(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ放射線（ＬＲ）が、入射側から照明視野（ＩＬＲ）の方向に通過することができる第１の基板（Ｓ１）を含み、
前記第１の基板が、第１の光学的機能基板面（Ｓ１−１）を有し、
前記第１の光学的機能基板面（Ｓ１−１）において、互いに平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面が、互いに横並びに位置する方式で形成され、
互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面が、遷移領域（ＴＲ）内で互いに融合する、
照明視野内のレーザ放射線を均一化するためのデバイスであって、
複数の前記遷移領域によって発生する照明視野（ＩＬＦ）内の照明強度の部分が、該照明視野内に前記凸円柱レンズ要素面によって発生する照明強度の部分と比較して小さく、前記照明視野内のこの部分の局所分布が、前記デバイス内に入射する前記レーザ放射線の変動に実質的に依存しないように、前記複数の遷移領域（ＴＲ）が設計される、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記複数の遷移領域（ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３）が、前記隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に異なる不規則面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記複数の遷移領域（ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３）の各々が、前記隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する前記方向に異なる面形状を有し、該面形状は、好ましくは、不規則面形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記複数の遷移領域（ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３）は、前記隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する前記方向に異なる面形状のランダム分布を有し、該異なる面形状は、好ましくは、不規則又は凹であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記複数の遷移領域（ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３）は、前記隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する前記方向に非凹面形状を有す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項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記複数の遷移領域（ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３）は、前記隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する前記方向に、この方向に接合する該凸円柱レンズ要素面の幅（Ｗ）の５％よりも小さい幅（ＷＴＲ）を有し、及び／又は
前記複数の遷移領域は、前記隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する前記方向に、この方向に接合する該凸円柱レンズ要素面の間の中心間距離（ＰＩ）の５％よりも小さく、特にこの中心間距離の３％よりも小さい幅を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記複数の遷移領域（ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３）は、前記隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する前記方向に３０μｍよりも小さい幅を有し、該幅は、好ましくは、１５μｍ又はそれ未満、特に１０μｍ又はそれ未満であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記複数の遷移領域は、実質的に光不透過であり、前記基板面は、好ましくは、該遷移領域（ＴＲ５）内に光不透過コーティング（ＣＴ）を担持することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記凸円柱レンズ要素は、該凹円柱レンズ要素が互いに横並びに位置する前記方向の頂点線の間に均一な距離を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記レーザ放射線が入射側から前記照明視野の方向に通過することができる第２の基板（Ｓ２）を含み、
前記第２の基板は、少なくとも１つの光学的機能基板面（Ｓ２−１）を有し、
前記少なくとも１つの光学的機能基板面（Ｓ２−１）において、平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面が、互いに横並びに位置する方式で形成され、
互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面が、遷移領域内で互いに融合する、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第２の基板（Ｓ２）は、前記第１の基板（Ｓ１）によって透過された前記レーザ放射線が、入射側から前記照明視野（ＩＬＲ）の方向に通過することができるように、該第１の基板（Ｓ１）の背後に距離を置いて配置されることを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
特に照明視野内のレーザ放射線を均一化するためのデバイスのためのレーザ放射線が通過することができる基板を製造する方法であって、
基板が、第１の光学的機能基板面（Ｓ１−１）を有し、
前記第１の光学的機能基板面（Ｓ１−１）において、互いに平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面が、互いに横並びに位置する方式で形成され、
互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面が、遷移領域（ＴＲ）内で互いに融合し、
