(57)【要約】  露光装置の照明面における照明光の偏光方向を、より自由に設定可能とする。  自由電子レーザ装置（１０）から出力される直線偏光した光ビーム（Ｌ）を露光装置（１３０）に伝送するビーム伝送システム（１２１）は、光ビーム（Ｌ）を第１の光ビーム（Ｌ１）と第２の光ビーム（Ｌ２）とに分岐する光ビーム分岐部（５０）、および第１の光ビーム（Ｌ１）の直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部（５１）を含む。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由電子レーザ装置から出力される直線偏光した光ビームを露光装置に伝送するビーム伝送システムであって、  前記光ビームを第１の光ビームと第２の光ビームとに分岐する光ビーム分岐部と、  前記第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部と、を含むビーム伝送システム。
【請求項２】
前記第２の光ビームの直線偏光方向を回転させる第２の偏光方向回転部をさらに含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項３】
前記光ビーム分岐部は、前記光ビームが斜め入射する状態に配置されて、この光ビームの一部を反射させる斜入射高反射ミラーを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項４】
前記光ビーム分岐部は、配置位置が変更され得る可動斜入射高反射ミラーであって、前記光ビームが全部斜め入射する状態であってこの光ビームを全部反射させる第１状態と、前記光ビームの光路から退出した第２状態と、前記光ビームの一部が斜め入射する状態であってこの光ビームの一部を反射させる第３状態とのうちの１つを選択的に取り得る可動斜入射高反射ミラーを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項５】
前記光ビーム分岐部は、楔形状に形成されて楔形の先端から分かれた２つの反射面を有する楔形状斜入射高反射ミラーであって、前記２つの反射面においてそれぞれ前記光ビームを反射させる状態に配置された楔形状斜入射高反射ミラーを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項６】
前記光ビーム分岐部は、入射した前記光ビームＬを回折させる回折面を有するグレーティングであって、回折した＋１次回折光を前記第１の光ビームとし、回折した−１次回折光を前記第２の光ビームとするグレーティングを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項７】
前記第１の偏光方向回転部は、前記露光装置の照明面上で、前記第１の光ビームの直線偏光方向が前記第２の光ビームの直線偏光方向に対して９０°の角度をなす状態に前記第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項８】
前記第１の偏光方向回転部および／または前記第２の偏光方向回転部は、前記光ビームを複数回反射させることによって前記光ビームの直線偏光方向を回転させる請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項９】
前記第１の偏光方向回転部および／または前記第２の偏光方向回転部は、  前記光ビームを反射させる第１高反射ミラーと、  前記第１高反射ミラーで反射した光ビームを反射させる第２高反射ミラーと、  前記第２高反射ミラーで反射した光ビームを反射させる第３高反射ミラーと、  前記第１高反射ミラー、第２高反射ミラーおよび第３高反射ミラーを保持して、回転中心の周りに回転する回転部材であって、前記回転中心上を前記第１高反射ミラーに入射する前の前記光ビームが進行する状態に配置された回転部材と、を含む請求項８記載のビーム伝送システム。
【請求項１０】
前記第１の偏光方向回転部および／または前記第２の偏光方向回転部は、  前記光ビームを第１の反射方向に反射させ得る第１高反射ミラーと、  前記第１高反射ミラーで反射した光ビームを、前記第１の反射方向と直交する第２の反射方向に反射させ得る第２高反射ミラーと、  前記第２高反射ミラーで反射した光ビームを、前記第１の反射方向および前記第２の反射方向と直交する第３の反射方向に反射させ得る第３高反射ミラーと、  前記第１高反射ミラーを、この第１高反射ミラー、前記第２高反射ミラーおよび前記第３高反射ミラーにおいて前記光ビームが順次反射する位置と、これらの順次反射が生じない位置との間で移動させるミラー移動手段と、を含む請求項８記載のビーム伝送システム。
【請求項１１】
前記光ビーム、前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームの少なくとも１つの光路に配された光学パルスストレッチャをさらに含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項１２】
請求項１記載のビーム伝送システムにより伝送された光ビームにより露光装置の照明面を照明する照明光学系であって、  前記第１の光ビームが照射される第１の視野ファセットミラーと、  前記第２の光ビームが照射される第２の視野ファセットミラーと、  前記第１の視野ファセットミラーを経た前記第１の光ビームおよび、前記第２の視野ファセットミラーを経た前記第２の光ビームが照射される瞳ファセットミラーと、を含む照明光学系。
【請求項１３】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向と、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向とが、互いに直交する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１４】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向と、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向とが、互いに平行である請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１５】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームと、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの双方により前記照明面を照明する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１６】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームと、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの一方により前記照明面を照明する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１７】
前記照明面としてレチクルを照明する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１８】
自由電子レーザ装置から出力される直線偏光した光ビームを露光装置に伝送するビーム伝送システムであって、  第１の光ビームを出力する第１の自由電子レーザ装置と、  第２の光ビームを出力する第２の自由電子レーザ装置と、  前記第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部と、を含むビーム伝送システム。
【請求項１９】
前記第２の光ビームの直線偏光方向を回転させる第２の偏光方向回転部をさらに含む請求項７記載のビーム伝送システム。
【請求項２０】
第１の視野ファセットミラーおよび第２の視野ファセットミラーと前２つの視野ファセットミラーを経た光を反射する瞳ファセットミラーと、を持ち、前記第１の視野ファセットミラーに入射する光と前記第２の視野ファセットミラーにそれぞれ入射する光の偏光方向をそれぞれ独立に制御する制御部と、を備える照明光学系を含む露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、露光装置、露光装置の照明光学系および、露光装置に自由電子レーザ装置から露光用の光ビームを伝送するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、２０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば２０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３．５ｎｍの極端紫外（ＥＵＶ）光を生成する極端紫外光生成装置と縮小投影反射光学系（Reduced Projection Reflective Optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。【０００３】  ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にパルスレーザ光を照射することによって生成されるプラズマが用いられるＬＰＰ（Laser Produced Plasma）式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の装置と、電子加速器から出力される電子を用いた自由電子レーザ（Free Electron Laser）装置の３種類の装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５２５９０６号公報
