JP2017507356A - 投影リソグラフィのための照明光学ユニット - Google Patents

Abstract

投影リソグラフィのための照明光学ユニットは、物体視野を照明するように機能する。ここで、第１の伝達光学ユニットは、光源から発する照明光を案内するように機能する。第１の伝達光学ユニットの下流には照明事前決定ファセットミラーが配置され、このファセットミラーは、複数の照明事前決定ファセットを含む。このファセットミラーは、照明される照明事前決定ファセットの配置を用いて物体視野の予め決められた照明を発生させる。これは、物体視野内の照明角度分布を予め決定する照明光学ユニットの照明瞳の照明をもたらす。照明瞳は、円形形態から偏位した包絡線を有する。照明瞳は、行単位(Ｚ)及び／又は列単位(Ｓ)の方式で配置されて存在する複数の部分瞳領域(３０)に再分割される。これは、物体視野を像視野に結像するために照明光学ユニットの下流に配置された投影光学ユニットの可能な限り完全に充填された射出瞳を有する照明光学ユニットをもたらす。【選択図】図１４

Description

優先権出願ＤＥ １０ ２０１４ ２０３ １８７．７の内容が引用によって組み込まれている。

本発明は、マイクロリソグラフィ照明光学ユニットに関する。本発明は、更に、そのような照明光学ユニットを含む光学系、そのような照明光学ユニットを含む照明系、そのような光学系を含む投影露光装置、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。

伝達光学ユニットと、その下流に配置された照明事前決定ファセットミラーとを含む照明光学ユニットは、ＷＯ ２０１０／０９９８０７ Ａ１及びＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１から公知である。照明事前決定ファセットミラー又は対応する屈折構成要素が瞳平面に配置された照明光学ユニットは、ＷＯ ２００５／０１５３１４ Ａ２、ＵＳ ５，９６３，３０５、及びＵＳ ７，０９５，５６０から公知である。ＵＳ ２０１３／０１２８２５１ Ａ１は、アナモルフィック投影光学ユニットを有する投影露光装置を開示している。ＤＥ １０ ２０１１ １１３ ５２１ Ａ１は、マイクロリソグラフィ投影露光装置を開示している。ＤＥ １０ ２００８ ００９ ６００ Ａ１は、マイクロリソグラフィ投影露光装置における使用のためのファセットミラー、及びそれが装備された投影露光装置を開示している。ＤＥ １９９ ３１ ８４８ Ａ１は、ＥＵＶ照明系内のハニカムアスペクト比を低減するための非点収差構成要素を開示している。

ＷＯ ２０１０／０９９８０７ Ａ１ ＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１ ＷＯ ２００５／０１５３１４ Ａ２ ＵＳ ５，９６３，３０５ ＵＳ ７，０９５，５６０ ＵＳ ２０１３／０１２８２５１ Ａ１ ＤＥ １０ ２０１１ １１３ ５２１ Ａ１ ＤＥ １０ ２００８ ００９ ６００ Ａ１ ＤＥ １９９ ３１ ８４８ Ａ１ ＵＳ ２００３／００４３４５５ Ａ１ ＷＯ ２０１０／０９９ ８０７ Ａ ＵＳ ６，４５２，６６１ ＵＳ ６，１９５，２０１ ＤＥ １０ ２００９ ０４７ ３１６ Ａ１ ＤＥ １０ ２００９ ０４５ ０９６ Ａ１ ＵＳ ２００７−００５８２６９ Ａ１

本発明の目的は、物体視野を像視野に結像するための下流の投影光学ユニットの射出瞳が可能な限り完全に充填されるという結果をもたらすような冒頭に示したタイプの照明光学ユニット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に指定する特徴を含む照明光学ユニットによって達成される。

明らかになったことは、照明瞳内の部分瞳領域の行単位及び／又は列単位の配置が、所定瞳領域の範囲で円形形態から偏位した包絡線を有する照明瞳だけではなく、物体視野を結像するための下流の投影光学ユニットの射出瞳も密に充填するということである。物体変位にわたって積分すると、特に完全に充填された瞳を達成することができ、更に所定許容範囲で均一で完全に充填された瞳さえも達成することができる。

照明光学ユニットの照明瞳の包絡線は、照明光学ユニットの最大広がりを有する照明瞳を内接させることができる輪郭である。照明光学ユニットの最大広がりを有する照明瞳は、照明光学ユニットを用いて物体視野内に最大照明角度帯域幅の照明角度分布を生成する照明瞳である。照明光学ユニットによって異なる照明角度分布を有する異なる照明設定を生成することができる場合に、最大の生成可能面積を有する照明瞳が、最大広がりを有する照明瞳である。均一な瞳充填の場合に、最大面積を有するそのような瞳を従来照明設定とも呼ぶ。

照明光学ユニットが瞳ファセットミラーを含む場合に、瞳ファセットミラーの最大入射領域の包絡線が照明瞳の包絡線に対応する。部分瞳領域は、行単位及び列単位の方式のラスター配置で存在することができる。このラスター配置の行は、照明瞳を張る２つの座標軸の一方に沿って延びることができ、ラスター配置の列は、照明瞳を張るこれらの座標軸のうちの他方に沿って延びることができる。このラスター配置の行及び列は、照明瞳を張る座標軸に対して例えば４５度だけ回転させることができる。照明瞳を張るこれらの座標軸の一方は、投影リソグラフィ中に照明される物体が投影露光中に変位した物体変位方向と平行に延びている。照明光学ユニットがスキャナ照明投影露光装置内に使用される場合に、物体変位方向は走査方向である。第１の伝達光学ユニット及び照明事前決定ファセットミラーの配置は、物体視野内の照明分布を予め決定する照明光学ユニットの照明瞳の照明が円形形態から偏位した包絡線を用いてもたらされるようなものとすることができる。これに代えて又はこれに加えて、円形形態から偏位した照明瞳の包絡線は、照明事前決定ファセットミラーの下流に配置された更に別の伝達光学ユニットによって発生させることができる。

照明される物体は、照明光学ユニットによって照明される物体視野に配置することができる。投影露光中に、この物体を物体変位方向に沿って変位させることができる。物体視野は、物体視野座標ｘ及びｙによって張られ、ｙ座標は物体変位方向と平行に延びている。最大広がりを有する照明瞳の包絡線のｘ／ｙアスペクト比は、１よりも大きいとすることができ、特に１．１よりも大きく、１．２よりも大きく、１．２５よりも大きく、１．５よりも大きく、１．７５よりも大きいとすることができ、例えば、２に等しいとすることができる。

請求項２に記載の瞳ファセットミラーを含む照明光学ユニットの実施形態は、その価値を証明したものである。照明光学ユニットの視野平面に配置された視野ファセットミラーは、第１の伝達光学ユニットの一部とすることができる。そのような視野ファセットミラーの視野ファセットは、複数の個々のミラー、特に複数のＭＥＭＳミラーに再分割することができる。照明光学ユニットの瞳ファセットミラー実施形態の場合に、瞳ファセットの配置が部分瞳領域の配置に対応する。相応に、この場合に、瞳ファセットの配置は、対応する行単位及び／又は列単位の方式で存在する。そのような瞳ファセットも、同じく複数の個々のミラー、例えば、複数のＭＥＭＳミラーで構成することができる。その結果、下流の投影光学ユニットに対して全体的に使用することができるエタンデュを最適化することができる。

請求項３に記載の照明光学ユニットは、瞳ファセットミラーを有する実施形態に対する変形を構成する。照明事前決定ファセットミラーが照明光学ユニットの瞳平面から離れた場所に配置されるこの別の実施形態は、鏡面反射器としても公知である。

請求項４に記載の照明瞳の構成は、下流の投影光学ユニットのアナモルフィック効果の補償を可能にする。上記で解説した包絡線のｘ／ｙアスペクト比に対応する最大広がりと最小広がりの間の比は、少なくとも１．２、少なくとも１．４、少なくとも１．５、少なくとも１．７、少なくとも２、少なくとも２．５、少なくとも３、少なくとも３．５、少なくとも４とすることができ、更に大きいとすることができる。照明光学ユニットの伝達光学ユニット及び照明事前決定ファセットミラーは、部分瞳領域が２つの瞳寸法において互いからの同じ間隔を有するように配置することができる。これに代えて、照明光学ユニットの伝達光学ユニット及び照明事前決定ファセットミラーは、部分瞳領域が、最小広がりを有する瞳寸法よりも最大広がりを有する瞳寸法において互いから大きく離間するように配置することができる。

請求項５に記載の部分瞳領域のオフセット配置は、照明瞳内の部分瞳領域の更に別の密集化を可能にする。配置の行のうちの１つの部分瞳領域を配置の隣接行の部分瞳領域に対して、行内で互いに隣接する部分瞳領域の間隔の半分だけオフセットして配置することができる。一例として、列の内部及び行内の部分瞳領域の間隔に基づいて、すなわち、そのような行単位及び列単位の配置の格子定数に基づいて、この場合に、部分瞳領域の回転した直交配置、又は他に部分瞳領域の六角形配置を出現させることができる。

隣接行の部分瞳領域は、行の広がりに対して垂直な方向に互いに部分的に重なることができ、それによって照明瞳内の部分瞳領域の配置の密集度が更に高まる。対応する陳述が、可能な列の重ね合わせに適用される。

請求項６に記載の照明瞳内でさえも、１から外れた部分瞳領域のアスペクト比は、照明光学ユニットから下流に配置された投影光学ユニットのアナモルフィック効果の事前補償のために使用することができる。部分瞳領域のアスペクト比は、その後の投影光学ユニットのアナモルフィック効果の結果として投影光学ユニットの射出瞳内に続いて例えば円形の部分瞳領域が出現するように事前設定することができる。部分瞳領域の最大広がりと最小広がりの間の比は、少なくとも１．２、少なくとも１．４、少なくとも１．５、少なくとも１．７、少なくとも２、少なくとも２．５、少なくとも３、少なくとも３．５、少なくとも４とすることができ、更に大きいとすることができる。部分瞳領域は、特に楕円形実施形態を有することができる。アスペクト比は、光源に起因する可能性があり、又は伝達光学ユニットを用いて、例えば、照明光学ユニット内におけるアナモルフィック結像によって達成することができるかのいずれかである。部分瞳領域の最大広がりを有する部分瞳寸法は、照明瞳の包絡線の最大広がりを有する瞳寸法と平行に延びることができる。

請求項７に記載の伝達ファセットは、一体形成により、又は個々のＭＥＭＳミラーの群として具現化することができる。伝達ファセット又は伝達ファセット群は、円柱光学ユニットとして具現化することができる。それによって照明光学ユニットの望ましいアナモルフィック像への寄与を発生させることができる。

請求項８に記載の伝達ファセットミラーの包絡線のアスペクト比は、伝達ファセットミラーが照明光学ユニットのアナモルフィック結像の一部である場合に有利とすることができる。最大視野寸法は、最小瞳寸法と平行に延びることができる。最小視野寸法は、最大瞳寸法と平行に延びることができる。

