[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 通过引用将德国专利申请DE 10 2012 220 465.2的内容并入于此。

[0003] 本发明涉及一种将来自EUV(极紫外)辐射源的辐射传输至主焦斑的集光器。另外，本发明涉及一种包含这种集光器的照明光学单元，一种包含这种照明光学单元的照明系统，一种包含这种照明系统的投射曝光设备，一种通过这种投射曝光设备制造微结构或纳米结构部件的方法，以及一种通过该方法制造的部件。

[0004] 由WO 2011/138259 A1、US 7,075,712 B2、US 7,501,641 B2、US 2006/0176547 A1、US 2006/0120429 A1、US 7,075,713 B2、EP 1469349 A1、US 2008/0266650 A1以及WO2009/095220 A1已知引言中提及类型的集光器。

[0005] 本发明的目的是改进集光器，使得对布置在下游的照明光学单元的光束引导的要求降低。

[0006] 该目的通过本发明借助包含权利要求1中指定的特征的集光器来实现。

[0007] 根据本发明，已认识到，将集光器分为一方面包含用于正入射的至少一个反射镜以及另一方面包含用于掠入射的至少一个反射镜的子单元提供了关于其总强度分布有针对性地适配由集光器产生的照明光远场以用于适配于预定值的可能性。举例而言，可实现具有特别均匀的总强度分布的照明远场。这降低了对布置在集光器下游的照明光学单元的要求，尤其是对布置在下游的反射镜阵列(例如布置在下游的分面反射镜)的单独反射镜的倾斜角要求，在该情况下，不用在遵从照明照明场的照明要求方面让步。特别地，可提供具有部分恒定的远场强度密度的照明远场。恒定的远场强度密度可产生，尤其是直到照明远场的外强度区域。那么，可用EUV辐射可呈现在完整的远场中。在该情况下，照明远场上的强度分布可被确定为在远场区域上测量的辐射源的强度的区域密度。特别地，可设定目标远场轮廓。这例如可用于补偿布置在集光器下游的光学单元的远心误差。正入射反射镜集光器子单元可具有最靠近辐射源布置的反射镜部分。所述反射镜部分可布置为相对远离辐射源。相关联的强度密度损失可通过设计集光器子单元的反射层来补偿。至少由EUV辐射源发射的全部EUV辐射的被捕获立体角部分的照明光束路径可经由两个中间焦点引导。通过将远场强度分布细分为经由不同集光器光束路径覆盖的至少一个正入射反射镜强度分布和至少一个掠入射反射镜强度分布，可通过朝向远场相应地引导照明辐射路径来关闭取自辐射源的立体角中的间隙。只有均匀的照明远场由集光器产生，尤其在利用具有场分面反射镜和光瞳分面反射镜的下游照明光学单元的情况下，可利用相应入射角与平均入射角的小偏离来照射单独分面。如果场分面成像为使得它们在要照明的照明场上彼此叠加，在照明光学单元中引导的光束可受场分面成像的相关联成像比例的小变化的影响。所述变化可显著小于+/-10％，例如小于+/-5％。这同样相应适用于中间焦点成像在光瞳分面上。
EUV集光器可实施为使得其捕获大立体角范围的由辐射源发射的EUV辐射，其中，不同半空间的立体角范围可被捕获。集光器可具有至少一个光阑作为用于保护集光器的反射镜部分、尤其是用于保护至少一个掠入射反射镜集光器子单元的反射镜的保护光阑。集光器子单元的反射镜可具有不同地实施的高度反射涂层，其适配于反射镜部分上EUV辐射的相应入射角。高度反射层可为钌层。高度反射层可为多层涂层。多层涂层可为钼/硅(Mo/Si)层。总的来说，集光器可以紧凑方式实施。集光器在光轴方向上的结构长度可较小，该光轴可位于集光器的对称平面中或与集光器的对称轴、尤其是与集光器的旋转对称轴重合。集光器可提供中间焦面中的较小的数值孔径。这首先使得照明光学单元有紧凑构造，其次减少对布置在集光器下游的光学部件的要求。尤其是，对布置在下游的倾斜反射镜、尤其是对布置在下游的单独反射镜或分面的倾斜角度要求减少。这使得所述反射镜充分冷却。如果反射的辐射关于反射镜的法线的入射角至多35°，则出现用于正入射的反射镜。如果关于反射镜的法线的入射角至少55°、优选大于60°、更优选大于65°，则出现用于掠入射的反射镜。EUV辐射沿用于产生相应强度分布的不同集光器光束路径的反射数可变化，所述相应强度分布组合以形成总强度分布。正入射反射镜强度分布的集光器光束路径可具有正好一个在正入射反射镜集光器子单元处的反射。替代地，所述集光器光束路径可具有在正入射反射镜集光器子单元处的反射和在掠入射反射镜集光器子单元处的反射两者。涉及掠入射反射镜强度分布的集光器光束路径可具有正好一个反射，即在掠入射反射镜集光器子单元处的反射。涉及掠入射反射镜强度分布的集光器光束路径还可具有在掠入射反射镜处的多个反射，或者例如在正入射反射镜的反射以及在掠入射反射镜处的至少一个反射。具有多个反射的集光器光束路径可与涉及的单独光线入射角配合，使得相应单独光线在不同反射表面的反射的乘积对于所有单独光线或集光器光束路径在预定公差范围内涉及的单独光线的大部分具有相同值。掠入射反射镜强度分布由包含的反射的掠入射反射镜至少一次产生。正入射反射镜强度分布由包含的反射的正入射反射镜至少一次产生。原则上，EUV集光器的构造还可是，其中总强度分布仅通过集光器光束路径产生，所述集光器光束路径经由正入射反射镜或经由掠入射反射镜反射。这还提供以下可能：实现覆盖远场的部分(大于全部远场的40％)的远场均匀总强度分布与远场的所述部分中的平均强度偏离至少
20％。远场的所述部分是远场的在远场的不同半径(自可位于集光器的光轴上的远场中心开始测量)之间延伸的区域部分。在本说明书中，正入射反射镜还称为正反射镜，掠入射反射镜还称为掠反射镜。