【特許文献２】特表２０１５−５２３７２０号公報
【特許文献３】特表２０１２−５３３７２９号公報
【特許文献４】特開２０１４−３２９０号公報
【特許文献５】米国公開特許明細書第２０１５／０３２３８７４号
【特許文献６】米国公開特許明細書第２０１５／０１７３１６３号
【概要】
【０００５】  本開示の一態様によるビーム伝送システムは、自由電子レーザ装置から出力される直線偏光した光ビームを露光装置に伝送するビーム伝送システムであって、光ビームを第１の光ビームと第２の光ビームとに分岐する光ビーム分岐部と、第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部とを備える。
【０００６】  本開示の別の態様によるビーム伝送システムは、自由電子レーザ装置から出力される直線偏光した光ビームを露光装置に伝送するビーム伝送システムであって、第１の光ビームを出力する第１の自由電子レーザ装置と、第２の光ビームを出力する第２の自由電子レーザ装置と、第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部とを備える。
【０００７】  一方、本開示の一態様による露光装置の照明光学系は、本開示の一態様による露光装置あるいは本開示の別の態様によるビーム伝送システムにより伝送された光ビームにより露光装置の照明面を照明する照明光学系であって、第１の光ビームが照射される第１の視野ファセットミラーと、第２の光ビームが照射される第２の視野ファセットミラーと、第１の視野ファセットミラーを経た第１の光ビームおよび、第２の視野ファセットミラーを経た第２の光ビームが照射される瞳ファセットミラーとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】  本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。【図１】図１は、例示的なビーム伝送システムおよび、露光装置の照明光学系の構成を示す概略側面図である。
【図２】図２は、図１に示した照明光学系の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、照明光形状の一例を瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図４】図４は、照明光形状の別の例を瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図５】図５は、照明光形状のさらに別の例を瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図６】図６は、比較例としてのビーム伝送システムおよび、露光装置の照明光学系の構成を示す概略図である。
【図７】図７は、照明光の形状および直線偏光方向の一例を、瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図８】図８は、照明光の形状および直線偏光方向の別の例を、瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図９】図９は、照明光の形状および直線偏光方向のさらに別の例を、瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図１０】図１０は、照明光の形状および直線偏光方向の好ましい一例を、瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図１１】図１１は、照明光の形状および直線偏光方向の好ましい別の例を、瞳ファセットミラーの状態によって説明する概略図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係るビーム伝送システムおよび、露光装置の照明光学系の構成を示す概略図である。
【図１３】図１３は、図１２の構成に用いられた光ビーム分岐部の詳細構造を示す側面図である。
【図１４】図１４は、図１２の構成に用いられた偏光方向回転部の詳細構造を示す側面図である。
【図１５】図１５は、図１２の構成に用いられた偏光方向回転部の詳細構造を示す正面図である。
【図１６】図１６は、図１５に示す偏光方向回転部の別の状態を示す正面図である。
【図１７】図１７は、実施形態２に係るビーム伝送システムおよび、露光装置の照明光学系の構成を示す概略図である。
【図１８】図１８は、図１７の構成に用いられた光学パルスストレッチャの詳細構造を示す側面図である。
【図１９】図１９は、実施形態３に係るビーム伝送システムおよび、露光装置の照明光学系の構成を示す概略図である。
【図２０】図２０は、図１９の構成に用いられた光ビーム分岐部の詳細構造を示す側面図である。
【図２１】図２１は、図２０に示す光ビーム分岐部の別の状態を示す側面図である。
【図２２】図２２は、実施形態４に係るビーム伝送システムおよび、露光装置の照明光学系の構成を示す概略図である。
【図２３】図２３は、実施形態５に係るビーム伝送システムおよび、露光装置の照明光学系の構成を示す概略図である。
【図２４】図２４は、光ビーム分岐部の変形例１を示す側面図である。
【図２５】図２５は、光ビーム分岐部の変形例２を示す側面図である。
【図２６】図２６は、光ビーム分岐部の変形例２を示す上面図である。
【図２７】図２７は、偏光方向回転部の変形例１を示す斜視図である。
【図２８】図２８は、図２７の偏光方向回転部の別の状態を示す斜視図である。
【実施形態】
【０００９】＜目次＞１．ＥＵＶ露光装置とビーム伝送システムの全体説明１．１ 構成１．２ 動作２．比較例２．１ 比較例の構成２．２ 比較例の動作２．３ 比較例の課題３．実施形態１３．１ 実施形態１の構成３．２ 実施形態１の動作３．３ 実施形態１の作用・効果４．実施形態２４．１ 実施形態２の構成４．２ 実施形態２の動作４．３ 実施形態２の作用・効果５．実施形態３５．１ 実施形態３の構成５．２ 実施形態３の動作５．３ 実施形態３の作用・効果６．実施形態４６．１ 実施形態４の構成６．２ 実施形態４の動作６．３ 実施形態４の作用・効果７．実施形態５７．１ 実施形態５の構成７．２ 実施形態５の動作７．３ 実施形態５の作用・効果８．光ビーム分岐部の変形例１８．１ 光ビーム分岐部の変形例１の構成８．２ 光ビーム分岐部の変形例１の動作８．３ 光ビーム分岐部の変形例１の作用・効果９．光ビーム分岐部の変形例２９．１ 光ビーム分岐部の変形例２の構成９．２ 光ビーム分岐部の変形例２の動作１０．偏光方向回転部の変形例１１０．１ 偏光方向回転部の変形例１の構成１０．２ 偏光方向回転部の変形例１の動作１０．３ 偏光方向回転部の変形例１の作用・効果  以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１０】  以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成および動作の全てが本開示の構成および動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１１】１．ＥＵＶ露光装置とビーム伝送システムの全体説明    １．１ 構成  図１にＥＵＶ露光装置と、このＥＵＶ露光装置に自由電子レーザ（Free Electron Laser）装置から露光用光ビームを伝送するビーム伝送システムを概略的に示す。なお、以下では自由電子レーザ装置をＦＥＬ装置と称する。図１は、ＦＥＬ装置１０を含むビーム伝送システム２１、およびＥＵＶ露光装置３０の概略側面形状を示している。
【００１２】  本開示では、ＦＥＬ装置１０から出射する光ビームの進行方向がＺ方向と定義される。また、ＦＥＬ装置１０が載置される面に平行で、Ｚ方向と直交する方向がＨ方向と定義される。そしてＺ方向およびＨ方向に直交する方向がＶ方向と定義される。なお、ＦＥＬ装置１０およびＥＵＶ露光装置３０の通常の使用状態下では、Ｈ方向が水平方向であり、Ｖ方向が鉛直方向である。
【００１３】  図１に示されるようにＦＥＬ装置１０は、出力するパルスレーザ光の直線偏光方向を制御するアンジュレータ１１を備えている。本実施形態のビーム伝送システム２１によって伝送される光ビームＬは、ＦＥＬ装置１０が出力するパルスレーザ光である。
【００１４】  ビーム伝送システム２１は、チャンバ２０と、このチャンバ２０に設けられた開口部２２と、同じくチャンバ２０に設けられた貫通孔２３と、チャンバ２０内に配置された集光ミラー２４とを含む。
【００１５】  ＦＥＬ装置１０から発せられた光ビームＬは、開口部２２を通過してチャンバ２０内に入射する。この開口部２２と、ＦＥＬ装置１０の出力部とは、Ｏリング等によってシールされるか、あるいは溶接されることが望ましい。集光ミラー２４は、例えば軸外放物面ミラーである。この集光ミラー２４は、ＦＥＬ装置１０から発せられた光ビームＬが所定の入射角で入射するように配置されている。集光ミラー２４は、入射した光ビームＬが中間集光点（ＩＦ：Intermediate Focus）２５で集光してから、ＥＵＶ露光装置３０内に入射するように配置されている。以下では、上記中間集光点をＩＦと称し、図中でもそのように表記する。