請求項９に記載のコレクターは、照明光学ユニットのアナモルフィック結像効果の事前決定に特に適することが見出されている。このコレクターによって照明光学ユニットの追加の構成要素が省かれる。そのようなコレクターのアナモルフィック結像は、回転対称から外れた部分瞳領域、特に楕円形部分瞳領域を発生させることができる。コレクターは、照明光のビーム経路に光源の２次中間像を発生させるコレクターサブユニットを含むことができる。コレクターは、照明瞳の瞳平面に更に別の中間像を発生させる少なくとも１つの更に別のコレクターサブユニットを含むことができる。２次中間像は回転対称とすることができる。コレクターは、ＮＩミラー及び／又はＧＩミラーによって達成されるコレクターサブユニット又はコレクター構成要素を含むことができる。コレクターサブユニットのうちの少なくとも１つは、ウォルターコレクターユニットとして構成することができる。一例として、ウォルター光学ユニットは、ＵＳ ２００３／００４３４５５ Ａ１及びその中で明記されている引用文献に記載されている。コレクターは、回転対称から外れた光源の中間像を第１の中間像として発生させることができる。次いで、そのような中間像を伝達光学ユニットの更に別の構成要素によって照明瞳の瞳平面に結像することができる。

請求項１０に記載の更に別の伝達光学ユニットは、照明光学ユニットの光学構成要素を設計する際の自由度数を増加する。更に別の伝達光学ユニットは、アナモルフィック光学ユニットとして具現化することができる。これに代えて、更に別の伝達光学ユニットを用いて予め非回転対称な光源像を結像することができる。更に別の伝達光学ユニットは、回転対称テレスコープ光学ユニットによって具現化することができる。これに代えて、伝達光学ユニットは、少なくとも１つの円柱構成要素を含むことができる。

請求項１１に記載の光学系、請求項１２に記載の照明系、請求項１３に記載の投影露光装置、請求項１４に記載の生成方法、及び請求項１５に記載の微細構造化又はナノ構造化構成要素の利点は、照明光学ユニットに関して上記で既に解説したものに対応する。

本発明の例示的実施形態を図面に基づいて下記で詳細に説明する。

光源と、照明光学ユニットと、投影光学ユニットとを含むＥＵＶマイクロリソグラフィのための投影露光装置を非常に概略的に示す子午断面図である。 図１に記載の照明光学ユニット内で中間フォーカスから発して投影光学ユニットの物体平面に配置されたレチクルに至る照明光の代表的な個々の光線に関するビーム経路を略例示する類似の子午断面図である。 投影光学ユニットの射出側瞳平面にある射出瞳内に照明光学ユニットによって生成される部分瞳領域の配置を示す図である。 照明光学ユニットの照明瞳の瞳平面内の図３に記載の部分瞳領域配置に属する部分瞳領域配置を示す図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図３に対応する部分瞳配置を示し、部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図４に対応する部分瞳配置を示し、部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 図３から図６に記載の照明設定とは異なり、この図には記載の配置を発生させるために照明光学ユニットの照明事前決定ファセットミラーが照明光学ユニットの瞳平面に配置されていない投影露光装置の更に別の照明設定のための図３に対応する部分瞳配置を示す図である。 図３から図６に記載の照明設定とは異なり、この図には記載の配置を発生させるために照明光学ユニットの照明事前決定ファセットミラーが照明光学ユニットの瞳平面に配置されていない投影露光装置の更に別の照明設定のための図４に対応する部分瞳配置を示す図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図３に対応する部分瞳配置を示し、部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図４に対応する部分瞳配置を示し、部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図３に対応する部分瞳配置を示し、行単位オフセットを有する部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図４に対応する部分瞳配置を示し、行単位オフセットを有する部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図３に対応する部分瞳配置を示し、部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図４に対応する部分瞳配置を示し、部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図３に対応する部分瞳配置を示し、照明瞳内で部分瞳領域の直交ｘｙ格子を４５°だけ回転させることによって生成される部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図４に対応する部分瞳配置を示し、照明瞳内で部分瞳領域の直交ｘｙ格子を４５°だけ回転させることによって生成される部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図３に対応する部分瞳配置を示し、図３から図１４におけるものとは異なり、部分瞳領域が照明光学ユニットの照明瞳内で円形形態から偏位し、すなわち、回転対称ではなく、投影光学ユニットの射出瞳内では円形であり、すなわち、そこでは回転対称である部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 投影露光装置の更に別の照明設定のための図４に対応する部分瞳配置を示し、図３から図１４におけるものとは異なり、部分瞳領域が照明光学ユニットの照明瞳内で円形形態から偏位し、すなわち、回転対称ではなく、投影光学ユニットの射出瞳内では円形であり、すなわち、そこでは回転対称である部分瞳領域の代替充填を例示する図である。 照明光を第１のファセットミラーを通して照明光学ユニットの照明事前決定ファセットミラーに案内するための伝達光学ユニットの一部としてのコレクターの実施形態を示す図である。 照明光学ユニットと投影光学ユニットとを含み、照明光学ユニットの第１のファセットミラーの上流に光源の楕円形中間像を発生させるための第１の伝達光学ユニットを含むＥＵＶマイクロリソグラフィのための投影露光装置の更に別の実施形態を示す、図１と類似の図である。 照明光学ユニットの一実施形態の瞳ファセットミラーの瞳ファセットの焦点距離に対する照明光学ユニットによる第１に瞳結像の結像スケールの依存性、及び第２に視野結像の結像スケールの依存性を示すグラフである。 物体視野内の照明角度分布を予め決定し、円形形態から偏位した包絡線を有する照明光学ユニットの照明瞳を発生させるために照明事前決定ファセットミラーの下流に配置され、回転対称結像効果を有するテレスコープ光学ユニットとして具現化される更に別の伝達光学ユニットを含む照明光学ユニットの更に別の実施形態を含む投影露光装置を示す図１８と類似の図である。 更に別の伝達光学ユニットがアナモルフィック光学ユニットとして具現化される照明光学ユニットの更に別の実施形態を含む投影露光装置を示す、図２０と類似の図である。 更に別の伝達光学ユニットがアナモルフィック光学ユニットとして具現化される照明光学ユニットの更に別の実施形態を含む投影露光装置を示す、図２０と類似の図である。 照明光学ユニットのうちで照明事前決定ファセットミラーの一部分と照明されるレチクルの下流のビーム経路に配置された照明瞳との間にある部分を通る物体変位方向を含む縦断面（ｙｚ断面）を示し、照明光学ユニットの照明瞳に配置されない照明事前決定ファセットミラーを含む照明光学ユニットの更に別の実施形態のレンズ部分と円柱光学ユニットの形態にある下流の伝達光学ユニットとを非常に概略的に示す図である。 縦断面（ｙｚ断面）と垂直に形成された対応する縦断面（ｘｚ断面）を示し、照明光学ユニットの照明瞳に配置されない照明事前決定ファセットミラーを含む照明光学ユニットの更に別の実施形態のレンズ部分と円柱光学ユニットの形態にある下流の伝達光学ユニットとを非常に概略的に示す図である。 図２３に記載の光学効果を有する照明光学ユニットの更に別の実施形態を含む投影露光装置を示す図１８と類似の図である。 投影光学ユニットの射出瞳内に楕円形部分瞳領域を有する更に別の照明設定（最大瞳充填）の照明部分瞳の配置を示す図３と類似の図である。 照明光学ユニットの照明瞳内の円形部分瞳領域を示す図４と類似の図である。 投影光学ユニットの射出瞳内に楕円形部分瞳領域を有する更に別の充填部分瞳領域配置を示す図２５と類似の図である。 照明光学ユニットの照明瞳内の円形部分瞳領域を示す図２６と類似の図である。 部分瞳領域の更に別のラスター配置を示す図７と類似の図である。 部分瞳領域の更に別のラスター配置を示す図２８と類似の図である。 図２５から図２９に記載の配置とは異なり、この図に記載の配置を発生させるために照明光学ユニットがその瞳平面に配置されない照明事前決定ファセットミラーを含む部分瞳領域の更に別の配置を示す図２９と類似の図である。 図２５から図２９に記載の配置とは異なり、この図に記載の配置を発生させるために照明光学ユニットがその瞳平面に配置されない照明事前決定ファセットミラーを含む部分瞳領域の更に別の配置を示す図３０と類似の図である。 行単位オフセットを有する部分瞳領域の更に別の配置を示す図３１と類似の図である。 行単位オフセットを有する部分瞳領域の更に別の配置を示す図３２と類似の図である。 投影光学ユニットの射出瞳内で円形であるように具現化される部分瞳領域の配置を示す図２７と類似の図である。 照明光学ユニットの照明瞳内で楕円形であるように具現化される部分瞳領域の配置を示す図２８と類似の図である。 ２つの代表的な視野点の主光線、上側コマ光線、及び下側コマ光線に対する結像ビーム経路を例示し、図１に記載の投影露光装置内で投影レンズとして使用することができる物体側アナモルフィック光学ユニットとして具現化された結像光学ユニットの実施形態を示す子午断面図である。 図３７の視線方向ＸＸＸＶＩＩＩから見た図３７に記載の結像光学ユニットの図である。

図１の子午断面に非常に概略的に示すマイクロリソグラフィ投影露光装置１は、照明光３のための光源２を含む。光源は、５ｎｍと３０ｎｍの間の波長領域の光を発生させるＥＵＶ光源である。この場合に、この光源は、ＬＰＰ（レーザ生成プラズマ）光源、ＤＰＰ（放電生成プラズマ）光源、又はシンクロトロン放射線を利用した光源、例えば、自由電子レーザ（ＦＥＬ）とすることができる。

伝達光学ユニット４は、光源２から発する照明光３を案内するように機能する。この伝達光学ユニットは、図１には反射効果に関してのみ示すコレクター５と、第１のファセットミラーとも呼び、下記でより詳細に説明する伝達ファセットミラー６とを含む。コレクター５と伝達ファセットミラー６の間には照明光３の中間フォーカス５ａが配置される。中間フォーカス５ａの領域内の照明光３の開口数は、例えば、ＮＡ＝０．１８２である。伝達ファセットミラー６の下流、従って、伝達光学ユニット４の下流には、同じくそれにも関わらず下記でより詳細に説明する照明事前決定ファセットミラー７が配置される。同じく下記でより詳細に説明するように、照明事前決定ファセットミラー７は、照明光学ユニット１１の一実施形態では照明光学ユニット１１の瞳平面内又はその領域に配置することができ、照明光学ユニット１１の更に別の実施形態では照明光学ユニット１１の１つ又は複数の瞳平面から離れた場所に配置することができる。

照明光３のビーム経路内で照明事前決定ファセットミラー７の下流には、投影露光装置１の下流投影光学ユニット１０の物体平面９に配置されるレチクル１２が配置される。投影光学ユニット１０及び下記で説明する更に別の実施形態の投影光学ユニットは、それぞれ投影レンズである。