前記第１の光学的機能基板面は、互いに横並びに位置する凸円柱レンズ要素面及び後記凹区画の間の遷移領域を成形するために、互いに横並びに位置する凹区画を有する加工ツールを用いてパターン形成され、前記遷移領域が、該隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に異なる面形状、好ましくは、不規則な及び／又はランダム分布に従って成形された面形状を有し、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の第１の光学的機能基板面を有する第１の基板が、この方法によって製造される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記第１の光学的機能基板面は、リソグラフィパターン形成法を用いて製造されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の光学的機能基板面の前記凸円柱レンズ要素面は、材料除去加工ツールを用いて製造され、前記基板面は、前記遷移領域内でリソグラフィパターン形成法を用いてパターン形成されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板面は、前記凸円柱レンズ要素が互いに横並びに位置する前記方向に前記遷移領域の幅よりも有意に小さい幅を有する加工区域を有する材料除去加工ツールを用いてパターン形成されることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
レーザ放射線が、入射側から照明視野の方向に通過することができる第１の基板（Ｓ１）を含み、
前記第１の基板が、第１の光学的機能基板面（Ｓ１−１）を有し、
前記第１の光学的機能基板面（Ｓ１−１）において、互いに平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面が、互いに横並びに位置する方式で形成され、
互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面が、遷移領域内で互いに融合する、
照明視野内のレーザ放射線を均一化するためのデバイスであって、
複数の前記遷移領域（ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３）が、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に異なる面形状のランダム分布を有する、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項１７】
前記異なる面形状は、不規則又は凹であることを特徴とする請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
照明視野を１次光源からの光で照明するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置のための照明系であって、
請求項１から請求項１１又は請求項１６から請求項１７のいずれか１項に記載のデバイス、
を特徴とする照明系。
【請求項１９】
照明系が、１次光源から光を受光するためのかつ照明系の瞳形成面（ＰＵＰ）内に可変的に調節可能な２次元強度分布を発生させるための可変的に調節可能な瞳形成ユニット（ＰＦＵ）を含み、
前記均一化デバイス（ＨＯＭ）は、前記瞳形成面の領域に配置される、
ことを特徴とする請求項１８に記載の照明系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の照明視野内のレーザ放射線を均一化するためのデバイス及びそのようなデバイスを製造する方法に関する。
【０００２】
マイクロリソグラフィのための投影露光装置における照明系だけでなく、他の用途のための光学系においても、多くの場合に１つの目的は、照明視野を可能な限り一様に照明視野を照明することである。この目的のために、１次放射線源から発した光を一般的に照明系内の適切なサブ光学系によって調節すべきである。
【０００３】
１次放射線源としてレーザが使用される場合には、レーザによって放出されるレーザ放射線が、一般的に、通常は不均一ビーム分布と呼ぶ不均一強度分布を有することを考慮に入れるべきである。一例として、エキシマレーザによって放出されるレーザ放射線は、１つの方向に正規分布を有し、この方向と垂直に実質的に台形の強度分布を有する。強度分布は、時間的に変動する場合がある。作動中には、横方向ビームオフセット及び角度オフセットが発生する恐れもある。
【０００４】
しかし、いずれの時点においても照明視野内に十分に均一な強度分布を得るために、多くの場合にビームホモジナイザーとも呼ぶレーザ放射線を均一化するためのデバイスが使用される。
【０００５】
ドイツ特許出願ＤＥ  １０２  ２５  ６７４  Ａ１は、レーザ放射線を均一化するための円柱レンズ要素システムを説明している。円柱レンズ要素システムは、複数の第１の円柱レンズ要素を含む第１の円柱レンズ要素アレイと、第１の円柱レンズ要素の下流のレーザ放射線のビーム経路に配置された複数の第２の円柱レンズ要素を含む少なくとも１つの第２の円柱レンズ要素アレイとを有し、レーザ放射線が、照明視野上に少なくとも部分的に均一化された方式で結像されるようにする。円柱レンズ要素は、凸の円柱レンズ要素面を有する。円柱レンズ要素アレイは、各場合にレンズ要素の縁部に沿って互いに支持する個別の円柱レンズ要素から構成される。レンズ要素の縁部における回折効果により、照明される照明視野の周囲部に強度増幅が発生する場合がある。均一化効果を改善するために、第１の円柱レンズ要素及び／又は第２の円柱レンズ要素の一部分をこれらの円柱レンズ要素がレーザ放射線を照明視野上に、他の第１及び／又は第２の円柱レンズ要素がレーザ放射線を照明視野上に結像する寸法とは異なる寸法で結像するように成形及び／又は位置決めすることが提案されている。一実施形態において、第２の円柱レンズ要素アレイは、ビーム方向に対して垂直な平面に位置してその焦点距離が交互に異なる値を有するように交互に異なって成形された円柱レンズ要素を有する。
【０００６】