【００１６】  光ビームＬは、貫通孔２３を通過してチャンバ２０の外に出る。この貫通孔２３と、ＥＵＶ露光装置３０の光ビーム入力部とは、図示外のシール部材によってシールされることが望ましい。チャンバ２０内は、光ビームＬの減衰が抑制されるように、図示しない排気装置により排気されて、高真空状態に維持されることが望ましい。
【００１７】  ＥＵＶ露光装置３０は、照明光学系３１と、投影光学系３２と、レチクル３３と、ウエハ３４と、筐体３９とを含む。
【００１８】  照明光学系３１は、視野ファセットミラー（ＦＦＭ：Field Facet Mirror）３５と、瞳ファセットミラー（ＰＦＭ：Pupil Facet Mirror）３６と含む。以下では視野ファセットミラーをＦＦＭと称し、瞳ファセットミラーをＰＦＭと称し、図中でもそのように表記する。ＦＦＭ３５およびＰＦＭ３６は、光ビームＬを複数の光ビームＬに分割し、照明面であるレチクル３３上において、分割されたそれぞれの光ビームＬを複数のスリットに整形してこのレチクル３３を照明するように配置されている。またＦＦＭ３５およびＰＦＭ３６は、上記複数の光ビームＬが、レチクル３３に対して所定の角度分布を持つように配置されている。さらにＦＦＭ３５およびＰＦＭ３６は、上記複数のスリット同士がレチクル３３上で殆ど全て重なり合うように配置されている。
【００１９】  投影光学系３２は、凹面ミラー３７および凹面ミラー３８を含む。これらの凹面ミラー３７および凹面ミラー３８は、照明されたレチクル３３の像をウエハ３４上に投影結像するように配置されている。ここで、投影光学系３２は、複数のミラーの組合せであって、さらに多くの凹面ミラーと凸面ミラーと、を含む構成であってもよい。
【００２０】  なおＥＵＶ露光装置３０は、照明光学系３１および投影光学系３２に対して、レチクル３３およびウエハ３４を同期走査させる図示外の走査機構を備えている。
【００２１】  次に図２を参照して、照明光学系３１について詳しく説明する。この照明光学系３１は、ＦＦＭ３５およびＰＦＭ３６を含む。ＦＦＭ３５およびＰＦＭ３６は、シリコン基板等を用いて作製されたいわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）である。
【００２２】  ＦＦＭ３５は、複数のファセット（視野ファセット）３５ａを有する。これらのファセット３５ａは、一例として円弧形状とされた凹面の微小ミラーである。この微小ミラーであるファセット３５ａの形状が、レチクル３３を照射するスリットの形状となる。各ファセット３５ａには、例えば静電力によってファセット３５ａの角度を変化させる、図示外のアクチュエータが連結されている。
【００２３】  ＰＦＭ３６は、複数のファセット（瞳ファセット）３６ａを有する。これらのファセット３６ａは、一例として円形の凹面の微小ミラーである。各ファセット３６ａには、例えば静電力によってファセット３６ａの角度を変化させる、図示外のアクチュエータが連結されている。
【００２４】  ここで、ＦＦＭ３５は、各ファセット３５ａ毎に、ＩＦ２５の像をＰＦＭ３６の対応する一つのファセット３６ａに上結像する。ＰＦＭ３６は各ファセット３６ａが反射した対応するファセット３５ａの像をレチクル３３上に重なり合って結像するように配置されている。
【００２５】  ＦＦＭ３５の各ファセット３５ａ、およびＰＦＭ３６の各ファセット３６ａは、露光装置制御部６０が上記アクチュエータの駆動を制御することにより、個別に角度が設定され得る。
【００２６】    １．２ 動作  上述した図１の構成において、ＦＥＬ装置１０から出力されたパルスレーザ光である光ビームＬは、チャンバ２０の中に入射する。この光ビームＬは集光ミラー２４に所定の角度で入射し、反射する。反射した光ビームＬは、ＩＦ２５で集光する。集光した光ビームＬはチャンバ２０の貫通孔２３を通過して、ＥＵＶ露光装置３０の中に入射する。
【００２７】  ＥＵＶ露光装置３０内に入射した光ビームＬは照明光学系３１により、レチクル３３上において、走査するスリット形状に整形される。レチクル３３では、走査スリットの形状に整形された複数の光ビームＬが殆ど全て重なり合って照明される。なお図２には、上記スリットの形状となった光ビームＬの最終断面形状をＬｓとして示してある。このようにＦＦＭ３５によって各々がスリットの形状に整形された複数の光ビームＬは、レチクル３３に対して所定の角度分布を持つように変換され、ＰＦＭ３６によりレチクル３３を均一な照度で照明する。
【００２８】  レチクル３３を照明した複数の光ビームＬはレチクル３３で反射し、投影光学系３２を介してウエハ３４を照射する。それにより、レチクル３３の照明された部分の像が、ウエハ３４上のフォトレジストに転写結像される。
【００２９】  また、前述した走査機構により、照明光学系３１および投影光学系３２に対してレチクル３３およびウエハ３４が同期走査され、それにより、レチクル３３の全体像がウエハ３４上のフォトレジストに転写結像される。なおレチクル３３の走査速度とウエハ３４の走査速度は、投影光学系３２の倍率に応じた比率に設定される。
【００３０】  次に図２を参照して、照明光学系３１のＦＦＭ３５およびＰＦＭ３６の動作について説明する。露光装置制御部６０は、レチクル３３のパターンに最適な照明光の形状を決定する。なお多くの場合、１つのウエハ３４を露光するに当たり、複数のレチクル３３が順次取り替え使用されるが、上記最適な照明光の形状は、１つのレチクル３３毎に決定される。露光装置制御部６０は、決定した照明光の形状が得られるように、ＦＦＭ３５の各ファセット３５ａの角度、およびＰＦＭ３６の各ファセット３６ａの角度を制御する。この角度の制御は、前述したように各ファセット３５ａおよびファセット３６ａに連結している各アクチュエータの駆動を制御することによってなされる。
【００３１】  ここで、上記照明光の形状例について図３〜図５を参照して説明する。これらの図は、ＰＦＭ３６を用いて照明光の形状を概略的に示している。各図に示された大きい円はＰＦＭ３６を示し、その中に示された２４個の小円はＰＦＭ３６のファセット３６ａを示している。２４個のファセット３６ａのうち、白丸のファセット３６ａは、ＦＦＭ３５のファセット３５ａから分割された光ビーム光Ｌが入射するように、ＦＦＭ３５のファセット３５ａの角度が設定されている状態を示している。一方、ハッチングが付されているファセット３６ａは、ＦＦＭ３５のファセット３５ａから分割された光ビーム光Ｌが届いていない状態を示している。光ビームＬは、白丸で示すファセット３６ａの配置パターン通りの角度分布で、レチクル３３を照明する。
【００３２】  例えば、図３に示すように概略円環状に連なる複数のファセット３６ａで反射した光ビームＬにより、レチクル３３を照明する場合を考える。この場合、図２のＩＦ２５から拡がった光ビームＬは、ＦＦＭ３５の複数のファセット３５ａに入射し、そこで反射する。こうして光ビームＬは、複数のファセット３５ａ毎に分割されてＦＦＭ３５から出射する。これらの分割された光ビームＬは、ＰＦＭ３６の複数のファセット３６ａのうち、上記概略円環状に連なる複数のファセット３６ａの各々に入射する。
【００３３】  上記複数のファセット３６ａの各々で反射して複数に分割された光ビームＬは、レチクル３３を照明する。この際、レチクル３３上で光ビームＬにより、ＦＦＭ３５の円弧形状のファセット３５ａの像が殆ど重なって結像される。そこでレチクル３３は、上記円弧形状をスリットとして、均一な照度で照明される。また、レチクル３３は、上記概略円環状の角度分布で照明される。
【００３４】  その他、図４に示すパターンとなるように複数のファセット３５ａと複数のファセット３６ａの角度をそれぞれ設定すれば、左右に分かれた２極形状の照明光形状を持った角度分布でレチクル３３を照明することができる。さらには、図５に示すパターンとなるように複数の複数のファセット３５ａとファセット３６ａの角度をそれぞれ設定すれば、上下に分かれた２極形状の照明光形状を持った角度分布でレチクル３３を照明することができる。
【００３５】２．比較例    ２．１ 比較例の構成  図６は、本発明に対する比較例であるビーム伝送システム２１を示す概略図である。この図６の構成においては、図１に示した構成におけるのと同様に、ＦＥＬ装置１０から１本の光ビームＬが出力される。この光ビームＬは、一方向、つまり図中に矢印Ｐで示す方向に直線偏光した光ビームである。
【００３６】    ２．２ 比較例の動作  比較例の構成によれば、図１に示した構成におけるのと同様に、光ビームＬが複数に分割される。そして分割された光ビームＬによって、レチクル３３が照明される。この際、レチクル３３を照明する複数の光ビームＬは、互いに同じ方向に直線偏光した状態となっている。
【００３７】    ２．３ 比較例の課題  ＥＵＶ露光装置においては、先に述べたように微細加工の要求に応えるべく、投影光学系の解像力を高めることが望まれている。その要求を満たすために、投影光学系のＮＡ（開口数）を高めることが考えられる。しかし、投影光学系のＮＡを例えば０．５以上に大きくすると、結像光束がウエハ上のレジストに入射する角度が大きくなって、照明光の偏光の影響が無視できなくなる。例えば、波長が１３．５ｎｍの極端紫外光を用い、ハーフピッチが１０ｎｍ以下の１：１のライン・アンド・スペースをｐ偏光で結像させると、光学像のコントラストは２０％以上低下する。このコントラスト低下を防ぐには、レチクルのパターンに応じて、照明光の形状だけでなく、照明光の直線偏光方向も制御する必要がある。
