(57)【要約】【課題】照明光による照明視野の照明のためのマイクロリソグラフィ照明システム、この種類の照明システムを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置、微細構造構成要素のためのマイクロリソグラフィ製作方法、更に、この種類の方法によって作製した構成要素を提供する。【解決手段】マイクロリソグラフィ照明システム（５）は、照明視野（３）の照明の役割をする。有利に用いられる配光デバイス（９、１０）は、第１の照明面（１１）内に２次元強度分布を発生させる。光学ラスター要素の第１のラスターアレイ（１２）は、２次光源のラスターアレイを発生させる。付加的な光学効果を有するデバイスは、２つのラスターアレイ（１２；１６）に空間的に隣接して配置され、このデバイスは、照明角度変動デバイス（１４）として構成することができる。付加的な光学効果を有するデバイス（１４）は、照明光（８）の強度及び／又は位相及び／又はビーム方向に影響を与える。この影響は、全照明強度に対するラスター要素（２３、２８）の強度寄与が照明視野（３）にわたって変化するようなものである。これは、全照明強度に関して及び／又は異なる照明方向からの強度寄与に関して、照明強度が所定の方法で照明視野にわたって影響を受けることを可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−第１のラスター横列及び第１のラスター縦列に配列された第１のラスター要素（２３）を含み、かつ２次光源のラスターアレイの発生のために第１の平面（１１）に又はそれに隣接して配置された第１のラスターアレイ（１２；１０２）と、
−前記２次光源の照明光（８）の誘導を照明視野（３）内に重ね合わせるための透過光学器械（１７、１９、２０）と、
を含む、１次光源（６）の照明光（８）による照明視野（３）の照明のためのマイクロリソグラフィ照明システム（５）であって、
−付加的な光学効果を有するデバイス（１４；５５；７０；７９；８８；９２；１０６）が、第１のラスターアレイ（１２；１０２）に空間的に隣接して配置されるか、又は該第１のラスターアレイ（１２；１０２）が配置された平面と光学的に接合された平面に配置され、
−前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（１４；５５；７０；７９；８８；９２；１０６）は、
−−強度、
−−位相、
−−ビーム方向、
の群に含まれる照明光（８）の特性に影響を与え、
−前記影響は、全照明強度（３９；４６；５４）に対するラスター要素（２３、２８；１０３）の強度寄与（３６〜３８；４４、４５；５４；５９、６１、６３；６１；６７；６８、６９）が、照明視野（３）にわたって所定の方法で変化するようなものである、
ことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
照明システム（５）の光軸（２）に直角な前記第１の平面（１１）に前記照明光（８）から所定の２次元強度分布を発生させるための配光デバイス（９、１０）を特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記第１のラスターアレイ（１２）の下流の前記照明光の経路に配置され、かつ第２のラスター要素（２８）を含み、該第１のラスターアレイ（１２）と共にラスターモジュール（１３）を形成する第２のラスターアレイ（１６）を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
−前記第１のラスターアレイ（１２）に隣接する前記光路に、又は該第１のラスターアレイ（１２）が配置された平面に光学的に接合された平面に配置された、前記付加的な光学効果を有する前記デバイスとして機能する照明角度変動デバイス（１４；４０；４７）であって、
−−前記照明角度変動デバイス（１４；４０；４７）に当たる照明光（８）を前記光軸（２）に直角の異なる偏向角（α’、γ’）を有する少なくとも２つの角度変動部分（３０〜３３；４２、４３；５０、５１）に偏向し、
−−前記照明角度変動デバイス（１４；４０；４７）によって発生した最大偏向角（α’、γ’）が、前記全照明強度（３９；４６；５４）に対する前記第１のラスターアレイ（１２）のラスター要素（２３）の強度寄与（３６〜３８；４４、４５；５４）が前記照明視野（３）にわたって変化するような大きさを有する、
ようなデバイス（１４；４０；４７）を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項５】
前記照明光（８）の前記特性の影響が、前記第１のラスターアレイ（１２）の近傍に設定され、該影響は、前記透過光学器械（１７）によって照明視野依存全強度分布（３９）に変換され、異なる照明視野点が、可能な照明方向（Ｉ〜ＩＶ）からの異なる強度寄与（３４、３６〜３８）に露出されるような前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（１４）の設計を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項６】
前記照明光（８）の前記特性の影響が、前記第１のラスターアレイ（１２）の近傍に設定され、該影響は、前記透過光学器械（１７）によって照明視野依存全強度分布（５４）に変換され、異なる照明視野点が、可能な照明方向（Ｉ〜ＩＶ）からの等しい強度（５４）に露出されるような前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（４７）の設計を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項７】
前記照明光（８）の前記特性の影響が、前記第１のラスターアレイ（１２）の区域に設定され、該影響は、前記透過光学器械（１７）によって照明視野独立全強度分布（４６）に変換され、異なる照明視野点が、可能な照明方向（Ｉ〜ＩＶ）からの異なる強度寄与（４４、４５）に露出されるような前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（４０）の設計を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項８】
前記発生した偏向角（α’、γ’）がその間で異なる少なくとも２つの角度変動部分（３０、３３；４２、４３；５０、５１）への前記照明角度変動デバイス（１４；４０；４７）の分割を特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項９】
前記それぞれの発生した偏向角がその間で異なる少なくとも４つの角度変動部分（３０〜３３）への前記照明角度変動デバイス（１４）の分割を特徴とする請求項８に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（１４；４０；４７）は、回折性であ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項に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（１４；４０；４７）は、屈折性であ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項に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記照明角度変動デバイス（４０；４７）は、少なくとも１つの屋根縁型プリズム（４０；４８）を有することを特徴とする請求項４から請求項１１のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記照明角度変動デバイス（４０）は、対称屋根縁型プリズムであり、該屋根縁型プリズムの屋根縁部（４１）は、前記光軸（２）と直角に交わり、かつ前記第１のラスターアレイ（１２）の前記ラスターと平行に整列することを特徴とする請求項１２に記載の照明システム。
【請求項１４】
ラスターアレイとして構成された付加的な光学効果を有するデバイス（１４；４７；５５）を特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（１４；４７；５５）のラスターは、前記第１のラスターアレイ（１２）のラスターに対応することを特徴とする請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１６】
前記第１のラスターアレイ（１２）からの前記照明角度変動デバイス（１４；４７）の距離（Ａ）は、該第１のラスターアレイ（１２）のラスター幅（Ｒ）と前記最大偏向角（α’）の商よりも小さいことを特徴とする請求項１５に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記照明角度変動デバイス（１４）の個々のラスター要素（３１〜３３）は、楔要素として構成されることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１８】
前記照明角度変動デバイス（４７）の個々のラスター要素（４８）は、逆屋根縁型プリズムとして構成されることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１９】
照明角度変動デバイス（４０）全体、又は該照明角度変動デバイス（４７）の個々のラスター要素（４８）は、屈折性円錐面を有し、該円錐面の回転対称軸は、前記光軸（２）に一致するか又はそれに平行であることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２０】
前記照明角度変動デバイス（１４；４７；４７）に当たる前記照明光（８）が受ける前記偏向角（α’、γ’）は、角度変動部分（３０〜３３；４２、４３；５０、５１）内で一定であることを特徴とする請求項４から請求項１９のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２１】
前記第１のラスターアレイ（１２）は、前記第１のラスター横列を含む横列アレイ（１２”）と前記第１のラスター縦列を含む縦列アレイ（１２’）とに分割されることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２２】
前記付加的な光学効果を有する前記デバイス（１４；４０；４７；５５）は、前記縦列アレイ（１２’）と前記横列アレイ（１２”）の間に配置されることを特徴とする請求項２１に記載の照明システム。
【請求項２３】
前記付加的な光学効果を有する前記デバイスは、前記ラスターアレイ（１２、１６）のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの第１の部分（６４）のラスター要素（２８）上の光学変動コーティング（５５；７０；７３；７４）を有し、該変動コーティング（５５）の効果は、該被覆されたラスター要素（２８）に当たる照明光（８）が、該ラスター要素（２８）上の入射点に依存する透過率及び／又は位相シフトを受けるようなものであることを特徴とする請求項１から請求項２２のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２４】
前記変動コーティング（５５）は、前記第１の部分（６４）の前記被覆されたラスター要素（２８）が、該被覆されたラスター要素（２８）に直角（δ1）に当たる照明光（８、５７）に対して、該被覆されたラスター要素（２８）により小さい角度（δ2）で当たる照明光（８、５８）に対するよりも低い透過率を示すように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の照明システム。
【請求項２５】
前記第１の部分（６４）は、前記ラスターアレイ（１６）の対向する縁区域に配置された２つの部分的な部分（６４）に分割されることを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載の照明システム。
【請求項２６】