特許ＥＰ  １  ８３９  ０８３  Ｂ１は、均一化される光が通過することができる第１の円柱レンズ要素アレイを含み、更に第１の円柱レンズ要素アレイを通過した光が通過することができる第２の円柱レンズ要素アレイを含む光を均一化するためのデバイスを説明している。第１の円柱レンズ要素アレイ及び第２の円柱レンズ要素アレイの各々は、互いに平行な円柱軸を有する凸及び凹の円柱レンズ要素を有し、これらの円柱レンズ要素は、互いに横並びに交互に配置される。第１及び第２の円柱レンズ要素アレイの円柱レンズ要素の円柱軸は、互いに平行に延びている。第１の円柱レンズ要素アレイの凸円柱レンズ要素の頂点線は、第２の円柱レンズ要素アレイの凸円柱レンズ要素の頂点線に整列する。更に、第１の円柱レンズ要素アレイの凹円柱レンズ要素の頂点線は、第２の円柱レンズ要素アレイの凹円柱レンズ要素の頂点線に整列する。第１の円柱レンズ要素アレイの凹円柱レンズ要素は、円柱レンズ要素が互いに横並びに配置された方向に、第２の円柱レンズ要素アレイの凹円柱レンズ要素の対応する方向の広がりとは異なる広がりを有する。図示の実施形態の場合には、円柱レンズ要素アレイは、一体的な光学要素として具現化され、各々は、凸円柱レンズ要素面が、互いに横並びに位置する方式で形成された少なくとも１つの光学的機能基板面を有する。互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面は、凹に成形された遷移領域内で互いに融合し、凹に成形された遷移領域は、各場合に凹円柱レンズ要素面を形成する。第１及び／又は第２の円柱レンズ要素アレイの凹円柱レンズ要素の広がり及び／又は曲率のターゲットを定めた変更は、照明される照明視野の周囲部における過度の強度増大を回避することを可能にするように意図したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＤＥ  １０２  ２５  ６７４  Ａ１
【特許文献２】ＥＰ  １  ８３９  ０８３  Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が対処する１つの問題は、均一化効果が、デバイス内に入射するレーザ放射線の不安定性により影響されないように、照明視野内のレーザ放射線を均一化するための汎用デバイスを改善することである。対処する更に別の問題は、そのようなデバイスを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これら及び他の問題を解決するために、本発明は、請求項１に記載の特徴を含むデバイスを提供する。更に、請求項１２に記載の特徴を含む方法を提供する。更に、請求項１７に記載の特徴を含むデバイス及び請求項１９に記載の特徴を含む照明系を提供する。
【００１０】
有利な発展形態を従属請求項に指定する。請求項の全ての文言は、引用によって本明細書の内容に組み込まれている。
【００１１】
照明視野内のレーザ放射線を均一化するための汎用デバイスは、レーザ放射線が、入射側から照明視野の方向に通過することができる第１の基板を有する。第１の基板は、互いに平行な円柱軸を有する複数の凸円柱面が、互いに横並びに位置する方式で形成された少なくとも１つの光学的機能基板面を有する。互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面は、各場合に遷移領域内で互いに融合する。そのような第１の基板は、マイクロレンズ要素アレイ方式で一体的な光学要素として具現化され、光学的機能基板面の成形は、この基板面の望ましい光学効果が得られるという結果をもたらす。この場合、遷移領域は、第１に、照明視野内に遷移領域によって発生する照明強度の部分(proportion)が、照明視野内に凸円柱レンズ要素面によって発生する照明強度の部分と比較して非常に小さく、第２に、照明視野内のこの部分の局所分布（遷移領域によって発生する場合がある）が、デバイス内に入射するレーザ放射線の変動に実質的に依存しないように設計される。入射レーザ放射線の変動は、例えば、ビーム分布内の強度変動により、横方向ビームオフセットにより、及び／又はデバイスの場所における角度変動（指向する）によってもたらされる場合がある。
【００１２】
個別の円柱レンズ要素から構成される円柱レンズ要素アレイを含むビームホモジナイザーと比較すると、この構成では、一体的なレンズ要素アレイの製造及び安定性に関する利点を使用することができる。回折効果が好ましくない光分布を招く場合がある望ましくない縁部は存在しない。
【００１３】
パターン形成された基板面に交互に凸円柱レンズ要素面と凹円柱レンズ要素面とを有する一体的な円柱レンズ要素アレイと比較すると、この場合、凹円柱レンズ要素面の屈折効果は意図的に省かれる。代替的に、光学的機能基板面は、照明視野に向かって通過するレーザ放射線の圧倒的な部分を占める部分が、凸円柱レンズ要素面の領域から発し、それと比較して、遷移領域から発する部分が可能な限り小さいように成形される。この場合、放射線のうちで遷移領域から発するこれらの部分は、外乱をもたらすこの部分が、入射レーザ放射線の変動の場合に照明視野内の照明強度の局所的な増大又は低下を招かないように導かれる。
【００１４】
特許請求する本発明によるデバイスにおいても、一部の場合には、照明視野内の強度のうちのある一定の部分が、遷移領域から発することを回避することはできない。しかし、デバイスの遠視野内の場所において、放射線強度の局所的な累積が発生せず、全ての遷移領域の効果の少なくとも近似的に均一な分布が存在するように、遷移領域が異なる光学効果を有することは達成することができる。この手法は、取りわけ以下の洞察に基づいている。
【００１５】
多くの場合に、デバイスの遠視野、すなわち、照明視野内の強度分布を例えば光源側の不安定性から分離しようと試みる上で、例えば、フライアイコンデンサー又は類似の配列にある互いに前後に配置された円柱レンズ要素アレイが使用される。この分離は、遷移領域から発する放射線部分に対しては容易に可能ではないことが認識されている。一般的に遷移領域は、照明視野内に、照明視野内の入射レーザ放射線の特性に依存してシフトする付加的な光分布を招く。遷移領域が全て同じ面形状、例えば、凹面形状を有する場合には、遷移領域から発する放射線部分が全て照明視野の同じ視野領域内に入射することが発生する場合がある。この場合、遷移領域から発する放射線部分が、局所的に好ましくない方式で合算されることになる危険性がある。それによって「均一性安定性」とも呼ぶ照明視野内の照明の時間的均一性が悪影響を受ける。そのような局所不均一性は、照明変動、すなわち、時間的変動又は入射レーザ放射線変動の場合に適切である場合には、自然かつ一時的に発生し、強度補正要素が存在したものとしても、静的にしか機能せず、又は十分に高速に反応することができないかのいずれかであるので、補正することができず、又は困難を伴ってしか補正することができない。
【００１６】
特許請求する本発明の場合には、これらの誤差部分の強度は実質的に低減し、従って、ビーム均一性の光入射側における照明強度の変動の場合であっても、照明視野内の望ましい局所強度分布が公差範囲に保持される。この点に関して、本発明によるデバイスは、本質的に入射レーザ放射線の変動に比較的影響され難い。従って、その後の補正は不要である。
【００１７】
特許請求する本発明の範囲内で、実際的な実施の様々な場合がある。
【００１８】
一部の実施形態において、遷移領域は、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に異なる不規則面形状を有する。この場合特に、遷移領域の各々が、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に異なる不規則面形状を有する場合とすることができる。
【００１９】