位置関係の例示を容易にするために、下記では直交ｘｙｚ座標系を使用する。図１では、ｘ方向は作図面と垂直に、その中に入り込むように延びている。図１では、ｙ方向は右に延びている。図１では、ｚ方向は下向きに延びている。図面内に使用する座標系は、互いに平行に延びるｘ軸をそれぞれ有する。これらの座標系のｚ軸の広がりは、それぞれ注意する図の範囲で照明光３のそれぞれの主方向を辿る。

光学構成要素５から７は、投影露光装置１の照明光学ユニット１１の構成要素である。照明光学ユニット１１は、物体平面９内のレチクル１２上で物体視野８を定義方式で照明するために使用される。物体視野８は、弓形又は部分円形の形状を有し、互いに平行な２つの円弧と、ｙ方向に長さｙ₀だけ延び、ｘ方向にｘ₀の間隔を有する直線側縁部とによって境界が定められる。アスペクト比ｘ₀／ｙ₀は１３から１までである。図１の挿入図は、物体視野８の平面図（正確な縮尺のものではない）を示している。縁部形態８ａは弓形である。変形の同じく可能な物体視野８の場合に、その縁部形態は矩形である。

図１には投影光学ユニット１０を部分的かつ非常に概略的にしか示していない。図示しているのは、投影光学ユニット１０の物体視野側開口数１３と像視野側開口数１４とである。例えば、ＥＵＶ照明光３を反射するミラーとして具現化することができる、投影光学ユニット１０の示すこれらの光学構成要素１５、１６の間には、光学構成要素１５、１６の間で照明光３を案内するための投影光学ユニット１０の更に別の光学構成要素（図１には描示していない）が置かれる。

投影光学ユニット１０は、物体視野８をそれ程詳細には描示していないホルダによってレチクル１２と同じく担持されるウェーハ１９上の像平面１８の像視野１７に結像する。レチクルホルダとウェーハホルダの両方が、適切な変位デバイスを用いてｘ方向とｙ方向の両方に変位可能である。図１では、ウェーハホルダの要求設置空間を２０の場所に矩形の四角取り囲みとして描示している。要求設置空間２０は、内部に含まれる構成要素に依存するｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向に広がりを有する矩形である。一例として、要求設置空間２０は、像視野１７の中心から発してｘ方向及びｙ方向に１ｍの広がりを有する。要求設置空間２０は、像平面１８から発してｚ方向にも例えば、１ｍの広がりを有する。照明光３は、照明光学ユニット１１及び投影光学ユニット１０内で各々要求設置空間２０のそばを通過するように案内されなければならない。

伝達ファセットミラー６は、複数の伝達ファセット２１を有する。伝達ファセットミラー６は、ＭＥＭＳミラーとして構成することができる。図２に記載の子午断面は、これらの伝達ファセット２１のうちで、合計で９つの伝達ファセット２１を有する行を略示しており、図２ではこれらのファセット２１を左から右に２１₁から２１₉に示している。伝達ファセットミラー６は、実際にはかなり多数の伝達ファセット２１を有する。伝達ファセット２１は、それ程詳細には描示していない複数の伝達ファセット群にグループ分けされる。

全体的に伝達ファセットミラー６は、照明光３による入射を受け、１よりも小さいｘ／ｙアスペクト比を有することができる領域を有する。このアスペクト比の値ｙ／ｘは、少なくとも１．１又はそれよりも更に大きいとすることができる。

瞳平面に配置された照明事前決定ファセットミラー７を有する照明光学ユニットの一実施形態において、伝達ファセット群のｘ／ｙアスペクト比は、少なくとも物体視野８のｘ／ｙアスペクト比と同じサイズを有する。図示の実施形態において、伝達ファセット群のｘ／ｙアスペクト比は、物体視野８のｘ／ｙアスペクト比よりも大きい。伝達ファセット群は、物体視野８の縁部形態と類似の部分円形湾曲群縁部形態を有する。伝達ファセットミラー６の設計に関する更なる詳細に関しては、ＷＯ ２０１０／０９９ ８０７ Ａを参照されたい。

伝達ファセット２１をグループ分けすることによって形成される伝達ファセット群又はこれらのファセットの群に対応する一体形成ファセットは、ｘ方向に７０ｍｍの広がりを有し、ｙ方向に約４ｍｍの広がりを有することができる。

例として、各伝達ファセット群は、ｘ方向に互いからオフセット配置され、ｙ方向に隣接して配置された伝達ファセット２１の７つの行からそれぞれ構成される１６本の列に配置される。伝達ファセット２１の各々は矩形である。

伝達ファセット群の各々は、物体視野８の部分的又は全体的な照明に向けて照明光３の一部分を案内する。

伝達ファセット２１は、少なくとも２つの傾斜位置の間で切換可能なマイクロミラーである。伝達ファセット２１は、互いに垂直な２つの回転軸の周りに傾斜可能なマイクロミラーとして具現化することができる。伝達ファセット２１は、照明事前決定ファセットミラー７が、事前決定縁部形態と、伝達ファセット２１と照明事前決定ファセットミラー７の照明事前決定ファセット２５との間の予め決められた関連付けとによって照明されるように位置合わせされる。照明事前決定ファセットミラー７及び投影光学ユニット１０の実施形態に関する更なる詳細に関しては、ＷＯ ２０１０／０９９ ８０７ Ａを参照されたい。照明事前決定ファセット２５は、少なくとも２つの傾斜位置の間で切換可能なマイクロミラーである。照明事前決定ファセット２５は、特に照明事前決定ファセットミラー７が照明光学ユニットの瞳平面から離れた場所に配置される場合に、互いに垂直な２つの傾斜軸の周りに連続的かつ個々に傾斜可能なマイクロミラー、すなわち、複数の異なる傾斜位置に傾けることができるマイクロミラーとして具現化することができる。

伝達ファセット２１と照明事前決定ファセット２５の間の予め決められた関連付けに関する一例を図２に描示している。伝達ファセット２１₁から２１₉にそれぞれ関連付けられた照明事前決定ファセット２５は、この関連付けに対応する添字を有する。この関連付けの結果として、照度ファセット２５は、左から右に２５₆、２５₈、２５₃、２５₄、２５₁、２５₇、２５₅、２５₂、及び２５₉という順番で照明される。

添字６、８、及び３のファセット２１、２５は、図２で左から右に番号が振られた３つの物体視野点２６、２７、２８を第１の照明方向から照明する３つの照明チャネルＶＩ、ＶＩＩＩ、及びＩＩＩに関連付けられる。添字４、１、及び７のファセット２１、２５は、３つの物体視野点２６から２８を第２の照明方向から照明する３つの更に別の照明チャネルＩＶ、Ｉ、及びＶＩＩに関連付けられる。添字５、２、及び９のファセット２１、２５は、３つの物体視野点２６から２８を第３の照明方向から照明する３つの更に別の照明チャネルＶ、ＩＩ、及びＩＸに関連付けられる。

以下の照明チャネルに割り当てられた照明方向は各々等しい。
−照明チャネルＶＩ、ＶＩＩＩ、ＩＩＩ
−照明チャネルＩＶ、Ｉ、ＶＩＩ
−照明チャネルＶ、ＩＩ、ＩＸ
従って、伝達ファセット２１は、物体視野８のテレセントリック照明が図で示す照明例をもたらすように照明事前決定ファセット２５に割り当てられる。

物体視野８は、伝達ファセットミラー６と照明事前決定ファセットミラー７とによって鏡面反射器の方式で照明される。鏡面反射器の原理はＵＳ ２００６／０１３２７４７ Ａ１から公知である。

投影光学ユニット１０は、９３０ｍｍの物体／像オフセットｄ_OISを有する。物体／像オフセットｄ_OISは、像視野１７の中心点での法線が物体平面９を通る交点からの物体視野８の中心点の距離として定められる。投影光学ユニット１０を有する投影露光装置１は、１２８０ｍｍの中間フォーカス／像オフセットＤを有する。中間フォーカス／像オフセットＤは、像平面１８上での中間フォーカス５ａの法線の交点からの像視野１７の中心点の距離として定められる。投影光学ユニット１０を有する投影露光装置１は、１２５０ｍｍの照明光ビーム／像オフセットＥを有する。照明光ビーム／像オフセットＥは、像平面１８を通る照明光ビーム３の交差領域からの像視野１７の中心点の距離として定められる。

投影光学ユニット１０は、円形形態から偏位する包絡線を有する入射瞳を有する。同時に投影光学ユニット１０は、この入射瞳が、回転対称な包絡線を有する像視野側射出瞳に転写されるようなアナモルフィック光学ユニットとして具現化される。図１には、投影光学ユニット１０の射出瞳が収まる瞳平面を２９ａの場所に略示している。

投影光学ユニット１０の射出瞳のそのような回転対称の、すなわち、特に円形の包絡線２９を図３に描示している。この包絡線２９内では、照明光３を投影光学ユニット１０内の結像光として案内することができる。照明光３が内部で案内される部分瞳領域３０を描示している。すなわち、部分瞳領域３０は、照明光学ユニット１１の照明チャネルを表している。部分瞳領域３０は、ウェーハ１９を露光するための四重極照明設定の方式で極３１を形成するようにグループ分けされる。図３に記載の極３１は、ほぼ扇形の形状を有し、それぞれ約４５°の円周角を覆う。この四重極照明設定の個々の極３１は、部分瞳領域３０のラスター状配置群の包絡線として出現する。部分瞳領域３０は、これらの群内で行単位及び列単位の方式で配置される。

図４は、図３に記載の部分瞳領域３０の配置をもたらす照明光３のビーム経路に沿って更に下流にある照明光学ユニット１１の照明瞳内の部分瞳領域３０の配置を示している。

図１では、照明光学ユニットの照明瞳が収まる瞳平面を３２の場所に略示している。この照明瞳平面３２は、図１に記載の実施形態では照明事前決定ファセットミラー７の配置平面から離れた場所にある。

変形の照明光学ユニットでは、照明瞳平面３２は、照明事前決定ファセットミラーの配置平面と一致する。この場合に、照明事前決定ファセットミラー７は瞳ファセットミラーである。この場合に、照明事前決定ファセット２５は瞳ファセットとして具現化される。この形態は、一体形成瞳ファセット、又は他に複数のマイクロミラーに再分割されたミラー群に関することができる。照明光学ユニットの一部としてのそのような瞳ファセットミラーは、例えば、ＵＳ ６，４５２，６６１、ＵＳ ６，１９５，２０１、及びＤＥ １０ ２００９ ０４７ ３１６ Ａ１から公知である。

図４に記載の照明瞳は、照明事前決定ファセットミラー７が瞳ファセットミラーとして具現化される照明光学ユニット１０の変形によって生成される。

図４に記載の照明光学ユニット１１の照明瞳は、投影光学ユニット１０の入射瞳に適応され、この適応化に従って円形形態から偏位した包絡線３３を有する。

照明光学ユニット１１の照明瞳の包絡線３３は、照明光学ユニット１１の最大広がりを有する照明瞳を内接させることができる輪郭である。照明光学ユニット１１の最大広がりを有する照明瞳は、照明光学ユニット１１を用いて物体視野８内に最大照明角度帯域幅の照明角度分布を発生させる照明瞳である。照明光学ユニット１１によって異なる照明角度分布を有する異なる照明設定を発生させることができる場合に、最大の生成可能面積を有する照明瞳が最大広がりを有する照明瞳である。均一な瞳充填の場合に、最大面積を有するそのような瞳を従来照明設定とも呼ぶ。