【００３８】  しかし、図６に示す比較例の構成では、照明光の直線偏光方向は、ＦＥＬ装置１０から出射した際の光ビームＬの直線偏光方向に応じて一方向に定まってしまう。したがって比較例の構成では、照明光の直線偏光方向を、レチクルのパターンに応じて好ましい方向に設定することは困難となっている。
【００３９】  以下、上述のことを、より具体的に説明する。図７、図８および図９はそれぞれ、照明光形状が先に説明した図３、図４および図５の形状とされる場合について、図６に示す比較例の構成で設定され得る照明光の直線偏光方向を示している。各図において直線偏光方向は、ファセット３６ａ内に記載した矢印で示している。また、ファセット３６ａの並ぶ面内で、互いに直交するＸ方向およびＹ方向を考える。
【００４０】  図７に示すように、概略円環状に連なる複数のファセット３６ａで反射した光ビームＬにより、レチクル３３を照明する場合を考える。この場合、直線偏光方向は、ＦＥＬ装置１０から出射した際の光ビームＬの直線偏光方向に応じて定まるＹ方向のみとなる。
【００４１】  このような照明光形状とする場合、好ましい偏光照明として、円周方向の偏光照明が知られている。これは、照明光の形状を概略円環状や概略円形とする場合、直線偏光方向を概略円周に沿った方向に設定するものである。つまり図７に示す照明光形状の場合は、図１０に示すように直線偏光方向を設定することが望まれる。しかし、図６に示す比較例の構成では、ＰＦＭ３６に入射する光を個別にそのような直線偏光方向の設定する機能がなく、偏光方向の制御が困難である。
【００４２】  また、図８に示すように、左右に分かれた２極形状の照明光形状でレチクル３３を照明する場合を考える。なおこの照明光形状は、図７に示した照明光形状から、図８においてファセット３６ａ同士の間に引いた４本の長い矢印で示すように、４個のファセット３５ａの角度をそれぞれ設定し、４個のファセット３６ａの角度をそれぞれ設定することにより実現される。この場合も、直線偏光方向は、ＦＥＬ装置１０から出射した際の光ビームＬの直線偏光方向に応じて定まるＹ方向となり、一応所望の円周方向に準じた照明を行うことが可能である。
【００４３】  別の場合として図９に示すように、上下に分かれた２極形状の照明光形状でレチクル３３を照明する場合を考える。なおこの照明光形状は、図７に示した照明光形状から、図９においてファセット３６ａ同士の間に引いた４本の長い矢印で示すように、４個のファセット３５ａの角度をそれぞれ設定し、４個のファセット３６ａの角度をそれぞれ設定することにより実現される。この場合も、直線偏光方向は、ＦＥＬ装置１０から出射した際の光ビームＬの直線偏光方向に応じて定まるＹ方向のみとなってしまう。
【００４４】  図９に示すような照明光形状の場合、所望の円周方向に準じた照明を行うには、レチクル３３のパターンによっては、図１１に示すように直線偏光方向を全てＸ方向に設定することが望ましい。しかし、図６に示す比較例の構成では、そのような直線偏光方向の設定は困難である。
【００４５】３．実施形態１    ３．１ 実施形態１の構成  図１２は、実施形態１に係るビーム伝送システム１２１およびＥＵＶ露光装置１３０の構成を概略的に示す一部破断側面図である。なおＥＵＶ露光装置１３０は、本発明による照明光学系を備えて構成されている。図１２の構成において、図１および図６に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００４６】  以下、この実施形態１の構成の中で、図１および図６に示した構成と異なる部分について説明する。本実施形態１において、以下で説明する相違点以外の構成は、基本的に、図１および図６に示した構成と同様とすればよい。
【００４７】  本実施形態のビーム伝送システム１２１は、ＦＥＬ装置１０から発せられた光ビームＬを、ＥＵＶ露光装置１３０まで伝送する。ビーム伝送システム１２１は、ＦＥＬ装置１０と、チャンバ２０と、ビーム伝送制御部６１とを含む。チャンバ２０には、第１の貫通孔１２３および第２の貫通孔２２３が設けられている。またチャンバ２０内には、第１の集光ミラー１２４および第２の集光ミラー２２４と、光ビーム分岐部５０と、第１の偏光方向回転部５１と、第２の偏光方向回転部５２とが配置されている。
【００４８】  上記光ビーム分岐部５０は、ＦＥＬ装置１０から出力されてチャンバ２０内に入射した光ビームＬを、第１の光ビームＬ１と第２の光ビームＬ２とに分岐する。この光ビーム分岐部５０の詳細な構成については、後に詳しく説明する。
【００４９】  第１の偏光方向回転部５１は、第１の光ビームＬ１の光路に配され、この第１の光ビームＬ１の直線偏光方向を回転させ得る。第２の偏光方向回転部５２は、第２の光ビームＬ２の光路に配され、この第２の光ビームＬ２の直線偏光方向を回転させ得る。
【００５０】  第１の集光ミラー１２４は、第１の偏光方向回転部５１を通過した第１の光ビームＬ１を集光する。この第１の集光ミラー１２４は、集光した第１の光ビームＬ１のＩＦ（第１のＩＦ）１２５が、第１の貫通孔１２３と略一致する位置に有るように配置されている。また第２の集光ミラー２２４は、第２の偏光方向回転部５２を通過した第２の光ビームＬ２を集光する。この第２の集光ミラー２２４は、集光した第２の光ビームＬ２のＩＦ（第２のＩＦ）２２５が、第２の貫通孔２２３と略一致する位置に有るように配置されている。
【００５１】  ビーム伝送制御部６１は、露光装置制御部６０から送られるレチクル３３に関する情報に基づいて、第１の偏光方向回転部５１および第２の偏光方向回転部５２の動作を制御する。
【００５２】  また、ＦＥＬ装置１０の動作を制御するＦＥＬ制御部６２が設けられている。このＦＥＬ制御部６２は、露光装置制御部６０から送られる制御信号に基づいてＦＥＬ装置１０の動作を制御する。こうして制御されるＦＥＬ装置１０は、所定のタイミングで、パルスレーザ光である光ビームＬを出力する。
【００５３】  ＥＵＶ露光装置１３０は、図１に示した照明光学系３１を構成する第１のＦＦＭ１３５および第２のＦＦＭ２３５を含む。これら第１のＦＦＭ１３５および第２のＦＦＭ２３５は、図１および図６に示したＦＦＭ３５と基本的に同じ構成を有する。またＥＵＶ露光装置１３０は、図１に示した照明光学系３１を構成するＰＦＭ１３６を含む。このＰＦＭ１３６は、図１および図６に示したＰＦＭ３６と同じ役割を果たすが、２つのＦＦＭに対応しているため、まったく同一のＰＦＭではない。なお、図１２中で、ＰＦＭ１３６の各ファセット（瞳ファセット）を１３６ａで示す。
【００５４】  第１のＦＦＭ１３５および第２のＦＦＭ２３５が有する複数のファセット３５ａ（図１２では図示せず。図２参照）の角度、およびＰＦＭ１３６が有する複数のファセット１３６ａの角度は、露光装置制御部６０によって制御される。これらのファセットの角度制御は、図２を参照して説明した、ＦＦＭ３５およびＰＦＭ３６のファセットの角度制御と基本的に同じである。
【００５５】  第１のＦＦＭ１３５、ＰＦＭ１３６およびレチクル３３の間の結像等に関する光学的関係、並びに、第２のＦＦＭ２３５、ＰＦＭ１３６およびレチクル３３の間の結像等に関する光学的関係は、図２を参照して説明したＦＦＭ３５、ＰＦＭ３６およびレチクル３３の間の光学的関係と基本的に同じである。
【００５６】  次に図１３を参照して、光ビーム分岐部５０の具体的な構成について説明する。本実施形態において光ビーム分岐部５０は、斜入射高反射ミラー５０Ｍを含むものとされている。この斜入射高反射ミラー５０Ｍは、例えばＳｉＣやＡｌＳｉ合金からなる基板を用いて形成される。この斜入射高反射ミラー５０Ｍは、ＦＥＬ装置１０から出力された光ビームＬの進行方向に対して斜めにして、光ビームＬの略半分、つまり図中の下半分だけを反射するように配置される。それにより光ビームＬは、反射した成分が第１の光ビームＬ１として、また反射しない成分が第２の光ビームＬ２として分岐される。
【００５７】  なお、斜入射高反射ミラー５０Ｍに対する光ビームＬの入射角θは、８０°≦θ＜９０°なる範囲内の値とすることが望ましく、８７°≦θ＜８９．７°なる範囲内の値とすることがさらに望ましい。
【００５８】  また斜入射高反射ミラー５０Ｍは、光ビームＬの照射を受けることによって高温になりやすいので、流れる冷却水によって冷却しながら使用することが望ましい。
【００５９】  ここで、上述のような斜入射高反射ミラー５０Ｍを用いた場合、分岐した後の第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２は、互いに角度をなして進行することになる。しかし図１２においては、第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２を概略的に、互いに平行な方向に進行する状態に示している。
【００６０】  次に図１４〜図１６を参照して、偏光方向回転部５１および５２の具体的な構成について説明する。なお、それらの偏光方向回転部５１および５２は互いに同じ構成のものであるので、ここでは第１の光ビームＬ１が通るものとして偏光方向回転部を説明する。図１４および図１５はそれぞれ、この偏光方向回転部の側面図および正面図である。また図１６は、図１５とは異なる状態にある偏光方向回転部を示す正面図である。
【００６１】  この偏光方向回転部は、傾斜ステージ７０と、この傾斜ステージ７０に回転可能に保持された回転部材７４とを含む。回転部材７４は円柱状部材の一部を切り取った形のもので、その円柱の軸を中心として回転可能に傾斜ステージ７０に保持されている。この回転部材７４にはプレート７５が固定され、このプレート７５には第１ミラーホルダ７６および第２ミラーホルダ７７が固定されている。