この場合、「不規則面形状」という用語は、特に、曲率半径の値により、及び／又は基本曲率からの局所的に正確に定義されたずれによって定義することができない。従って、そのような不規則面形状は、均一なレンズ要素効果も、均一な焦点距離も持たない。好ましい不規則面形状の光学効果は、主に散乱効果である。類似の規則的な面形状、例えば、平面形状又は円柱湾曲形状からの不規則面形状のずれは、この場合、製造公差よりも大きい。その結果、入射側の照明強度変動の場合であっても、遷移領域から発する低い放射線部分が、照明視野にわたって常にほぼ均一に配分される。
【００２０】
各場合に異なる不規則面形状を有する類似の又は等しい種類の３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれよりも多い遷移領域群が、構造化基板面において発生する。遷移領域の各々が異なる不規則面形状を有する場合は特に好ましい。
【００２１】
遷移領域が、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に面形状のランダム分布を有する場合は特に好ましいことが見出されている。従って、遷移領域の面形状をその光学効果に関してランダム化することができる。遷移領域の形状のランダム変化により、起こり得る外光を混合することができ、従って、その全体的な効果を局所的に減衰させることができる。遷移領域の適切な設計の場合には、遷移領域は、拡散遮蔽機能を実施することができる。この場合にも、遷移領域の強度寄与は、光入射側の照明に依存してシフトする。しかし、寄与の全てが等しくシフトし、過度な局所強度増大はもたらされない。
【００２２】
遷移領域をランダム化する手段は、汎用デバイスにおいて他の特徴とは無関係に有利であるとすることができる。
【００２３】
ランダムに配分された（ランダム化された）異なる面形状は、異なる不規則面形状とすることができる。しかし、遷移領域が、ランダム分布に従って配分された異なる凹面形状を有することも可能である。凹遷移領域は、例えば、異なる幅、異なる曲率半径、及び／又は異なる深さを有することができ、これらの特性のうちの１つ又はそれよりも多くは、ランダム分布に従って変化する。
【００２４】
代替的又は追加的に、放射線のうちで、全体的に遷移領域を照明視野に向かって通過する部分を凸円柱レンズ要素面を通過する部分と比較して小さく保つために、遷移領域を可能な限り幅狭にすることを可能にすることができる。従って、一実施形態は、遷移領域が、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に、この方向に接合する凸円柱レンズ要素面の幅の５％よりも小さい幅を有することを可能にする。特に、遷移領域の幅は、接合する凸円柱レンズ要素面の幅の４％よりも小さく、３％よりも小さく、２％よりも小さく、又は１％よりも小さいとすることができる。この場合、凸円柱レンズ要素面の幅は、特に、その線の間にある凸円柱レンズ要素の面形状が解析的に記述されることができる線の間で決定することができる。代替的又は追加的に、凸円柱レンズ要素面の横方向境界を接合部において曲率方向又は曲率半径の符号が変化することによって決定することができる。
【００２５】
代替的又は追加的に、遷移領域が、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に３０μｍよりも小さい幅を有することを可能にすることができ、この幅は、好ましくは、１５μｍ又はそれ未満、特に１０μｍ又はそれ未満とすることができる。通常、取りわけ技術的な理由から、５μｍの最小幅には届かない(undershot)ということにはならないか、又は例外の場合にのみ届かない。
【００２６】
代替的又は追加的に、遷移領域は、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に、この方向に接合する凸円柱レンズ要素面の間の中心間距離（ピッチ）の５％よりも小さく、特にこの中心間距離の３％よりも小さく、２％よりも小さく、１％よりも小さい幅を有することができる。
【００２７】
この場合、遷移領域は、例えば、直接に接合する凸円柱レンズ要素面の間の実質的にＶ字形の切り込みとして成形することができる。
【００２８】
代替的又は追加的に、レーザ放射線のうちのかなりの部分が遷移領域を照明視野の方向に通過するのを完全に阻止する適切な手段を使用するのが好適とすることができる。一部の実施形態において、遷移領域は、使用されるレーザ放射線に対して実質的に光不透過である。これは、例えば、遷移領域内に光不透過コーティングを担持する基板面によって達成され、このコーティングは、入射するレーザ放射線を大幅に吸収及び／又は反射する。特に、放射線の大部分を吸収するコーティングを使用する場合には、別個の基板冷却を有利とすることができる。逆反射放射線部分が、外乱をもたらす逆反射をもたらすのを阻止するために、不規則面形状の上にコーティングを設けることができる。
【００２９】
適切な場合には、レーザ放射線の波長において可能な最大限度まで光不透過な（好ましくは、０に近い透過率を有する）黒染又はコーティングを用いて、凹円柱レンズ要素の形態にある遷移領域を有する従来の一体的な円柱レンズ要素アレイの場合に、この遷移領域を照明視野内の強度分布に対する光学効果に関して「無害」にすることができる。基板面の上流の光路内に、遷移領域だけを遮蔽し、放射線が、障害なしに凸円柱レンズ要素面に向かって可能な限り通過することを許す別個の放射線遮蔽光学要素又は放射線偏向光学要素を装着することも可能になる。個別円柱レンズ要素から構成される従来の円柱レンズ要素アレイの場合に、対応する手段を設けることができる。
【００３０】
一部の実施形態において、凸円柱レンズ要素は、頂点線の間に、凹円柱レンズ要素が互いに横並びに位置する方向の均一な距離を有する。その結果、多段デバイスを形成するための他の基板との組合せが、多くの場合に特に有利であり可能である。
【００３１】
第１の基板は、凸円柱レンズ要素面で構成された光学的機能基板面と反対に位置する側に、平面又は連続して湾曲した基板面、又は同様に、凸及び／又は、凹の円柱レンズ要素面を有することができる。
【００３２】
一部の実施形態において、互いに平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面が、反対の基板面において同じく互いに横並びに位置する方式で形成される。これらの頂点線は、反対側の円柱レンズ要素面の頂点線と平行に延びるとすることができる。他の実施形態において、第１の基板の互いに反対側にある円柱軸は、互いに対して９０度だけ回転される。従って、この場合、第１の基板は、交差する円柱レンズ要素アレイを有する。その結果、このパターン形成された基板を用いて２つの互いに垂直な方向で通過するレーザ放射線を均一化することができる。
【００３３】