図４に記載の実施形態において、包絡線３３は楕円形形状を有する。この適応化に従って、極３１も図３に記載の射出瞳内の形状と比較してｙ方向に圧縮される。図４に記載の照明瞳内では、部分瞳領域３０は円形であり、光源２の像として出現する。回転対称な使用光放出面を有する光源２の場合に、従って、非アナモルフィック結像の場合の照明光学ユニット１１の照明瞳内に円形形状の部分瞳領域３０がもたらされる。

アナモルフィック投影光学ユニット１０は、その射出瞳内で楕円形に歪曲され、図３に示すようにｘ方向よりもｙ方向に大きい広がりを有する部分瞳領域３０をもたらす。

照明瞳の包絡線３３は、第１の瞳寸法、すなわち、ｘ方向に最大広がりＡを有し、第２の瞳寸法、すなわち、ｙ方向に最小広がりＢを有する。広がりの比Ａ／Ｂ、すなわち、包絡線３３のｘ／ｙアスペクト比は、投影光学ユニットのアナモルフィック結像スケールの比に対応する。投影光学ユニット１０では、これらの結像スケールは、ｙｚ平面内で１／８の縮小結像スケールβ_yであり、ｘｚ平面内で１／４の縮小結像スケールβ_xである。明らかになることは、β_x／β_y＝Ａ／Ｂ＝２ということである。１．０５と５の間の範囲、特に１．２と３の間の範囲にある他の比も可能である。

図４に記載の照明瞳内における部分瞳領域３０の配置は、最小広がりＢを有する瞳寸法よりも最大広がりＡを有する瞳寸法において互いから大きく離間するようなものである。この距離比は、投影光学ユニット１０の射出瞳内でほぼ１：１の比（図３を参照されたい）に適合する。

照明瞳における部分瞳領域３０の配置は、行Ｚと列Ｓとを有するラスター配置である。この場合に、行Ｚ_i、Ｚ_jの間の距離は、部分瞳領域３０の広がりにほぼ対応する。隣接列の間の距離は、個々の部分瞳領域３０の広がりの倍数である。

隣接行Ｚ_i、Ｚ_jの部分瞳領域３０は、隣接部分瞳領域３０の行間隔ａ_ijの半分だけ互いからオフセットして配置される。

図５及び図６は、第１に投影光学ユニット１０の射出瞳（図５を参照されたい）内、第２に投影光学ユニット１０の入射瞳に適応された照明光学ユニット１１の照明瞳（図６を参照されたい）内の部分瞳領域３０の変形の配置を示している。図３及び図４に関して上述したものに対応する構成要素及び構造要素、更に、機能を適切に同じ参照符号で表しており、これらに対して再度詳細に解説することはしない。これは、第１に投影光学ユニット１０の射出瞳内、第２に投影光学ユニット１０の入射瞳に適応された照明光学ユニット１１の照明瞳内の部分瞳領域３０の配置をそれぞれ示すその後の図の対にも適用される。

図５及び図６に記載の部分瞳領域３０の配置も、瞳ファセットミラーとして具現化された照明事前決定ファセットミラーを有する照明光学ユニットによって生成される。図６に記載の瞳ファセットは矩形である。縁部長さのアスペクト比は、投影レンズの結像スケールの比に対応する。

投影光学ユニット１０の射出瞳内には、極３１の包絡線の形状において図３に記載の設定とは異なる四重極照明設定の変形が存在する。図５に記載の極３１は、ほぼ正方形の形状を有し、極３１の半径方向に外側の境界は包絡線２９の形状に従う。

図５及び図６に記載の配置では、部分瞳領域３０は、矩形ラスターの形状で配置される。この部分瞳領域配置の行間隔は、図６に記載の照明瞳内の部分瞳領域３０の広がりにほぼ対応する。列間隔はその倍数である。

図７及び図８は、図５及び図６に記載のものに原理的に対応する四重極照明設定における、第１に投影光学ユニット１０の射出瞳（図７）内、照明光学ユニット１１の照明瞳（図８）内の部分瞳領域３０の配置を示している。図７及び図８に記載の部分瞳領域３０のこの配置は、瞳平面に配置されない照明事前決定ファセットミラー７によって生成される。瞳平面には照明チャネルの重ね合わせが出現し、従って、部分瞳領域３０はｙ方向に互いに融合する。この場合に、部分瞳領域３０のｙ方向の行間隔は、個々の部分瞳領域３０の広がりよりも小さい。部分瞳領域の列間隔は、部分瞳領域のｘ方向の広がりとほぼ同じサイズである。図８では、照明事前決定ファセットミラー７のファセット２５は、図６に記載の瞳ファセットのように矩形である。縁部長さのアスペクト比は、投影レンズの結像スケールの比に対応する。

図９及び図１０は、更に別の四重極照明設定の場合の部分瞳領域３０の更に別の配置変形を示している。図３に記載の設定とは対照的に、図９に記載の設定における極３１は切頭扇形の形状で境界が定められ、従って、図３と比較してより大きい最小照明角度を有する四重極照明が出現する。

照明瞳（図１０を参照されたい）内では、部分瞳領域３０は、隣接列Ｓ_i、Ｓ_jの間隔に対応する隣接行Ｚ_i、Ｚ_jの間隔を用いて配置される。上述の場合のように、隣接行Ｚ_i、Ｚ_jの部分瞳領域３０は、１つの行内で隣接部分瞳領域３０の間隔ａ_ijの半分だけそれぞれ互いからオフセットして配置される。部分瞳領域３０は、六角形格子で配置することができる。照明事前決定ファセットミラー７のファセット２５は、この場合に、円形又は六角形であり、プラズマの形状、すなわち、光源２の形状に適応される。

図１１及び図１２は、部分瞳領域配置の隣接列の間の距離が短縮された図５及び図６に記載のものに対応する部分瞳領域３０の更に別の配置を示している。極３１は、投影光学ユニット１０の射出瞳内でほぼ正方形の縁部輪郭を有する。

図１３及び図１４は、この場合に、ラスター配置の行のうちの１つの部分瞳領域３０が、ラスター配置の隣接行の部分瞳領域に対して、行内で互いに隣接する部分瞳領域３０の間隔ａ_ijの半分だけ互いからオフセットして配置された図１１及び図１２に記載の配置にそれ以外は対応する部分瞳領域３０の配置を示している。この配置により、投影光学ユニット１０のアナモルフィック結像効果の得られるｙ方向の圧縮（図１３を参照されたい）の後に、射出瞳内でさえも部分瞳領域の非常に密な充填がもたらされる。

照明事前決定ファセットミラー７のファセット２５は、一体形成ファセット又は巨視的ファセットとしては具現化されず、マイクロミラーの群によって近似することができる。この場合に、マイクロミラーがそれぞれサブユニット上で組み合わされる場合、これらの実質的ファセットの行単位又は列単位の変位は可能ではない。この場合に、実質的ファセットはサブユニットを超えて延びることができないので、上述の変位は、サブユニット間の移行の結果として存在する間隙に起因して失敗する。特に照明事前決定ファセットミラー７のファセット２５のこの技術的実施に関しては、これらのサブユニットを従って、同じく実質的ファセット２５の配置を回転対称縁部のない照明瞳、例えば、楕円形照明瞳の長軸に対して回転させた直交格子上で企図することが有利である。走査方向に対して垂直及び並列の瞳の座標ｘ及びｙに対して、この回転直交格子は、配置の列のうちの１つＳ_iの部分瞳領域の配置の隣接列のうちの１つＳ_jの部分瞳領域３０に対する、列内で互いに隣接する部分瞳領域３０の間隔ｂ_ijの半分の互いからのオフセットに対応する。その結果、上述の変位と実質的に等しい効果を射出瞳内に発生させることができる。これを図１４ａ及び図１４ｂに描示している。

これらの図は、それぞれ瞳が可能な最も相補的な方式で充填される照明設定のための第１に投影光学ユニット１０の射出瞳（図１４ａ）、第２にそれに関連付けられた照明光学ユニット１１の照明瞳（図１４ｂ）の照明の変形を示している。図１４ａ及び図１４ｂの図は、原理的には、例えば、図３及び図４の瞳図に対応する。

図１４ｂは、照明事前決定ファセットミラー７が照明瞳に配置された照明光学ユニット１１のための配置に基づくので、部分瞳領域３０の配置に従う実質的照明事前決定ファセット２５の配置を示している。照明事前決定ファセット２５は、直交ｘｙ格子に対して４５°だけ回転される。

図１４ａは、投影光学ユニット１０の射出瞳内の部分瞳領域３０の配置上へのアナモルフィック結像の後に出現する効果を示している。照明瞳内の円形部分瞳領域３０の直交回転配置は、射出瞳内では楕円形部分瞳領域３０のほぼ六角形の配置になる。

図１５及び図１６は、照明瞳（図１６を参照されたい）内の部分瞳領域３０が、それぞれ円形形態から偏位した形状を有し、すなわち、図１６のｘ方向である第１の部分瞳寸法に最大広がりを有し、図１６のｙ方向である第２の部分瞳寸法に最小広がりを有するという相違点を有する、図１３及び図１４にそれ以外は対応する部分瞳領域３０の配置を示している。

部分瞳領域３０は、軸比が２である楕円形であり、楕円の長軸はｘ方向と平行に延び、短軸はｙ方向と平行に延びている。図１６に記載の照明瞳内の楕円形部分瞳領域３０は、例えば、対応する楕円形光源２の像として出現する。照明瞳内で楕円形である部分瞳領域３０の向きは、投影光学ユニット１０のアナモルフィック効果の結果として円形部分瞳領域３０が投影光学ユニット１０の照明瞳内に出現するように選択される。

これに代えて、図１６の方式で楕円形である部分瞳領域が、例えば、回転対称光源２のアナモルフィック結像によって出現することも可能である。

図１７は、図１に記載のコレクター５の代わりに使用することができるコレクター３４が、第１のファセットミラー６と組になって、照明光を瞳平面３２に案内するための伝達光学ユニット４を形成することに関する例を示している。図１から図１６、特に図１及び図２に関して上述したものに対応する構成要素を同じ参照符号で表しており、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３４を含む伝達光学ユニット４は、瞳平面３２内の照明瞳内に図１６の方式の楕円形部分瞳領域３０が生成されるようなアナモルフィック効果を有する。図１７には、伝達における第１のファセットミラー６を略示している。第１のファセットミラー６の光学効果が反射において相応に得られることが明らかである。