[0008] 远场中的部分(其中实现与所述部分中的平均强度偏离小于20％)可大于全部远场的45％、可大于全部远场的50％、可大于全部远场的55％、可大于全部远场的60％、可大于全部远场的65％、可大于全部远场的70％、可大于全部远场的75％。在所述部分上的总强度分布与所述部分中平均强度的偏离可小于15％、可小于10％，并且甚至可小于5％。

[0009] 根据权利要求12的布置导致照明远场上的特别有利的强度分布轮廓。

[0010] 根据权利要求13的不同数目的反射已被证实特别适合于捕获大立体角范围的发射的EUV辐射。此外，不同的反射提供设计集光器子单元的反射镜上的入射角的可能性，所述入射角有利地接近正入射或有利地接近掠入射。沿在辐射源与布置在集光器下游的光束引导部件之间的集光器光束路径的反射数目N一旦至少为2(N≥2)，远场的均匀化可通过同时优化至少两个反射镜表面来实现。该优化适配于局部法线向量、曲率和成像比例，使得甚至在变化的反射数目和非恒定的层特性的情况下，远场如期望那样被照明。此外，通过产生至少一个远场部件的N≥2的反射数目，可改变更大数目的自由可选择设计参数，用于获得集光器结构长度、集光器工作距离、集光器的数值孔径、可用的通量(集光器的传输)和/或远场均匀性的预定值。

[0011] 根据权利要求4的布置可以紧凑方式实现。EUV辐射可从内部和从外部同时照在同一个反射镜上。替代地，可从内部照射反射镜之一上，可从外部照射另一反射镜上。

[0012] 根据权利要求5或6的光栅可有效地用于抑制不能使用的干扰光。

[0013] 根据权利要求7的照明光学单元的优点对应于上面参考根据本发明的集光器所说明的那些。

[0014] 根据权利要求8的分面反射镜使用整个照明远场。照明远场的外强度区域是达到照明远场的最大强度密度的至少5％的区域。

[0015] 根据权利要求9的照明系统、根据权利要求10的投射曝光设备、根据权利要求11的制造方法以及因此制造的微结构或纳米结构部件的优点对应于上面参考根据本发明的集光器和根据本发明的照明光学单元所说明的那些。EUV辐射源可为LPP源。

[0016] 由于自EUV辐射源的发射的有效收集，对于指定辐射源，投射曝光可用较大的使用光能。相反，指定的使用光能可在具有较小尺寸的EUV辐射源的情况下实现。这改善投射曝光期间的吞吐量或提供EUV辐射源的成本。附图说明

[0017] 下面，参考附图更详细地说明本发明的示例实施例。图中：

[0018] 图1示意性地显示穿过具有EUV照明光学单元的用于EUV投射光刻的投射曝光设备的子午截面；

[0019] 图2至8同样以子午截面视图显示来自根据图1的投射曝光设备的非定向性EUV辐射源的辐射传输至布置在照明光学单元的中间焦点的位置处的主焦斑的集光器的实施例；

[0020] 图9显示根据图1的投射曝光设备的照明光学单元的场分面反射镜的平面图；

[0021] 图10显示可以根据图2至8的实施例之一的集光器产生的照明远场的径向强度分布的曲线图；

[0022] 图10A示意性地显示穿过用于限定变量的格式化集光器的子午截面视图，所述变量用于推导用于布置的等式以及成形集光器的反射镜子单元；以及

[0023] 图11显示根据图1的投射曝光设备的照明光学单元的另一实施例。

[0024] 图1示意性地显示用于微光刻的投射曝光设备1的子午截面视图。除了辐射源或光源3之外，投射曝光设备1的照明系统2还具有用于曝光物面6中的物场5的照明光学单元4。在该情况中，布置在物场5中并由掩模母版保持器8(仅部分示出)保持的掩模母版7被曝光。投射光学单元9用于将物场5成像在像面11中的像场10中。掩模母版7上的结构成像到布置在像面11中的像场10的区域中的晶片12的光敏层上，所述晶片由晶片保持器13(同样被示意性示出)保持。

