示す変形したミラーシェルにそれぞれ対応する照明Ａ４．１、Ａ４．２、Ａ４．３、Ａ４．４、Ａ４．５を有する。図４ｄに示す正方形の照明は、閉じた鏡面を変形させて、例えば、後述する集光器シェルの設計によって得ることができる。図５ａを参照して説明する。図５ａは、軸ＨＡに沿ったミラーシェルの断面図である。集光器シェルは、第１の双曲線状の鏡部と、双曲線状鏡部に連なる楕円形鏡部とからなる、光学軸ＨＡに対して回転対称な本体基部から構成される。双曲線状の第１の鏡部８００は、双曲面を光学軸ＨＡを中心に回転させて得られる。第２の回転対称な楕円形鏡部は、図５で参照番号８０２を付し、鎖線で示す。回転対称な楕円形鏡部も、軸ＨＡを中心に回転させて得られる。

本体基部の二つの回転対称な部分、即ち、第１の双曲線状の部分８００と第２の楕円形部分８０２は、以下の関数で表すことができる。

ここで、ｋは円錐定数であり、ρは頂部の曲率である。これらのパラメータ及び面のｚ境界Ｚ_１及びＺ_２を以下の表１に示す。

表１ 回転対称ミラーシェルのデータ
上記の表１に示す集光器シェルは、遠方フィールドに図４ｃに示す環状照明を生成する。

遠方フィールドの照明を正方形にするためには、回転部分を回転対称から所定分逸脱させる。これは、本体基部の垂直方向への補正として表すことができる。本明細書では、垂直方向とは、ミラーシェルの存在する位置から垂直の方向とする。図５ａに、このような垂直ベクトルｎを様々な位置について示す。

図５ａにさらに、ｘ−ｙ−ｚ座標系及び円筒座標系ｒ、Φで、面１０３でほぼ長方形の照明を得ることができる、回転座標からの逸脱について説明する。回転対称でない部分、すなわち、楕円形部分の補正については、円筒座標で以下の関数で表す。

回転対称な本体基部の各ポイントにおける垂直ベクトルをｎで表す。さらに、回転体の回転軸をｚ軸として、ｚ軸に対して垂直な面の方位角をψで表す。補正の量を表す寸法ｆ（ｚ，φ，ａ）は、図示の実施の形態では、ｚに対して線形であり、集光器端部で最大値をとる。この場合、寸法は定数である。図４ｄに図１の面１０３の照明の概略を示す。

或いは、回転対称でない部分を第１の双曲線状鏡部８００（図示してない）、又は二つの鏡部に、加算又は減算してもよい。

さらに、一つの鏡を、上述のように、部分的に回転対称な部位と部分的に回転対称でない部位とを含む、複数の部位から構成することもできる。部位は一様に連結してもよいし不連続に連結してもよい。前者の場合、例えば、一体の鏡として構成し、後者の場合は複数の部位を組み合わせた鏡として構成してもよい。

上述の実施の形態に代わって、図５ｂに示すように、任意の照明を生成することができるように、集光器８５２は、後述する二つの面８５０．１、８５０．２を含む、少なくとも一つの変形した鏡面を有するようにしてもよい。

集光器の二つの面８５０．１、８５０．２はそれぞれ、軸８５４．１、８５４．２と各軸に対応する面関数によって規定される。ここで、軸とは、各面に対してｚ軸８５４．１、８５４．２をいう。各ｚ軸８５４．１、８５４．２に対して垂直にｘ−ｙ平面８５６．１、８５６．２が延在し、これによって各面が半径ｒと方位角φで定義することができる。各面８５０．１、８５０．２の面関数Ｋ１、Ｋ２は、一般的には、それぞれのｚ座標と方位角Φの関数であり、方位角Φは０と２πの間を変動することができる。閉じた面を表す場合、方位角Φの値は０から２πの値をとる。鏡面が閉じておらず、鏡部のみを表す場合、方位角Φの値は０から２πの間の値、例えば、π／２からπの値を取る。このため、面は、最も一般的な形では、ｚと曲率Ｋ（ｚ，Φ）に依存する方位角φで表すことができる。ここで、第１の面８５０．１の面関数をＫ１（ｚ，Φ）とし、第２の面８５０．２の面関数をＫ２（ｚ，Φ）とする。