一部の実施形態において、デバイスは、レーザ放射線が入射側から照明視野の方向に通過することができる第２の基板を含み、第２の基板は、第１の光学的機能基板面を有し、第１の光学的機能基板面において、平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面が、互いに横並びに位置する方式で形成され、互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面は、各場合に遷移領域内で互いに融合する。
【００３４】
これらの遷移領域もまた、特許請求する本発明により設計することができる。遷移領域を隣接する凸円柱レンズ要素面に連続的に融合する凹円柱レンズ要素面として構成することができる。
【００３５】
第２の基板も、適切な場合には、第１の機能基板面の反対に位置する側に更に別の円柱レンズ要素アレイを有し、このアレイでは、円柱レンズ要素の円柱軸は、反対側の円柱レンズ要素の円柱軸と平行又は垂直に延びている。
【００３６】
凸円柱レンズ要素面の間に非凹遷移領域を有する第１の光学的機能基板面を製造するように第１の基板を加工する様々な場合がある。一例として、リソグラフィパターン形成法を用いて第１の基板面を製造することができる。それによって凸円柱レンズ要素面と、その間に位置する遷移領域とを含む基板面全体を望ましい形状に誘導することができる。
【００３７】
例えば、回転方式で駆動することができ、互いに横並びに位置する凸円柱レンズ要素面と後記凹区画の間の遷移領域とを成形するために、互いに横並びに位置する凹区画を有する加工ツールを用いて第１の基板面をパターン形成することができ、遷移領域の一部又は全ては、隣接する凹区画が互いに横並びに位置する方向に異なる不規則面形状を有する。従って、加工ツールは、材料除去のために設けられたその作業域内に、製造される基板面のネガの形状を有することができる。
【００３８】
凸円柱レンズ要素が互いに横並びに位置する方向の遷移領域の幅よりも有意に小さい幅を有する加工区域を有する材料除去加工ツールを用いて基板面をパターン形成することができる。加工ツールは、遷移領域の製造中に、凸円柱レンズ要素が互いに横並びに位置する方向と平行に均一又は不均一な移動速度で移動することができ、加工ツールの下降深さは、不規則関数に従って制御される。それによっても、遷移領域内にランダム化された面の機能を製造することができる。代替的に、加工ツールを円柱軸の方向と平行に均一又は不均一な移動速度で下降深さを変更せずに移動し、次に、加工ツールを約加工幅１つ分横方向にオフセットして（円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向と平行に）、隣接する加工軌道を生成し、この横方向オフセット中に、望ましい面輪郭が徐々にもたらされるように下降深さを変更することも可能になる。
【００３９】
基板面をパターン形成するのに、機械的パターン形成とリソグラフィパターン形成との組合せを使用することができる。好ましくは、この場合、凸円柱レンズ要素面は材料除去加工ツールを用いて製造され、一方、事前、事後、又は同時に、遷移領域内の基板面が、リソグラフィパターン形成法を用いてパターン形成される。一般的に、最初に機械的パターン形成、次に、リソグラフィパターン形成が実施される。
【００４０】
上記及び更に別の特徴は、特許請求の範囲からだけでなく、本明細書及び図面からも明らかになり、個々の特徴は、各場合に本発明の実施形態及び他の分野においてそれ自体で、又は部分結合の形態で複数のものとして達成することができ、有利で本質的に保護可能な実施形態を構成することができる。本発明の例示的な実施形態を図面に例示し、以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態によるレーザ放射線を均一化すためのデバイスの斜視図である。
【図２】円柱軸と垂直に延びる断面平面に沿ってパターン形成された基板面を有する一体的な基板を通る断面の概略図である。
【図３Ａ】パターン形成された基板を製造するための１つの方法の変形の概略図である。
【図３Ｂ】パターン形成の目的に使用される材料除去回転ツールの拡大詳細図である。
【図４】非常に小さい幅を有する回転ツールが使用されるパターン形成された基板を製造するための別の方法の変形の概略図である。
【図５】遷移領域が光不透過コーティングで覆われた基板の例示的な実施形態の図である。
【図６】遷移領域を遮蔽するための別個の選択的光遮蔽要素が基板の上流に配置された例示的な実施形態の図である。
【図７】別個の光偏向要素が基板の上流に配置された例示的な実施形態の図である。
【図８】多段均一化デバイスの実施形態が配置された照明系を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
特許請求する本発明の一部の態様をマイクロリソグラフィ投影露光装置のための照明系の照明視野内のレーザ放射線を均一化するためのデバイスに基づいて以下に説明する。照明系は、その入射側で１次レーザ放射線源、例えば、深紫外領域（ＤＵＶ）内で放出を行うエキシマレーザにおけるレーザ放射線を受光し、このレーザ放射線から、下流の投影レンズの物体平面内に位置するマスクの照明されるパターン上に入射する照明放射線を形成する。投影レンズは、マスクの照明パターンをパターン形成される物体、例えば、半導体ウェーハ上に結像する。
【００４３】
照明系の内部には、図１にある一実施形態に示すレーザ放射線を均一化するためのデバイスＨＯＭが、操作に対する準備を整えて装着された状態で配置され、デバイスＨＯＭは、レーザ放射線が、デバイスＨＯＭの下流の照明視野ＩＬＦ内で可能な限り均一な強度分布を有するように、レーザ放射線源から到着するレーザ放射線ＬＲを均一化することに寄与する。デバイスＨＯＭと照明視野の間には、デバイスＨＯＭの出力における放射線の角度分布を照明視野内の放射線強度の対応する局所分布に変換するためのフーリエ変換を発生させる屈折フーリエ光学ユニットＦＯが位置する。照明視野ＩＬＦは、例えば、下流の投影レンズの物体平面に対して光学的に共役な平面に置くことができる。
【００４４】
デバイス１００は、レーザ放射線ＬＲが、入射側から照明視野ＩＬＦの方向に通過することができる第１の基板Ｓ１を有する。第１の基板の背後の距離Ｄの位置には、レーザ放射線が、第１の基板を通過した後に照明視野の方向に通過することができる第２の基板Ｓ２が位置する。両方の基板が、レーザ放射線に対して透過性を有する材料、例えば、フッ化カルシウム又は合成石英ガラスから構成される。
【００４５】
第１の基板Ｓ１は、その入射側に、第１の円柱レンズ要素アレイＣＬＡ１の形態にある第１の光学的機能基板面Ｓ１−１を有する。第１の円柱レンズ要素アレイＣＬＡ１は、互いに平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面ＣＬが、第１の基板面において互いに横並びに位置する方式で配置されることによって形成される。円柱レンズ要素面は、円柱軸に対して垂直なＹ方向に互いに横並びに位置する。
【００４６】