コレクター３４は、その中心光学軸ＯＡに関して回転対称な第１の楕円面ミラー３５を照明光３のビーム経路に含む。

楕円面ミラー３５は、光源２からの使用放出光を中間フォーカス５ａに伝達する。従って、楕円面ミラー３５は、照明光３のビーム経路内で光源２の２次中間像を発生させる第１のコレクターサブユニットである。図１７に記載の実施形態において、中間像５ａは、光源２の対称性を有する。光源２が回転対称である場合に、この回転対称性は中間像５ａにも適用される。

照明光３のビーム経路内では、入れ子コレクターとして具現化され、その機能に関して、いかなる場合にもその主平面に関してウォルターコレクターに対応する別のコレクターサブユニット３６が楕円面ミラー３５に続く。図１７は、ｙｚ断面内、すなわち、図１に記載の子午断面に対応する平面内のビーム経路を破線を用いて描示している。図１７には、この断面に対して垂直なｘｚ断面内の照明光３のビーム経路を一点鎖線を用いて示している。

コレクターサブユニット３６は、光学軸ＯＡに関して回転対称な反射面断面形状を有する双曲シェル３７と楕円形シェル３８とに再分割される。

これらの楕円形シェルをｙｚ断面（図１７のシェル断面３８_yを参照されたい）内とｘｚ断面（図１７のシェル断面３８_xを参照されたい）内とにそれぞれ描示している。この場合に、ｙｚ断面はシェル断面３８_yのみを切断することになり、ｘｚ断面はシェル断面３８_xのみを切断することになる。図１７では、光学軸の周りの連続的な広がりにおいて互いに接続されるそれぞれの楕円形シェル３８に、同じ上付き添字、例えば、添字「１」を付与している。シェル断面３８_x ¹及び３８_y ¹は、異なる曲率半径と異なる円錐定数とを有し、光学軸の周りの周方向に沿って互いに間断なく融合する円錐断面である。このようにして、コレクターサブユニット３６の互いに入れ子配置された合計で８つの楕円形シェル３８が出現する。

楕円形シェル３８_x ⁱの偏向反射効果、すなわち、抽象的に屈折力は、それぞれ関連付けられたシェル３８_y ⁱの偏向反射効果よりも大きい。出現するものは、楕円形シェル３８_xによって反射された照明光３の光線が互いに対して収束するように伝播し、楕円形シェル３８_yによって反射された照明光３の光線が互いに平行に伝播する図１７に示すようなコレクターサブユニット３６と第１のファセットミラー６の間の照明光３のビーム経路である。

ｙｚ平面内では、第１のファセットミラー６の伝達ファセット２１は結像効果を有し、楕円形シェル３８_yと組になってｙｚ平面に光源２の更に別の像を発生させる。この像は、瞳平面３２内に生成される。次いで、瞳平面３２内に、各照明実施チャネル又は照明チャネルに対する部分瞳領域３０が生成される。ｘｚ平面内では、第１のファセットミラー６の伝達ファセットは結像効果を持たず、従って、照明光３は、ｘｚ平面内で平面ミラーによって反射されることになる場合と同じく伝達ファセット２１によって反射され、図１７に記載の概略的な伝達図では、それによってｘｚ方向に伝播する照明光３の一点鎖線の光線の方向の変化がもたらされることはない。従って、同じく瞳平面３２内に中間像５ａを結像する楕円形シェル３８_xの結像効果の場合に、この光線の方向は保たれる。

全体的に、図１７に記載の配置の第１のファセットミラー６の伝達ファセット２１は、ｙｚ平面に凹湾曲を有する円柱ミラーとして具現化される。第１のファセットミラー６は、ｙ広がりがｘ広がりよりも大きい照明領域にわたって照明されるので、瞳平面３２内に、例えば、図１６に示すようにｙ広がりがｘ広がりよりも小さい光源の像、すなわち、部分瞳領域が生成される。

図１８は、投影露光装置１の更に別の実施形態を示している。内部にある６つのミラーＭ１からＭ６を用いて子午断面に示す投影光学ユニット１０の代わりに、例えば、ＵＳ ２０１３／０１２８２５１ Ａ１に記載されているようなアナモルフィック投影光学ユニットの実施形態を使用することができる。

図１８に記載の投影露光装置１の照明光学ユニット１１は、光源２の下流のビーム経路にコレクター３９と下流の伝達ミラー４０とを含み、これらの両方が、この実施形態では回転対称である光源２から楕円形中間像を中間フォーカス５ａにおいて発生させるアナモルフィック光学ユニットを形成する。この図では、コレクター３９から第１のファセットミラー６までのｙｚ平面内のビーム経路を実線で描示しており、コレクター３９から第１のファセットミラー６までのｘｚ平面内のビーム経路を破線で描示している。

伝達光学構成要素３９、４０の光学効果は、中間フォーカス５ａにおける中間像が回転対称ではなく、ｙ方向よりもｘ方向に大きい広がりを有するようなものである。中間フォーカス５ａにおける中間像は楕円形とすることができる。この場合に、この中間像に対応するｘ／ｙアスペクト比を有する部分瞳領域３０を有する照明瞳が、第１のファセットミラー６と照明事前決定ファセットミラー７とを通して生成される。この実施形態は、例えば、図１６に記載の配置に従う部分瞳領域３０の配置を照明瞳内に発生させるために使用することができる。図１８に記載の照明光学ユニット１１では、第１のファセットミラー６の伝達ファセット２１は、回転非対称屈折力又は回転対称から十分に外れるいずれかの屈折力を必要としない。第１のファセットミラー６の伝達ファセット２１は、照明光３によって垂直には結像されず、これらのファセット２１を円環形方式又は楕円形方式で具現化することを有利とすることができる。

図１８に記載の例示的実施形態において、伝達ミラー４０をＮＩミラー、すなわち、照明光３による０°と３０°の間の入射角における入射を受けるミラーとして描示している。これに代えて伝達ミラー４０は、かすめ入射ミラー（ＧＩミラー）、すなわち、照明光３による６０°と９０°の間の入射角における入射を受けるミラーとして具現化することができる。

上記とは逆に、図１７の状況で上述のコレクターサブユニット３６のミラー、特に楕円形シェル３８は、ＮＩミラーとして具現化することができる。

図１８に記載の照明光学ユニット１１は、コレクター３９の下流に合計で３つのＮＩミラー構成要素、すなわち、伝達ミラー４０と、第１のファセットミラー６と、照明事前決定ファセットミラー７とを含む。それによって必要とされることは、上述の照明光学ユニットとは異なり、図１８に記載の照明光学ユニット１１内の光源２を投影光学ユニット１０と同じ像平面１８の側に配置することである。

下記では、投影露光装置１のための照明光学ユニット１１の更に別の実施形態を図１９及び図２０に基づいて説明する。図１から図１８、特に図１８に関して上述したものに対応する構成要素を同じ参照符号で表しており、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

光源２から進んで、図２０に記載の照明光学ユニット１１は、図１に記載の実施形態にあるコレクター５のものに対応する機能を有する回転対称コレクター４１と、その下流の第１のファセットミラー６及び照明事前決定ファセットミラー７とを含む。中間フォーカス５ａにおける光源２の像は回転対称である。伝達ファセットミラー６と照明事前決定ファセットミラー７とを用いて、上述の実施形態による円形形態から偏位した包絡線を有する照明瞳が生成される。図２０に記載の照明光学ユニット１１では、照明事前決定ファセットミラー７は、瞳平面３２と共役な瞳平面に配置される。この場合に、瞳ファセットミラーとして機能する照明事前決定ファセットミラー７の広がりは、ｘ方向においてｙ方向におけるもの２倍大きい。

照明事前決定ファセットミラー７と物体視野８の間には、２つの伝達ミラー４３、４４を有する更に別の伝達光学ユニット４２が配置される。伝達光学ユニット４２は、照明事前決定ファセットミラー７と組になって第１に伝達ファセットミラー６の伝達ファセット群を物体視野８上に結像し、第２に瞳平面３２ａを瞳平面３２に配置された投影光学ユニット１０の入射瞳上に結像する。この瞳平面３２は、物体視野８の上流、すなわち、照明光３のビーム経路内で第２の伝達ミラー４４と物体視野８との間、又は物体視野８の下流のレチクル１２によって反射された結像光のビーム経路に配置することができる。図２０には両方の変形を略示している。このように伝達光学ユニット４２は、瞳平面３２ａを投影光学ユニット１０の入射瞳平面３２上に結像し、次いで、部分瞳領域３０の様々な配置変形に関する解説において上述したように、この入射瞳平面３２内に、照明瞳のうちの１つが部分瞳領域３０の重ね合わせとして生成される。

伝達光学ユニット４２が関わっているこの視野と瞳との組合せ結像に対して、図１９のグラフで解説する結像スケールのある一定の対をもたらすことができる。プロットしているものは、各々瞳ファセットミラー７の瞳ファセットの焦点距離ｆの関数としての結像スケールβである。２つの上側分岐線βＺＰ及びβＺＦは、伝達光学ユニット４２が中間像を発生させる場合の瞳結像（βＺＰ）及び視野結像（βＺＦ）の結像スケールの依存性を表している。２つの下側分岐線βＰ及びβＦは、下記で更に詳述に解説し、図２０に記載の投影光学ユニット１１内で達成される、伝達光学ユニット４２が中間像を生成しない場合を表している。この場合に、βＰは瞳結像の結像スケールを表し、βＦは視野結像の結像スケールを表している。

図２０に記載の照明光学ユニット１１は、７７０ｍｍの領域における瞳ファセットの焦点距離の組合せで、瞳結像に対して−１という結像スケールβＰが、視野結像に対してほぼ−１．７５という結像スケールが提供されるように寸法決めされる。第１の伝達ミラー４３は、約−１１００ｍｍの焦点距離を有し、第２の伝達ミラー４４は、絶対値で約１０００ｍｍの若干小さい焦点距離を有する。照明光３が入射する瞳ファセットミラー７の使用領域は、ｘ方向に約５００ｍｍの広がりを有し、ｙ方向に約２５０ｍｍの広がりを有する。

図２１は、投影露光装置１に使用するための照明光学ユニット１１の更に別の実施形態を示している。図１から図２０に関して上述したものに対応する構成要素及び構造要素、更に、機能を同じ参照符号で表しており、これらに対して再度詳細に解説することはしない。

図２１に記載の照明光学ユニット１１では、この場合は瞳ファセットミラー７として具現化される照明事前決定ファセットミラー７は円形であり、すなわち、１というｘｙアスペクト比を有する。瞳ファセットミラー７の下流の伝達光学ユニット４２はアナモルフィック光学ユニットとして具現化され、様々な部分瞳領域配置の関連において上述したように、瞳からの円形形態から偏位した包絡線３３を有するが、それにも関わらず回転対称包絡線を用いて瞳平面３２ａに存在する照明光学ユニット１１の照明瞳を発生させる。

図２１に記載のアナモルフィック伝達光学ユニット４２は、この場合に、照明光３による入射の順番に参照番号４５及び４６で表す２つの伝達ミラーを用いて具現化される。約１０１０ｍｍ及び６７０ｍｍの瞳ファセットミラー７の瞳ファセットの焦点距離と合わさって、この伝達光学ユニット４２は、ｘｙ平面に約−１．２、ｙｚ平面に約２．４の結像スケールβＦを発生させる。同時に、伝達光学ユニット４２は、円形瞳ファセットミラーをｘｚ平面内及びｙｚ平面にそれぞれ−１．５及び−０．７５の結像スケールで結像し、従って、望ましい楕円形入射瞳を与える。