当然ながら、二つ以上の面、例えば、３つ、又は４つの面を有する集光器も想到可能である。

図５ｃに示すように、図５ｂに示す、ｚ軸を８５４．１と定義して、ｚ軸に対してｚ方向に不連続に結合した２つの面８５０．１、８５０．３を有する、不連続な鏡面の特徴とを組み合わせて集光器を生成してもよい。二つの不連続に結合した面８５０．１、８５０．３である複数の面に隣接して、集光器は一体の面８５０．２を含んでもよい。図５ｃにおいて、図５ｂと同様の構成には同様の参照番号を用いる。

図示の実施の形態では、少なくとも二つの隣接する面は各々、一つの局所的なｚ軸が割り当てられている。具体的には、第１の面は第１のｚ軸８６０．１が、第２の面は第２のｚ軸８６０．２が割り当てられている。ここで、第１のｚ軸８６０．１と第２のｚ軸８６０．２は、角度δで連結している。

第１のファセット光学素子が配置された面１０３にほぼ長方形、好ましくは正方形の照明を形成するため、集光器シェルを個別に変形する代わりに、図６に示すように、光源１０００からファセット光学素子近傍の面１１０３への光路において、非球面の鏡１１０５を配設することができる。非球面の鏡１１０５は、面１００５で複数のミラーシェルを有する集光器１００３によって生成されたほぼ環状の照明１００７を、面１１０３ではほぼ長方形の照明１００９に変換する。

これは、図１に示す投影システムでは、例えば、鏡３００を非球面鏡として構成することによって実現できる。

図７に、集光器１００３に直接隣接する面１００５のほぼ環状の照明１００７を、光学的効果を有する回折格子１３０２を用いて、フィールドラスタ要素を有する第１の光学素子を配置する面１１０３においてほぼ長方形、好ましくは正方形の照明１０１１に変換する、本発明の代替の実施の形態を示す。回折格子１３０２によって、光に第１次の回折次数の回折が行われる。使用波長に相当しない波長部分を有する回折次数がゼロ次の光は、絞りによって照明システムに入射することを防止できる。使用波長は、物体面の物体を像面に像として結像することができる、マイクロリソグラフィー投影露光装置が使用する波長である。ＥＵＶリソグラフィーの使用波長として例えば、１３．５ｎｍの波長が挙げられる。

図７の実施の形態では、図６と同様の構成には同様の参照番号を付している。図７に示を達成するためには、図１の照明システムにおいて、鏡３００を光学的効果を有する回折格子として設計することができる。

従来技術で使用する集光器のさらなる課題は、個々のミラーシェルの照明がほぼ直接結合してしまう点にある。２つのシェルついて、図８ａに、米国特許出願第２００３−００４３４５５Ａ１に記載のかかる集光器を、ｘ−ｚ面の断面で示す。光源を参照番号１１００で、第１のシェルを参照番号１１１２．１で、第２のシェルを参照番号１１１２．２で示す。さらに、第１の集光器シェル１１１２．１によって受光される第１の放射束１１１８．１及び第２の集光器シェル１１１２．２によって受光される第２の放射束１１１８．２の周辺放射を１１１４．１、１１１４．２、１１１６．１、１１１６．２で示す。閉じたシェルが回転対称の関係となる対称軸Ｓに最も近接する第２のミラーシェル１１１２．２の周辺放射１１１６．２が、図８ａに示す集光器によって光源１１００を集光することができる最小の集光開口ＮＡ_Ｍｊｎを決定する。より小さな角度の光は、集光器によって受光できない。散乱光が集光器を通過することを防止するため、対称軸に最も近接した第２のミラーシェル１１１２．２の内側には、絞りＢを設けている。二つの放射束１１１８．１、１１１８．２は、シェル１１１２．１、１１１２．２で反射されて、ほぼ図１に示す面１０３に相当する、面１１０３の領域Ａ５．１とＡ５．２を照射する。