前記ラスターアレイ（１２；１６）のうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの部分（６４、６５、６６）に分割され、これらの部分（６４、６５、６６）の少なくとも第１のものは、前記変動コーティング（５５）を担持し、少なくとも別の部分（６５、６６、６４）は、前記第１の部分（６４）上の該変動コーティング（５６）とは異なる光学効果を有する別の光学コーティング（５５、６２、６０、５６）を担持することを特徴とする請求項２３から請求項２５のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２７】
前記更に別の光学コーティング（６０）のうちの少なくとも１つは、前記入射点に依存する光学効果を有することを特徴とする請求項２６に記載の照明システム。
【請求項２８】
前記更に別の光学コーティング（６２）のうちの少なくとも１つは、前記入射点と独立の光学効果を有することを特徴とする請求項２６又は請求項２７に記載の照明システム。
【請求項２９】
前記入射点と独立の前記光学効果を備えた前記更に別の光学コーティング（６２）を有する前記少なくとも１つのラスターアレイ（１６）の前記部分（６５）は、中心部分を形成することを特徴とする請求項２８に記載の照明システム。
【請求項３０】
前記入射点と独立の光学効果を有する前記中心部分（６５）と、該入射点に依存する効果を有する前記少なくとも１つの縁部分（６４）との間に、光学コーティング（６０）を備えた中間部分（６６）が存在し、該中間部分（６６）の該コーティング（６０）の光学効果は、該縁部分（６４）よりも該入射点への依存性が低いことを特徴とする請求項２８又は請求項２５に記載の照明システム。
【請求項３１】
前記変動コーティング（７０）は、少なくとも１つのラスター要素（２３、２８）上の部分的に不連続なコーティングであることを特徴とする請求項２３から請求項３０のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項３２】
前記変動コーティングは、前記少なくとも１つのラスター要素（２３、２８）上の前記入射点に依存して変化するコーティング厚（７３）又は層シーケンス（７４）を有することを特徴とする請求項２３から請求項３１のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項３３】
前記付加的な光学効果を有する前記デバイスは、前記第２のラスターアレイ（１６）の前記ラスター要素（２８）の少なくとも１つの光学活性表面の形態変動（７９；８８）として構成され、該形態変動（７９；８８）の効果は、照明光（８０）が、該形態変動（７９；８８）を有する該ラスター要素（２８）を通過した後に、該ラスター要素（２８）上の前記入射点に依存する偏向角度分布を受けるようなものであることを特徴とする請求項１から請求項３２のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項３４】
前記形態変動を備えた前記ラスター要素（２８）の前記光学活性表面は、自由造形表面として構成されることを特徴とする請求項３３に記載の照明システム。
【請求項３５】
前記ラスター要素（２８）の前記形態変動（７９）は、該形態変動（７９）の２次導関数が偶数関数（８１）を生じるようなものであることを特徴とする請求項３３又は請求項３４に記載の照明システム。
【請求項３６】
前記ラスター要素（２８）の前記形態変動（８８）は、該形態変動（８８）の２次導関数が奇数部分を有する関数（８９）を生じるようなものであることを特徴とする請求項３３又は請求項３４に記載の照明システム。
【請求項３７】
前記付加的な光学効果を有する前記デバイスは、前記第１のラスターアレイ（１２）の前記ラスター要素（２３）に割り当てられた変動フィルタ要素（９３〜９６）を含む強度変動デバイス（９２）として構成され、該変動フィルタ要素（９３〜９６）は、該割り当てられたラスター要素（２３）に当たる照明光（８）が、該変動フィルタ要素（９３〜９６）を通過した後に、これらのラスター要素（２３）上の前記入射点に依存する減衰を受けるような効果を有することを特徴とする請求項１から請求項３６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項３８】
前記変動フィルタ要素は、吸収フィルタ要素、及び／又は反射フィルタ要素（９３〜９６）、及び／又は散乱フィルタ要素として構成されることを特徴とする請求項３７に記載の照明システム。
【請求項３９】
前記変動フィルタ要素（９３〜９６）は、前記照明光（８）に半透明である担体を有し、照明光（８）−吸収、及び／又は−反射、及び／又は−散乱粒子が、該担体の中に組み込まれることを特徴とする請求項３８に記載の照明システム。
【請求項４０】
前記粒子は、金属粒子、特にクロム粒子であることを特徴とする請求項３９に記載の照明システム。
【請求項４１】
前記変動フィルタ要素（９３〜９６）の入射面にわたる透過率の推移がデフォルト粒子数によって設定されるような該変動フィルタ要素（９３〜９６）の設計を特徴とする請求項３８又は請求項３９に記載の照明システム。
【請求項４２】
前記変動フィルタ要素（９３〜９６）の入射面にわたる透過率の推移がデフォルト粒子サイズによって設定されるような該変動フィルタ要素の設計を特徴とする請求項３９から請求項４１のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項４３】
前記粒子の最小直径は、前記照明光（８）の波長の２５０倍を超えることを特徴とする請求項３９から請求項４２のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項４４】
５０μｍの前記粒子の最小直径を特徴とする請求項３９から請求項４３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項４５】
前記強度変動デバイス（９２）は、前記入射点に依存して異なる光学効果を備えた変動フィルタ要素（９３〜９６）を有することを特徴とする請求項３７から請求項４４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項４６】
請求項１から請求項４５のいずれか１項に記載の照明システム（５）を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置（１）。
【請求項４７】
微細構造構成要素をマイクロリソグラフィにより製造する方法であって、
−感光材料のコーティングが少なくとも一部に付加された基板の準備、
−結像される構造を有するレチクルの準備、
−請求項４６に記載の投影露光装置（１）の準備、
−前記投影露光装置（１）による前記コーティングの区域上への前記レチクルの少なくとも一部の投影、
の段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の方法によって製造された微細構造構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文により、照明光による照明視野の照明のためのマイクロリソグラフィ照明システムに関する。本発明は、更に、この種類の照明システムを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。更に、本発明は、微細構造構成要素のためのマイクロリソグラフィ製作方法に関する。最後に、本発明は、この種類の方法によって作製した構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書の冒頭に定めた種類の照明システムは、ＷＯ２００５／０８３５１２Ａ２に開示されている。複合投影処理という観点からすると、所定の方法で照明光の特性に照明視野にわたって影響を与えることが望ましい。一般的な種類の照明システムを用いると、多大な努力を払わない限り、これは不可能である。
ＵＳ２００４／０１１９９６１Ａ１は、視野ラスター要素及び瞳孔ラスター要素が、照明システムのラスターチャンネル間のクロストークの発生を防止する付加的なプリズム効果をもたらすように構成されたマイクロリソグラフィ照明システムを開示している。
ＷＯ２００６／０８４４７８Ａ１は、光の均一化のための円柱レンズアレイを開示している。
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０８３５１２Ａ２
【特許文献２】ＵＳ２００４／０１１９９６１Ａ１
【特許文献３】ＷＯ２００６／０８４４７８Ａ１
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、全照明強度に関して及び／又は異なる照明方向から来る強度寄与に関して、所定の方法で照明視野を通して照明強度に影響を与えることができるような冒頭に定めた種類の照明システムを開発することである。
この目的は、本発明により、請求項１の特徴付け部分に示す特徴を有する照明システムによって達成される。
本発明は、全照明強度に対する第１のラスターアレイのラスターチャンネルの強度寄与が照明視野にわたって変化するように照明光に影響を与えるために第１のラスターデバイスの付近に配置された付加的な光学効果を有するデバイスが、照明システムの視野依存光学効果を発生させるための付加的な自由度をもたらすという事実に基づいている。付加的な光学効果を有する本発明のデバイスは、照明システム又は更に投影光学器械の他の構成要素の視野依存光学効果の補正又は補償を可能にする。補正可能又は補償可能な効果は、例えば、光学構成要素のその直径にわたる透過率変化を含む。そのような透過率変化は、例えば、付加的な光学効果を有する本発明のデバイスによって予め補償するか又は過補償することができる。このようにして、例えば、全ての視野点が、あらゆる望ましい照明方向からの事実上同じ強度の光に露光され、照明角度にわたる強度変化が、全ての視野点で±１％の範囲に収まるように、照明システムの照明視野又は物体視野を照らすことができる。照明角度露光の均一性に関する基準値の役目をすることにより、それぞれ異なる方向又は照明角度から視野点を照射する強度の関係を判断することが考えられる。この関係は、楕円率とも呼ばれる。付加的な光学効果を有するデバイスを用いてビーム方向に影響を与える可能な方法は、特に、照明光ビーム全体のビーム方向全体を同じ方法で影響を与える、すなわち、偏向する代わりに、照明光の特定の部分光ビームを所定の方法で偏向、減衰、又は位相制御する一方で、他の部分光ビームの偏向、減衰、又は位相制御を全くしないか又は異なる程度に行うことである。第１のラスターアレイに対する付加的な光学効果を有するデバイスの空間的隣接位置関係は、付加的な光学効果を有するデバイスが、第１のラスターアレイとは別の構成要素であり、ラスターアレイの直近に配置されるという事実によって保証される。照明システムの別の実施形態では、付加的な光学効果を有する空間的隣接デバイスは、例えば、ラスターアレイの少なくとも１つに付加したコーティングという形態で第１又は別のラスターアレイと直接接触することができる。第１のラスターアレイ及び少なくとも別の潜在的ラスターアレイのラスター要素は、好ましくは屈折性である。第１のラスターアレイは、必ずしも基板上にモノリシックに、すなわち、一体的に形成する必要はない。第１のラスターアレイはまた、２つの部分で形成することができ、第１のラスターの横列が第１の基板上に形成され、第１のラスターの縦列が第２の基板上に形成される。これらの基板の間には、特に、付加的な光学効果を有するデバイスが、照明光の２次元強度分布が形成される第１の平面の直ぐ上流に配置されるような距離が存在する。この平面は、特に、照明システムの瞳孔面である。次に、強度寄与の視野依存性を用いて、特定の視野点での選択された照明角度に対する望ましい強度増加、特定の視野点での全照明強度の強度増加、又はこれらの両方の組合せを系統的に達成することができる。これは、特に、照明又は投影光学器械に発生する視野依存効果による透過損失を補償する役割をすることができる。照明システムは、照明システムの照明光学器械に適応させた光源又は放射���源を含むことができるが、これは必須ではない。従って、照明システムはまた、相応に適応させた別の光源又は放射光源の下流に配置された光学構成要素のみを含むことができる。