[0025] 辐射源3是具有在5nm至30nm之间范围的发射的使用辐射的EUV辐射源。辐射源可为等离子体源，尤其是LPP源(激光产生的等离子体)。EUV辐射源例如还可为GDPP源(气体放电产生的等离子体)。从辐射源3发出的EUV辐射14通过集光器15聚集。EUV辐射14在下文中还被称为照明光或成像光。集光器15在图2中被更详细地示出，这将在下文中描述。在集光器15下游，EUV辐射14在照在场分面反射镜17上之前传播通过中间焦面16。场分面反射镜17布置在照明光学单元4的与物面6光学共轭的平面17a中。EUV辐射14的照明远场呈现在所述平面17a中，所述照明远场通过集光器15形成。

[0026] 在场分面反射镜17下游，EUV辐射14由光瞳分面反射镜18反射。光瞳分面反射镜18布置在照明光学单元4的光瞳平面中，所述光瞳平面与投射光学单元9的光瞳平面光学共轭。借助光瞳分面反射镜18和具有按光束路径顺序定名的反射镜20、21和22的传输光学单元19形式的成像光学组合件，场分面反射镜17的场分面成像在物场5中，所述场分面在下文中得到更详细的描述。传输光学单元19的最后一个反射镜22是用于掠入射的反射镜(“掠入射反射镜”)。光瞳分面反射镜18和传输光学单元19形成用于将照明光14传输至物场5的顺序光学单元。尤其是，如果光瞳分面反射镜18布置在投射光学单元9的入瞳中，则可省略传输光学单元19。

[0027] 为了便于描述位置关系，图1描绘笛卡尔xyz坐标系作为全局坐标系，用于描述投射曝光设备1的在物面6与像面11之间的部件的位置关系。在图1中，x轴垂直于图的平面延伸并进入图的平面。y轴在图1中朝着右侧延伸。z轴在图1中向下延伸，即，垂直于物面6和像面11延伸。

[0028] 在投射曝光期间，掩模母版保持器8和晶片保持器13二者均以控制的方式而可位移，在位移方向，即在y方向上，一方面通过物场5，另一方面通过像场10扫描掩模母版7和晶片12。位移方向y在下文还称为扫描方向。

[0029] 参考图2，在下文更详细地说明集光器15。集光器15用于将EUV辐射14(即自非定向性发射EUV辐射源3发射)传输至在中间焦面中的主焦斑(即，中间焦点23a)，并且随后用于产生照明远场17a。

[0030] 集光器15具有聚光镜23形式的正入射集光器子单元，EUV辐射14照在所述聚光镜的内壁上。对于聚光镜23将来自EUV辐射源的EUV辐射14直接传输至中间焦点23a的情况，以下适用：EUV辐射源3位于聚光镜23的第一焦点处，所述第一焦点邻近聚光镜23。中间焦面16中的中间焦点23a位于聚光镜23的第二焦点处，所述第二焦点远离聚光镜23。

[0031] 聚光镜23具有在集光器15的旋转对称中心轴24的交叉点区域中的通孔25，两个焦点位于所述轴上。旋转对称轴24还称为集光器15的光轴。来自等离子产生泵浦集光器(未示出)的激光辐射可通过通孔25耦合进。

[0032] EUV辐射14的单独光线26在正反射镜集光器子单元23上的入射角或反射角α在约8°和约25°之间的范围中。所述入射角α如通常一样是指关于正反射镜集光器子单元的相应反射部分的法线的角。由于满足入射角条件α<35°，正反射镜集光器子单元23的聚光镜为用于正入射的反射镜。

[0033] 第一反射镜23被细分为朝着内部限定通孔25的边界的中央聚光镜部分27以及围绕所述中央聚光镜部分的外部聚光镜部分28。两个聚光镜部分27、28在过渡区29中彼此无缝地合并。在过渡区29，单独光线26在聚光镜23上的入射角α突变。在过渡区29附近，在中央聚光镜部分27上的入射角大约为18°，在过渡区29附近到外部聚光镜部分28，该入射角又减少至约8°的值。

[0034] 集光器15还具有掠入射反射镜集光器子单元30，其包含近似实施为截锥体侧表面形式的用于掠入射的反射镜。截锥体状反射镜30从面向辐射源3的较小通孔31朝着面向中间焦平面16的较大通孔32打开。截锥体状反射镜30的内壁33将来自外部聚光镜部分28的EUV辐射14朝着中间焦平面16中的中间焦点反射。从外部聚光镜部分28朝着截锥体状反射镜30反射的单独光线26横跨光轴24。