図８ａのｘ−ｚ断面から明らかなように、面１１０３の二つの照明はほぼ直接に結合する。二つの照明の間の間隙は僅かであり１ｍｍを下回ることは、個々の反射型シェルの最終的な厚さに起因する。即ち、面１１０３における第１の照明と第２の照明の間の距離は１ｍｍを下回る。図８ａの光学系における面１１０３のｘ−ｙ方向の照明を図８ｂに示す。

図８ｂから個々の環状部位Ａ５．１、Ａ５．２、Ａ５．３、Ａ５．４、Ａ５．５が明らかに認められる。個々の環状部位は面１１０３において相互にほぼ直接連結している。図８ｂにも照明の対称軸ＳＭＡを示す。

図８ａでは、第１のミラーシェルと第２のミラーシェルのみを示したが、図８ｂには、さらなるミラーシェル、すなわち、第３のミラーシェル、第４のミラーシェル、第５のミラーシェルも示す。

図８ｃでは、第１、第２、第３のシェルについて、照明Ａ５．１の第１のシェル、照明Ａ５．２の第２のシェル、照明Ａ５．３の第３のシェルの走査経路、即ち、ｙ方向に積分したエネルギーＳＥ（ｘ）を示す。走査積分エネルギーを、第１のシェルについては参照番号ＳＥ１で、第２のシェルについては参照番号ＳＥ２で、第３のシェルについては参照番号ＳＥ３で示す。走査積分エネルギーとは、上述のように、フィールド面１１４の環状の被照射フィールド面のｙ軸に沿って、個々のミラーシェルについて集計したものである。図１に、フィールド面の局所座標系を示す。図１から認められるように、ｙ方向は、積分の方向でもあり、図１に示す走査モードで駆動する環状フィールド投影露光装置の走査方向である。

図８ｃから分かるように、走査積分したエネルギーＳＥ（ｘ）の合計は、均等に遷移するが、個々のミラーシェルの寄与はない。

これは、個々のミラーシェルの熱変形、又は個々のミラーシェルの反射率の変化によって、走査積分の均一性が強く変動することを意味する。この問題を解決するため、本発明は、第１のシェルにより照射される領域と第２のシェルにより照射される領域の間に、照射されない領域を設ける、即ち、各ミラーシェルの熱変形によって照明が重なることのないように第１の照明と第２の照明との間に距離を設ける、さらなる態様を提案する。このようにして走査積分の均一性を一層確保することができる。

図９ａに、第１のミラーシェル１２１２．１及び第２のミラーシェル１２１２．２の被照射領域Ａ６．１と被照射領域Ａ６．２の間に距離ＡＢを設けたシステムのｘ−ｚ断面を示す。図８ａと同様の構成には同様の参照番号に１００を加えた参照番号を付す。シェル１２１２．１、１２１２．２は、面１１０２で被照射領域の間の距離を設けるのみでなく、図９ｂに示すほぼ長方形の照射領域を形成する、変形した集光器シェルが好ましい。さらに、最も内側の集光器シェル、ここでは第２の集光器シェル１２１２．２によって受光することが可能な最小集光開口ＮＡ_ｍｉｎを示す。散乱光の通過を防止する絞りＢも示す。本実施の形態では、閉じた、回転対称でないミラーシェルの共通の対称軸であるｚ軸も記す。

図９ｂに、合計で３つのミラーシェル、即ち、第１のミラーシェル、第２のミラーシェル、第３のミラーシェルの照明を示す。第１のシェルの被照射領域をＡ６．１、第２のシェルの被照射領域をＡ６．２、第３のシェルも被照射領域をＡ６．３で示す。第１のミラーシェルの被照射領域Ａ６．１と第２のミラーシェルの被照射領域Ａ６．２の間の距離をＡＢ１とし、第２のミラーシェルＡ６．２と第３のミラーシェルの被照射領域Ａ６．３の間の照明されない領域をＡＢ２とする。距離ＡＢ１と距離ＡＢ２は、ミラーシェルの変形、例えば、熱変形によって、フィールドファセットを有する第１のファセット光学素子が配設された面１１０３の被照射領域が重なることのないように算出されている。照明は、対称軸ＳＭＡを有する。ここで、照明の対称軸ＳＭＡは、四回対称軸である。