【０００５】
請求項２に記載の配光デバイスは、第１の平面内に所定の２次元強度分布をもたらす。照明システムのある一定の実施形態では、配光デバイスは、瞳孔定義要素（ＰＤＥ）と呼ばれる。配光デバイスは、第１の平面に又はこれに光学的に接合された平面に所定の強度分布を設定する別の方法がある場合は省くことができる。これは、例えば、所定の強度分布が、第１のラスターアレイ自体によって発生されるか、又は第１のラスターアレイと少なくとも別の潜在的ラスターアレイとの複合光学効果によって達成される場合に当て嵌まる。
【０００６】
請求項３に記載の第２のラスターアレイは、第１のラスターアレイと組み合わされ、特に照明視野の形状及び照明を定めるラスターモジュールを形成し、従って、視野定義要素（ＦＤＥ）と呼ばれる。第２のラスターアレイは、特に、照明視野を通じて物体が導かれる走査方向において誘導する照明視野の一部分に又はその下流に配置された一部分に照明強度の所定の減少又は増加が望ましい場合には省くことができる。第１のラスターアレイは、光収束効果を有することができ、第２のラスターアレイは、第１のラスターアレイの焦点面に配置することができる。しかし、第２のラスターアレイのこの配列は、必須ではない。代替的に、第２のラスターアレイは、第１のラスターアレイの焦点面の外側の所定位置に配置することができ、従って、第２のラスターアレイのラスター要素を照明光の拡大照明光ビームに露出することを可能にする。
【０００７】
請求項４に記載の照明角度変動デバイスでは、大きな入射角での屈折の非線形性と呼ばれる他の場合は望ましくない照明誤差が、照明視野にわたって照明光強度分布に影響を与えるために系統的に用いられる。系統的偏向角が、照明角度変動デバイスの角度変動部分を用いて定められ、第１のラスターアレイのラスター要素において屈折が発生する場合には、少なくとも最大設定可能偏向角に関しては、近軸近似はもはや適用されない。それにより、近軸近似の適用範囲を超えた偏向角によって照射されるラスター要素の視野依存強度寄与が不可避的に生じる。
【０００８】
請求項５に記載の照明角度変動デバイスは、所定の照明方向からの視野依存強度分布の上述の組合せ、及びそれと同時に視野依存全照明強度をもたらすものである。従って、この実施形態は、視野依存強度分布のいくつかの利用可能な自由度を用いる。
請求項６に記載の照明角度変動デバイスは、視野依存全強度分布を目的としており、照明視野にわたる強度の照明角度依存性はない。これは、損失補償において特に有用である。
【０００９】
請求項７に記載の照明角度変動デバイスは、異なる照明方向からの視野依存強度寄与を有するが、全照明強度の視野依存性を示さない。従って、個々の視野点の各々は、同量の全強度を有するが異なる主方向からの光に露光されるであろう。これは、照明視野にわたって分布する好ましい方向を有する構造を結像するのに有用である。
請求項８及び請求項９に記載の照明角度変動デバイスは、発生させることができる偏向角に関して、それぞれの投影用途に適応させた自由度を提供する。
【００１０】
請求項１０及び請求項１１に記載の付加的な光学効果を有するデバイスは、マイクロ光学技術によって作製することができる。付加的な光学効果を有するデバイスが変動コーティングとして構成される場合には、このデバイスは、ラスターモジュールの開口全体にわたるコーティング厚分布に関してイオンビーム仕上げ（ＩＢＦ）によって微調整することができる。照明角度変動デバイスの混成設計も同様に想定することができる。
【００１１】
請求項１２に記載の照明角度変動デバイスは、高精度で作製することができる。
請求項１３に記載の照明角度変動デバイスは、容易に作製される。従って、屋根縁は、第１のラスターアレイのラスター横列又はラスター縦列のいずれかに平行に整列する。
請求項１４及び請求項１５に記載の付加的な光学効果を有するデバイスは、望ましい視野依存照明強度分布に対して微調整することができる。
【００１２】
請求項１６に記載の照明角度変動デバイスの設計は、第１のラスター要素が偏向照明光に露光されることを保証する。
請求項１７に記載の楔要素は、正確に定められた楔角で作製することができる。
請求項１８に記載の逆屋根縁型プリズムは、照明強度の視野依存性をもたらし、その結果、光学開口の縁部が増大した強度を受ける。これは、それぞれ照明光学器械又は投影光学器械における近縁損失の補償の役割をすることができる。
請求項１９に記載の屈折円錐面は、強度の回転対称視野依存性を生じる。
【００１３】
請求項２０に記載の角度変動部分の一定の偏向角は、角度変動部分に平面偏向面を設けることができるので、照明角度変動デバイスの設計を容易にする。代替的に、角度変動部分に球面又は他の連続表面、特に自由表面を設けることも想定される。そのような非平面角度変動部分の使用は、作製に関して有利とすることができる。
請求項２１に記載の照明システムは、ラスター横列とラスター縦列を別々に作製することができるので、第１のラスターアレイの作製に関する要件を低減する。同様に、第２のラスターアレイも、横列アレイと列アレイに分割することができる。
請求項２２に記載の付加的な光学効果を有するデバイスの配列は、照明角度変動デバイス、横列アレイ、及び縦列アレイの複合ビーム誘導効果に関して特に有効であることを証明している。
【００１４】
請求項２３に記載の変動コーティングは、照明光に影響を与えるために、変動コーティングが付加されるラスター要素の入射面の曲率を利用することができる。この場合、変動コーティングは、特に一定のコーティング厚で付加することができる。入射点にわたる変動コーティングの透過率は、それぞれの被覆されたラスター要素上の入射点に依存する照明光の異なる入射角度によって変化し、この入射角は、照明光のそれぞれのビーム方向、及び入射点におけるラスター要素の曲率によって判断される。変動コーティングの対応する透過率は、入射点で照明光が実質的に貫通する変動コーティングのコーティング厚によって判断され、それによって入射点への望ましい依存性が引き起こされる。従って、位相への影響も同様に想定される。
【００１５】
請求項２４に記載のコーティングの入射点依存性は、周縁光線の増加を生じる。代替的に、補償又は補正の理由から上述のことが望ましい場合には、コーティングはまた、それぞれのラスター要素に当たる中心光線の透過率が周縁光線に対するものよりも高くなるように構成することができる。この場合、中心光線は、周縁光線に対して強められる。
請求項２５に記載の光学変動コーティングの部分配列では、周縁光線は、ラスターモジュールの縁区域に基礎を置くラスター要素チャンネルによって強められる。照明システム内の他の光学構成要素の影響を無視すると、照明光の周縁光線は、この照明光が垂直入射から相当程度異なる照明角度で到達する場合には、物体視野点の視野から見た時により強まっている。この効果は、照明システムの他の構成要素の光学特性の補償又は補正に対して特に興味深いものであり、その理由は、特に極端な照明角度の場合に、他の光学構成要素が、多くの場合に他の種類の光線のために周縁光線を抑制するからである。
【００１６】
請求項２６に記載の異なる効果を有する光学変動コーティングの部分配列は、光学変動コーティング全体の像視野依存効果が増加することを可能にし、それによって多くの補正の可能性を提供する。
従って、同じことが請求項２７に記載の変動コーティングに適用される。
それぞれのラスター要素上の入射点によってその効果が判断される請求項２８又は請求項２９に記載の変動コーティングは、補正又は補償が必要な位置でのみ有効である。
【００１７】
請求項３０に記載の光学変動コーティングは、一般的に補償又は補正される効果に対応する異なる光学効果のコーティングを有する部分の間の滑らかな移行を達成することを可能にする。
請求項３１に記載の変動コーティングは、照明光が一般的に未被覆ラスター要素に当たる時に反射損失を被るという事実を利用する。部分コーティングは、照明光が被覆区域内でより少量の損失しか被らないことを保証することができ、これは、照明視野にわたって変化する強度寄与を定める上で有用である場合がある。
【００１８】
請求項３２に記載の変動コーティングは、コーティング厚及び／又は層シーケンスに対する透過率の依存性を利用する。設計パラメータ「コーティング厚変動」及び「層シーケンス変動」は、照明視野にわたって更に一層複雑な方法で変化する強度寄与を定める役割もすることができる。
形態変動として構成された請求項３３に記載の光学デバイスは、照明視野にわたって変化する強度寄与を定めるために、ラスター要素上の入射点によって判断される照明−光屈折、及びその結果、偏向角度分布の変動を利用する。形態変動は、通常は静的であり、これは、アクチュエータを通じて能動的に定められないことを意味する。
【００１９】
請求項３４に記載の自由造形表面として構成された形態変動を用いて、そのような形態変動を有するラスター要素の強度寄与は、照明視野にわたって複雑な方法で変化するようにさえ実施することができる。
請求項３５及び請求項３６に記載の形態変動は、この形態変動を含むラスター要素の強度寄与をもたらし、この強度寄与は、照明視野にわたって対応する対称性を示す。
【００２０】
請求項３７に記載の変動フィルタ要素を含む強度変動デバイスは、変動フィルタ要素が設けられたラスター要素によってもたらされる対応する強度寄与を照明視野にわたって定めるために、それぞれのラスター要素上の入射点に依存する減衰を利用する。これは、複雑な方法で変化するラスター要素の強度寄与を得ることさえも可能にする。灰色楔の形態の変動フィルタ要素のような比較的低労力で作製される変動フィルタ要素が適用可能である。
【００２１】
照明システムに対して課せられる特定要件に依存して、適切な変動フィルタ要素は、請求項３８に記載の吸収、反射、又は散乱変動フィルタ要素を含む。
変動フィルタ要素の減衰、特に変動フィルタ要素の表面にわたるこの減衰の推移は、請求項３９に記載の組込み粒子によって微調整することができる。
金属粒子、特に請求項４０に記載のクロム粒子は、特にＵＶ照明光に関連して変動フィルタ要素の設計に特に適することが証明されている。
【００２２】
一方で粒子の処理特性、及び他方で半透明担体の処理特性に依存して、請求項４１及び請求項４２に記載の代替的な設定は、変動フィルタ要素の減衰の望ましい推移を定めるのに適している。
請求項４３に記載の最小直径は、粒子によって引き起こされる望ましくない屈折効果を回避する。
請求項４４に記載の最小直径は、ＵＶ照明光に対して特に適切である。
請求項４５に記載の変動フィルタ要素は、照明システムの照明視野依存光学効果に関して高変動帯域幅を達成することを可能にする。
【００２３】
本発明の別の目的は、本発明の照明システムを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置、それと共に実施することができるマイクロリソグラフィ製作方法、並びにそれによって作製することができる構成要素を創造することである。
この目的は、本発明により、請求項４６に記載のマイクロリソグラフィ投影露光装置、請求項４７に記載の作製方法、及び請求項４８に記載の構成要素によって達成される。これらの主題の利点は、照明システムに関して上記に列挙した利点から明らかになる。
以下に本発明の実施形態を図面を用いてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、ウェーハスキャナとして構成され、半導体構成要素及び他の微細構造構成要素の作製に用いられるマイクロリソグラフィ投影露光装置１の概略図を示している。マイクロメートルの何分の１かに至る解像度を得るために、投影露光装置１は、特に真空紫外領域（ＶＵＶ）からの光を用いる。投影露光装置１の走査方向は、図１及び図２の図面の作図面に対して直角に延びている。図１の子午断面には、投影露光装置の全光学構成要素は、光軸２に沿って連続して配置されている。当然ながら、光軸は、特に投影露光装置１のよりコンパクトな設計を達成するために、ランダムに折り重ねることができる。