図２は、第１の基板面Ｓ１−１に形成された凸円柱レンズ要素面が、その円柱軸又はその頂点線と垂直に切断されるように、Ｚ−Ｙ平面と平行に第１の基板Ｓ１を通る断面を示している。互いに直接隣接して位置する凸円柱レンズ要素面は、各場合に遷移領域ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３等において互いに融合する。図２には、これらの遷移領域の面形状を拡大して略示しており、以下により詳細に解説する。
【００４７】
第１の基板面Ｓ１−１の反対に位置する第１の基板Ｓ１の第２の基板面Ｓ１−２には、更に別の円柱レンズ要素アレイが形成され、このアレイは、互いに平行な円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面を互いに横並びに位置する方式で有する。この場合の円柱軸は、反対の放射線入射側にある円柱軸と垂直に、すなわち、Ｙ方向と平行に延び、円柱レンズ要素面は、Ｘ方向に互いに横並びに位置する。この場合にも、円柱レンズ要素面の間に幅狭の遷移領域が形成される。
【００４８】
第２の基板Ｓ１も類似の構造を有する。しかし、第１の基板Ｓ１に面する光入射側に位置する円柱レンズ要素面の円柱軸は、Ｙ方向と平行に、すなわち、第１の基板の光入射側（第１の基板面Ｓ１−１）における円柱レンズ要素の円柱軸と垂直に、又は第１の基板Ｓ１の光射出側（第２の基板面Ｓ１−２）における円柱レンズ要素の円柱軸と平行に向けられる。これらの凸円柱レンズ要素面の間にも幅狭の遷移領域が形成される。
【００４９】
第２の基板Ｓ２の光射出側に位置する第２の基板Ｓ２の第２の基板面Ｓ２−２には、互いに横並びに位置する方式で配置され、Ｘ方向と平行に、すなわち、第２の基板の光入射面における円柱レンズ要素面の円柱軸と垂直に、かつ第１の基板Ｓ１の光入射側における円柱レンズ要素面の円柱軸と平行に延びる円柱軸を有する複数の凸円柱レンズ要素面を有するアレイが形成される。
【００５０】
放射線透過方向（Ｚ方向）に見ると、この場合、第１の基板Ｓ１の第１の基板面Ｓ１−１における凸円柱レンズ要素面の円柱軸と平行に延びる頂点線（中心線）は、第２の基板の第２の基板面Ｓ２−２におけるものに整列する。更に、第１の基板の光射出側（第２の基板面Ｓ１−２）における円柱レンズ要素の頂点線は、第２の基板の入射側における円柱レンズ要素面（Ｓ２−１）のものに整列する。
【００５１】
この例の場合には、第１の基板の光入射側（第１の基板面Ｓ１−１）における互い対して平行な凸円柱レンズ要素と、第２の基板の光射出側（第２の基板面Ｓ２−２）における互い対して平行な凸円柱レンズ要素とは等しい曲率半径を有し、互いからＺ方向（公称放射線透過方向）に焦点距離に等しい距離の位置にある。第１の基板Ｓ１の光射出側Ｓ１−２における円柱レンズ要素面の曲率半径は、その焦点面が、第２の基板の内部に位置するように寸法決めされる。第２の基板Ｓ２の光入射側Ｓ２−１における凸円柱レンズ要素面の曲率半径は小さく、その前側焦点面が、基板の間の材料のない領域内に位置するように寸法決めされる。他の相対焦点面位置を有する他の配列が可能である。
【００５２】
デバイスの入射側から入射するレーザ放射線ＬＲは、第１の基板Ｓ１の第１の基板面Ｓ１−２における凸円柱レンズ要素面により、Ｙ方向に互いに横並びに位置するいくつかの部分ビームに分割される。部分ビームと垂直に（すなわち、Ｙ方向に）延び、放射線が次に、通過する第２の基板面Ｓ１−２は、Ｙ方向に対して垂直なＸ方向に対応する分割をもたらす。これらの部分ビームは、第２の基板と、照明視野ＩＬＦの方向に下流にあるフーリエ光学ユニットＦＯとによって変換される。
【００５３】
第１の基板Ｓ１の第１の基板面Ｓ１−１における凸円柱レンズ要素面の間の遷移領域ＴＲ１、ＴＲ２は、照明視野内の照明強度のうちで遷移領域を照明視野ＩＬＦに向かって通過する部分が、凸円柱レンズ要素面を通過する部分と比較して極めて小さく、更に、照明視野内でのこの部分の局所分布が、入射するレーザ放射線ＬＳのビーム分布の変動の場合、又は一時的なビームオフセットの場合に実際には変化しないという特性を有するように、特殊な手段を用いて設計される。この設計には複数の手段が寄与する。
【００５４】
第１に、遷移領域ＴＲ１、ＴＲ２は、それぞれ接合する凸円柱レンズ要素面と比較して非常に幅狭である。第２に、遷移領域内の面形状は、各遷移領域が異なる面形状を有し、面形状におけるこのずれが、製造により律されるプロセス指図に起因して生成されるものであり、光学面の製造における通常の公差の範囲を越えているという意味でランダム化される。面形状は、隣接する凸円柱レンズ要素面が互いに横並びで位置する方向に各場合に不規則であり、その結果、累積的なレンズ要素効果を持たない。遷移領域内では、面形状は好ましくは、凹ではないか、又は接合する円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向に何らかの他の方式で連続的に微分可能ではない。
【００５５】
円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向（図２のＹ方向）の凸円柱レンズ要素面の幅Ｗは、この場合、その線の間にある凸円柱レンズ要素面の面形状が曲率半径Ｒ及び時に円錐定数及び更に別の定数を用いて解析的に記述されることができる線の間で測定される。それとは対照的に、遷移領域は非常に小さい幅ＷＴＲを有し、幅ＷＴＲは、遷移領域がその領域において解析的に記述不可能なランダム面形状を有する領域の幅を規定する。好ましくは、条件ＷＴＲ＜０．０５・Ｗ、特にＷＴＲ＜０．０３・Ｗが成り立つ。
【００５６】
遷移領域ＴＲ１、ＴＲ２のような非常に小さい幅は、直接隣接する円柱レンズ要素の頂点線の間の中心間距離又はピッチＰＩと、凸円柱レンズ要素の幅Ｗの間の比によって説明することができる。この比ＰＩ／Ｗは、好ましくは、０．９５よりも大きく、又は０．９８よりも大きい。
【００５７】
遷移領域の小さい幅により、放射線のうちで遷移領域を照明視野に向かって通過する部分は、凸円柱レンズ要素面を通過する部分に対して最初から非常に小さい。更に、遷移領域の面形状、従って、その光学効果はランダム化される。遷移領域内の面形状の変化の結果として、遷移領域の領域内において生じる本質的に望ましくない外光が混合され、よって全体的な影響は局所的に減衰する。このようにして遷移領域は拡散遮蔽機能を取得し、達成されることは、入射レーザ放射線の変動の場合に、照明視野内の強度も依然としてシフトするが、それにも関わらず全ての寄与は等しくシフトし、照明強度での過度な局所増大は発生しないことである。
【００５８】
この構成は、凸円柱レンズ要素面の外側の領域、すなわち、遷移領域内で放射線強度が僅かとは言えない程度に入射する全ての基板面の場合に有利である。レーザ放射線が凸円柱レンズ要素面の領域内にしか入射しないように、放射線が基板面の上流で既に分割及び成形されている場合には、遷移領域の面形状をランダム化するための手段を省くことができる。この場合、従来の円柱レンズ要素アレイを使用することができ、適切な場合には、遷移領域内に凸円柱レンズ要素面が形成され、これらの面は、隣接する凸円柱レンズ要素面に滑らかに融合する。