伝達ミラー４５、４６の焦点距離は、ｘｚ平面内で−１２．６ｍ及び１２１４ｍｍであり、ｙｚ平面内で−４６１ｍｍ及び８８９ｍｍである。

図２１に記載の照明光学ユニット１１では、瞳ファセットミラー７上の入射領域は１８４ｍｍの全半径を有する。従って、瞳ファセットミラー７上の入射領域の直径は、図２０に記載の瞳ファセットミラー７内の入射領域の最大広がりよりも有意に小さい。この小さいスイッチング角度は、伝達ファセット２１に対して小さいスイッチング角度をもたらす。それによってこれらのファセット２１の技術的実施が容易になる。

図２１に記載の照明光学ユニット１１では、伝達ファセット２１がグループ分けされた伝達ファセット群、又はこれらのファセット群に対応する一体形成ファセットは、ｘ方向に１００ｍｍ、ｙ方向に３ｍｍの広がりを有する。

図２２は、図２１に記載の伝達光学ユニット４２にそれ以外は対応する異なる設計の伝達光学ユニット４７を含む図２１にそれ以外は対応する照明光学ユニット１１の更に別の実施形態を示している。伝達光学ユニット４７の伝達ミラー４５、４６は、それぞれ約２０１０ｍｍ及び１０２０ｍｍの瞳ファセットミラー７の瞳ファセットの焦点距離に整合され、ここでもまた、中間像を伴わずに視野及び瞳を結像する。それによってそれぞれ−１．３及び−０．６５という瞳結像に対する結像スケールβＰ、及びそれぞれ−１．０及び−２．０という視野結像に対する結像スケールβＦがもたらされる。

図２２に記載の照明光学ユニット１１においても瞳ファセットミラー７は円形であり、瞳ファセットミラー７の入射領域は２１１ｍｍの半径を有する。

伝達ファセット２１をグループ分けすることによって形成される伝達ファセット群又はこれらの群に対応する一体形成視野ファセットは、ｘ方向に１２０ｍｍ、ｙ方向に４ｍｍよりも若干小さい寸法を有する。

特に照明事前決定ファセットミラーが瞳平面に配置されない場合に、すなわち、鏡面反射器として具現化される場合に、伝達ファセット２１の必要なスイッチング角度を低減するために、照明事前決定ファセットミラー７の下流に配置された伝達光学ユニットを使用することができる。

図２３ａは、照明事前決定ファセットミラー７と、この場合は照明光３のビーム経路にあるレチクル１２の下流に配置された内部に照明瞳が生成される瞳平面３２との間の照明光学ユニット１１の一部分を通るｙｚ断面を示している。

図２３ｂは、対応するｘｚ断面を示している。

図示しているのは、ここでもまた、上述の図１７と同等な概略的な伝達レンズ断面内の照明光３のビーム経路の構造である。

照明瞳内の部分瞳領域３０の広がりは、次式の関係から明らかになる。
Δｋ＝ｌ（１／ｚＥＰ−１／ｚＳＲ）

Δｋは、照明角度の変化に対する尺度であり、従って、それぞれ注意する照明チャネルに属するそれぞれの部分瞳領域３０の広がりに対する尺度である。この場合に、ｌは、それぞれ注意する座標軸ｘ又はｙにおける物体視野８の広がりを表している。ｚＥＰは、照明瞳と物体平面９の間のｚ方向の、すなわち、照明光３のビーム経路に沿った距離を表している。ｙｚ平面内のこの距離は、ｘｚ平面内と異なることができる。ｚＳＲは、物体平面９からの照明事前決定ファセットミラー７のｚ方向距離を表している。

ｙｚ平面、すなわち、物体変位方向ｙを含む平面内で上式を考える場合に、ｌは走査長（走査方向の物体視野寸法）を表している。この場合に、Δｋは、ｙ方向の走査処理中に積分方式で出現する部分瞳領域３０の長さを表している。従って、走査処理の結果として、それぞれの部分瞳領域３０は、走査方向に沿ってロッド成形方式で変形され、これが、部分瞳領域３０をロッドとも呼ぶ理由である。

アナモルフィック投影光学ユニット１０の場合に走査積分方式でもたらすことができることは、照明瞳が、全域又は予め決められた照明極（例えば、図４の極３１を参照されたい）内のいずれかにおいて部分瞳領域３０によって完全に充填されること、すなわち、走査積分方式でレチクル１２上の点が、照明瞳の内部又は所定極内で全ての照明方向からの照明光による入射を受けることである。ｚＳＲ及びｚＥＰに対する距離条件と投影露光装置の走査幾何学形状との適切な整合により、走査積分方式で均一に完全充填された瞳を所定許容範囲で達成することができる。

照明事前決定ファセットミラー７とレチクル８の間には、照明事前決定ファセットミラー７の下流に配置された伝達光学ユニットに対応する円柱ミラー４８が配置される。円柱ミラー４８はｘｚ平面にのみ結像効果を有し、この結像効果の結果、図２３ｂに示すように、照明事前決定ファセットミラー７の虚像拡大がもたらされる。図２３ｂには、４９の場所に照明事前決定ファセットミラー７の虚像拡大像を示している。この場合に、円柱ミラー４８の結果として、図２３ｂに双方向矢印４９を用いて示すように、ｘ広がりに関して照明事前決定ファセットミラー７のサイズ縮小がある。その結果、伝達ファセット２１の必要なスイッチング角度が低減される。上述の場合のように、第１にｙｚ平面内、第２にｘｚ平面内の図２３に記載の照明光学ユニットの異なる結像効果に起因して、照明瞳平面に楕円形部分瞳領域３０が出現する。次いで、これらの楕円形部分瞳領域３０は、例えば、図１５及び図１６の関連において上述したように、投影光学ユニット１０の射出瞳内の円形部分瞳領域３０に変換される。

瞳平面３２は、ｘｚ平面内でｙｚ平面内と同じｚ座標を有する必要はない。図２３にはこれも示しており、レチクル１２と瞳平面３２の間の距離は図２３ｂよりも図２３ａにおいて大きい。

図２３で記述した伝達ファセット２１の傾斜角要件の低減に対する代替として、ファセット２１の大きいスイッチング角度を必要とする照明事前決定ファセットミラー７のアスペクト比を個別の大きいスイッチング角度及び精度に向けて設計された２つの傾斜軸を含む伝達ファセット２１によって対処することができる。一例として、これらの異方性傾斜角特性は、異なる硬度を有するバネヒンジ、異なる位置決め力又は異方性減衰を使用する位置決めモータによって達成することができる。

図２４は、そのような円柱ミラー４８を含む投影光学ユニット１１の例示的実施形態を含む投影露光装置１の変形を示している。コレクター４１から進んで、図２４に記載の投影光学ユニット１１は、ここでもまた、奇数個の反射構成要素、すなわち、伝達ファセットミラー６と、照明事前決定ファセットミラー７と、円柱ミラー４８とを含む。従って、図２４に記載の照明光学ユニットでは、図１８に記載の照明光学ユニットと同等な方式で、光源も、投影光学ユニット１０と同じ像平面１８の側に配置される。

図２５から図３６は、それぞれ可能な限り完全に充填される瞳を有する照明設定のための第１に照明光学ユニット１１の照明瞳の第２に投影光学ユニット１０の射出瞳の照明の更に別の変形を示している。図２５から図３６の図は、原理的に図３から図１６の瞳図に対応する。

図２５は、円形包絡線２９を有する投影光学ユニット１０の射出瞳内に楕円形部分瞳領域３０を有する実施形態を示している。部分瞳領域３０は、約１／２というｘ／ｙアスペクト比を有する楕円形である。関連付けられる照明瞳（図２６を参照されたい）は、２というｘ／ｙアスペクト比を有する包絡線３３と、円形部分瞳領域３０とを有する。照明瞳内で入射を受ける全体的な領域は楕円形である。

射出瞳（図２５）内では、部分瞳領域３０のラスター配置は、ｘ方向とｙ方向とで同じ格子定数を用いて存在する。

図２７及び図２８は、第１に投影光学ユニット１０の射出瞳内、第２に照明光学ユニット１１の照明瞳内の部分瞳領域３０の充填密度が高いという相違点を用いて図２５及び図２６に対応する。

図２９及び図３０は、この場合に、ラスター配置の列のうちの１つの部分瞳領域３０が、ラスター配置の隣接列の部分瞳領域に対して、列内で互いに隣接する部分瞳領域３０の間隔の半分だけ互いからオフセットして配置された部分瞳領域３０の配置を示している。更に、隣接行の間の間隔が部分瞳領域３０のｙ広がりよりも小さいので、隣接行の部分瞳領域３０は重なる。それによってレンズの射出瞳内の照明部分瞳の配置の対称性の破壊の低減がもたらされ、その結果、投影露光装置の結像特性の低い方向依存性がもたらされる（図２９を参照されたい）。

図３１及び図３２は、図２５から図２９とは異なり、照明事前決定ファセットミラー７が瞳平面内ではなく、そこから離れた場所に配置される、図２７、図２８のものに対応する部分瞳領域配置を示している。それによって前と同じくｙ座標軸における部分瞳領域３０の集密状態がもたらされる。

図３３及び図３４は、部分瞳領域３０が第１にオフセット方式で第２に密充填方式で配置される瞳平面から離れた場所に配置された照明事前決定設定ミラーを使用する場合の図２９及び図３０と同等な部分瞳領域配置の状況を示している。この配置により、投影光学ユニット１０の射出瞳の非入射領域のない事実上完全な充填がもたらされる。

図３５及び図３６は、照明瞳内に楕円形部分瞳領域を有し（図３６を参照されたい）、投影光学ユニット１０のアナモルフィック効果の結果として投影光学ユニット１０の射出瞳内に得られる円形の部分瞳領域３０を有する、ここでもまた、図１５及び図１６と同等な状況を示している。

図３７及び図３８は、投影露光装置１内で投影光学ユニット１０の代わりに使用することができる投影光学ユニットの更に別の実施形態５０の光学設計を示している。図３７及び図３８に各々図示しているのは、図３７及び図３８のｙ方向に分離した物体視野点から発する３つの個々の光線のビーム経路である。図示しているのは、主光線５１、すなわち、投影光学ユニット５０の瞳平面内で瞳中心を通過する個々の光線、並びに各々これらの物体視野点の上側及び下側のコマ光線５２である。図３７は、投影光学ユニット５０の子午断面を示している。図３８は、投影光学ユニット５０の矢状断面を示している。