【００６２】  上記第１ミラーホルダ７６は、第１の光ビームＬ１が進行する方向に対して傾斜した２つ傾斜面を有する。これらの傾斜面のうち、第１の光ビームＬ１の進行方向後方側の傾斜面には第１高反射ミラー７１が保持され、第１の光ビームＬ１の進行方向前方側の傾斜面には第３高反射ミラー７３が保持されている。一方、第２ミラーホルダ７７には、上記第１高反射ミラー７１および第３高反射ミラー７３の方を向く状態にして、第２高反射ミラー７２が保持されている。また傾斜ステージ７０には、回転部材７４を所望の角度回転させるモータ７８が取り付けられている。このモータ７８の駆動は、図１２にも示したビーム伝送制御部６１によって制御される。
【００６３】  上記構成の偏光方向回転部は、第１の光ビームＬ１が上記回転部材７４の回転中心上を進行して第１高反射ミラー７１に入射するように配置される。入射した第１の光ビームＬ１は、第１高反射ミラー７１、第２高反射ミラー７２および第３高反射ミラー７３で順次反射する。
【００６４】    ３．２ 実施形態１の動作  図１２の構成において、ＦＥＬ装置１０はパルスレーザ光である光ビームＬを出力する。この光ビームＬはアンジュレータ１１により、直線偏光した光となる。この光ビームＬは、開口部２２からチャンバ２０内に入射する。光ビーム分岐部５０はこの光ビームＬを、第１の光ビームＬ１と第２の光ビームＬ２とに分岐する。第１の光ビームＬ１は、第１の偏光方向回転部５１に入射する。第２光ビームＬ２は、第２の偏光方向回転部５２に入射する。
【００６５】  第１の偏光方向回転部５１は、一例として、入射した第１の光ビームＬ１の直線偏光方向はそのままにして、この第１の光ビームＬ１を通過させる。第１の偏光方向回転部５１を通過した第１の光ビームＬ１は、第１の集光ミラー１２４において反射する。反射した第１の光ビームＬ１は、第１の貫通孔１２３を通過してチャンバ２０の外に出射し、第１のＩＦ１２５で集光した後、ＥＵＶ露光装置１３０内に入射する。
【００６６】  一方、第２の偏光方向回転部５２は、一例として、入射した第２の光ビームＬ２の直線偏光方向を９０°回転させて、この第２の光ビームＬ２を通過させる。第２の偏光方向回転部５２を通過した第２の光ビームＬ２は、第２の集光ミラー２２４において反射する。反射した第２の光ビームＬ２は、第２の貫通孔２２３を通過してチャンバ２０の外に出射し、第２のＩＦ２２５で集光した後、ＥＵＶ露光装置１３０内に入射する。
【００６７】  図１２において、第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２の、紙面に平行な直線偏光方向を矢印Ｐで示す。また、図１２の紙面に垂直な直線偏光方向については、点Ｑで示す。この図１２に示される通り、第２の偏光方向回転部５２を通過した第２の光ビームＬ２の直線偏光方向は、第１の偏光方向回転部５１を通過した第１の光ビームＬ１の直線偏光方向に対して、９０°回転している。
【００６８】  ここで、第２の光ビームＬ２の回転について詳しく説明する。図１５および図１６に示す回転部材７４の傾斜ステージ７０に対する回転角度φを、図１５の状態にある場合において０（ゼロ）°と規定する。この図１５の状態下では、第１高反射ミラー７１に入射する前の第１の光ビームＬ１の直線偏光方向は、第３高反射ミラー７３で反射した後もそのまま維持される。つまり回転角度φ＝０°の場合、光ビームＬ１の直線偏光方向は回転されない。
【００６９】  それに対して、回転部材７４を回転角度φ＝４５°として回転させると、図１６に示す状態となる。つまりこの場合、第３高反射ミラー７３で反射した第１の光ビームＬ１の直線偏光方向は、第１高反射ミラー７１に入射する前の第１の光ビームＬ１の直線偏光方向に対して９０°回転することになる。
【００７０】  ＥＵＶ露光装置１３０内に入射した第１の光ビームＬ１は、第１のＦＦＭ１３５、ＰＦＭ１３６で順次反射した後、レチクル３３を照明する。なお図１２ではレチクル３３を図示していないので、図１を参照されたい。また、ＥＵＶ露光装置１３０内に入射した第２の光ビームＬ２は、第２のＦＦＭ２３５、ＰＦＭ１３６で順次反射した後、レチクル３３を照明する。
【００７１】  なお、第１のＦＦＭ１３５、第２のＦＦＭ２３５、ＰＦＭ１３６およびレチクル３３の光学的な位置関係は、第１のＦＦＭ１３５に入射する第１の光ビームＬ１と、第２のＦＦＭ２３５に入射する第２の光ビームＬ２との間の直線偏光方向の関係が、レチクル３３上でそのまま維持される位置関係とされている。
【００７２】  第１のＦＦＭ１３５、第２のＦＦＭ２３５およびＰＦＭ１３６の各ファセットの角度が、１枚のレチクル３３毎に制御されて、レチクル３３を照明する光ビームＬ１およびＬ２の形状が制御され得ることは、先に述べた通りである。
【００７３】  また、レチクル３３で反射した光ビームＬ１およびＬ２によりレチクルの像がウエハ上のフォトレジストに転写結像され、そして、レチクルおよびウエハの走査により、レチクルの全面像が上記フォトレジストに転写結像されることも、先に説明した通りである。
【００７４】  以上、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向は第１の偏光方向回転部５１において回転されず、第２の光ビームＬ２の直線偏光方向が第２の偏光方向回転部５２において９０°回転される例を説明したが、直線偏光方向の回転制御はこれに限定されない。例えば、第１の光ビームＬ１と第２の光ビームＬ２の双方について直線偏光方向を９０°回転させたり、さらには第１の光ビームＬ１と第２の光ビームＬ２の双方について直線偏光方向を回転しないようにしてもよい。さらに、直線偏光方向を回転させる角度も、９０°以外の角度とされても構わない。
【００７５】  そのような直線偏光方向の回転制御は、逐次取り替えられる１枚のレチクル３３毎に露光装置制御部６０が出力する指示に基づいて、ビーム伝送制御部６１が第１の偏光方向回転部５１および第２の偏光方向回転部５２の動作を制御することによってなされ得る。
【００７６】  第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２の一方の直線偏光方向を９０°回転させた場合、レチクル３３上における２つの直線偏光方向は、互いに９０°異なる状態となる。また、第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２の一方の直線偏光方向を回転させる角度を９０°以外の角度とすれば、レチクル３３上における２つの直線偏光方向を、９０°以外の角度をなすように設定することも可能である。しかし一般にレチクル３３のパターンは、多くのものが、互いに直交する縦線と横線からなるパターンである。そこで、レチクル３３上において２つの直線偏光方向を設定する要求がある場合は、２つの直線偏光方向を互いに９０°の角度をなすように設定したいことが圧倒的に多い。以上のことに鑑みれば、第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２がレチクル３３上でなす偏光の角度を同一方向の０°以外に１通りにしか設定できない場合は、その角度を９０°に設定することが好ましい。
【００７７】    ３．３ 実施形態１の作用・効果  以上説明した通り本実施形態においては、光ビーム分岐部５０、第１の偏光方向回転部５１および第２の偏光方向回転部５２が設けられているので、第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２の一方、あるいは双方の偏光方向を自由に変更することができる。それにより、レチクル３３上において２つの直線偏光方向を自在に設定可能となる。
【００７８】  また、第１のＦＦＭ１３５、第２のＦＦＭ２３５およびＰＦＭ１３６が有する複数のファセットの角度を制御することにより、レチクル３３に対する照明光の形状も自在に設定可能となる。
【００７９】  そこで本実施形態においては、例えば図１０に示したような照明光の形状および、照明光の直線偏光パターンも設定可能である。また、図９および図１１に示したような照明光の形状を設定する場合に、照明光の直線偏光パターンを図９のように設定したり、最適ではなくても図１１のように設定したりすることが可能となる。以上により、本実施形態によれば、露光装置の解像力を向上させることが可能になる。
【００８０】４．実施形態２    ４．１ 実施形態２の構成  図１７は、実施形態２に係るビーム伝送システム２２１およびＥＵＶ露光装置１３０の構成を概略的に示す一部破断側面図である。図１７の構成において、図１２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００８１】  この実施形態２のビーム伝送システム２２１は、実施形態１におけるビーム伝送システム１２１とは異なる構成を有する。すなわちビーム伝送システム２２１は、ＦＥＬ装置１０と光ビーム分岐部５０との間において、光ビームＬの光路に配された光学パルスストレッチャ８０を含んでいる。この光学パルスストレッチャ８０の詳細な構成を図１８に示す。図示の通り光学パルスストレッチャ８０は、反射型の第１グレーティング８５と、同じく反射型の第２グレーティング８６とを含む。第１グレーティング８５と第２グレーティング８６は、互いに略等しい溝ピッチを有する。
【００８２】  第１グレーティング８５は、光ビームＬが入射する位置において、光ビームＬの入射角がα、回折角がβとなる状態に配置されている。第２グレーティング８６は、第１グレーティング８５で反射回折した光ビームＬが入射する位置において、光ビームＬの入射角が略β、回折角が略αとなる状態に配置されている。なお、上記入射角および回折角は、光ビームＬの中心波長に対するものとする。