図９ｃに、面１１０３の第１のミラーシェルの照明Ａ６．１のフィールドファセットの構成を示す。個別のフィールドファセットを参照番号１３００で示す。全フィールドハニカム１３００は、実線１３２０．１、１３２０．２で囲まれた照明Ａ６．１の内部に存在する。照明Ａ６．１に存在するフィールドハニカム、又はフィールドファセット１３００は完全に照明される。本例では、照明は長方形に行き渡り、フィールドファセットの形状は長方形となる。フィールドファセットは、鎖線１３１０．１、１３１０．２で囲まれた領域１３１０に存在する。この領域は面Ｂを包含する。照明、即ち、第１のミラーシェルによって照射される領域Ａ６．１は、面Ａを有する。図９ｃに示すように、フィールドファセットを配置する領域１３１０が、例えば、第１の集光器シェルによって照射される領域Ａ６．１によって隠れる場合、第１のミラーシェルに起因する照明は、幾何学的な光損失が最小化される。図９ｃから明らかなように、照明Ａ６．１の隅領域Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８は、ラスタ要素が配置されていない領域である。好ましくは、領域１３１０が完全に照明されるが、照明が領域１３１０の面Ｂの１．２倍を上回らない場合は、領域１３１０の面Ｂ及び照明Ａ６．１の面Ａは、例えば、第１のミラーシェルによって、以下の関係とする。

、好ましくは

上述の例では、領域の照明について、入れ子状集光器の第１のミラーシェルによって詳細に説明した。当業者であれば、他のミラーシェル、又は面の全てのミラーシェルによって照射される領域全てに応用可能であることは明らかである。領域全体についても、例えば、個別のミラーシェルの部分を加算することによって上述の関係が成り立つ。第２のミラーシェル及び第３のミラーシェルによる照明については、第２のミラーシェルについては参照番号Ａ６．２を、第３のミラーシェルについてはＡ６．３を付している。

図９ｄに、被照射フィールドの形状に適合するフィールドラスタ要素を有する第１の光学部品と、このフィールドラスタ要素による照明を示す。既に説明したように、物体面の被照射フィールドの形状を有するフィールドラスタ要素、又はフィールドファセットは、例えば、米国特許第６，１９５，２０１号に記載されている。米国特許第６，１９５，２０１号では、物体面のフィールドの形状は円弧形状であり、個々のフィールドファセットも同様に円弧形状で構成されている。個々の円弧形状のフィールドファセットを参照番号１３５０で示す。円弧形状のフィールドファセットは、鎖線１３６０．１、１３６０．２によって囲まれる領域１３６０に配設される。本実施の形態において、円弧形状のフィールドファセット１３５０は、延在する長方形の領域に設けられるので、集光器による、フィールドファセット要素が配設された面の照明Ａ６ａ．１も同様に延在する長方形の形状となる。図９ｄでは、非限定的な、一つのミラーシェルのみを備えた、閉じた面を有する集光器による照明を示す。既に説明した長方形のフィールドファセットの場合のように、複数の集光器を用いてもよいことは明らかである。さらに、円弧形状の要素の他の構成、例えば、図１０ｂ．２に示す長方形のフィールドハニカム、又はフィールドファセットなどのブロックも可能である。

フィールドファセットは、波長が１９３ｎｍ以下、或いは１００ｎｍ、特に、１５ｎｍ以下のＥＵＶ波長領域のマイクロリソグラフィー用の反射型の、図１に示す照明システム、又は投影露光装置で実施することができ、同様に反射型の個別のファセットミラーでも実施可能である。また、図１に示すＥＵＶ波長領域のリソグラフィー用投影露光装置では、例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。