[0035] EUV辐射14在内壁33上的入射角在通孔31附近为最大，在所述通孔31的附近，所述入射角约为75°。朝着另一通孔32，EUV辐射14的单独光线26在截锥体状反射镜30的内壁33上的入射角连续降低至约65°的值。因为截锥体状反射镜30的内壁33上的入射角α满足条件α≥65°，所以截锥体状反射镜30是用于掠入射的反射镜。

[0036] 中央聚光镜部分27将来自辐射源3的EUV辐射14直接反射至中间焦平面16中的中间焦点，该直接反射的EUV辐射通过截锥体状反射镜30的两个通孔31、32。

[0037] 在辐射源3和掠反射镜集光器子单元30之间，保护光阑34布置在光轴24的区域中，所述保护光阑防止来自辐射源3的辐射和/或粒子直接到达截锥体状反射镜30。保护光阑34可以主动冷却方式实施。

[0038] 图10示意性地显示EUV辐射14的强度I对半径r的依赖性，半径r是距光轴24的距离。直到第一小半径值r0，强度由于通过通孔25或通过保护光阑34造成的EUV辐射14的中央遮挡而为零。在半径r0与r1之间的范围中，强度I(r)从在半径r0处的最大值Imax近似抛物线地降至在半径处的值C·Imax。在r0与r1之间范围中的曲线I(r)由EUV辐射在中央聚光镜部分27处的反射率与局部成像比例的依赖性(即前焦距和后焦距/光路的比率)确定。该依赖性可通过中央聚光镜部分27的内壁的相应高度反射涂层来影响。例如，可在0.6至0.8范围的常数C的值可通过集光器光束路径的相应构造来影响。

[0039] 强度I(r)在半径r1与r3之间的另一曲线基本上恒定地为值C·Imax。该恒定曲线由入射角确定，以及因此首先由外部聚光镜部分28的内壁的反射表面，其次由截锥体状反射镜30的内壁33确定。高度反射涂层首先设置在截锥体状反射镜30的内壁33上，其次设置在外部聚光镜部分28的内壁上。照明远场17a的外部强度区域位于半径r＝r3处。

[0040] 集光器子单元23、30的布置使得EUV辐射14在远场17a上的总强度分布I(r)经由不同的聚光器光束路径而由半径r0与r1之间的正反射镜强度分布IN(在图10中由实线示出)以及半径r1与r3之间的基本上恒定的了掠反射镜强度分布IG(在图10中由虚线和点划线示出)构成。正反射镜强度分布IN通过正反射镜集光器子单元23处的反射产生。掠反射镜强度分布IG通过掠反射镜集光器子单元30处的附加反射产生。因此，针对首先在聚光镜23处的反射率以及其次在截锥体状反射镜30处的反射率适当优化的局部成像比例导致在r1与r3之间的半径范围的基本上恒定的强度C·Imax。

[0041] 在半径r1与r3之间，即在总远场17a的大于总远场17a的40％的部分中，强度分布I(r)与在远场的半径r1与r3之间的所述部分中的平均强度C·Imax偏离小于20％。在示出的理想化示例中，偏离甚至为0。取决于集光器15的实施例，远场17a的部分(其中，与所述部分的平均强度的偏离小于20％)实现为可大于总远场17a的45％、可大于总远场17a的50％、可大于总远场17a的55％、可大于总远场17a的60％、可大于总远场17a的
65％、可大于总远场17a的70％、甚至可大于总远场17a的75％。取决于集光器15的实施例，在所述部分上的总强度I(r)与远场17a的所述部分中的平均强度C·Imax的偏离可小于15％、可小于10％、甚至可小于5％。

[0042] 正反射镜强度分布IN在半径r1处与掠反射镜强度分布IG连续汇合。该过渡区域中的限制性光束路径以虚线方式示于图2中34a处。

[0043] 通过同时增加第二反射(与单独使用延续的回转椭球27(图2中由细线示出，但没有参考数字)相比，具有相同工作距离和相同最大集光器半径)，中间焦点处的较小数值孔径和较大传输率实现。在该情况中，优化两个子单元23、30的形式，使得以恒定的强度密度照明产生的远场，而不必在该情况中放弃中间焦点。在该优化中考虑了层反射率。尽管有附加反射，仍实现均匀照明和较大传输率。

[0044] 均匀远场照明具有以下效应：照明通道均实际上具有相同亮度。因此，不再需要进行照明通道的强度混合，所述照明通道通过混合由场分面反射镜17的场分面和光瞳分面反射镜18的光瞳分面形成的照明通道而在物场15中彼此叠加。对分面反射镜的倾斜角要求以及入射角负担可减少。由于减少的倾斜角要求，分面反射镜可与反射镜载体良好热连接。不那么强烈的混合还具有以下效应：首先在辐射源3成像在光瞳分面反射镜18的光瞳分面上期间的成像比例，以及其次在场分面反射镜17的场分面成像在物场15中期间的成像比例不大幅变化。物场5和照明光瞳二者因此可以极好精度来填充/成形。由于减少的倾斜角要求，可避免场分面的像在叠加成像至物场5上期间相对于彼此的非期望旋转。在使用微反射镜用于分面反射镜的情况下，尤其可以低反射损失制造矩形物场5。