【００５９】
図１の配列では、例えば、第２の基板の入射面Ｓ２−１における遷移領域が、レーザ放射線を全く、又は非常に僅かしか「見」ない場合とすることができる。この場合、この基板面の遷移領域はランダム化する必要がなく、例えば、凹型の形状を有することができる。
【００６０】
光学構成要素の製造中に複数の異なる面形状が遷移領域内に生じるように基板面をパターン形成するための様々な可能性が存在する。研磨外面ＡＢＲを有する回転ツールＴＯ１が使用される方法変形を図３を参照して以下に説明する。このツールは、例えば、研削ツール（幾何学的に決定されていない切削刃を有する粒状研磨剤を有する研磨面）又はフライスツール（幾何学的に決定された切削縁刃を有する研磨面）とすることができる。加工中には、必要な面品質を有する基板面Ｓ１−１の望ましい面形状が生成されるまで、研磨外面ＡＢＲを用いて基板材料が徐々に除去されるように、回転ツールＴＯ１は、その回転軸ＲＡの回りに回転し、その外面ＡＢＲにより、加工される基板Ｓ１上に適切な押圧力で押圧される。この場合、回転ツールの回転軸ＲＡは、製造される凸円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向と平行に延びている。
【００６１】
回転ツールは、製造される凸円柱レンズ要素及び遷移領域の円柱軸と平行に、ほぼ一定の給送速度で給送される。回転ツールの研磨外面ＡＢＲは、互いに横並びに位置する方式で回転軸ＲＡと平行に配置された凹区画ＣＰを有する。凹区画の曲率半径は、基板における凸円柱レンズ要素面の曲率半径を予め定義する。凹区画ＣＰの間には、基板において凸円柱レンズ要素面の間に位置する遷移領域ＴＲを生成し、その断面形状を予め定義する外向きに突出する幅狭の遷移領域ＴＩＰ１が位置する。図３Ｂに略示すように、これらの外向きに突出した遷移領域は、それによって生成される遷移領域も、各々異なる面形状を有するように、各々異なる断面形状を有する。一般的に、ツールは、基板のパターン形成される基板面全体を円柱軸と平行に進行する作業移動によって１回の作業操作で製造することができるような作業幅を有する。それによって各遷移領域において異なる面形状を予め定義することができる。
【００６２】
図４を参照して、別の製造方法を詳細に以下に説明する。この製造方法は、加工中に所定可能な回転速度で回転軸の回りを回転する回転駆動加工ツールＴＯ２が使用される輪郭フライス操作の変形である。加工ツールＴＯ２は、その半径方向の外側に、回転軸ＲＡと平行に測定して数マイクロメートルしかない幅を有するチップ状のフライス歯ＴＩＰ２を有する。半径方向の外縁におけるその幅は、例えば、製造される遷移領域ＴＲの幅の３０％よりも小さく、又は１０％よりも小さいとすることができる。
【００６３】
ブランク又は大まかに前加工した基板からの基板面の製造中に、回転ツールＴＯ２は、製造される円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向と平行に、基板面に沿って予め定義可能な一定又は可変の進行速度で移動させられる。基板の方向の進行移動と垂直に向けられた（Ｚ方向に平行な）下降移動は、凸円柱レンズ要素面の領域内に凸の面形状が製造されるように、進行距離又は進行速度に依存する方式で制御される。遷移領域内では、下降深さは、遷移領域内に不規則な面形状が製造されるように、一様に進行しながら不規則に変化する。遷移領域の加工中の下降移動は、各遷移領域に対して個々に予め定義することができ、又は例えばマシン内部のランダム発生器を用いて発生させることができる。この手法でも、各遷移領域において非凹の不規則面形状を製造することができる。
【００６４】
別の変形は、円柱軸と平行に（図４の作図面と垂直に）徐々に製造を行う加工軌道を含む。この目的のために、回転ツールは、下降深さを変更することなくＸ方向と平行に基板の全長にわたって移動させられる。その後に、ツールと基板とは、互いに対してＹ方向に、切削刃ＴＩＰ２の領域内の幅狭のツールの作業幅とほぼ同じ大きさを有する調節距離だけオフセットされる。次に、連続して隣接する次の加工軌道が加工される。下降深さ（ｚ方向）は、加工軌道毎に望ましい面輪郭に従って変更される。
【００６５】
別の製造方法では、第１の基板面をパターン形成するための材料除去は、基板面のネガの形状を有する研磨面を有する材料除去加工ツールが、例えば、超音波を用いて励振され、円柱軸と平行な振動が形成され、この振動ツールが基板上に押圧されることを利用して達成される。機械的な衝突を用いて加工することも可能である。
【００６６】
図５を参照して、望ましい面輪郭の製造後に、第１の基板面Ｓ１−１の凸円柱レンズ要素面の間の遷移領域ＴＲ５が、入射レーザ放射線に対して実質的に放射線不透過であるように改質された第１の基板Ｓ１−１の例示的な実施形態の説明を提供する。この目的のために、パターン形成の後に、各遷移領域は、レーザ放射線に対する透過率がゼロに近い比較的幅狭のコーティングＣＴで覆われている。幅狭のコーティングは、遷移領域しか覆わず、隣接する凸円柱レンズ要素面内には延びない。それによって放射線が、遷移領域を照明視野の方向に通過することができないように阻止される。すなわち、遷移領域の望ましくない光学効果がマスク除去又は遮蔽される。
【００６７】
図６の実施形態において、放射線透過方向（Ｚ方向と平行な）に第１の基板Ｓ１の上流に別個の放射線遮蔽光学要素ＢＬＥが配置され、第１の基板面Ｓ１−１からのこの光学要素の放射線透過方向の距離は非常に小さく、好ましくは、隣接する遷移領域の間の円柱レンズ要素面が互いに横並びに位置する方向の距離よりも有意に小さくなければならない。選択的放射線遮蔽光学要素は、レーザ放射線に対して高い透過性を有する材料、例えば、合成石英ガラス又はフッ化カルシウムから製造され、ビーム経路に垂直に位置し、従って、屈折効果を持たない実質的に平行平面板の形態を有することができる。光遮蔽光学要素は、互いから分離し、円柱レンズ要素が互いに横並びに位置する方向に、光路に直ぐ下流に位置する遷移領域ＴＲ６の幅にほぼ対応する幅を有する光遮蔽帯ＢＬを有する。入射レーザ放射線は、この遮蔽領域によって遮蔽され、従って、遷移領域内に向かって通過することができない。光遮蔽帯の間では、レーザ放射線は、障害なく、凸円柱レンズ要素面に向かって通過することができる。この手法でも、遷移領域の外乱効果をマスク除去することができる。
【００６８】
図７の実施形態において、別個の放射線偏向光学要素ＤＥＶが第１の基板Ｓ１の上流のビーム経路に配置され、この光学要素は、実質的に透過平行平面板の形態を有し、放射線が障害なしに円柱レンズ要素面の方向に通過することを可能にする。この選択的放射線偏向光学要素は、下流に配置された第１の基板Ｓ１の遷移領域ＴＲ７の上流の領域内に、例えば、プリズム方式で構成することができ、隣接する円柱レンズ要素面の領域内への横方向への経路変更なく下流の遷移領域の領域内に向かって通過することになる入射放射線を実質的に光の損失なしに偏向する経路変更要素又は偏向要素ＤＥを有する。この手法によっても、レーザ変動に比較的依存し難い、レーザ放射線を均一化するためのデバイスを提供することができる。