閉じたミラーシェルを有する本発明の実施の形態の代わりに、シェル部のみを集光器に組み込むこともできる。この構成を図１０ａに示し、シェル部によって、フィールドファセット又はフィールドラスタ要素を有する第１ファセット光学素子を配設した面を照明する構成を１０ｂに示す。

第１のシェル又は鏡部を参照番号１４００．１、１４００．２で、第２のシェル又は鏡部を参照番号１４００．３、１４００．４で示す。図１０ｂ．１、図１０ｂ．２に、フィールドラスタ要素を有する第１ファセット要素を配設した面の４つの被照射領域を示す。図１０ｂ．１に、長方形のフィールドファセットを備えた一実施の形態を示す。ここで、鏡部１４００．１、１４００．２による、面１０３の照明をＡ７．１ａ、Ａ７．２ａで示す。照明Ａ８．１ａ、Ａ８．２ａは、鏡部１４００．３、１４００．４による照明を示す。ここで、４つの照射領域Ａ７．１ａ、Ａ７．２ａ、Ａ８．１ａ、Ａ８．２ａは、それぞれ距離ＡＢを有することが明らかである。図１０ｂ．１で、長方形のフィールドファセット１４０２．１は全て、被照射領域Ａ７．１ａ、Ａ７．２ａ、Ａ８．１ａ、Ａ８．２ａ内に配設される。図１０ｂ．２に、フィールドファセット１４０２．２を円弧形状に構成した本発明の構成を示す。鏡部１４００．１、１４００．２によって照射される領域をＡ７．１ｂ、Ａ７．２ｂ、Ａ８．ｂ１ｂ、Ａ８．２ｂで示す。照明の間の距離をＡＢで表す。

シェル部を備える一実施の形態では、図１１ａと図１１ｂに示す実施の形態に、例えば、シェルを回転可能に配設して、集光器が二つの状態、即ち、第１の位置と第２の位置で稼働できるようにする構成も可能である。回転可能な部位の位置に応じて、フィールドファセットを有する第１ファセット光学素子を配置した図１の面１０３には、フィールドファセットによってそれぞれ異なる領域が照射される。図１１ａに、二つのシェル部１５００．１、１５００．２、１５００．３、１５００．４から構成される集光器を示す。部位１５００．２は二つの位置１５００．２Ａと１５００．２Ｂの二つの位置をとることができる。図１１ｂに、フィールドラスタ要素を有する第１ファセット光学素子を配置した、図１の面１０３に割り当てられた照明を示す。シェル部１５００．１、１５００．３、１５００．４の寄与は、図１１ｂのＡ１０．１、Ａ１０．２、Ａ９．２で示す照明に対応する。回転可能な部位１５００．２は１５００．２Ａの位置では照明Ａ９．１Ａを、位置１５００．２Ｂでは照明Ａ９．１Ｂに寄与する。図１１ｂに示すように、部位１５００．２が回転をして二つの位置をとることによって、異なる照明に調整することができる。

米国特許第６，６５８，０８４号に開示されているように、フィールドファセットが異なると、対応する図１の第２のラスタ要素１０４の瞳ファセットの割り当てが異なるため、ミラーシェル１５００．２の回転によって異なる瞳ファセットを照明し、図１の照明システムの射出瞳の設定を調整することができる。これを図１２ａと図１２ｂを参照して説明する。

図１２ａと図１２ｂに、瞳ファセットを有する第２ファセット光学素子１０４の照明を示す。

シェル部１５００．２が、図１１ａに示すように、第１の位置、即ち位置１５００．２Ａをとると、図１２ａの照明、即ち、最も外側の瞳ファセット１６００が照明されず、内側の瞳ファセット１６０２が照明される状態となり、射出瞳は従来の円形の設定となる。シェル部１５００．２が、第２の位置１５０２Ｂをとると、図１２ｂの照明となる。最も外側の領域の瞳ファセット１６００が照明され、内側の領域の瞳ファセットは照明されない。射出瞳は環状の設定となる。