【００２５】
全体を５として示す投影露光装置１の照明システムは、それぞれレチクル面４内の物体視野又は像視野３の所定の照明に関する役割を達成し、このレチクル面４には、伝送すべき構造が詳細には説明しないレチクルの形態で配置される。１５７ｎｍの作動波長領域を有するＦ2レーザは、１次光源６としての役割を達成し、その照明光ビームは、光軸２と同軸に整列する。１９３ｎｍの作動波長領域を有するＡｒＦエキシマレーザ、２４８ｎｍの作動波長領域を有するＫｒＦエキシマレーザのような他のＵＶ光源、並びにより高い又はより低い作動波長領域を有する１次光源も同様に想定することができる。
【００２６】
光源６から来る光ビームは、最初にビーム拡大光学器械７に当たる時には小さい矩形の断面を有し、このビーム拡大光学器械７は、実質的に平行な光及びより大きい矩形の断面を有する出射ビーム８を発生させる。ビーム拡大光学器械７は、照明光の干渉低減のための要素を含むことができる。ビーム拡大光学器械７によって実質的に平行にされた後に、レーザ光は、照明光角度分布を発生させるようにコンピュータ発生ホログラムとして構成された回折光学要素（ＤＯＥ）に当たる。ＤＯＥ９の焦点距離に対応するＤＯＥ９からの距離に配置されたフーリエレンズアレイ又は集光装置１０それぞれを通過する時に、ＤＯＥ９によって発生した角度分布は、上述のように光軸２に直角な２次元位置依存照明光強度分布へと変換される。従って、このように発生した強度分布は、照明システム５の第１の照明面１１内に表れる。すなわち、ＤＯＥ９は、集光装置１０と共に２次元照明光強度分布発生のための配光デバイスを形成する。
【００２７】
ハニカム集光装置とも呼ばれるラスターモジュール１３の第１のラスターアレイ１２は、第１の照明面１１の付近に配列される。ラスターモジュール１３は、ラスターアレイ１２の上流の光路内に配置された照明角度変動デバイス１４と共に所定の強度及び照明角度分布の照明光を発生させる役割をする。照明角度変動デバイス１４は、照明光ビーム８の強度、位相、又は偏向角に影響を与える光学活性デバイスの第１の例である。以下に照明角度変動デバイス１４の光学効果を様々な例示的な実施形態を用いてより詳細に説明する。
【００２８】
第２のラスターアレイ１６は、照明面１１に対するフーリエ変換面である別の照明面１５内に配置される。２つのラスターアレイ１２、１６は、照明システム５のハニカム集光装置１３を形成する。他方の照明面１５は、照明システム５の瞳孔面である。
視野レンズとも呼ばれる別の集光装置１７は、ラスターモジュール１３の下流に配置される。第２のラスターアレイ１６と共に、集光装置１７は、照明面１１を照明システム５の中間視野面１８へと結像する。レチクルマスクシステム（ＲＥＭＡ）１９は、中間視野面１８に配置することができ、それによってレチクルマスクシステム１９は、照明光強度分布の鋭い縁部の発生のための可調節影形成絞りとしての役割をする。下流の対物器械２０は、中間視野面１８をレチクル面４内に配置されたレチクル、すなわち、リソグラフィ型板上に結像する。投影対物器械２１は、レチクル面４を走査方向に断続的又は連続的に移動するウェーハ（図１には示していない）上のウェーハ面２２内に結像する役割をする。
【００２９】
以下に照明角度変動デバイス１４の第１の実施形態を図２から図４を用いて説明する。この照明角度変動デバイス１４は回折性を有する。
第１のラスターアレイ１２は、縦列及び横列に配列した個々の第１のラスター要素２３を有する。第１のラスター要素２３は、例えば、２／１のｘ／ｙアスペクト比（ｙ：走査方向）を有する矩形の開口を有する。第１のラスター要素２３の他の特により高いアスペクト比も同様に想定することができる。
【００３０】
図１による子午断面は、ラスターの縦列に沿って延びている。第１のラスター要素２３は、特に、例えば、正の屈折力を有するマイクロレンズとして構成される。第１のラスター要素２３の矩形の形状は、照明視野３の矩形の形状に対応する。第１のラスター要素２３は、上記のラスター要素２３の矩形の形状に対応する形状を有するラスター内に互いに直ぐに隣接して配置され、利用可能空間全体が実質的に埋められる。第１のラスター要素２３は、視野ハニカムとも呼ばれる。
【００３１】
図２は、照明光８の照明光ビーム２４から２７に対するチャンネルＩからＩＶ（上部から下部）を形成する４つの例示的ラスター要素２３を示している。照明光ビーム２４はチャンネルＩに、照明光ビーム２５はチャンネルＩＩに、照明光ビーム２６はチャンネルＩＩＩに、更に、照明光ビーム２７はチャンネルＩＶに割り当てられる。実際のラスターモジュール１３は、非常に大きな数のチャンネル、例えば、数百個のそのようなチャンネルを含む。第２のラスターアレイ１６の第２のラスター要素２８は、それぞれのチャンネルに関連付けられて、第１のラスターアレイ１２の第１のラスター要素２３の下流の光路内に配置される。第２のラスター要素２８も、特に正の屈折力を有するマイクロレンズとして構成される。第２のラスター要素２８は、瞳孔ハニカムとも呼ばれ、照明面１５、すなわち、照明システム５の瞳孔面内に配置される。照明面１５は、投影対物器械２１の瞳孔面２９と接合される。視野レンズ１７と共に、第２のラスター要素２８は、第１のラスター要素２３、すなわち、照明面１１に配置された視野ハニカムを中間視野面１８の中に結像し、第１のラスター要素２３の像は、中間視野面１８内で重ね合わされる。
【００３２】
第１のラスターアレイ１２の上流の光路内に配置された照明角度変動デバイス１４を角度変動部分に分割し、各角度変動部分は、ラスターモジュール１３のチャンネルへと割り当てられる。角度変動部分３０はチャンネルＩに、角度変動部分３１はチャンネルＩＩに、角度変動部分３２はチャンネルＩＩＩに、更に、角度変動部分３３はチャンネルＩＶに割り当てられる。各角度変動部分３０の光軸２に対する垂直範囲は、チャンネルＩからＩＶの矩形の開口に対応する。従って、照明角度変動デバイス１４もラスターアレイを形成する。
【００３３】
従って、角度変動部分３０から３３の照明角度分配デバイス１４のラスターは、第１のラスターアレイ１２のラスターに対応する。各角度変動部分３０から３３は、それぞれに割り当てられた第１のラスター要素２３の開口に対応する開口を含む。
角度変動部分３０は、入射照明光ビーム２４の偏向を防止するように、共面ラスター要素として構成される。チャンネルＩの開口全体が、等しい強度の照明光ビーム２４に露光されると仮定すると、中間視野面１８内の照明視野３５にわたって一定値Ｉ0を有する第１のチャンネルＩの強度寄与３４が、中間視野面１８において得られる。
【００３４】
チャンネルＩＩに割り当てられた照明角度分配デバイス１４の角度変動部分３１は、図２によると、入射面と出射表面の間に第１の楔角αで下向きに漸減する楔として構成される。それにより、照明角度変動デバイス１４の上流で光軸２に平行に導かれる照明光ビーム２５は、角度αだけ上向きに偏向する。
角度αの上記偏向により、照明視野３におけるチャンネルＩＩの強度寄与３６は、ある一定の方式で影響を受け、これに関してこれより図４を用いて説明する。照明光ビーム２５（破線で示している）は、入射側で下部から上部へと番号を振った３つの部分照明ビーム２５1、２５2、及び２５3に分割される。同様に３つの部分照明ビームに分割され、チャンネルＩＩ内へと光軸２に対して平行に発せられた図４に実線で示している照明光ビームを比較のために示している。
【００３５】
偏向角αにより、部分照明ビーム２５3は、第１のラスター要素２３において最大に屈折する。部分照明ビーム２５3が屈折する時には、近軸近似はもはや適用されない。収差のない結像処理と比較すると、部分照明ビーム２５は、過度に強く屈折しており、従って、角度βだけ偏向している。一方、他の２つの部分照明ビーム２５2及び２５1は、比較的小さい程度に屈折し、その結果、この場合は近軸近似は依然として適用される。入射部分照明ビーム２５1から２５3が、第２のラスター要素２８及び集光装置１７によって結像される際には、部分照明ビーム２５3の屈折偏向の上記収差の結果、集光装置１７の下流において、部分照明ビーム２５1と２５2の間の距離Δ12は、部分照明ビーム２５2と２５3の間の距離Δ23よりも小さい。この結果、図４によると、中間視野面１８におけるチャンネルＩＩの強度寄与３６は、照明視野３５の上縁部において最も高く、次に、最大強度から照明視野３５の下縁部における最小強度へと線形に、すなわち、一定の減少量で減少している。チャンネルＩＩの強度寄与３６のこの線形推移は、光学器械の透過損失を無視すると、投影対物器械２１を用いた結像処理中でさえも同じに留まっている。
【００３６】
図４によると、比較の理由から実線で示している近軸入射の部分照明ビームは、縁部に近い部分照明ビームと中心の部分照明ビームとの間で等しい距離Δ12及びΔ23を有する。
チャンネルＩＩＩに割り当てた照明角度変動デバイス１４の角度変動部分３２は、出射側において楔角αよりも小さい楔角γを有する。図２によると、角度変動部分３２は、楔形で下向きに漸減する。この結果、角度変動部分３２を用いた照明光ビーム２６の偏向角γは、角度変動部分３１によって発生する偏向角αよりも小さい。従って、チャンネルＩＩＩでは、縁部近くの部分照明ビームと中心部の部分照明ビームとの間でより小さい距離差しかなく、その結果、図２の照明視野３５にわたってその上部から下部へとチャンネルＩＩの強度寄与３６よりも小さい減少量で減少するチャンネルＩＩＩの強度寄与３７が得られる。
【００３７】
照明視野３５の上縁部における強度寄与３７の最大強度は、強度寄与３６の最大強度よりも小さい。しかし、一方、チャンネルＩＩＩの強度寄与３７の最小強度は、チャンネルＩＩの強度寄与３６の最小強度を超える。
チャンネルＩＶの角度変動部分３３は、入射面と出射表面の間において楔角γで上向きに漸減する図２の楔として構成され、この楔角の絶対値は、チャンネルＩＩＩの角度変動部分３２の楔角γに対応する。その結果、照明視野にわたって線形に変化し、強度寄与３７が光軸２の回りにミラー反転されたものに対応するチャンネルＩＶの強度寄与３８が得られる。従って、チャンネルＩＶの強度寄与３８の例では、最小強度は、図２の上側視野縁部の近くに存在し、最大強度は、図２の下側視野縁部の近くに存在する。視野縁部近くの強度寄与３７及び３８の最小及び最大強度は、ほぼ等しい絶対値を有する。
【００３８】
図３は、照明視野３５にわたる照明角度分配デバイス１４の効果を示している。チャンネルＩ〜ＩＶの強度寄与３４及び３６〜３８を再度図３の左手側に示している。図３の右手側は、照明視野３５の上縁部の近く及び照明視野３５の下縁部の近くで選択された視野点での個々の強度寄与３４及び３６〜３８の強度の詳細図を示している。
照明視野３５の上縁部におけるチャンネルＩの強度寄与Ｉ0を「０」によって表している。強度寄与３６の強度は、照明視野３５の上縁部において最大値に達し、これを「＋＋」で表している。同様に、チャンネルＩＩＩの強度寄与３７の強度も上側の視野縁部で最大値に達するが、この最大値は、チャンネルＩＩの強度寄与３６の強度よりも小さく、それに伴ってこれを「＋」で表している。チャンネルＩＶの強度寄与３８の強度は、上側の視野縁部で最も低く、それに伴ってこれを「−」で表している。
従って、上側の視野縁部におけるチャンネルＩ〜ＩＶの全ての可能な照明方向からの強度寄与は、チャンネルＩＩの寄与が最も高く、チャンネルＩＩＩの強度寄与及びチャンネルＩの強度寄与がそれに続くようになる。チャンネルＩＶの強度寄与が全てのうちで最も低い。
【００３９】
一方、照明視野３５の下側の視野縁部における関係を図３の右手側下部に示している。この点では、チャンネルＩの強度寄与３４の強度は同じくＩ0であり、これを「０」で示している。この点では、チャンネルＩＩの強度寄与３６の強度は、その絶対最小値に達し、これを「−−」で示している。同様に、チャンネルＩＩＩの強度寄与３７の強度は、下側の視野縁部で絶対最小値を有する。しかし、強度寄与３７のこの最小強度は、強度寄与３６の最小強度を上回り、従って、下側の視野縁部におけるチャンネルＩＩの最小強度を、「−」で表している。チャンネルＩＶの強度寄与３８は、下側の視野縁部において最大値を有し、この最大値の絶対値は、上側の視野縁部の強度寄与３７の最大値に対応する。従って、下側の視野縁部におけるチャンネルＩＶの強度寄与を「＋」によって表している。