【００８３】    ４．２ 実施形態２の動作  ＦＥＬ装置１０から出力されるパルスレーザ光である光ビームＬは、パルス幅が例えば０．１〜０．２ｐｓ（ピコ秒）と短いため、不確定性原理によりスペクトル線幅は、広がり、単位時間当たりのエネルギーが極めて高くなる。上記グレーティング８５および８６で光ビームＬを反射回折させると、光ビームＬの長波長成分、短波長成分に対する回折角が異なることから、長波長成分の光路長が短くなる一方、短波長成分の光路長が長くなる。それにより、スペクトル線幅に応じて光ビームＬのパルス幅が伸長される。
【００８４】    ４．３ 実施形態２の作用・効果  以上のようにしてビームＬのパルス幅が伸長されると、パルスレーザ光である光ビームＬの単位時間当たりのエネルギーが低下する。そこで、光学パルスストレッチャ８０よりも後段の光学要素の反射面に使用される膜やウエハ上のレジストが、光ビームＬによるアブレーションで損傷することを抑制できる。上記光学要素としては、例えば偏光方向回転部５１および５２、集光ミラー１２４、２２４、さらにはＥＵＶ露光装置１３０内の各種光学要素等が挙げられる。
【００８５】５．実施形態３    ５．１ 実施形態３の構成  図１９は、実施形態３に係るビーム伝送システム３２１およびＥＵＶ露光装置１３０の構成を概略的に示す一部破断側面図である。図１９の構成において、図１２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００８６】  この実施形態３のビーム伝送システム３２１は、実施形態１におけるビーム伝送システム１２１とは異なる構成を有する。すなわちビーム伝送システム３２１は、光ビーム分岐部５０において分岐された第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２のうち、第２の光ビームＬ２の光路にだけ、偏光方向回転部５２を備えている。この偏光方向回転部５２としては、図１２の構成において用いられた第２の偏光方向回転部５２と同じものを用いることができる。
【００８７】  また本実施形態のビーム伝送システム３２１は、光ビーム分岐部５０において分岐された第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２の光路にそれぞれ配置された、第１の光学パルスストレッチャ８１および第２の光学パルスストレッチャ８２を含んでいる。これらの光学パルスストレッチャ８１および８２としては、図１８に示した光学パルスストレッチャ８０と同様のものを用いることができる。
【００８８】  また本実施形態のビーム伝送システム３２１は、図１２および図１７に示した光ビーム分岐部５０とは異なる構成の光ビーム分岐部９０を含んでいる。この光ビーム分岐部９０は、特に光ビームＬの光路を選択する機能も有する。以下、図２０および図２１を参照して、光ビーム分岐部９０について詳しく説明する。
【００８９】  この光ビーム分岐部９０は、可動斜入射高反射ミラー９０Ｍを含む。この可動斜入射高反射ミラー９０Ｍは、ミラーとしての構成は、図１３に示した斜入射高反射ミラー５０Ｍと同等である。それに加えて光ビーム分岐部９０は、可動斜入射高反射ミラー９０Ｍの位置を変更する図示外のアクチュエータを含んでいる。
【００９０】  このアクチュエータにより駆動されて可動斜入射高反射ミラー９０Ｍは、図２０に実線で示す第１状態と、図２０に破線で示す第２状態と、図２１に示す第３状態とのうちのいずれかに設定され得る。上記第１状態は、光ビームＬが全部入射するように配置された可動斜入射高反射ミラー９０Ｍが、この光ビームＬを全部反射させる状態である。上記第２状態は、可動斜入射高反射ミラー９０Ｍが光ビームＬの光路から退出した状態である。上記第３状態は、光ビームＬの一部が入射するように配置された可動斜入射高反射ミラー９０Ｍが、この光ビームＬの一部を反射させる状態である。なお上記アクチュエータの駆動は、手動のスイッチで制御されてもよいし、あるいはビーム伝送制御部６１によって自動的に制御されてもよい。
【００９１】    ３．２ 実施形態３の動作  可動斜入射高反射ミラー９０Ｍが上記第１状態に設定された場合、光ビームＬは全て反射されて、第１の光ビームＬ１としての光路を進行する。可動斜入射高反射ミラー９０Ｍが上記第２状態に設定された場合、光ビームＬは可動斜入射高反射ミラー９０Ｍで反射することなく、全てが第２の光ビームＬ２としての光路を進行する。可動斜入射高反射ミラー９０Ｍが上記第３状態に設定された場合、光ビームＬは第１の光ビームＬ１と第２の光ビームＬ２とに分岐される。この場合も第１の光ビームＬ１は第１の光ビームとしての光路を進行し、第２の光ビームＬ２は第２の光ビームとしての光路を進行する。
【００９２】    ３．３ 実施形態３の作用・効果  この実施形態３のビーム伝送システム３２１は、偏光方向回転部５２を１つだけ有するので、偏光方向回転部を２つ設ける場合と比べて装置の簡素化が可能となる。
【００９３】  この実施形態３によれば、第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２の各直線偏光方向をそれぞれ任意に変更することは困難である。しかし、先に述べた通り、一般にレチクル３３のパターンは、多くのものが、互いに直交する縦線と横線からなるパターンである。そこで、例えば第１の光ビームＬ１の固定された直線偏光方向を、レチクル３３上で上記縦線または横線が伸びる方向と平行に設定しておけば、直線偏光方向の設定において特に問題は生じない。なお、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向を上記のように設定するには、具体的に、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向がレチクル３３の辺に対して平行あるいは直角となるようにすればよい。これは通常、レチクル３３のパターンの縦線または横線が伸びる方向がレチクル３３の辺と平行になっているからである。
【００９４】  また、偏光方向回転部５２によって回転された第２の光ビームＬ２の直線偏光方向は、固定である第１の光ビームＬ１の直線偏光方向に対して、レチクル３３上で平行な方向、あるいは直交する方向に設定すればよい。
【００９５】  そして光ビーム分岐部９０の光路選択機能により、第１の光ビームＬ１あるいは第２の光ビームＬ２だけがＥＵＶ露光装置１３０に伝送される状態と、双方の光ビームＬ１およびＬ２がＥＵＶ露光装置１３０に伝送される状態とを選択的に設定可能となる。
【００９６】６．実施形態４    ６．１ 実施形態４の構成  図２２は、実施形態４に係るビーム伝送システム４２１およびＥＵＶ露光装置１３０の構成を概略的に示す一部破断側面図である。図２２の構成において、図１２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００９７】  この実施形態４のビーム伝送システム４２１は、実施形態１におけるビーム伝送システム１２１とは異なる構成を有する。すなわちビーム伝送システム４２１は、光ビーム分岐部５０を備えていない。
【００９８】  そしてこの実施形態４では、２つのＦＥＬ装置つまり、第１のＦＥＬ装置１１０および第２のＦＥＬ装置２１０が設けられている。第１のＦＥＬ装置１１０はパルスレーザ光である第１の光ビームＬ１を出力する。第２のＦＥＬ装置２１０もパルスレーザ光である第２の光ビームＬ２を出力する。第２のＦＥＬ装置２１０は、出力する第２の光ビームＬ２が、第１のＦＥＬ装置１１０が出力する光ビームＬ１と平行に進行する状態に配置されている。
【００９９】  第１の光ビームＬ１の光路には、この第１の光ビームＬ１の直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部５１が配されている。また、第２の光ビームＬ２の光路には、この第２の光ビームＬ２の直線偏光方向を回転させる第２の偏光方向回転部５２が配されている。
【０１００】  なお、このように第１のＦＥＬ装置１１０および第２のＦＥＬ装置２１０が設けられる場合も、図１９に示した構成のように、第１の光ビームＬ１と第２の光ビームＬ２の一方だけの直線偏光方向を回転させるようにしてもよい。
【０１０１】    ６．２ 実施形態４の動作  第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２はそれぞれ、第１の偏光方向回転部５１、第２の偏光方向回転部５２によって直線偏光方向が回転され得る。そして第１の光ビームＬ１および第２の光ビームＬ２は、図１２の構成におけるのと同様に利用される。
【０１０２】    ６．３ 実施形態４の作用・効果  本実施形態では、２台のＦＥＬ装置１１０および２１０を用いることにより、光ビーム分岐部が不要となっている。
【０１０３】７．実施形態５    ７．１ 実施形態５の構成  図２３は、実施形態５に係るビーム伝送システム５２１およびＥＵＶ露光装置１３０の構成を概略的に示す一部破断側面図である。図２３の構成において、図２２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【０１０４】  この実施形態５のビーム伝送システム５２１は、実施形態４におけるビーム伝送システム４２１とは異なる構成を有する。すなわちビーム伝送システム５２１は、上記ビーム伝送システム４２１から第１の偏光方向回転部５１および第２の偏光方向回転部５２が省かれた構成となっている。