図１１ａ及び図１１ｂに示したシェル部を異なる位置に移動させる代わりに、図１３ａ及び図１３ｂに示すように、集光器からラスタ要素を有するファセット光学素子までの光路上に光学的調整部を設けて、図１２ａ及び図１２ｂに示すように、瞳ファセットを有する第２ファセット光学素子への照明を変化させて設定を調整することができる。この光学的調整部は、例えば、図１の照明システムの平面鏡３００の代わり、又は平面鏡３００に加えて配設することができる。調整部が異なる位置をとることによって、図１３ｃから図１３ｅに示すように、第１のファセット光学素子の照明される領域は異なり、これによって瞳ファセット鏡の瞳ファセットは異なる。

図１３ａ及び図１３ｂでは、光学的調整部として、軸Ａを中心として回転をして二つの異なる位置をとることができるいわゆるリッジ鏡（Ｄａｃｈｋａｎｔｅｎｓｐｉｅｇｅｌ）１００００を示している。図１３ａに示す第１の位置では、リッジ鏡は平面鏡、例えば、図１の平面鏡３００のような第１の鏡８０００として機能する。

図１で１０２で示す光学素子、そして第１のラスタ要素の照明は、例えば、集光器３のミラーシェルの形状で決定される。このミラーシェルが、ほぼ、図４ｂ及び図４ｄに示すように変形すると、図１３ａに示すように、中央掩蔽部を有するほぼ長方形の照明９０００が結像される。図示されてない光源からの光束がリッジ鏡の平坦部１０００２に入射すると、第１のラスタ要素を有する光学素子に分割をせずに反射する。

リッジ鏡１００００が光学軸Ａを中心に図１３ｂに示す位置に回転すると、図示されていない光源からの光束１０００４はリッジ鏡に、二つの光束１０００４．１と１０００４．２として分割されて入射し、フィールドファセット鏡の二つの領域９００２．１、９００２．２を照明する。図１３ｂでは、図１３ａとは異なる他の第１のラスタ要素、即ち、フィールドラスタ要素が照明され、図１３ｂから図１３ｃに示すように、フィールドファセットの瞳ファセットに対する割り当てを、射出瞳の設定を変化させることによって調整することができる。第２の位置では、リッジ鏡は、二つの反射面８００４．１、８００４．２からなる第２の鏡８００２の形状の第２及び第３の反射面を利用することができる。

図１３ｃでは、フィールドラスタ要素の異なる瞳ラスタ要素に対する一般的な割り当てを示す。ここで、領域３００００のフィールドラスタ要素は領域３０００２の瞳ラスタ要素に割り当てられており、領域３００１０の瞳ラスタ要素は領域３００１２のフィールドラスタ要素に、フィールドラスタ要素３００２０は瞳ラスタ要素３００２２に割り当てられる。

図１３ｄに示すように、図１３ａに示す領域３５０００は、フィールドラスタ要素を有する光学素子に照明されるため、ほぼ従来の満たされた瞳４００００が照明される。

リッジ鏡が図１３ｂに示す位置をとると、図１３ｅの照明３５００２がフィールドラスタ要素を有する光学素子に調整される。図１３ｃとは異なる他のフィールドラスタ素子の照明によって他のラスタ素子が照明されるため、瞳では円形の照明４０００２が実現し、照明システムの射出瞳には他の照明が照射される。回転可能なリッジ鏡を介してフィールドラスタ要素を有する第１の光学素子に照射する照明を変更する代わりに、異なる鏡要素を配設した例えば、鏡回転ホイールなどの鏡交換部を用いて、第１のラスタ要素を照射する照明を変更することもできる。例えば、鏡回転ホイールに、二つの鏡面、又は非球面の球面を有する傾斜した鏡或いは平面鏡などを配設してもよい。

本発明によると、米国特許出願第２００３−００４３４５５Ａ１号に開示された集光器と比較して照明の幾何学的光損失の低いＥＵＶ投影対物光学系用集光器を提供することができる。さらなる実施の形態では、例えば、個別のミラーシェルの変形による、フィールド面の走査積分エネルギーの変動を下げることができる。