従って、照明視野３５の下側の視野縁部では、チャンネルＩＶの強度寄与３８が最も高く、チャンネルＩの強度寄与３４、チャンネルＩＩＩの強度寄与３７、及びチャンネルＩＩの強度寄与３６がこれに続くという強度組成が存在する。
【００４０】
上側の視野縁部における可能な照明方向、すなわち、チャンネルＩ〜ＩＶからの異なる強度寄与の強度組成は、下側の視野縁部におけるものとは異なる。これらに対応する可能な照明方向からの強度寄与の強度組成が、照明視野３５の上縁部と下縁部の間の視野点において得られる。照明視野点と照明視野３５の縁部との間の距離が増大すると、それにより、強度寄与３４の強度Ｉ0に対する強度寄与３６、３７、及び３８の差異は低減する。照明視野３５の縁部間の中心部では、どのチャンネルＩ〜ＩＶが全照明強度にもたらす強度Ｉ0のレベルも、それぞれの視野点で同じである。
従って、照明視野３５の全視野点は、チャンネルＩ〜ＩＶによって照らされるが、可能な照明方向からの異なる強度寄与で照らされる。
【００４１】
当然ながら、チャンネルＩ〜ＩＶと共に、異なる楔角を有する他のチャンネルを設けることができる。図２の描写によると、４つのチャンネルＩ〜ＩＶは、下向きに漸減する２つの角度変動部分、すなわち、角度変動部分３１及び３２を含むのに対して、ただ１つの角度変動部分、すなわち、角度変動部分３５しか上向きに漸減しないので、それによって視野に依存する照明角度の全強度分布も同様に生じる。図２の３９において破線で示す上記全強度分布は、強度分布３４及び３６から３８を重ね合わせることによって得られる。
【００４２】
第１のラスターアレイ１２からの照明角度変動デバイス１４の距離Ａは、第１のラスター要素の１２個分のラスター幅Ｒと最大偏向角αとの比率よりも小さい。上述のことにより、角度変動部分３０から３３が、相応に照明光ビーム２４から２７によって照らされる場合には、照明角度変動デバイス１４によって偏向はするが、事実上全ての照明光ビーム２４から２７が第１のラスターアレイ１２の割り当てられたラスター要素２３に達することが保証される。
【００４３】
照明角度変動デバイス１４の代わりに適用可能な照明角度変動デバイスの別の実施形態を図５に示している。以下にこの実施形態を図５及び６を用いて説明する。図２から図４に関して上述したものに対応する構成要素は、同じ参照番号で示しており、再度詳細には説明しない。
照明角度変動デバイス４０は、光軸２と交わって図５の作図面に対して直角な屋根縁部４１を含む屋根縁型プリズムとして構成される。照明角度変動デバイス４０は、２つの角度変動部分４２、４３のみ、すなわち、図５の屋根縁部４１の上で楔形に上向きに漸減する角度変動部分４２、及び図５の屋根縁部４１の下で同じく楔形に下向きに漸減する角度変動部分４３のみを有する。照明角度変動デバイス４０のこの形状により、チャンネルＩ及びＩＩの角度変動部分４２によって引き起こされる角度γの下向きの偏向が生じ、これに対して角度変動部分４３は、チャンネルＩＩＩ及びＩＶを角度γだけ上向きに偏向させる。この偏向角γの絶対値は、図２による照明角度変動デバイス１４の角度変動部分３２、３３によって発生する偏向角γに対応する。
チャンネルＩ及びＩＩの強度寄与４４は、事実上全く等しく、照明視野３５にわたるこれらの推移は、図２による実施形態における強度寄与３８の推移に対応する。チャンネルＩＩＩ及びＩＶの強度寄与は、事実上全く等しく、これらの推移は、図２による実施形態における強度寄与３７のものに対応する。
【００４４】
図６に示すように、照明視野３５の上縁部は、照明角度変動デバイス４０を含む実施形態では、チャンネルＩ及びＩＩによってもたらされる最小強度で露光され、チャンネルＩＩＩ及びＩＶによってもたらされる最大強度で露光される。逆に、照明視野３５の下縁部は、チャンネルＩ及びＩＩによってもたらされる最大強度で露光され、チャンネルＩＩＩ及びＩＶによってもたらされる最小強度で露光される。視野縁部の間では、片方でチャンネルＩ及びＩＩの強度寄与、他方でチャンネルＩＩＩ及びＩＶの間の強度の寄与の間の強度差は、全強度を形成する全てのチャンネルＩからＩＶの強度が視野中心部で同じレベルに達するまで線形的に減少する。
【００４５】
角度変動部分４２、４３の縁部角度γの等しい絶対値により、照明視野３５にわたる強度寄与４４、４５の増加の絶対値も一定に留まる。チャンネルＩからＩＶの各々が、照明角度変動デバイス４０における等しい光強度を移送すると仮定すると、それによって照明視野３５全体にわたって一定に留まる全強度分布、及び従って視野独立の全強度分布４６が生じる。しかし、異なる照明視野点は、照明角度変動デバイス４０における異なる強度寄与によっても照らされ、これらの強度寄与は、可能な照明方向、すなわち、チャンネルＩからＩＶの方向から来る強度寄与４４、４５に対応する。全強度分布を調べると、線形の強度寄与４４、４５が、照明視野３５にわたって異なる程度に傾斜し、従って、互いに相殺し、その結果、全強度分布が、角度分布とは異なり視野独立であることが分る。
【００４６】
屋根縁型プリズムの代わりに、照明角度変動デバイス１４は、図５に示すものに対応する断面を有する屈折円錐面とすることができる。その結果、図５の作図面に対して直角方向に強度寄与４４、４５を含む強度推移が得られ、この強度推移は、図５の描写に対応する。
角度変動部分４２、４３に対応する楔角を有する角度変動部分は、照明角度変動デバイスの平均合計厚みが光軸２に対して直角な平面内で一定に留まるようにフレスネルレンズに類似した楔段で構成することができる。照明角度変動デバイス４０のこの別の実施形態は、角度変動部分４２、４３にわたって等しい楔角を有する角度変動副部分から成るラスターを有する。
【００４７】
図７は、照明角度変動デバイス１４の代わりに適用可能な照明角度変動デバイス４７を含むラスターモジュールの別の実施形態を示している。図５及び図６に関して上述したものに対応する構成要素は、同じ参照番号で示しており、再度詳細には説明しない。照明角度変動デバイス４７の実施形態をラスターモジュール１３の上側チャンネルＩ及び下側チャンネルＩＩの例で説明する。
照明角度変動デバイス４７は、第１のラスターアレイ１２のものに対応するラスターを有する角度変動部分４８のラスターアレイとして構成される。従って、角度変動部分４８の開口は、第１のラスター要素２３の開口に対応する。各角度変動部分４８は、出射表面において各角度変動部分４８の縁部間の中心部に配置された図７の作図面に対して直角な屋根縁部４９を含む逆屋根縁型プリズムとして構成される。図７による屋根縁部４９の上方には、楔形で上向きに拡大する第１の角度変動副部分が形成される。図７による各屋根縁部４９の下方には、楔形で下向きに拡大する第２の角度変動副部分が形成される。
【００４８】
チャンネルＩ及びＩＩの角度変動部分４８には、図７では簡単に描写するために実線の上側部分照明ビーム５２’、５３’及び破線の下側部分照明ビーム５２”、５３”に分割している照明光ビーム５２、５３を照射する。上側部分照明ビーム５２’、５３’は、第１の角度変動副部分５０によって上向きに角度γだけ偏向し、一方で下側部分照明ビーム５２”、５３”は、角度変動副部分５１によって下向きに角度γだけ偏向する。各角度変動部分４８は、照明視野３５における照明強度に強度寄与５４をもたらし、この強度寄与５４は、各場合に照明視野３５にわたって同じ依存性を示している。照明視野３５の上縁部からその中心部に向って見られるこの個々の強度寄与又は全ての角度変動部分４８を合わせて発生する全強度分布５４は、それぞれ、最初は最大強度から最小強度へと線形に減少し、その後、照明視野３５の下縁部に達するまで最小強度から最大強度へと線形に増加する。すなわち、強度分布は、１つの個々の角度変動４８の断面に対応する形状を有する。
これに相応して、照明視野依存全強度分布５４が照明視野３５で得られ、全てのチャンネルの寄与が同じであるから、異なる照明視野点は、可能な照明方向から等しい強度で露光される。
【００４９】
照明角度変動デバイスの別の実施形態では、図７による実施形態におけるように逆屋根縁型プリズムとして構成した角度変動部分の代わりに、角度変動部分は、屈折円錐面を有するラスター要素として構成することができ、それぞれの円錐面の回転対称軸は、光軸２に対して平行であるか又はそれと一致する。従って、強度分布５４に対応するが図７に対して直角な方向においても同様に屋根縁部依存性を有する全強度分布が得られる。従って、この実施形態では、全強度は、照明視野３５の中心部における最小値からその縁部に向って線形に増加する。照明角度変動デバイスのそのような実施形態又は照明角度変動デバイス４７は、それぞれ、照明システム５又は照明対物器械２１それぞれにおいて、光学器械の開口縁部における透過損失を補償することを可能にする。
【００５０】
照明角度変動デバイス１４、４０、及び４７により、照明視野３５の中間視野面１８内に発生する照明光強度分布は、対物器械２０の結像縮尺を用いてレチクル面４内の照明視野３へと結像される。
照明角度変動デバイスの別の実施形態（示していない）は、屈折性を有するもの又は混成のものとすることができる。
微細構造構成要素のマイクロリソグラフィ製作に対しては、投影露光装置１の投影対物器械２１を用いて、レチクルの少なくとも一部がそれぞれウェーハ又は基板上の感光コーティングの区域上に結像される。
【００５１】
図８は、ラスターアレイ１２の構成に関して、並びにラスターアレイ１２及び第１の照明面１１に対する照明角度変動デバイス１４の配列に関してのみ図１によるものと異なるマイクロリソグラフィ投影露光装置１の別の実施形態を示している。図８による実施形態では、第１のラスターアレイ１２は、第１のラスター縦列を形成するラスター要素を含む縦列アレイ１２’、及び第１のラスター横列を形成するラスター要素を含む横列アレイ１２”に分割される。図１による第１のラスターアレイ１２とは対照的に、図８によるラスターアレイ１２’、１２”は、モノリシックではなく、２つの要素に分割され、一方の要素は、ラスター横列を形成し、他方の要素は、ラスター縦列を形成する。縦列アレイ１２’と横列アレイ１２”とを組み合わせた効果は、図１による第１のラスターアレイ１２の効果に対応する。
【００５２】
図８による実施形態では、照明角度変動デバイス１４は、縦列アレイ１２’と横列アレイ１２”の間の第１の照明面１１の付近に配置される。図８に示す実施形態では、縦列アレイ１２’は第１の照明面１１の僅かに上流に配置される一方、照明角度変動デバイスは、該照明面１１内に配置され、横列アレイ１２”は、その僅かに下流に配置される。照明面１１に対する縦列アレイ１２’と横列アレイ１２”の間の距離は非常に小さいので、これらの２つのアレイ１２’、１２”の光学効果には差異がない。
図８による配列に対する代替物として、縦列アレイ１２’と横列アレイ１２”の位置を互いに入れ替えることができる。
図面では示していない別の代替物では、第２のラスターアレイ１６も同様に、横列アレイと縦列アレイに分割される。
【００５３】
図９は、ラスター要素２３、２８が、照明視野３５にわたる全照明強度にもたらす強度寄与に影響を与えるための光学活性デバイスの別の代替的な実施形態を含むラスターモジュール１３を示している。図１から図８に関して上述したものに対応する構成要素及び参照値は、同じ参照番号で示しており、再度詳細には説明しない。
図１から図８による照明角度変動デバイスの代わりに、図９から図１２による実施形態には、照明光ビーム８の特性に影響を与えるための第２のラスターアレイ１６の第２のラスター要素２８上の光学変動コーティング５５である光学活性デバイスが設けられる。変動コーティング５５は、第２のラスターアレイ１６の第１のラスターアレイ１２に対面する側に付加される。第２のラスター要素２８の各々には、個々の透過コーティングが設けられる。透過コーティングは、例えば、干渉コーティングである。それぞれの透過コーティングの厚みは、イオンビーム仕上げ（ＩＢＦ）を用いて微調整することができる。これらの透過コーティングのうちの１つ、すなわち、図９の下部に示す第２のラスター要素２８（チャンネルＩＶ）の透過コーティング５６の効果に関して、図１０による拡大詳細図を用いて以下に説明する。