物体視野８から発して、主光線５１は、物体平面９の法線と５．１°の角度ＣＲＡＯを含む。

物体平面９は、像平面１８と平行に位置する。

投影光学ユニット５０は、０．５５という像側開口数を有する。

図２に記載の投影光学ユニット５０は、物体視野８から発する個々の光線１５のビーム経路の順番にＭ１からＭ８と番号を振った合計で８つのミラーを有する。そのような結像光学ユニットは、異なる個数のミラー、例えば、４つのミラー又は６つのミラーを有することができる。

物体側では、投影光学ユニット５０はアナモルフィック光学ユニットとして具現化される。図３７に記載のｙｚ断面内で、投影光学ユニット５０は１／８という縮小結像スケールβ_yを有する。それに対して垂直なｘｚ平面（図３８を参照されたい）内では、投影光学ユニット５０は１／４という縮小結像スケールβ_xを有する。

回転対称射出瞳との組合せで、これらの異なる結像スケールβ_x、β_yは、図３７と図３８の間の比較から容易に明らかなように、ｘｚ平面と比較してｙｚ平面内でサイズが半分である物体側開口数をもたらす。その結果、ｙｚ平面内で５．１°の有利に小さい主光線角度ＣＲＡＯが得られる。

この場合に関するアナモルフィック投影レンズの利点は、ＵＳ ２０１３／０１２８２５１ Ａ１においても解説されており、この文献は、その全体が本出願に引用によって組み込まれている。

投影光学ユニット５０のアナモルフィック効果は、ミラーＭ１からＭ８の全ての光学面に分散される。

図３７及び図３８は、ミラーＭ１からＭ８の計算上の反射面を描示している。図３７及び図３８に記載の図から分るように、これらの計算上の反射面の一部分しか使用されない。本物のミラーＭ１からＭ８内には、反射面のこの実用領域しか実際には存在しない。これらの使用反射面は、ミラー本体によって公知の方式で担持される。

投影光学ユニット５０では、ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ７、及びＭ８は、法線入射ミラー、すなわち、結像光３が４５°よりも小さい入射角で入射するミラーとして具現化される。従って、投影光学ユニット５０は、合計で４つの法線入射ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ７、及びＭ８を有する。

ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６は、照明光３のかすめ入射のためのミラー、すなわち、結像光３が６０°よりも大きい入射角で入射するミラーである。かすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６上への結像光３の個々の光線１５の典型的な入射角は、８０°の領域内にある。全体的に、投影光学ユニット５０は、正確に４つのかすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６を含む。

ミラーＭ２及びＭ３は、結像光３のビーム経路内で直接連続して配置されたミラー対を形成する。ミラーＭ５及びＭ６も、結像光３のビーム経路内で直接連続して配置されたミラー対を形成する。

一方のミラー対Ｍ２、Ｍ３と、他方のミラー対Ｍ５、Ｍ６とは、これらの２つのミラー対のそれぞれのミラーＭ２、Ｍ３又はＭ５、Ｍ６上の反射角が合算されるように結像光３を反射する。従って、それぞれのミラー対Ｍ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６のそれぞれの第２のミラーＭ３及びＭ６は、それぞれの最初のミラーＭ２、Ｍ５がそれぞれの個々の光線に対して作用する偏向効果を増幅する。ミラー対Ｍ２、Ｍ３及びＭ５、Ｍ６それぞれのミラーのこの配置は、照明光学ユニットに関するＤＥ １０ ２００９ ０４５ ０９６ Ａ１に記載されているものに対応する。

かすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６は、各々半径に対して非常に大きい絶対値を有し、すなわち、平面からの比較的小さい偏位を有する。従って、これらのかすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６は、事実上屈折力を持たず、すなわち、凹ミラー又は、凸ミラーのような全体的なビーム形成効果を事実上持たないが、特に特定の局所収差補正に寄与する。

ミラーＭ１からＭ８は、結像光３に対してその反射率を最適化するコーティングを担持する。このコーティングは、ルテニウムコーティング、モリブデンコーティング、又は最上層がルテニウムで製造されたモリブデンコーティングとすることができる。かすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６では、例えば、モリブデン又はルテニウムで製造された段を有するコーティングを使用することができる。特に法線入射ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ７、及びＭ８のこれらの高反射層は、異なる材料から連続層を製造することができる多段層として具現化することができる。交替する材料の層を使用することができる。典型的な多段層は、各々モリブデン層とシリコン層とで製造された５０個の二重段を含むことができる。

ミラーＭ８、すなわち、像視野８の前の結像ビーム経路内で最後のミラーは、最後から第３のミラーＭ６から最後から第２のミラーＭ７に反射された結像光３が通過するための通過開口部５４を有する。ミラーＭ８は、通過開口部５４の周りにおいて反射方式に使用される。全ての他のミラーミラーＭ１からＭ７は通過開口部を含まず、間隙のない連続領域内で反射方式に使用される。

ミラーＭ１からＭ８は、回転対称関数によって表すことができない自由曲面として具現化される。ミラーＭ１からＭ８のうちの少なくとも１つが回転対称非球面として具現化される投影光学ユニット５０の他の実施形態も可能である。更に、全てのミラーＭ１からＭ８をそのような非球面として具現化することができる。

自由曲面は、以下の自由曲面式（式１）によって表すことができる。

（１）

この式（１）のパラメータに対して以下のことが適用される。

Ｚ_PHは、ｘ²＋ｙ²＝ｒ²である時の点ｘ，ｙにおける自由曲面のサグである。上式中のｒは、自由曲面式の基準軸（ｘ＝０；ｙ＝０）からの距離である。

自由曲面式（１）中で、Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃．．．は、ｘ及びｙのべき乗における自由曲面級数展開の係数を表している。

円錐底面区域の場合に、ｃ_x、ｃ_yは、対応する非球面の頂点曲率に対応する定数である。従って、ｃ_x＝１／Ｒ_x及びｃ_y＝１／Ｒ_yが成り立つ。ｋ_x及びｋ_yの各々は、対応する非球面の円錐定数に対応する。従って、式（１）は、双円錐形自由曲面を表している。

回転対称基準面から変形の可能な自由曲面を発生させることができる。マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影光学ユニットのミラーの反射面のためのそのような自由曲面は、ＵＳ ２００７−００５８２６９ Ａ１から公知である。

これに代えて、自由曲面は、２次元スプライン面を用いて表すことができる。これに関する例は、ベジェ曲線又は不均一有理基底スプライン（ＮＵＲＢＳ）である。一例として、２次元スプライン面は、ｘｙ平面内の点格子と、それに関連付けられるｚ値とにより、又はこれらの点と、それに関連付けられる勾配とによって表すことができる。スプライン面のそれぞれのタイプに基づいて、例えば、連続性及びその微分可能性に関して特定の性質を有する多項式又は関数を用いた格子点の間の内挿によって完全な面が得られる。これに関する例は解析関数である。

投影光学ユニット５０のミラーＭ１からＭ８の反射面の光学設計データは、以下に続く表から集めることができる。これらの光学設計データは、各々像平面１８から進み、すなわち、それぞれの投影光学ユニットを像平面１８と物体平面９との間で結像光３の逆伝播方向に説明する。

これらの表のうちの最初は、光学構成要素の光学面に関する頂点半径（半径＝Ｒ＝Ｒ_y）を明記している。

第２の表は、ミラーＭ１からＭ８に関してｍｍを単位として、円錐定数ｋ_x及びｋ_y、場合によって値Ｒ（＝Ｒ_y）から外れる頂点半径Ｒ_x、及び自由曲面係数Ｃ_nを明記している。

更に、第３の表は、基準面から進むそれぞれのミラーがｙ方向に偏心され（ＤＣＹ）、ｚ方向に変位（ＤＣＺ）及び傾斜（ＴＬＡ、ＴＬＣ）された大きさを明記している。この変位及び傾斜は、自由曲面設計法を実施するときの平行変位及び傾斜に対応する。この場合に、変位は、ｙ方向とｚ方向とにｍｍを単位として具現化され、傾斜は、ｘ軸及びｚ軸の周りに実施される。この場合に、傾斜角は度を単位として明記したものである。最初に偏心が実施され、傾斜がそれに続く。偏心の間の基準面は、各々明記した光学設計データの最初の面である。物体視野８に関してもｙ方向及びｚ方向の偏心を明記している。

更に４番目の表は、ミラーＭ８からＭ１の伝達率データ、すなわち、それぞれのミラー上で中心に入射する照明光光線の入射角に対する反射率を明記している。全体伝達率は、入射強度から投影光学ユニット内の全てのミラーでの反射の後に残る比例ファクタとして明記している。

投影光学ユニット５０の全体反射率は、１０．１７％である。

非球面ミラーの回転対称軸は、表内の傾斜値によって明らかなように、像平面９の法線に対して一般的に傾斜している。

物体視野８は、１３ｍｍの２倍のｘ広がりと１．２０ｍｍのｙ広がりとを有する。投影光学ユニット５０は、照明光３の１３．５ｎｍの作動波長に対して最適化される。

投影光学ユニット５０は、正確に８つのミラーＭ１からＭ８を有する。一方でミラーＭ２及びＭ３、他方でＭ５、Ｍ６は、かすめ入射ミラーとして具現化され、各々結像ビーム経路内で互いに直接前後するミラー対として配置される。投影光学ユニット５０は、正確に４つのかすめ入射ミラー、すなわち、ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６を有する。ミラーＭ１、Ｍ４、Ｍ７、及びＭ８は法線入射ミラーとして具現化される。

投影光学ユニット５０では、ミラーＭ１とＭ２の間のミラーＭ２上でのかすめ入射の近くに絞り５３が配置される。絞り５３は、ミラーＭ１とＭ２の間の照明光又は結像光３のビーム経路内で最初の瞳平面の領域に配置される。この最初の瞳平面５３は、中心視野点の主光線５１に対して傾斜され、すなわち、この主光線の間に角度≠９０°を含む。結像光３の全体のビームが、ミラーＭ１とＭ２の間のこの最初の瞳平面の領域内で全ての側からアクセス可能であり、従って、開口絞りとして具現化される絞り５３がここに配置される。これに代えて又はこれに加えて、ミラーＭ２の面上に直接絞りを配置することができる。

ｘｚ平面（図３８を参照されたい）内では、照明光のビーム経路内で物体視野８の２７４０ｍｍ手前に投影光学ユニット５０の入射瞳が位置する。ｙｚ平面内では、入射瞳は、投影光学ユニット５０の結像ビーム経路内で物体視野８の５４３０ｍｍ下流に位置する。従って、物体視野８から発する主光線５１の広がりは、図３７に記載の子午断面内と、図３８に記載の図内の両方で収束する。

ｘｚ断面（図３８を参照されたい）内では、絞り５３は、そのｙｚ断面内の位置と比較してｚ方向に変位した位置に配置することができる。

物体視野８と像視野１７の間のｚ距離、すなわち、投影光学ユニット５０の構造長は約１８５０ｍｍである。

物体／像オフセット（ｄ_OIS）、すなわち、中心物体視野点と中心像視野点の間のｙ間隔は、約２４００ｍｍである。

ミラーＭ７と像視野１７の間の自由作動距離は、８３ｍｍである。

投影光学ユニット３４では、波面収差に関するＲＭＳ値は最大で７．２２ｍλであり、平均で６．６５ｍλである。

最大歪曲値は、ｘ方向に最大で０．１０ｎｍであり、ｙ方向に最大で０．１０ｎｍである。ｘ方向のテレセントリック性値は、像視野側で最大で１．５８ｍｒａｄであり、ｙ方向のテレセントリック性値は、像視野側で最大で０．１５ｍｒａｄである。