当業者には、本発明による実施の形態から、上述の図示の実施の形態の特徴を組み合わせて、又は上述の図示の実施の形態の特徴を交換することが可能であることを理解されるであろう。

ファセット光学素子の中、又は近傍の面を照射する、少なくとも二つのミラーシェルを有する集光器を備えたＥＵＶ投影露光装置を示す図である。 従来技術の集光器を用いたファセット光学素子が配置された面の中、又は面の近傍の照明を示す図である。 ファセット光学素子が配置された面の中、又は近傍のほぼ正方形の照明を示す図である。 閉じた鏡面の変形が面の照明に与える影響を示す図である。 閉じた鏡面の変形が面の照明に与える影響を示す図である。 閉じた鏡面の変形が面の照明に与える影響を示す図である。 閉じた鏡面の変形が面の照明に与える影響を示す図である。 ほぼ正方形の照明を得るためにミラーシェルを変形した集光器のシェルのｚ軸に沿ったｙ―ｚ面の断面図である。 二つの面と、二つの面によって画定される二つの軸を有する光学系の三次元説明図である。 三つ面と、三つの面によって画定される二つのｚ軸を有し、二つの面がｚ軸に対して不連続に連結した光学系の三次元説明図である。 非球面鏡によってほぼ正方形の照明を生成する照明システムの原理を説明する概略図である。 光学的効果を有する回折格子要素によってほぼ正方形の照明を生成する原理を説明する概略図である。 面の個々の照明がほぼ連結した従来技術の集光器の構成図である。 面の個々の照明がほぼ連結した従来技術の集光器の構成図である。 面の個々の照明がほぼ連結した従来技術の集光器の構成図である。 フィールドハニカムを長方形に形成する、面に相互に距離を有する照明を形成する集光器の構成図である。 フィールドハニカムを長方形に形成する、面に相互に距離を有する照明を形成する集光器の構成図である。 フィールドハニカムを長方形に形成する、面に相互に距離を有する照明を形成する集光器の構成図である。 フィールドハニカムを円弧形状に形成する、フィールドハニカムプレートを説明する図である。 ほぼ長方形の照明を面に形成するシェル部からなる集光器の構成図である。 ほぼ長方形の照明を面に形成するシェル部からなる集光器の構成図である。 ほぼ長方形の照明を面に形成するシェル部からなる集光器の構成図である。 面の様々な位置を照明する部位を備えた集光器の構成図である。 面の様々な位置を照明する部位を備えた集光器の構成図である。 フィールドファセットと瞳ファセットの割り当てを変更することによって照明が異なることを説明する図である。 フィールドファセットと瞳ファセットの割り当てを変更することによって照明が変わることを説明する図である。 光学的調整部によってフィールドファセットを有するファセット光学素子の照明を変更することによって、瞳の照明が変わることを説明する図である。 光学的調整部によってフィールドファセットを有するファセット光学素子の照明を変更することによって、瞳の照明が変わることを説明する図である。 光学的調整部によってフィールドファセットを有するファセット光学素子の照明を変更することによって、瞳の照明が変わることを説明する図である。 光学的調整部によってフィールドファセットを有するファセット光学素子の照明を変更することによって、瞳の照明が変わることを説明する図である。 光学的調整部によってフィールドファセットを有するファセット光学素子の照明を変更することによって、瞳の照明が変わることを説明する図である。

Claims (17)