【００５４】
チャンネルＩＶの照明光ビーム２７は、チャンネルＩＶの第１のラスター要素２３によってチャンネルＩＶの第２のラスター要素２８の方向に合焦される。照明光ビーム２７の中心光線５７は、第１のラスター要素２３によって偏向せず、従って、透過コーティング５６及び第２のラスター要素２８に直角に当たる。従って、中心光線５７と、透過コーティング５６に当たる中心光線５７の入射点に対する接線との間の角度δ1は、９０°である。
【００５５】
第２のラスター要素２８の曲率により、照明光ビーム２７の周縁光線５８と、透過コーティング５６に当たる周縁光線５８の入射点に対する接線との間の角度δ2は、９０°よりも小さい。従って、透過コーティング５６を通過する中心光線５７の有効光路は、透過コーティング５６を通過する周縁光線５８の有効光路よりも短い。その結果、透過コーティング５６は、照明光ビーム２７の周縁光線に対して、中心光線５７に対するものとは異なる透過率を示している。従って、照明光ビーム２７の透過率は、第２のラスター要素２８上の入射点に依存する。
【００５６】
透過コーティング５６は、第２のラスター要素２８にわたって同じコーティング厚を有する。それぞれの第２のラスター要素２８にわたるコーティング厚のこの均一性は、全ての変動コーティング２８に適用されるが、個々の第２のラスター要素２８における透過コーティングのコーティング厚は、互いに異なる場合がある。
【００５７】
透過コーティング５６の厚みは、透過コーティング５６の透過率が周縁光線５８に対するよりも中心光線５６に対して低くなるように選択される。中間視野面１８における照明視野３５にわたるチャンネルＩＶの強度寄与５９を図９に破線で示している。強度寄与５９は、照明視野３５の中心部で最も小さい。強度寄与５９は、照明視野３５の縁部において最高値Ｉ0に達するまで、照明視野３５の縁部に向って連続的に増加する。
【００５８】
チャンネルＩＩＩの第２のラスター要素２８上の透過コーティング６０の効果を図９の照明視野３５にわたる強度寄与６１によって表している。図９では、強度寄与６０を一点鎖線で示している。チャンネルＩＩＩの透過コーティング６０は、チャンネルＩＩＩの第２のラスター要素２８上の入射点に依存し、透過コーティング５６のものに対応する効果を有する。しかし、透過コーティング５６に比較すると、透過コーティング６０は、照明光ビーム２６の中心光線をより低い程度にしか減衰させず、従って、強度寄与６１の強度のより低い絶対変化しか起こらない。チャンネルＩＩＩの周縁光線５８は、ここでもまた、強度Ｉ0で通過することができる。
【００５９】
チャンネルＩＩの第２のラスター要素２８上の透過コーティング６２の効果を図９において照明視野３５にわたる強度寄与６１によって表している。透過コーティング６２は、照明光ビーム２５が透過コーティング６２上の入射点に関係なく同じ強度で透過するように構成される。従って、強度寄与６３は、照明視野３５上の入射点に関係なく各場合にＩ0である。
チャンネルＩの第２のラスター要素２８は、ここでもまた、チャンネルＩＶの透過コーティング５６に対応する透過コーティング５６で被覆される。照明光ビーム２４は、図９によるラスターモジュール１３によって照明光ビーム２７と同じ程度に影響を受け、その結果、照明光ビーム２４も、強度寄与５９に対応する照明視野３５にわたる強度寄与をもたらす。
透過コーティング５６、６０、及び６２の透過率の差異は、異なるコーティング厚の透過コーティングにより、又はこれらの透過コーティングにおいて異なる材料を用いることによって得ることができる。しかし、差異は、通常いくつかの層から成るこれらの透過コーティングにおいて異なる材料シーケンスを用いることによっても得ることができる。
【００６０】
図１１は、透過コーティング５６、６０、６２を有するラスター要素２８の例示的分布を含む図９によるラスターモジュール１３の第２のラスター要素１６の概略平面図を示している。第２のラスターアレイ１６の対向する縁ストリップ６４には、図９によるチャンネルＩ、ＩＶの透過コーティング５６と同じ光学効果を有する透過コーティングで各々が被覆された第２のラスター要素２８が設けられる。縁ストリップ６４の各々は、複数の第２のラスター要素２８、すなわち、複数のチャンネルを有する。図１１に示すように、２つの縁ストリップ６４は、図９による強度寄与５９に縁ストリップ６４内のチャンネル数を乗じたものに対応する強度寄与を照明視野３５にわたって発生させる。２つの縁ストリップ６４は、投影露光装置１の走査方向ｙに沿って延びている。
【００６１】
２つの縁ストリップ６４の間で延びる中央ストリップ６５は、図９におけるチャンネルＩＩの透過コーティング６２と同じ光学効果を有する透過コーティングを有する第２のラスター要素２８を有する。中央ストリップ６５は、縁ストリップ６４のほぼ２倍幅広である。中央ストリップ６５は、図１１に示すように、中央ストリップ６５内のチャンネル数を乗じた時に強度寄与６３に対応する照明視野３５における全強度への強度寄与をもたらす。
【００６２】
別の中間ストリップ６６が、中央ストリップ６５と２つの縁ストリップ６４の各々との間に配置される。同じく走査方向ｙに対して平行に延びる中間ストリップ６６の幅は、縁ストリップ６４の幅よりも小さい。２つの中間ストリップ６６は、図９によるチャンネルＩＩＩの透過コーティング６０と同じ光学効果を有する透過コーティングを有する第２のラスター要素２８を用いて設計される。従って、中間ストリップ６６の第２のラスター要素２８は、照明視野３５にわたる強度に強度寄与６１をもたらす。
照明視野３５内及びその下流のレチクル面４における物体野３内では、縁部に近い照明光ビーム、すなわち、例えば照明光ビーム２４及び２７は、これらの縁部において強度増加をもたらし、それによって照明システム５及び／又は投影対物器械２１内で発生する効果を補正又は補償することが可能になる。
【００６３】
図１２は、変動コーティング５５の透過コーティングの異なるコーティング厚に関して、入射位置又は角度に依存する強度寄与を示している。
透過コーティングは、透過コーティングの７５ｎｍのコーティング厚で強度寄与Ｉmax＝１をもたらす材料又は材料シーケンスから構成される。従って、第２のラスター要素２８にわたって７５ｎｍのコーティング厚を有する透過コーティングは、中央ストリップ６５における透過コーティング６２としての役割をすることができる。
【００６４】
下記に説明する透過コーティングは、そのコーティング厚に関してのみ上述の透過コーティングと異なる。
８２ｎｍの均一なコーティング厚を有する透過コーティングは、図９による強度寄与６１に対応する強度寄与を生じる。中心光線５６に関しては、この８２ｎｍの透過コーティングは、０．９８の透過率を生じる。周縁光線５８に関しては、０．９９の透過率が得られる。８２ｎｍの透過コーティングは、中間ストリップ６６の第２のラスター要素２８に対して付加することができる。
【００６５】
８５ｎｍのコーティング厚を有する透過コーティングは、図９の強度寄与５９に対応する強度寄与を生じる。中心光線５７の透過率は、ほぼ０．９６７である。周縁光線５８の透過率は、ほぼ０．９８である。この８５ｎｍの透過コーティングは、２つの縁ストリップ６４に対して付加することができる。
更に、図１２は、変動コーティング５５の透過コーティングにおける他の有望なコーティング厚代替値を示している。コーティング厚６８ｎｍを有する透過コーティングは、中心光線５７に関してほぼ０．９９２の透過率、及び周縁光線５８に関してほぼ０．９９の透過率を示す（強度寄与６７を参照されたい）。この場合には、透過率は、周縁光線におけるよりも中心光線において高い。これはまた、中央ストリップにおける中心光線の透過率が、中央ストリップにおける周縁光線の透過率を上回り、周縁光線及び中心光線の両方が、周縁ストリップにおいて等しい測定値で透過し、又は中心光線の透過率が、周縁光線の透過率を超える代替的な第２のラスターアレイを作成するのに有用なものとすることができる。
更に、図１２は、６１ｎｍコーティングの強度寄与６８を示している。この場合には、透過率は、中心光線においてほぼ０．９６４、周縁光線においてほぼ０．９６６である。
【００６６】
８９ｎｍコーティングでは、透過率は、中心光線５７においてほぼ０．９４６、周縁光線５８においてほぼ０．９６６である。従って、強度寄与６８及び６９を有するコーティングの組合せは、周縁光線の強度寄与６８及び６９が事実上同じであり、中心光線に関して最も大きな差異を示すので、図１１によるラスター要素のものに対応する効果を有するラスター要素に対して付加することができる。強度寄与８８を有する６１ｎｍコーティングは、例えば、第２のラスターアレイ１６の中央ストリップ６５に付加することができ、一方、強度寄与６９を有する８９ｎｍの透過コーティングは、第２のラスターアレイ１６の縁ストリップ６４に付加することができる。
【００６７】
変動コーティング５５の異なる透過コーティング５６、６０、６２を用いて透過率に影響を与える代わりに、変動コーティング５５は、ラスターモジュール１３の異なるチャンネル内の照明光ビームの位相に対して異なる影響量を発生させる相応に異なる位相コーティングを含むことができる。異なる位相影響効果を有するコーティングは、図１１の例で説明したように、ここでもまた、例えば第２のラスターアレイ１６の一部分に設けることができる。
【００６８】
また、変動コーティング５５は、第１のラスターアレイ１２に付加することができる。この場合には、変動コーティング５５は、好ましくは、第１のラスターアレイの第２のラスターアレイ１６に対面する側に付加される。代替的に、変動コーティングの部分コーティングを第１のラスターアレイ１２及び第２のラスターアレイ１６の両方に付加し、これらの光学効果を組み合わせて、変動コーティング５５の全効果を発生させることを考えることができる。
【００６９】
最後に、所定の入射点依存光学効果を発生させるために、ラスターモジュール１３のラスターアレイ１２、１６上のある一定の部分にのみ変動コーティング５５を付加し、未被覆部分において入射点依存効果が達成されるべきではないように考えることができる。
例えば、第２の光学ラスターアレイ１６を異なる光学効果を有する５つのストリップ６４、６６、６５、６６、６４に分割する代わりに、別の分割を選択することができる。照明視野にわたる照明強度に対して、漸次的な光学効果の代わりに連続的な光学効果をもたらす中央ストリップ６５と隣接ストリップの間の移行を達成するように、特に、走査方向ｙに対して直角方向、すなわち、ｘ方向に連続的に変化する光学効果を選択することができる。例えば、２つのストリップ、３つのストリップ、４つのストリップ、又は５つよりも多くのストリップへの分割も想定することができる。互いに対するストリップの相対幅も同様に異なるものとすることができる。すなわち、縁ストリップ６４、６６と比較すると、中央ストリップ６５は、図１１による例におけるものよりも幅狭とすることができる。
【００７０】
ｘ座標の関数として、照明視野３の各視野点の照明は、異なる照明角度からの照明の均一性の尺度である固有値Ｅ（ｘ）によって説明することができる。この値は、第２のラスターアレイ１６の４つの象限Ｑ1からＱ4にわたって積分された時の強度ＩQの関数であり、次式で定められる。
Ｅ（ｘ）＝（（ＩQ1（ｘ）＋ＩQ3（ｘ））／（ＩQ2（ｘ）＋ＩQ4（ｘ））−１）ｘ１００％
値Ｅ（ｘ）は、楕円率とも呼ばれる。
上述のように、付加的な光学効果を有するデバイスは、楕円率Ｅ（ｘ）が物体視野３にわたってｘ方向に±１％よりも小さく変化するように構成することができる。
【００７１】
図１３は、ラスターモジュール１３のそれぞれラスター要素２３又は２８上の変動コーティング７０の別の実施形態を示している。変動コーティングは、ラスター要素２３、２８の入射側表面の半分にのみ付加され、その結果、ラスター要素２３、２８に当たる第１の部分ビーム７１が、変動コーティング７０を通過する。一方、照明光８の第２の部分ビーム７２は、入射側表面の未被覆区域内のラスター要素２３、２８に当たる。変動コーティングは、照明光８の波長に対する反射防止コーティングとして構成される。それによって第１の部分ビーム７１は、事実上損失なしで変動コーティング７０及び下流のラスター要素２３、２８の入射面を通過し、これに対して第２の部分ビーム７２は、その光パワーの例えば４％の反射損失を被る。