投影光学ユニット５０の更に別のミラーデータは、以下の表から明らかになる。

ｙｚ平面（図３７）内ではビーム経路内のミラーＭ５上の反射領域内に、ｘｚ平面（図３８）内では結像ビーム経路内のミラーＭ６とＭ７の間に中間像５３ａが存在する。

ミラーＭ７及びＭ８上の結像光３の反射領域内には投影光学ユニット５０の更に別の瞳平面が配置される。

ミラーＭ７及びＭ８の領域内の開口絞りを一方でｘ座標軸、他方でｙ座標軸に分散させて結像ビーム経路内の２つの位置に配置することができ、例えば、主としてｙ方向に沿った制限を与えるための開口絞りがミラーＭ８上に存在し、主としてｘ方向に沿った制限を与えるための開口絞りがミラーＭ７上に存在することができる。

ミラーＭ８は掩蔽され、ミラーＭ６とＭ７の間の結像ビーム経路内の照明光３の通過のための通過開口部５４を含む。通過開口部５４の結果として投影光学ユニット５０の開口数の２０％未満しか掩蔽されない。従って、投影光学ユニット５０の系瞳内では、掩蔽に起因して照明されない面は、全体の系瞳面の０．２０２倍よりも小さい。系瞳内の非照明面は、ｙ方向とは異なる広がりをｘ方向に有することができる。更に、照明することができない系瞳内のこの面は、系瞳の中心に対してｘ方向及び／又はｙ方向に偏心させることができる。

結像ビーム経路内の最後のミラーＭ８のみが、結像光３に対する通過開口部５４を含む。他の全てのミラーＭ１からＭ７は連続反射面を有する。ミラーＭ８の反射面は、その通過開口部５４の周りに使用される。

ミラーＭ１、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ６、及びＭ８は、半径に対して負の値を有し、すなわち、原理的に凹ミラーである。他のミラーＭ２、Ｍ５、及びＭ７は、半径に対して正の値を有し、すなわち、原理的に凸ミラーである。かすめ入射ミラーＭ２、Ｍ３、Ｍ５、及びＭ６は、非常に大きい半径を有し、平面反射面からの小さい偏位しか引き起こさない。

投影露光装置１を用いて微細構造化構成要素、特に高集積半導体構成要素、例えば、メモリチップを生成するために、最初にレチクル１２及びウェーハ１９が与えられる。次いで、投影露光装置１の投影光学ユニットを用いて、レチクル８上の構造がウェーハ１９上の光感応層上に投影される。その後に、光感応層を現像することにより、ウェーハ１９上に微細構造が生成され、そこから微細構造化又はナノ構造化構成要素が生成される。

３０ 部分瞳領域
３２ 瞳平面
３３ 包絡線
Ａ 最大広がり
Ｓ 列

請求項９に記載の照明瞳内でさえも、１から外れた部分瞳領域のアスペクト比は、照明光学ユニットから下流に配置された投影光学ユニットのアナモルフィック効果の事前補償のために使用することができる。部分瞳領域のアスペクト比は、その後の投影光学ユニットのアナモルフィック効果の結果として投影光学ユニットの射出瞳内に続いて例えば円形の部分瞳領域が出現するように事前設定することができる。部分瞳領域の最大広がりと最小広がりの間の比は、少なくとも１．２、少なくとも１．４、少なくとも１．５、少なくとも１．７、少なくとも２、少なくとも２．５、少なくとも３、少なくとも３．５、少なくとも４とすることができ、更に大きいとすることができる。部分瞳領域は、特に楕円形実施形態を有することができる。アスペクト比は、光源に起因する可能性があり、又は伝達光学ユニットを用いて、例えば、照明光学ユニット内におけるアナモルフィック結像によって達成することができるかのいずれかである。部分瞳領域の最大広がりを有する部分瞳寸法は、照明瞳の包絡線の最大広がりを有する瞳寸法と平行に延びることができる。

請求項１０に記載の伝達ファセットは、一体形成により、又は個々のＭＥＭＳミラーの群として具現化することができる。伝達ファセット又は伝達ファセット群は、円柱光学ユニットとして具現化することができる。それによって照明光学ユニットの望ましいアナモルフィック像への寄与を発生させることができる。

請求項１１に記載の伝達ファセットミラーの包絡線のアスペクト比は、伝達ファセットミラーが照明光学ユニットのアナモルフィック結像の一部である場合に有利とすることができる。最大視野寸法は、最小瞳寸法と平行に延びることができる。最小視野寸法は、最大瞳寸法と平行に延びることができる。

請求項１２に記載のコレクターは、照明光学ユニットのアナモルフィック結像効果の事前決定に特に適することが見出されている。このコレクターによって照明光学ユニットの追加の構成要素が省かれる。そのようなコレクターのアナモルフィック結像は、回転対称から外れた部分瞳領域、特に楕円形部分瞳領域を発生させることができる。コレクターは、照明光のビーム経路に光源の２次中間像を発生させるコレクターサブユニットを含むことができる。コレクターは、照明瞳の瞳平面に更に別の中間像を発生させる少なくとも１つの更に別のコレクターサブユニットを含むことができる。２次中間像は回転対称とすることができる。コレクターは、ＮＩミラー及び／又はＧＩミラーによって達成されるコレクターサブユニット又はコレクター構成要素を含むことができる。コレクターサブユニットのうちの少なくとも１つは、ウォルターコレクターユニットとして構成することができる。一例として、ウォルター光学ユニットは、ＵＳ ２００３／００４３４５５ Ａ１及びその中で明記されている引用文献に記載されている。コレクターは、回転対称から外れた光源の中間像を第１の中間像として発生させることができる。次いで、そのような中間像を伝達光学ユニットの更に別の構成要素によって照明瞳の瞳平面に結像することができる。

請求項１３に記載の更に別の伝達光学ユニットは、照明光学ユニットの光学構成要素を設計する際の自由度数を増加する。更に別の伝達光学ユニットは、アナモルフィック光学ユニットとして具現化することができる。これに代えて、更に別の伝達光学ユニットを用いて予め非回転対称な光源像を結像することができる。更に別の伝達光学ユニットは、回転対称テレスコープ光学ユニットによって具現化することができる。これに代えて、伝達光学ユニットは、少なくとも１つの円柱構成要素を含むことができる。

請求項１５に記載の光学系、請求項１６に記載の照明系、請求項１７に記載の投影露光装置、請求項１８に記載の生成方法、及び請求項１９に記載の微細構造化又はナノ構造化構成要素の利点は、照明光学ユニットに関して上記で既に解説したものに対応する。

Claims (15)

1. 物体視野（８）を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（１１）であって、
   光源（２）から発する照明光（３）を案内するための第１の伝達光学ユニット（４）を含み、
   前記第１の伝達光学ユニット（４）の下流に配置され、かつ多くの照明事前決定ファセット（２５）を含み、照明される照明事前決定ファセット（２５）の配置を用いて前記物体視野（８）の予め決められた照明を発生させる照明事前決定ファセットミラー（７）を含み、
   前記物体視野（８）内の照明角度分布を予め決定する照明光学ユニット（１１）の最大広がりを有する照明瞳の円形形態から偏位した包絡線（３３）を有する照明をもたらすような照明光学ユニット（１１）の配置を含み、
   前記照明瞳は、行単位（Ｚ）及び／又は列単位（Ｓ）方式に配置されて存在する複数の部分瞳領域（３０）に再分割される、
   ことを特徴とする照明光学ユニット（１１）。
2. 前記照明事前決定ファセットミラー（７）は、複数の瞳ファセットを含みかつ照明光学ユニットの瞳平面（３２）に又はそれと共役な平面（３２ａ）に配置された瞳ファセットミラー（７）として構成され、該瞳ファセットは、前記照明瞳内の前記部分瞳領域（３０）を予め決定することを特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。
3. 前記物体視野（８）の前記予め決められた照明は、
   前記照明事前決定ファセットミラー（７）の照明可能縁部形態と、
   前記照明事前決定ファセット（２５）の個々の傾斜角と、
   を用いて前記物体視野（８）の視野形態及び照明角度分布の予め決められた照明として予め決定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明光学ユニット。
4. 前記照明瞳の前記包絡線（３３）が、第１の瞳寸法（ｘ）に最大広がり（Ａ）及び第２の瞳寸法（ｙ）に最小広がり（Ｂ）を有し、該最大広がり（Ａ）と該最小広がり（Ｂ）の間の比が、少なくとも１．１であるような配置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. 前記配置の前記列のうちの１つ（Ｓ_i）の前記部分瞳領域（３０）は、該配置の隣接列（Ｓ_j）の該部分瞳領域（３０）に対して列内で互いに隣接する部分瞳領域（３０）の間隔（ｂ_ij）の半分だけ互いからオフセットされて配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
6. 前記照明瞳内の前記部分瞳領域（３０）は、第１の部分瞳寸法（ｘ）に最大広がり及び第２の部分瞳寸法（ｙ）に最小広がりを有し、該最大広がりと該最小広がりの間の比が、少なくとも１．１であ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. 前記第１の伝達光学ユニットは、複数の伝達ファセット（２１）を有する伝達ファセットミラー（６）を含む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. 前記伝達ファセットミラーの包絡線が、第１の視野寸法（ｙ）に最大広がり及び第２の視野寸法（ｘ）に最小広がりを有し、該最大広がりと該最小広がりの間の比が、少なくとも１．１であることを特徴とする請求項７に記載の照明光学ユニット。
9. 前記伝達光学ユニット（４）は、照明光学ユニット（１１）の前記照明瞳上に前記光源（２）のアナモルフィック像を発生させるコレクター（３４）を含む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. 前記照明瞳を発生させるために前記照明事前決定ファセットミラー（７）の下流に配置された更に別の伝達光学ユニット（４２；４７；４８）を特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の照明光学ユニット。
11. 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と、
    物体視野（８）を像視野（１７）に結像するための投影光学ユニット（１０）と、
    を含むことを特徴とする光学系。
12. 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と、
    光源（２）と、
    を含むことを特徴とする照明系。
13. 請求項１１に記載の光学系と、
    光源（２）と、
    を含むことを特徴とする投影露光装置。
14. 微細構造化構成要素を生成する方法であって、
    レチクル（８）を与える段階と、
    照明光（３）に感応するコーティングを有するウェーハ（１９）を与える段階と、
    請求項１３に記載の投影露光装置（１）を用いて前記レチクル（８）の少なくとも一部分を前記ウェーハ（１９）上に投影する段階と、
    前記照明光（３）に露光された前記光感応層を前記ウェーハ（１９）上で現像する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
15. 請求項１４に記載の方法に従って生成された構成要素。

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