1. 第１のミラーシェル（１２１２．１）と、
   第２のミラーシェル（１２１２．２）と、を備え、
   前記第１のミラーシェル（１２１２．１）は前記第２のミラーシェル（１２１２．２）の内部に配設され、
   前記第１のミラーシェル（１２１２．１）及び／又は前記第２のミラーシェル（１２１２．２）は、回転対称の部分と回転対称でない部分を有する、閉じた鏡面である、波長が１９３ｎｍ以下、好ましくは１２６ｎｍ以下、特に好ましくはＥＵＶ放射の照明システム用集光器。
2. 前記第１のミラーシェル（１２１２．１）及び／又は前記第２のミラーシェル（１２１２．２）は、第１の光学面を有する第１の部位と第２の光学面を有する第２の部位を有する、請求項１記載の集光器。
3. 前記第１のミラーシェル（１２１２．１）及び／又は前記第２のミラーシェル（１２１２．２）は、対称軸を有する、請求項１又は請求項２記載の集光器。
4. 前記対称軸は、前記第１のミラーシェル（１２１２．１）及び前記第２のミラーシェル（１２１２．２）の共通の対称軸である、請求項３記載の集光器。
5. 前記第１のミラーシェル（１２１２．１）及び／又は前記第２のミラーシェル（１２１２．２）は前記対称軸に対してｎ回対称であり、ｎは整数である、請求項３又は請求項４記載の集光器。
6. 前記対称軸に対する対称は、以下の
   二回対称
   三回対称
   四回対称
   五回対称
   六回対称
   七回対称
   八回対称である、請求項５記載の集光器。
7. 前記集光器は、光源の光を受光し、前記集光器の後方の光路に配設された面に導き、
   前記閉じたミラーシェルの前記回転対称でない部分は、四回対称であって、前記面に、ほぼ長方形の照明が形成されるように選択される、請求項１から請求項６迄の何れかに記載の集光器。
8. 軸に最も近接したミラーシェルの内部の前記集光器は、絞りを有する、請求項１から請求項７迄の何れかに記載の集光器。
9. 少なくとも前記第１のミラーシェル（１２１２．１）と前記第２のミラーシェル（１２１２．２）は、光を前記集光器の後方の光路上の面に導き、
   第１の照明（Ａ６．１）と第２の照明（Ａ６．２）を前記面に結像し、前記第１の照明（Ａ６．１）と前記第２の照明（Ａ６．２）とは距離を有する、請求項１から請求項８迄の何れかに記載の集光器。
10. 前記面には複数のラスタ要素が形状を有して配置されており、前記第１の照明（Ａ６．１）及び／又は前記第２の照明（Ａ６．２）は、前記複数のラスタ要素の配置の形状にほぼ対応する幾何学的な形状を有する、請求項９に記載の集光器。
11. 前記照明がほぼ長方形の形状、特に正方形の形状を有する、請求項９又は請求項１０に記載の集光器。
12. 波長が１９３ｎｍ以下、好ましくは１２６ｎｍ以下、特に好ましくはＥＵＶ波長領域の、請求項１から請求項１１迄の何れかに記載の集光器（３）を備えた照明システムであって、
    前記集光器（３）は、光源（１）から、照明する面（１０３、１１０３）への光路上で、前記光源（１）と前記面（１０３、１１０３）の間に配設され、
    前記面（１０３）の中、又は前記面（１０３）の近傍にはファセット光学素子（１０２）が利用可能に設けられている、照明システム。
13. 前記ファセット光学素子（１０２）が複数のフィールドラスタ要素（４０２、５０２、１３００）を有する、請求項１２記載の照明システム。
14. 前記ファセット光学素子の前記フィールドラスタ要素（１３００）が、前記面（１１０３）のほぼ照明（Ａ６．１、Ａ６．２、Ａ６．３）の領域に配設される、請求項１３記載の照明システム。
15. 瞳面（１０５）とさらなるファセット光学素子（１０４）を有し、
    前記さらなるファセット光学素子（１０４）は前記瞳面（１０５）の中、または前記瞳面（１０５）の近傍に位置する、請求項１２から請求項１４迄の何れかに記載の照明システム。
16. 前記さらなる光学素子は複数の瞳ラスタ要素を有する、請求項１５記載の照明システム。
17. フィールド面（１１４）のフィールドを照明する、請求項１２から請求項１６迄の何れかに記載の照明システムと、
    前記フィールド面（１１４）の物体を像面（１２４）に結像する投影対物光学系（１２８）と、を備えた、
    波長が１９３ｎｍ以下のマイクロリソグラフィー用投影露光装置。

Images