【００７２】
照明視野３５にわたる変動コーティング７０の効果を図１４に例示する。照明視野３５の中心（ｘ＝０）から図１４の上部に向って照明光ビーム８、並びに第１の部分ビーム７１が変動コーティング７０を通過しており、この結果、照明視野は、変動コーティング７０を有するラスター要素２３、２８に対して割り当てられたチャンネルを通じて強度Ｉ0を有する光に露光される。図１４のｘ＝０よりも下では、照明視野３５は、変動コーティング７０を有するラスター要素２３、２８のチャンネルを通じて照明光８の光ビームに露光され、この光ビームは、ラスター要素２３、２８の入射側表面の未被覆部分を通過する時に反射損失を被る。従って、このチャンネルを通じて、図１４による照明視野３５の下側半分は、Ｉ1＝０．９６ｘＩ0が近似的に適用される強度Ｉ1を有する光に露光される。従って、この単純に構成した変動コーティング７０は、照明視野３５にわたって変化する強度分布を発生させることを可能にする。変動コーティング７０は、当然ながらラスター要素２３、２８の出射側にも付加することができる。更に、変動コーティング７０による入射及び出射側での変動コーティングの効果は、視野依存効果を発生させるように組み合わせることができる。
【００７３】
図１５は、変動コーティングの２つの更なる代替バージョンを示している。これらのバージョンの第１のもの、すなわち、変動コーティング７３は、図１５の上側半分にあるラスター要素上に示している。ラスター要素は、ここでもまた、それぞれラスター要素２３又は２８のうちの１つとすることができる。変動コーティング７３は、ラスター要素２３、２８上の入射点に依存して変化するコーティング厚を有する。変動コーティング７３のコーティング厚は、ラスター要素２３、２８の中心部において最も肉厚である。変動コーティングのコーティング厚は、縁部に向って連続的に減少する。相応して、照明光８の変動コーティング７３の透過率も中心から縁部に向って減少する。この透過率は、中心部から縁部に向って増加又は減少してもよい。更に、この変化がラスター要素２３、２８の中心部の周囲の環状部分で最も大きく、一方でラスター要素２３、２８の中心部に向って、他方でラスター要素２３、２８の縁部に向って連続的に減少するように変動コーティング７３のコーティング厚を設計することを想定することができる。変動コーティング７３によって引き起こされるこの透過率変化に相応して、視野依存強度変化が図９に関する上記説明に従って得られ、例えば、この強度変化は、このラスター要素２３、２８に対して割り当てられたチャンネルによって引き起こされる。
【００７４】
図１５の下側半分は、別の実施形態の変動コーティング７４を示している。この変動コーティングは、ラスター要素２３、２８上の照明光８の入射点に依存して変化する層シーケンスを有する。変動コーティング７４は、ラスター要素２３、２８の入射面全体を覆う第１の基部層７５を有する。基部層７５には、第１の中間層７６が付加され、この第１の中間層７６は、ラスター要素２３、２８の縁部まで完全には付加されず、ラスター要素２３、２８の縁部の近くに環状部分を残し、この部分は、基部層７５によってのみ覆われる。第１の中間層７６は、第２の中間層７７を担持し、第２の中間層７７は、ここでもまた、第１の中間層７６の縁部までは付加されず、第２の中間層７７の縁部を超えたところに基部層及び第１の中間層７６だけによって被覆されたラスター要素２３、２８の環状部分を残す。ラスター要素２３、２８の中心部分では、第２の中間層７７は、最上層７８を担持する。この最上層７８は、ここでもまた、第２の中間層７７の縁部までは付加されず、その結果、最上層７８の縁部を超えたところに基部層７５、並びに第１及び第２の中間層７６、７７によって覆われたラスター要素２３、２８の環状部分が存在する。層７５から７８は、同じ層厚を有する。この層厚は、照明光８が、変動コーティング７４のうちの１つ、２つ、３つ、又は４つのコーティング７５から７８を通過する必要があるか否かに依存して、照明光８を異なる程度に透過させることを保証するために照明光８の波長に対して調節される。透過率は、例えば、最上層７８の付近で最も高く、同時に基部層７５の領域に向って段階的に減少させることができる。縁部の近くで最も高く、最上層７８の中心区域で最も低い正反対の透過率推移も想定することができる。最後に、変動コーティング７４はまた、最も高い透過率が例えば中間層７６、７７のうちの１つの付近で得られ、ラスター要素２３、２８の縁部及び中心部の両方に向って減少する透過率推移を提供する。変動コーティング７４は、合計で４つの個々の層７５から７８を含む。別の数の個々の層も想定することができる。例えば、２又は３個、又は５、１０個のような４つよりも多い個々の層、又は５０又は１００個の個々の層のような更にかなり多い個々の層を設けることができる。図１５の下部に示すように、個々の層の縁領域における境界は、階段状にすることができる。代替的に、下部において基部層に向う個々の層の連続移行を縁領域に設けることができ、それによって透過率推移に関して対応する連続移行が生じる。移行の設計に依存して、これは、階段状透過率推移、連続移行的な階段状透過率推移、又は適切に多数の個々の層が存在する場合には、実質的に連続する透過率推移さえも提供する。
【００７５】
図１６から図２０は、付加的な光学効果を有するデバイスの別の実施形態であり、この場合には、第２のラスター要素２８のうちの１つの入射面の形態変動７９、すなわち、ラスターモジュール１３の光学活性表面のうちの１つの形態変動として構成されたデバイスの別の実施形態を示している。図２０に破線で示す形態変動７９は、基本形態７９ａからの偏位である。以下では、上記基本形態をｐ1（ｘ）とも記す。以下では、上記形態変動７９をｐ2（ｘ）とも記す。この実施形態では、第２のラスター要素２８は、例えば、図４の実施形態における場合のように第１のラスター要素２３の焦点面に配列されない。第１のラスター要素２３の焦点距離は、第２のラスター要素２８が焦点面の第１のラスター要素２３に対面する側に配置されるように、第１のラスター要素２３と第２のラスター要素２８の間の距離に調節される。その結果、図２０に示すラスター要素２３、２８によって定められたチャンネルを照射する照明光ビーム８０は、次に、形態変動７９を有するラスター要素２８の表面を照射する時に空間的に拡大した光ビームを形成する。
【００７６】
ラスター要素２８上での照明光ビーム８０の入射点に依存して、形態変動７９は、空間座標ｘ及びｙに関する形態変動７９の２次導関数が偶数関数を生じるように構成される。これを、空間座標ｘの例によって図２６に例示し、形態変動７９のそのような２次導関数である偶数関数を破線で示している。比較として、図２６には、基本形態７９ａの２次導関数も示しており、この２次導関数８２は一定である。
２次導関数８１を用いた形態変動７９の設計の結果、第１のラスター要素２３と第２のラスター要素２８との複合効果により、照明光ビーム８０は、照明光ビーム８０の中心部の近くよりも縁部の近くで大きく拡大される。
【００７７】
これを図２０に例示しており、ここでは、基本形態７９ａ以外に形態変動を持たないラスターモジュールを通過する照明光ビーム８０の実線の光線８３を、形態変動７９を有するラスターモジュールを通過する破線の光線８４との比較で示している。光線８３は、ラスターモジュールに当たる隣接光線の間の角度が各場合で等距離的に同じに留まるように拡大される。その結果、図２０の右手側に示すように、基本形態７９ａを有するチャンネルの一定の強度寄与８５が得られる。
【００７８】
形態変動７９を有するチャンネルにより、縁部に近い光線８４はより大きな範囲に拡大し、その結果、第２のラスター要素２８の下流にある焦点面の下流で光線８４の断面を横切って見ると、照明光ビーム８０は、その中心部よりも縁部においてより少ないエネルギ又は強度をそれぞれ移送する。これを図２０の右手側に破線で示す強度寄与８６によって表しており、この強度寄与８６は、ほぼ放物線推移を有し、強度寄与８６の強度は、照明視野３５の中心部で最も高く、その縁部に向って連続的に減少する。従って、定性的な観点からは、強度寄与８６は、図１２による強度寄与６７に対応する。
【００７９】
この定性的推移は、図１６にも概略的に示しており、ここでは、それは、チャンネルＩＩ及びＩＶに割り当てられている。図１６の描写では、この放物線推移は、曲げ関数によって近似されている。２次導関数８１は、依然として偶数関数を形成しながら、形態変動７９の拡大効果が、照明光ビーム８０の中心部で最も高く、その縁部に向って減少するように変換することができる。形態変動７９は、照明光ビーム８０が、その断面で見た時にその縁部よりも中心部でより大きいエネルギを移送するように構成される。チャンネルＩ及びＩＩＩに割り当てた対応する強度寄与８７を図１６に示している。
入射照明光ビーム８に対して、チャンネルＩからＩＶは、正方形の４つのコーナに配置される。
ラスターモジュールが図１６による形態変動７９を有する時に、中間視野面１８内で得られるそれぞれの照明効果を、図１７から図１９の３つの異なる位置又は視野点、それぞれ、ａ、ｂ、ｃに対して示す。
【００８０】
図１７は、図１６の描写により照明視野３５の上部でｙ方向に直角に見た時に照明視野３５のほぼ中心部のところに配置された視野点ａにおける状況を示している。この視野点ａは、チャンネルＩ及びＩＩＩの方向から見た時は、基本強度寄与８５に対して増加した強度で露光されるが、チャンネルＩＩ及びＩＶの方向から見ると、減少した強度で露光される。図１７では、基本強度寄与Ｉ0からのこれらの偏位を正の偏位の場合は「＋」で、負の偏位の場合は「−」で示している。従って、視野点ａは、所定の方法で１から偏位する楕円率を有する照明に露光される。チャンネルＩ及びＩＩＩの強度が１．０３Ｉ0であり、チャンネルＩＩ及びＩＶの強度が０．９７Ｉ0であるという仮定に基づくと、６．２％の楕円率Ｅ（ａ）が得られる。従って、形態変動７９が、所定値の関数として相当量の楕円率補償又は楕円率調節を行うことを可能にすることが明らかになる。
上記によると、視野点ａは、弱いｙ双極子の形態にある強度依存照明角度分布で露光される。一方、視野点ｂは、全チャンネルＩからＩＶの方向から同じ強度Ｉ0で露光される。
視野点ｃは、視野点ａと同じ強度依存照明角度分布で露光される。
【００８１】
図２１から図２５は、形態変動８８の別の実施形態を含む別のラスターモジュールの光学効果の概略図を示しており、この形態変動８８は、図２５の左手側の第２のラスター要素２８の入射側に示している。以下では、形態変動８８をｐ3（ｘ）とも記す。図１６から図２０及び図２６に関して上記に既に説明した構成要素及び参照値は、同じ参照番号で示しており、再度詳細には説明しない。
形態変動８８は、奇数部分を有する関数の形態にある２次導関数８９を有する。図２６に２次導関数８９を破線で示している。形態変動８８を用いていない光線８３を形態変動８８を用いた光線８４と比較すると分るように、形態変動８８では、この２次導関数８９は、図２５の下部に示すビーム区域に比較して、図２５の上部に示すビーム区域においてより広範囲に照明光ビーム８０を拡大させる。ｘ方向に奇数挙動を示すこの拡大効果の結果、例えば、図２の実施形態における強度寄与３８に対応する照明視野３５において傾斜した強度寄与９０を生じる。
【００８２】
図２１から図２４は、形態変動８８を有する第２のラスター要素２８を含むラスターモジュール１３の視野依存効果を示している。図２１による配列では、チャンネルＩからＩＩＩは、同じ高さ（ｙ＝一定）に配置される。
チャンネルＩ及びチャンネルＩＩＩの形態変動８８は、照明光ビーム８の中心光線を含むｙｚ平面に関して互いに正確に鏡面対称である。図２５に同じく示すように、強度寄与９０は、チャンネルＩＩＩの形態変動８８の光学効果によって得られる。それに応じて、チャンネルＩの形態変動８８の鏡面対称設計は、チャンネルＩの鏡面対称強度寄与９１をもたらす。チャンネルＩＩは、この場合には基本強度寄与８５が得られるように形態変動なしで設計される。