[0045] 对于设计EUV集光器15的子单元23、30的布置和成形，以实现上述强度分布显示的总强度分布I(r)来说，采用以下程序：

[0046] 微分形式的能量守恒定律是可适用的：

[0047]

[0048] 在方程式(1)的左侧，上述是由具有旋转对称发射特征Q()的点源发射至微分立体角单元中的、乘以该光束在从源至目标区域的路径上的传输率T的能量。在该情况中，传输率T包括反射镜的反射率，并且视情况还包括由气体吸收导致的损失。该能量必须等于相关联目标区域(即，照明远场17a)中在方程式(1)右侧所示的能量，照明远场17a被规定为附加地以期望强度密度或强度分布I(r)照明。在该情况中， 是照明远场17a中的方位角。根据期望布置的边界条件，选择方程式(1)右侧的符号。例如，实际中存在完全相关的情况，如果dθ>0，则dr<0。

[0049] 因此，能量守恒定律直接导致描述寻求的坐标转换r(θ)的微分方程式：

[0050]

[0051] 必须详细说明精确实现该转换r(θ)的光学系统。在最简单情况中，单独区域满足该目的。如果所述区域被适当参数化，则这产生第二微分方程式，并且然后一起产生两个非线性普通微分方程式的连系系统。实际所关注的一个情况是附加需要中间焦点23a的情况。中间焦点可如期望那样以至少两个反射与远场强度一起实现。针对该情况，现在将举例描述进一步程序。正反射镜集光器子单元23的位置处的反射镜S1和掠反射镜集光器子单元30的位置处的反射镜S2二者在该情况下被参数化，如图10A所示，第一反射镜S1与等离子体之间的距离为a1，第二反射镜S2的z坐标为z2。为了导出a1的微分方程式，我们2 2 2 2
以函数ψ(θ,ρ)开始，对于该函数，反射镜S1代表等位面ψ(ρ＝x +y+z)。θ和ρ为图10A的图平面中的极坐标。因此，a1的微分方程式现在可通过ψ的偏导数来用公式表示。

[0052] ψ(θ,a1(θ))＝常数；

[0053] 因为S1是ψ的等位面，反射镜的局部法线 必须与ψ的梯度平行。

[0054]

[0055] 在该方程式(4)中，γ是比例因子。

[0056] 因此，现在可消除函数ψ的部分偏导数，这产生用于第一反射镜表面的寻求的条件方程式。

[0057]

[0058] 因为在该示例中需要中间焦点23a在第二反射镜和目标区域之间，因此导致z2与r之间简单的几何关系。

[0059]

[0060] 在该情况中，d是源与中间焦点23a之间的距离。rS2是反射镜S2的z坐标。L是远场17a与源3之间的距离。

[0061] 由该关系，现在可通过链式法则计算z2的全导数。

[0062]

[0063] 然后，微小的转换导致z2的第三微分方程式。

[0064]

[0065] 在该情况中，m是反射镜S2的表面的梯度。

[0066] 利用方程式(2)、(5)和(8)，三个非线性的、联系的、普通微分方程式现在以明确形式呈现，并且可作为初值问题通过标准方法来轻易解决。尚未针对表面S1的法线 明确指明的表达式从反射定律导致简单方式。评估传输率所需的入射角α1和α2同样被直接获得。

[0067] 图3显示集光器15的另一实施例。与参考上文所说明的示图而在上文所已描述的那些对应的部件具有相同参考数字并且不再详细讨论。

[0068] 在根据图3的实施例中，一方面，正反射镜集光器子单元23的聚光镜部分27和28，以及另一方面，掠反射镜集光器子单元的截锥体状反射镜30，均覆盖较大立体角的由辐射源3发射的EUV辐射。单独光线26在相应涉及的反射镜表面上的入射角出现较大变化。
在外部聚光镜部分28的外部边缘区域中的最大入射角α为约28°。在截锥体状反射镜
30的位于通孔32的区域中的内壁33上的最小入射角α为约55°。因此，上文一方面针对正入射，另一方面针对掠入射所指明的条件还在根据图3的集光器15的实施例的情况中得到满足。