【０１０５】    ７．２ 実施形態５の動作  第１のＦＥＬ装置１１０のアンジュレータ１１を制御することにより、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向は、レチクル３３上において所望の方向となるように設定される。また第２のＦＥＬ装置２１０のアンジュレータ１１を制御することにより、第２の光ビームＬ２の直線偏光方向は、レチクル３３上において所望の方向となるように設定される。
【０１０６】    ７．３ 実施形態５の作用・効果  本実施形態では、２台のＦＥＬ装置１１０および２１０を用いることにより、光ビーム分岐部が不要となっている。それに加えて、１つあるいは２つの偏光方向回転部も不要となっている。
【０１０７】８．光ビーム分岐部の変形例１    ８．１ 光ビーム分岐部の変形例１の構成  図２４は、本発明のビーム伝送システムに用いられ得る光ビーム分岐部の変形例１を示す一部破断側面図である。この変形例１の光ビーム分岐部は、楔形状斜入射高反射ミラー１２０を含む。この楔形状斜入射高反射ミラー１２０の先端から分かれた２つの反射面、つまり図中の上側および下側の反射面には、ＡｕやＲｕ等の金属膜がコーティングされている。楔形状斜入射高反射ミラー１２０は光ビームＬの光路上において、鋭利な先端側から光ビームＬが入射するように配置される。
【０１０８】    ８．２ 光ビーム分岐部の変形例１の動作  上記楔形状斜入射高反射ミラー１２０の先端側から入射した光ビームＬは、楔形状斜入射高反射ミラー１２０の図中上側および下側の反射面において反射する。こうして２方向に分岐して反射した光ビームＬは、それぞれ第１の光ビームＬ１、第２の光ビームＬ２として進行する。
【０１０９】    ８．３ 光ビーム分岐部の変形例１の作用・効果  上記楔形状斜入射高反射ミラー１２０を用いることにより、光ビーム分岐部の構成が簡素化される。
【０１１０】９．光ビーム分岐部の変形例２    ９．１ 光ビーム分岐部の変形例２の構成  図２５および図２６はそれぞれ、本発明のビーム伝送システムに用いられ得る光ビーム分岐部の変形例２を示す側面図および上面図である。この変形例２の光ビーム分岐部は、グレーティング１４０を含む。グレーティング１４０は所定の格子ピッチで溝加工された、例えば断面矩形の複数の回折格子を有する。これらの回折格子は、光ビームＬの０次光の発生が抑制される一方、＋１次と−１次の回折光が強め合うような溝深さに形成されている。グレーティング１４０の回折面には、Ｍｏ／Ｓｉの多層膜、あるいはＡｕやＲｕ等の金属膜がコーティングされている。グレーティング１４０は光ビームＬの光路上において、回折面に光ビームＬが入射するように配置される。
【０１１１】    ９．２ 光ビーム分岐部の変形例２の動作  上記グレーティング１４０の回折面に入射した光ビームＬは、回折面において回折して、＋１次光と−１次光とに分岐される。分岐された光ビームＬは、それぞれ第１の光ビームＬ１、第２の光ビームＬ２として進行する。
【０１１２】１０．偏光方向回転部の変形例１    １０．１ 偏光方向回転部の変形例１の構成  図２７は、本発明のビーム伝送システムに用いられ得る偏光方向回転部の変形例１を示す概略斜視図である。また図２８は、この変形例１の違う状態を示す概略斜視図である。ここで、図２７、図２８に示す偏光方向回転部の状態をそれぞれ第１の状態、第２の状態と称する。なお図２７および図２８は、偏光方向回転部に第１の光ビームＬ１が入射するものとして示している。
【０１１３】  この変形例１の偏光方向回転部は、第１高反射ミラー２０１、第２高反射ミラー２０２、第３高反射ミラー２０３、第４高反射ミラー２０４および第５高反射ミラー２０５を含む。さらにこの偏光方向回転部は、第１高反射ミラー２０１を搭載してこの第１高反射ミラー２０１の位置を変える第１リニアステージ３０１および、第５高反射ミラー２０５を搭載してこの第５高反射ミラー２０５の位置を変える第２リニアステージ３０２を含む。第１リニアステージ３０１および第２リニアステージ３０２は、本開示におけるミラー移動手段を構成する。これらの第１リニアステージ３０１および第２リニアステージ３０２の動作は、ビーム伝送制御部６１によって制御される。
【０１１４】  第１高反射ミラー２０１は、第１の光ビームＬ１をＶ方向に反射させるように配置されている。第２高反射ミラー２０２は、第１の光ビームＬ１をＨ方向に反射させるように配置されている。第３高反射ミラー２０３は、第１の光ビームＬ１をＺ方向に反射させるように配置されている。上記Ｖ方向、Ｈ方向およびＺ方向が、本開示における第１の反射方向、第２の反射方向および第３の反射方向である。
【０１１５】    １０．２ 偏光方向回転部の変形例１の動作  図２７に示す偏光方向回転部の第１の状態において、第１の光ビームＬ１は、第１高反射ミラー２０１、第２高反射ミラー２０２および第３高反射ミラー２０３において順次反射する。すなわちこの状態では、第１リニアステージ３０１が第１の位置を取ることにより、第１高反射ミラー２０１が第１の光ビームＬ１の光路に挿入される。また第２リニアステージ３０２が第１の位置を取ることにより、第５高反射ミラー２０５が第１の光ビームＬ１の光路から外される。この状態においては、第１の光ビームＬ１が第２高反射ミラー２０２で反射することにより、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向が９０°回転する。
【０１１６】  一方、図２８に示す偏光方向回転部の第２の状態において、第１の光ビームＬ１は、第４高反射ミラー２０４および第５高反射ミラー２０５において順次反射する。すなわちこの状態では、第１リニアステージ３０１が第２の位置を取ることにより、第１高反射ミラー２０１が第１の光ビームＬ１の光路から外される。また第２リニアステージ３０２が第２の位置を取ることにより、第５高反射ミラー２０５が第１の光ビームＬ１の光路に挿入される。この状態において、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向は回転しない。
【０１１７】    １０．３ 偏光方向回転部の変形例１の作用・効果  以上の通りにして、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向を回転させない状態と、第１の光ビームＬ１の直線偏光方向を９０°回転させる状態とを選択的に設定可能となる。
【０１１８】  なお以上の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。したがって、添付の請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０１１９】  本明細書および添付の請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」または「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、および添付の請求の範囲に記載される不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」または「１またはそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１２０】１０    ＦＥＬ装置１１    アンジュレータ２０    チャンバ２１、１２１、２２１、３２１、４２１、５２１    ビーム伝送システム２２    開口部２３    貫通孔２４    集光ミラー２５    中間集光点（ＩＦ：Intermediate Focus）３０    ＥＵＶ露光装置３１    照明光学系３２    投影光学系３３    レチクル３４    ウエハ３５    ＦＦＭ：視野ファセットミラー（ＦＦＭ：Field Facet Mirror）３５ａ    視野ファセット３６    ＰＦＭ：瞳ファセットミラー（ＰＦＭ：Pupil Facet Mirror）３６ａ    瞳ファセット３７    凹面ミラー３８    凹面ミラー３９    筐体５０    光ビーム分岐部５０Ｍ    斜入射高反射ミラー５１    第１の偏光方向回転部５２    第２の偏光方向回転部６０    露光装置制御部６１    ビーム伝送制御部６２    ＦＥＬ制御部７０    傾斜ステージ７１    第１高反射ミラー７３    第３高反射ミラー７２    第２高反射ミラー７４    回転部材７５    プレート７６    第１ミラーホルダ７７    第２ミラーホルダ７８    モータ８０    光学パルスストレッチャ８５    第１グレーティング８６    第２グレーティング９０    偏光方向回転部９０Ｍ  可動斜入射高反射ミラー１２０  楔形状斜入射高反射ミラー１１０  第１のＦＥＬ装置１２３    第１の貫通孔１２４    第１の集光ミラー１２５    第１のＩＦ１３０    ＥＵＶ露光装置１３５    第１のＦＦＭ１３６    ＰＦＭ１３６ａ  瞳ファセット１４０    グレーティング２０１    第１高反射ミラー２０２    第２高反射ミラー２０３    第３高反射ミラー２０４    第４高反射ミラー２０５    第５高反射ミラー２１０    第２のＦＥＬ装置２２３    第２の貫通孔２２４    第２の集光ミラー２２５    第２のＩＦ２３５    第２のＦＦＭ３０１    第１リニアステージ３０２    第２リニアステージＬ    光ビームＬｓ    光ビームの断面形状Ｌ１    第１の光ビームＬ２    第２の光ビームθ      入射角φ    回転角度