【００８３】
図２１による配列の視野依存照明角度分布を図２２から図２４に示している。図２１に示す最上部の視野点では、チャンネルＩは、Ｉ0に比較して増加した強度をもたらすが、チャンネルＩＩＩは、Ｉ0に比較して減少した強度をもたらす。これをチャンネルＩにおいては「＋」により、チャンネルＩＩＩにおいては「−」によって示している。一方、チャンネルＩＩは、全視野点ａ、ｂ、ｃにおいて強度寄与Ｉ0をもたらし、図２２から図２４では、これを「０」で示している。視野点ｂでは、全てのチャンネルＩからＩＩＩは、同じ強度Ｉ0をもたらす。視野点ｃでは、チャンネルＩは、Ｉ0に比較して減少した強度をもたらすが、チャンネルＩＩＩは、Ｉ0に比較して増加した強度をもたらす。
従って、ｘ方向に見ると、照明光学器械の縁部を通過する方向から照らされた時に、縁部に近い視野点は、最も大きい強度で露光される。これは、照明光学器械の透過率が、縁部の近くでその残りの開口にわたる部分よりも若干低い場合に、補償の役割をすることができる。
【００８４】
図２７は、強度変動デバイス９２として構成された付加的な光学効果を有するデバイスの実施形態を示している。この強度変動デバイス９２は、第１のラスターアレイ１２の第１のラスター要素２３に割り当てられた変動フィルタ要素９３、９４、９５、９６を含み、変動フィルタ要素９３は、照明光ビーム８のチャンネルＩに、変動フィルタ要素９４は、チャンネルＩＩに、変動フィルタ要素９５は、チャンネルＩＩＩに、更に、変動フィルタ要素９３は、チャンネルＩＶに割り当てられる。変動フィルタ要素９３から９６の効果は、照明光８が変動フィルタ要素９３から９６を通過した後に、これらのラスター要素２３上の入射点に依存する減衰を受けるようなものである。
【００８５】
変動フィルタ要素９３から９６は、照明光８を反射する粒子が中に組み込まれた照明光８に対して半透明の担体を含む反射フィルタ要素として構成される。これらの粒子は、図２７の例によると、クロム粒子のような金属粒子である。これらの粒子は、好ましくは５０μｍの最小直径を有する。好ましくは、粒子の最小直径は、照明光の波長の２５０倍を超える。
変動要素９３から９６の透過率の入射点依存推移は、担体材料の単位体積当たりのクロム粒子の予め設定した数によって定められる。代替的又は追加的に、変動フィルタ要素９３から９６の入射面にわたる透過率推移は、粒子サイズによって定めることができる。粒子のより大きなものは、その反射性がより高い。入射面は、変動フィルタ要素９３から９６の表面区域によって形成され、これらの表面区域は、それぞれのチャンネルＩからＩＶに割り当てられる。
【００８６】
変動フィルタ要素９３の入射点依存反射性は、照明視野３５におけるチャンネルＩが、定性的観点から、図２による実施形態の強度寄与３８に対応する強度寄与９７をもたらすようなものである。これは、図２７による変動フィルタ要素９３の上縁部において徐々に緻密に充填する方法でクロム粒子を配列するか、又は上部に向って見ると徐々に大きくなるクロム粒子を担体の中に組み込むことによって達成される。
【００８７】
チャンネルＩＩ内の変動フィルタ要素９４は、変動フィルタ要素９３内の配列に比較すると、ｙｚ平面に対して正確に鏡面対称であるクロム粒子配列を示している。それにより、図２による強度寄与３７に対応する照明視野３５にわたるチャンネルＩＩの強度寄与９８が生じる。
変動フィルタ要素９５は、入射点にわたって一定の透過率をもたらし、従って、一定の基本強度寄与９９が生じる。
変動フィルタ要素９６は、強度寄与９８のものに対応する定性的推移を有する強度寄与１００をもたらし、強度寄与１００は、より高い絶対増加量ｄＩ／ｄｘを示している。
図２７の配列は、強度寄与に対する視野依存効果に関する限り、図２のものに匹敵する。
【００８８】
変動フィルタ要素９３から９６の透過率Ｔ（ｘ）のｘ依存推移は、図２７により、変動フィルタ要素９３から９６の各々の左手側に概略図で示している。ｙ方向に、変動フィルタ要素は、透過率推移において対応する依存性を示すものと考えられる。代替的に、変動フィルタ要素９３から９６の透過率推移は、透過率推移において定性的に異なる依存性を有する場合があり、変動フィルタ要素９３から９６の透過率は、しかし、ｙ方向に一定とすることもできる。
【００８９】
図２８は、２つのラスターアレイの代わりに、ラスター要素１０３を有するただ１つのラスターアレイ１０２を含むラスターモジュール１０１の代替的な実施形態を示している。ラスターアレイ１０２の設計は、上述の実施形態の第１のラスターアレイ１２のものに対応する。ラスターアレイ１０２は、図２８の照明システムの瞳孔面内又は瞳孔面に隣接して配置される。同様に、図２８による実施形態における照明システムの下流構成要素も上述の実施形態のものに対応する。図２８は、３つのチャンネルＩ、ＩＩ、ＩＩＩを示しており、照明光ビーム３は、これらのチャンネルに分割される。上述の実施形態と全く同様に、図２８による実施形態は、非常に多くの数のラスターチャンネルを含むことができる。
【００９０】
照明角度変動デバイス１０６のそれぞれの角度変動部分１０４、１０５は、チャンネルＩ及びＩＩＩの各ラスター要素１０３の上流に配置される。角度変動部分１０４、１０５は、照明光ビーム１０７、１０８をチャンネルＩＩに割り当てられた照明光ビーム１０９に向って偏向するためのチャンネルＩ及びＩＩＩに割り当てられた楔プレートとして構成される。角度変動部分１０４、１０５によるこの偏向は、ラスターモジュール１０１の光学効果及び集光装置１７により、強度寄与１１０、１１１をチャンネルＩＩの強度寄与１１２に対して正又は負のｙ方向に変位させる。変位の程度は、角度変動部分１０４、１０５の結像効果、及びラスターアレイ１０２からのこれらの距離に依存する。強度寄与１１０及び１１２の加算合計を図２８の右手側に示している。階段関数が得られている。階段数は、係わるラスター要素１０３の数に依存する。異なる偏向角を有するより多くの角度変動部分を用いることにより、階段関数の代わりに台形関数を得ることができる。
【００９１】
図２８の右手側に示す強度図は、角度変動部分１０４、１０５が入射点依存光学効果を発生させない場合に得られる全強度を実線によって示している。これらの角度変動部分１０４、１０５が、例えば、図４に関して説明した入射点依存効果を付加的なに有する場合には、図２８の右手側の階段関数（実線で示す）内に見られる傾斜付き強度寄与１１０’、１１１’が得られる。それに応じて、図２８の最も右側に示す２つの傾斜付き強度寄与１１０’、１１１’の加算合計は、強度寄与１１２を含む。
【００９２】
これらの角度変動部分１０４、１０５が、１：１のベースで個々のラスター要素に割り当てられるとすると、付加的な光学効果を有するデバイスの上述の様々な実施形態は、個々のラスター要素２３、２８に対して、特にラスターモジュール１３の連結区域内に配置された複数のラスター要素２３、２８に対して、又は全てのラスター要素２３、２８に対して適用可能である。
それぞれの形態変動７９、８８を含むラスター要素２８の光学活性表面は、特に自由造形表面として構成することができる。自由造形表面は、それらが球面関数又は非球面関数のような回転対称関数によって説明されないような、しかし、それらが回転対称であるように特に構成される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】２段階ラスターアレイを含むラスターモジュールの上流に配置された照明角度変動デバイスの形態にあり、付加的な光学効果を有するデバイスを含み、マイクロリソグラフィ投影露光装置に組み込まれた本発明の照明システムを通した概略子午断面図である。
【図２】上流の照明角度変動デバイス、並びに２段階ラスターアレイから中間視野面の例によって示す照明視野へと照明光を導くための下流の透過光学器械を含む２段階ラスターアレイの４つのチャンネルの詳細図である。
【図３】図２に示す４つのチャンネルによって照明視野内に発生した照明視野依存照明角度強度分布、並びに選択した２つの視野点の例によるこれらの４つのチャンネルの照明寄与の詳細図である。
【図４】図２による２段階ラスターアレイのチャンネルのうちの１つ及び下流の透過光学器械によって結像された個々のビームの詳細図である。
【図５】２段階ラスターアレイ及び透過光学器械の上流にある照明角度変動デバイスの別の実施形態の図２と同様の図である。
【図６】異なるチャンネルにおいて発生した照明視野依存強度寄与の図３と同様の図である。
【図７】下流の２段階ラスターアレイ及び透過光学器械を含む照明角度変動デバイスの別の実施形態の図２と同様の図である。
【図８】ラスターアレイの第１の段階の別の実施形態を含む照明システムの図１と同様の図である。
【図９】ラスターアレイの第２の段階において変動コーティングの形態にある付加的な光学効果を有するデバイスの別の実施形態の図２と同様の図である。
【図１０】図９によるラスターアレイのラスター要素のコーティングの近くの拡大詳細図である。
【図１１】図９による２段階ラスターアレイの図９における方向ＸＩから見た概略図である。
【図１２】図１０によるラスター要素に適用したコーティングの異なる厚みがその透過率に如何に影響を与えるかをラスター要素の被覆光学面上の入射角に対して透過率をプロットしたグラフによって示した図である。
【図１３】コーティングの形態にある付加的な光学効果を有するデバイスの別の実施形態を含むラスターモジュールのラスター要素の拡大図である。
【図１４】図１３に従って被覆したラスター要素により中間視野面に伝播された効果の図２と同様の部分図である。
【図１５】変動コーティングの形態にある付加的な光学効果を有するデバイスの２つの付加的な実施形態の図１３と同様の図である。
【図１６】ラスターモジュールのラスター要素の少なくとも１つの光学活性表面の形態変動として構成された付加的な光学効果を有するデバイスの別の実施形態の光学効果の図２と同様の図である。
【図１７】図１６による中間視野面の点ａにおける強度依存照明角度分布の概略図である。
【図１８】図１６による中間視野面の点ｂにおける強度依存照明角度分布の概略図である。
【図１９】図１６による中間視野面の点ｃにおける強度依存照明角度分布の概略図である。
【図２０】図１６による実施形態のチャンネルＩのものに対応する視野依存強度分布を発生させるための図１６による実施形態の照明チャンネルの概略図である。
【図２１】ラスターモジュールのラスター要素の少なくとも１つの光学活性表面の形態変動として構成された付加的な光学効果を有するデバイスの別の実施形態の光学効果の図２と同様の図である。
【図２２】図２１による中間視野面の点ａにおける強度依存照明角度分布の概略図である。
【図２３】図２１による中間視野面の点ｂにおける強度依存照明角度分布の概略図である。
【図２４】図２１による中間視野面の点ｃにおける強度依存照明角度分布の概略図である。
【図２５】図２１による実施形態のチャンネルＩのものに対応する視野依存強度分布を発生させるための図２１による実施形態の照明チャンネルの概略図である。
【図２６】図１６から図２５による実施形態において想定することができる異なる形態変動の概略図である。
【図２７】変動フィルタ要素を含む強度変動デバイスの形態にある付加的な光学効果を有するデバイスの別の実施形態の図２と同様の図である。
【図２８】下流の単一段階ラスターアレイ及び透過光学器械を含む照明角度変動デバイスの形態にある付加的な光学効果を有するデバイスの別の実施形態の図２と同様の図である。
【符号の説明】
【００９４】
３  照明視野
５  マイクロリソグラフィ照明システム
８  照明光
９、１０  配光デバイス
１１  第１の照明面
１２、１６  ラスターアレイ
１４  照明角度変動デバイス
２３、２８  ラスター要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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