[0069] 在根据图3的实施例中，在性质上以与根据图10所述同样的方式显示远场17a。仅C、r1和r3的绝对值被相应改变。

[0070] 下面参考图4描述集光器15的另一实施例。与参考上文所说明的示图而在上文所已描述的那些对应的部件具有相同参考数字并且不再详细讨论。

[0071] 除了截锥体状反射镜30外，根据图4的集光器15的掠反射镜集光器子单元35也包含两个掠反射镜部分36、37。两个掠反射镜部分36、37的输入侧中间焦点38位于辐射源3与中间焦平面16中的中间焦点之间。所述中间焦点38未被清晰限定。中间焦点38空间上位于辐射源3与截锥体状反射镜30的引入通孔31之间。掠反射镜部分36空间上布置在正反射镜集光器子单元23的外部聚光镜部分28与掠反射镜部分37之间，并且在引入通孔31区域中围绕截锥体状反射镜30。另一掠反射镜部分37直接布置为邻近第一掠反射镜部分36，并且在两个通孔31与32之间的部分中围绕截锥体状反射镜30。

[0072] 截锥体状反射镜30和正反射镜集光器子单元23关于它们的布置对应于上文关于根据图2的集光器15所描述的部件。一个区别是在根据图2的实施例的情况中的外部聚光镜部分28现在在根据图4的聚光镜23的情况中构成布置在中央聚光镜部分27与(在根据图4的实施例的情况中)附加外部聚光镜部分39之间的中间聚光镜部分。

[0073] 外部聚光镜部分39经由另一过渡区域40与正反射镜集光器子单元23的现在的中间聚光镜部分28合并。如上文关于过渡区域29所说明的，同样在过渡区域40处，在正反射镜集光器子单元23上的入射角发生突变。

[0074] 在外部聚光镜部分39的情况下，来自EUV辐射源3的由正反射镜集光器子单元23捕获的发射立体角再次增大，这在图4中由单独光线26的点划线光束路径示出。沿着该光束路径，EUV辐射14首先在掠反射镜集光器子单元35的外部掠反射镜部分36处反射，随后在掠反射镜集光器子单元35的另一掠反射镜部分37处反射，并且由此朝着中间焦平面16中的中间焦点反射。单独光线26在掠反射镜部分36、37处的入射角再次大于65°。

[0075] EUV辐射14的由根据图4的集光器15在照明远场17a中产生的强度分布在性质上对应于上文参考图10已说明的分布。远场17a现在由三个不同集光器光束路径产生。在半径r0和r1之间，远场17a由在中央聚光镜部分27处的反射产生。在半径r1和r2之间，远场17a由在截锥体状反射镜30处的反射产生。半径r2和r3之间，远场由在掠反射镜部分36、37处的掠反射产生。如掠反射镜部分36和37的情况，通过掠反射导致的光线偏转在两个连续反射镜上的分布在那里导致大入射角。在该情况中，反射率乘积大于以相同总偏转角单独反射的反射率。

[0076] 在根据图4的实施例的情况中，用于产生正反射镜强度分布IN的集光器光束路径的EUV辐射的反射数不同于产生掠反射镜强度分布的集光器光束路径中EUV辐射的反射数。所述反射表面数N在用于正反射镜强度分布的集光器光束路径的情况中为N＝1，并且在用于掠反射镜强度分布IG的集光器光束路径的情况中为N＝2(半径范围r1至r2，由图10中虚线所示)，或者N＝3(半径范围r2至r3，由图10中点划线所示)。

[0077] 因为掠反射镜集光器子单元35的反射镜一个位于另一个内部，该布置还称为嵌套反射镜布置。

[0078] 下面参考图5描述集光器15的另一实施例。与参考上文所说明的示图而在上文所已描述的那些对应的部件具有相同参考数字并且不再详细讨论。

[0079] 就基础构造而言，根据图5的集光器15对应于根据图4的集光器。此外，在根据图5的集光器15的情况中的掠反射镜集光器子单元41具有两个另外的掠反射镜部分42、43。所述部分42、43的输入侧焦点与辐射源3重合。所述部分42、43的输出侧焦点进而与中间焦平面16中的中间焦点重合。

[0080] 掠反射镜部分42在掠反射镜部分36的入口侧通孔区域中围绕掠反射镜部分36。另一掠反射镜部分43围绕掠反射镜部分37。经由掠反射镜部分42、43，直接从辐射源3朝着中间焦平面16中的中间焦点引导EUV辐射源14，即，不经由在正反射镜集光器子单元23处的反射。以该方式引导的EUV辐射源14的光束路径从辐射源3直接行进至掠反射镜部分42，从那到达掠反射镜部分43，并且从那到达中间焦平面16中的中间焦点。

[0081] 在掠反射镜部分36、37、42和43的情况中，EUV辐射14均照在内壁上。EUV辐射在掠反射镜部分42、43处的入射角再次均大于65°。

[0082] 在掠反射镜部分42、43的情况中，通过附加的第四集光器光束路径，另一远场部分产生在远场14a中较大半径处。再次产生的远场性质上对应于上文参考图10已说明的径向强度分布。通过掠反射镜部分42、43，在范围r>r3中，还可产生强度为I＝C·Imax的远场延续部分。