【図１】
2017145385.tif 000003
【図２】
2017145385.tif 000004
【図３】
2017145385.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2017145385.tif 000010
【図９】
2017145385.tif 000011
【図１０】
2017145385.tif 000012
【図１１】
2017145385.tif 000013
【図１２】
2017145385.tif 000014
【図１３】
2017145385.tif 000015
【図１４】
2017145385.tif 000016
【図１５】
2017145385.tif 000017
【図１６】
2017145385.tif 000018
【図１７】
2017145385.tif 000019
【図１８】
2017145385.tif 000020
【図１９】
2017145385.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2017145385.tif 000023
【図２２】
2017145385.tif 000024
【図２３】
2017145385.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
2017145385.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2017145385.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月27日(2016.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由電子レーザ装置から出力される直線偏光した光ビームを露光装置に伝送するビーム伝送システムであって、
前記光ビームを第１の光ビームと第２の光ビームとに分岐する光ビーム分岐部と、
前記第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部と、
を含むビーム伝送システム。
【請求項２】
前記第２の光ビームの直線偏光方向を回転させる第２の偏光方向回転部をさらに含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項３】
前記光ビーム分岐部は、前記光ビームが斜め入射する状態に配置されて、この光ビームの一部を反射させる斜入射高反射ミラーを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項４】
前記光ビーム分岐部は、配置位置が変更され得る可動斜入射高反射ミラーであって、前記光ビームが全部斜め入射する状態であってこの光ビームを全部反射させる第１状態と、前記光ビームの光路から退出した第２状態と、前記光ビームの一部が斜め入射する状態であってこの光ビームの一部を反射させる第３状態とのうちの１つを選択的に取り得る可動斜入射高反射ミラーを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項５】
前記光ビーム分岐部は、楔形状に形成されて楔形の先端から分かれた２つの反射面を有する楔形状斜入射高反射ミラーであって、前記２つの反射面においてそれぞれ前記光ビームを反射させる状態に配置された楔形状斜入射高反射ミラーを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項６】
前記光ビーム分岐部は、入射した前記光ビームを回折させる回折面を有するグレーティングであって、回折した＋１次回折光を前記第１の光ビームとし、回折した−１次回折光を前記第２の光ビームとするグレーティングを含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項７】
前記第１の偏光方向回転部は、前記露光装置の照明面上で、前記第１の光ビームの直線偏光方向が前記第２の光ビームの直線偏光方向に対して９０°の角度をなす状態に前記第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項８】
前記第１の偏光方向回転部は、前記光ビームを複数回反射させることによって前記光ビームの直線偏光方向を回転させる請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項９】
前記第１の偏光方向回転部は、
前記光ビームを反射させる第１高反射ミラーと、
前記第１高反射ミラーで反射した光ビームを反射させる第２高反射ミラーと、
前記第２高反射ミラーで反射した光ビームを反射させる第３高反射ミラーと、
前記第１高反射ミラー、第２高反射ミラーおよび第３高反射ミラーを保持して、回転中心の周りに回転する回転部材であって、前記回転中心上を前記第１高反射ミラーに入射する前の前記光ビームが進行する状態に配置された回転部材と、
を含む請求項８記載のビーム伝送システム。
【請求項１０】
前記第１の偏光方向回転部は、
前記光ビームを第１の反射方向に反射させ得る第１高反射ミラーと、
前記第１高反射ミラーで反射した光ビームを、前記第１の反射方向と直交する第２の反射方向に反射させ得る第２高反射ミラーと、
前記第２高反射ミラーで反射した光ビームを、前記第１の反射方向および前記第２の反射方向と直交する第３の反射方向に反射させ得る第３高反射ミラーと、
前記第１高反射ミラーを、この第１高反射ミラー、前記第２高反射ミラーおよび前記第３高反射ミラーにおいて前記光ビームが順次反射する位置と、これらの順次反射が生じない位置との間で移動させるミラー移動手段と、
を含む請求項８記載のビーム伝送システム。
【請求項１１】
前記光ビーム、前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームの少なくとも１つの光路に配された光学パルスストレッチャをさらに含む請求項１記載のビーム伝送システム。
【請求項１２】
請求項１記載のビーム伝送システムにより伝送された光ビームにより露光装置の照明面を照明する照明光学系であって、
前記第１の光ビームが照射される第１の視野ファセットミラーと、
前記第２の光ビームが照射される第２の視野ファセットミラーと、
前記第１の視野ファセットミラーを経た前記第１の光ビームおよび、前記第２の視野ファセットミラーを経た前記第２の光ビームが照射される瞳ファセットミラーと、
を含む照明光学系。
【請求項１３】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向と、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向とが、互いに直交する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１４】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向と、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの前記照明面上における直線偏光方向とが、互いに平行である請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１５】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームと、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの双方により前記照明面を照明する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１６】
前記第１の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第１の光ビームと、前記第２の視野ファセットミラーおよび前記瞳ファセットミラーを経た第２の光ビームの一方により前記照明面を照明する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１７】
前記照明面としてレチクルを照明する請求項１２記載の照明光学系。
【請求項１８】
自由電子レーザ装置から出力される直線偏光した光ビームを露光装置に伝送するビーム伝送システムであって、
第１の光ビームを出力する第１の自由電子レーザ装置と、
第２の光ビームを出力する第２の自由電子レーザ装置と、
前記第１の光ビームの直線偏光方向を回転させる第１の偏光方向回転部と、
を含むビーム伝送システム。
【請求項１９】
前記第２の光ビームの直線偏光方向を回転させる第２の偏光方向回転部をさらに含む請求項１８記載のビーム伝送システム。
【請求項２０】
第１の視野ファセットミラーおよび第２の視野ファセットミラーと、
前記２つの視野ファセットミラーを経た光を反射する瞳ファセットミラーと、
前記第１の視野ファセットミラーに入射する光と前記第２の視野ファセットミラーにそれぞれ入射する光の偏光方向をそれぞれ独立に制御する制御部と、
を備える照明光学系を含む露光装置。
【国際調査報告】
2017145385.tif 000031
2017145385.tif 000032
2017145385.tif 000033
2017145385.tif 000034
2017145385.tif 000035
2017145385.tif 000036