【００６９】
図５から図７を参照して説明した手段及びその変形は、放射線が遷移領域から下流の照明視野に向かって通過するのを阻止するために、各場合に凸円柱レンズ要素面の間にある幅狭の凹円柱レンズ要素面を有する従来の円柱レンズ要素アレイにおいて対応する利点を伴って使用することができる。
【００７０】
図８は、半導体構成要素及び他の微細にパターン形成される構成要素の製造に対して使用することができ、マイクロメートルの数分の１まで細かい解像度を得るために、深紫外領域（ＤＵＶ）からの光又は電磁放射線で作動するマイクロリソグラフィ投影露光装置ＷＳＣの例を示している。この例の場合には、使用される１次光源は、約１９３ｎｍの動作波長を有するＡｒＦエキシマレーザであり、その直線偏光レーザビームは、照明系ＩＬＬの光軸ＡＸに対して同軸に照明系に結合される。
【００７１】
例えば、約１ｍｒａｄと約３ｍｒａｄの間にあるとすることができる発散を有する拡大レーザビームは、複数の光学構成要素及び群を含んで下流にある照明系ＩＬＬの瞳形成面ＰＵＰ内に２次光源又は「照明瞳」と呼ばれることもある定義された局所（２次元）照明強度分布を発生させるように設計された瞳形成ユニットＰＦＵ内に入射する。瞳形成面ＰＵＰは、照明系の瞳面である。
【００７２】
瞳形成ユニットＰＦＵは、拡大レーザビームのビーム経路に、到着するレーザ放射線に設定によって予め定義することができる特定の角度分布を与える調節可能な瞳定義ユニットＰＤＥを有する。瞳定義ユニットＰＤＥは、例えば、１つ又はそれよりも多くの回折光学要素又は制御可能なマルチミラーアレイを含むことができる。下流の第１の光学系ＳＹＳ１は、発生する角度分布を瞳平面ＰＵＰ内の空間分布に変換するためにフーリエ変換を導入する。
【００７３】
瞳形成ユニットＰＦＵは、瞳形成ユニットの駆動に依存する方式で異なる局所照明強度分布（すなわち、異なって構造化された２次光源又は異なる照明設定）を設定することができるように可変的に設定することができる。この局所照明強度分布は、例えば、中心の円形照明スポット及び所定可能なシグマ値を有する従来設定、又は例えば二重極照明又は四重極照明のような極設定を含む。
【００７４】
瞳形成面ＰＵＰの直近には、レーザ放射線を均一化するためのデバイスＨＯＭの実施形態を含む視野定義要素ＦＤＥが配置される。
【００７５】
下流に配置された第２の光学系ＳＹＳ２は、光を奇数のフーリエステップを通じてマスクＭ上の矩形の照明視野に転写する。マスクＭ又はレチクルは、下流の投影レンズＰＯの物体平面ＯＳに配置され、この物体平面をレチクル平面とも呼ぶ。
【００７６】
第２の光学系は、１回のフーリエ変換しか発生させない単一のフーリエ光学ユニットとすることができる。他の実施形態において、瞳平面ＰＵＰとマスクＭの平面の間には、更に中間視野平面が位置し、この中間視野平面には、視野の境界を全ての辺において鮮明に定めるための調節可能な視野絞りとして機能するレチクル／マスキングシステムが配置される。次に、この視野平面は、更に別の結像システム（ＲＥＭＡレンズと呼ばれることもある）を用いてマスクＭの平面上に結像される。
【００７７】
視野定義要素ＦＤＥは、いくつかの機能を充足する。第１に、入射放射線は、マスク及び／又は光学中間視野平面の領域内の下流の第２の光学系ＳＹＳ２を通過した後に、所定のサイズを有する矩形照明視野を照明するように成形される。第２に、放射線は、ここで照明視野が可能な限り均一に照明されるように均一化される。
【００７８】
第２の光学系ＳＹＳ２は、視野定義要素ＦＤＥの射出口における各ビーム角度が、レチクル平面ＯＳ内の特定の場所に対応し、一方、視野定義要素ＦＤＥにおける点の場所、すなわち、光軸ＡＸに対するその位置が、レチクル平面の照明角度を決定するという効果を有する。個別チャンネルから発する光線のビームは、この場合、視野平面内で重ね合わされる。
【００７９】
投影レンズＰＯは、縮小レンズとして機能し、マスクＭ上に配置されたパターンの像を縮小スケール、例えば、１：４又は１：５のスケールでフォトレジスト層で覆われたウェーハＷ上に形成し、このウェーハの感光面は、投影レンズＰＯの像平面ＩＳ内に位置する。屈折、反射屈折、又は反射の投影レンズが可能である。他の縮小スケール、例えば、１：２０又は１：２００までも大きい縮小倍率が可能である。
【００８０】
瞳形成面ＰＵＰは、投影レンズＰＯの像側瞳面に対して光学的に共役な位置又はその近くに位置する。その結果、投影レンズの瞳ＰＵＰ内の空間（局所）光分布は、照明系の瞳形成面ＰＵＰ内の空間光分布（空間分布）によって決定される。瞳面の間には、各場合にそれぞれの瞳面に対してフーリエ変換された面である視野面が、光学ビーム経路に位置する。これは、特に、瞳形成面ＰＵＰ内の照明強度の定義された空間分布が、レチクルＭ上の照明視野内に入射する照明放射線の特定の角度分布に対応することを意味する。
【００８１】
瞳形成ユニットＰＦＵの別の図で分るように、光学系ＳＹＳの入射口における横方向ビームオフセットＬＡＴは、下流の瞳形成面ＰＵＰ内で角度誤差ＡＮＧを招く。特許請求する本発明は、入射レーザ放射線のそのような変動に依存し難い視野形成要素ＦＤＥの均一化効果を発生させることを可能にする。
【００８２】
図１の例示的な実施形態において、互いに前後に配置された円柱レンズ要素アレイの円柱軸は、「Ｙ」及び「Ｘ」がＹ方向及びＸ方向の円柱軸の向きを表す時に、Ｙ，Ｘ，Ｘ，Ｙという順序で配置されている。他の順序、例えば、Ｙ，Ｙ，Ｘ，Ｘ、又はＸ，Ｘ，Ｙ，Ｙ，又はＸ，Ｙ，Ｙ，Ｘなども可能である。
【００８３】
この図に示す種類の均一化デバイスは、照明系内の他の場所に配置することができる。一例として、均一化デバイス及び瞳形成要素の配列は、図１にあるものに対して逆転させることができる。
【符号の説明】
【００８４】
ＰＩ  中心間距離
Ｓ１  第１の基板
Ｓ１−１  第１の光学的機能基板面
Ｓ１−２  第２の基板面
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３  遷移領域
Ｗ  凸円柱レンズ要素面の幅
ＷＴＲ  ランダム面形状を有する領域の幅
【図１】
0005852043.tif 000002
【図２】
0005852043.tif 000003
【図３Ａ】
0005852043.tif 000004
【図３Ｂ】
0005852043.tif 000005
【図４】
0005852043.tif 000006
【図５】
0005852043.tif 000007
【図６】
0005852043.tif 000008
【図７】
0005852043.tif 000009
【図８】
0005852043.tif 000010