[0083] 下面参考图6描述集光器15的另一实施例。与参考上文所说明的示图而在上文所已描述的那些对应的部件具有相同参考数字并且不再详细讨论。

[0084] 在根据图6的集光器反射镜15的情况中，除了对应于根据图2的实施例的聚光镜23外，正反射镜集光器子单元44还具有另外的聚光镜部分45。聚光镜部分45上的入射角约在α＝35°的范围中。因此，如上文所规定的正入射的条件在该情况中也得到满足。

[0085] 聚光镜部分45在聚光镜23的主开口46之后使聚光镜23延续，其中，在所述主开口46的区域中，聚光镜部分45的直径大于聚光镜23的直径，使得聚光镜部分45构成与聚光镜23分离的部件。聚光镜部分45捕获较宽立体角范围的从辐射源3发射的EUV辐射14。单独光线26的相关联光束路径以点划线方式示于图6中。

[0086] 除了截锥体状反射镜30外，根据图6的集光器15的掠反射镜集光器子单元47还包括另外的掠反射镜部分48。掠反射镜部分48围绕截锥体状反射镜30。EUV辐射14相对于光轴24从外面照在掠反射镜48上。EUV辐射14的直接照在聚光镜部分45上的单独光线26从那里朝着掠反射镜部分48反射，掠反射镜部分48进而以掠过方式将EUV辐射朝着中间焦平面16中的中间焦点传输。

[0087] 在通过根据图6的集光器15产生的照明远场17a的情况中，在r>r2的范围中(参考图10)，除了根据图2的集光器15的远场外，出现强度I的远场分量，该远场分量进而可具有值C·Imax。因此，根据图6的集光器15的照明远场再次在性质上对应于上文关于图10已说明的照明远场。

[0088] 还可增加集光器反射镜的工作距离，而不用在过程中改变焦点的距离或中间焦点处的孔径。这在下文中通过参考根据图7的集光器15而得到说明。与参考上文所说明的示图而在上文所已描述的那些对应的部件具有相同参考数字并且不再详细讨论。

[0089] 在根据图7的集光器15的正反射镜集光器子单元49的情况中，与根据图2的集光器15的相应工作距离A′相比，辐射源3与通孔25区域中的聚光镜49之间的工作距离A显著增加，为比较目的，这描绘于图7中。否则，根据图7的实施例性质上对应于根据图2的实施例。

[0090] 通过增加工作距离A，可增加反射镜的寿命，因为每单位面积照在反射镜上的污染物相应减少。为了使中间焦点处的孔径在工作距离A增加的情况下保持恒定，在具有在值C1·Imax与值C2·Imax之间的恒定梯度(其中，C1>C2适用)的r1与r2之间的范围中，可增加强度密度，否则，强度密度的轮廓性质上对应于根据图10的强度密度。从半径r2开始，直到照明远场17a的边缘，强度I(r)然后可再次恒定，为C2·Imax。

[0091] 替代地，强度分布I(r)可被协调，使得掩模母版7的照明变得尽可能均匀。如果还使用提供内部的两个反射的嵌套集光器，那么甚至在恒定场照明和中间焦点处的显著较小数值孔径情况下可实现较大工作距离。这参考图8说明于下文中。与参考上文所说明的示图而在上文所已描述的那些对应的部件具有相同参考数字并且不再详细讨论。

[0092] 与根据图7的实施例相比，除截锥体状反射镜30外，根据图8的集光器15包含具有另外的截锥体状反射镜51的掠反射镜集光器子单元50。所述另外的截锥体状反射镜51布置在截锥体状反射镜30的出口侧通孔32的区域中。EUV辐射从截锥体状反射镜51的内壁52反射。EUV辐射的光束路径在此从辐射源3出现，然后在正反射镜集光器子单元23的中央聚光镜部分27处反射，从那里在截锥体状反射镜51的内壁52以掠过方式反射。通过该方式，再次可在性质上实现照明远场17a的强度分布，如上文关于根据图7的集光器15以及关于图10已说明。尤其是，集光器的该实施例在保持源模块的远场在整个使用范围上恒定方面获得成功。

[0093] 钌涂层可用作用于掠反射镜集光器子单元的反射镜的高度反射涂层。如果入射角落在70°以下，则反射镜可涂覆有两个不同层类型。

[0094] 尤其是，不同反射镜区域，例如聚光镜23的反射镜部分27和28，可涂覆有不同层类型或者具有变化的层厚度的层类型，从而针对那里分别呈现的入射角提供EUV辐射14的最大可能反射。不同层类型的示例由WO2012/126867A1提供。

[0095] 对于集光器以嵌套方式实施的情况，那么远场17a中例如出现在r0与r3之间的半径范围(参考图10)中的不同集光器光束路径之间的过渡处的间隙可通过以下事实来避免：嵌套反射镜的面向中间焦平面16中的中间焦点的端部区域以斜切面方式延伸，或光在中间焦平面16中的中间焦点稍微离焦，所述嵌套反射镜例如为根据图4实施例中的反射镜30或根据图5实施例中的反射镜30和37或根据图6实施例中的反射镜30。

[0096] 如果集光器不同部分之间的过渡(例如在过渡区域29或40中)不可能是无缝方式，则间隙可在损坏传输率情况下获取的角频谱中留下。然而，反射镜于是成形为使得在源模块(即，辐射源3)的输出处的角分布以及尤其是照明系统的第一分面的照明不具有间隙。

[0097] 以类似于上文关于图10和10A所说明的方式，针对上文关于图3至8所说明的集光器的几何形状，还可推导出用于预定包含的反射镜子单元的布置和设计的相似微分方程式系统。为此，下文还概述了一些示例：

[0098] 先前已重视期望强度I(r)。然而，如果源高度各向异性(Q()中的大量结构)地发射或传输率在立体角范围内剧变，导致等离子体至中间焦点的成像比例的大变化。然而，中间焦点通常成像在小分面上。为此，有利的是在独立于发射角的中间焦点中产生等离子体像。这利用通过设定T()和Q()为恒定的以及选择I(r)与中间焦点处的角的余弦成比例的方法来实现。还可设想，通过适当选择I(r)，等离子体不是圆形的，以及成像比例因此以有目的的方式变化。

[0099] 在具有多个嵌套集光器壳的变型中，有限厚度的反射镜确保在目标区域中出现阴影。通过稍微改变过渡区域中中间焦点的位置(d＝d0+Δd())，可使所述阴影变模糊。

[0100] 该方法还可延伸到多于两个的反射。然而，需要附加边界条件，以使解决方案独一无二(即，另外的微分方程式)。这些例如可能是另外的中间焦点或如图4和5(在各情况中，光锥的外部点划线部分或虚线部分)为关于入射角的边界条件。后者在示例中设计为使得它们在各个情况中在以掠过方式照射的两个反射镜上是相同的。这增加该反射镜组合的传输率。

[0101] 图9显示场分面反射镜17的平面图，照明远场17a照在场分面反射镜17上。场分面反射镜17的全部反射表面53细分为多个分面模块54。分面模块54进而细分为分面反射镜或单独反射镜。替代地，各个分面模块54可构成单一分面反射镜。场分面反射镜17的全部反射表面53的外部轮廓55完整包括远场的外部强度区域56。换言之，外部轮廓55总是至少具有与外部强度区域56相同的尺寸。分面模块54的布置因此完全覆盖由集光器15照明的照明远场17a。

[0102] 远场17a的外部强度区域56构成内接全部反射表面53的外部轮廓55的全圆。

[0103] 外部强度区域56是远场17a的强度分布I(r)的离远场17a的中心(r＝0)最远以及其中达到远场17a的最大强度Imax的至少5％的区域。在根据图9和10的示意图中，所述外部强度区域56位于半径值r3处。

[0104] 图9附加描绘了跨越场分面反射镜17的全部反射表面53的局部笛卡尔xy坐标系统。所述局部坐标系统的y方向平行于图1中坐标系统的y方向延伸。

[0105] 在相对于通过全部反射表面53的中心57的中央x轴的小y距离范围中，远场17a以构造控制的方式具有没有分面模块54布置其中的间隙58。

[0106] 根据图9的分面反射镜17可与上述集光器变型一起用于照明光学单元4或照明系统2中。

[0107] 下面参考图11说明根据图1的照明系统2中的照明光学单元4的另一实施例。与上文所已描述的那些对应的部件具有相同参考数字并且不再详细讨论。

[0108] 集光器15仅示意性地示于图11中。这可包含上述实施例之一。在根据图11的照明光学单元4的情况中，光瞳分面反射镜18直接位于布置在物场5下游的投射光学单元9的入瞳中。如上文关于图1所述，因此可省略传输光学单元。物场5以0.162的数值孔径来照明。

[0109] 在根据图11的照明光学单元4的情况中，中间焦平面16中的中间焦点空间上直接位于光瞳分面反射镜18的旁边。这导致非常窄的折叠照明系统2，其相应是空间紧凑的。所述实施例的集光器15尤其适合于该情况，因为集光器具有在z方向上有利的小范围。

[0110] 在所述多种集光器实施例中用于EUV辐射14的相应光束路径内的各个反射镜上，可安装尤其通过布拉格反射用于抑制不同波长范围的适当光栅。在该情况中，附加中间焦点是有用的，但不是绝对必需的。

[0111] 这种具有不同光栅周期的光栅59、60非常高度示意地示于图8中，位于反射镜30、51上。

[0112] 相应光栅59、60还示于根据图4的实施例的反射镜36、37上。

[0113] 在使用具有上述集光器变型的投射曝光设备1期间，提供掩模母版7和承载对照明光14光敏感的涂层的晶片12，借助于投射曝光设备1，随后将掩模母版7的至少一个部分投射至晶片12上。最后，在晶片12上显影通过照明光束14曝光的光敏层。以该方式制造微结构或纳米结构部件，例如半导体芯片。