(57)【要約】【課題】ホモジナイザの損傷を防止あるいは軽減する。【解決手段】２段ステージホモジナイザは、第１ホモジナイザステージおよび第２ホモジナイザステージを備える。第１ホモジナステージは、一対のマイクロレンズアレイおよび関連した集束光学系を備える。第２ホモジナイザステージは、第２対のマイクロレンズアレイおよび関連した集束光学系を備える。第２ホモジナイザステージは、第１ホモジナイザステージから出力された放射を受光するように位置決めされる。【選択図】図３
2011109097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ホモジナイザステージおよび第２ホモジナイザステージを備え、前記第１ホモジナステージは一対のマイクロレンズアレイおよび関連した集束光学系を備え、前記第２ホモジナイザステージは第２対のマイクロレンズアレイおよび関連した集束光学系を備え、前記第２ホモジナイザステージは、前記第１ホモジナイザステージから出力された放射を受光するように位置決めされる、２段ステージホモジナイザ。
【請求項２】
前記第１ホモジナイザステージの前記マイクロレンズアレイは、１次元マイクロレンズアレイである、請求項１に記載の２段ステージホモジナイザ。
【請求項３】
前記第１ホモジナイザステージの前記一対のマイクロレンズアレイの第２マイクロレンズアレイは、前記一対のマイクロレンズアレイの第１マイクロレンズアレイの焦点面内には存在しない、請求項１または２のいずれかに記載の２段ステージホモジナイザ。
【請求項４】
前記集束光学系は、１つ以上の集光レンズを備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の２段ステージホモジナイザ。
【請求項５】
前記２段ステージホモジナイザは、前記ホモジナイザに入射する放射ビームの直径を検出するように構成されたディテクタをさらに備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の２段ステージホモジナイザ。
【請求項６】
前記２段ステージホモジナイザは、前記放射ビームの前記検出された直径に基づき、前記一対のマイクロレンズアレイの前記第２マイクロレンズアレイにおける前記放射ビームのピーク強度を決定するように構成されたプロセッサをさらに備える、請求項５に記載の２段ステージホモジナイザ。
【請求項７】
前記２段ステージホモジナイザは、前記放射ビームの前記検出された直径に応じて、前記放射ビームの前記直径を調節するように構成された調節光学系をさらに備える、請求項５または６のいずれかに記載の２段ステージホモジナイザ。
【請求項８】
先行する請求項のいずれかに記載の２段ステージホモジナイザを備える照明システムであって、さらに、前記第２ホモジナイザステージから出力される放射を受光するように位置決めされた個別に調整可能な要素のアレイを備える、照明システム。
【請求項９】
請求項８に記載の照明システムを備えるリソグラフィ装置。
【請求項１０】
放射ビームを均一化する方法であって、
第１対のマイクロレンズアレイに前記放射ビームを通過させることと、
集束光学系に前記放射ビームを通過させることと、
第２対のマイクロレンズアレイに前記放射ビームを通過させることと、
その後、追加的な集束光学系に前記放射ビームを通過させることと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記第１対のマイクロレンズアレイは、１次元マイクロレンズアレイである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１対のマイクロレンズアレイの第２マイクロレンズアレイは、前記一対のマイクロレンズアレイの第１マイクロレンズアレイの焦点面内に存在しない、請求項１０または１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記集束光学系は、１つ以上の集光レンズを備える、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は、前記放射ビームの直径を検出することと、前記検出された放射ビーム直径に基づき、前記第２対のマイクロレンズアレイの第２マイクロレンズアレイにおける前記放射ビームのピーク強度を決定することと、をさらに含む、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法は、決定されたピーク強度に応じて、前記放射ビームの前記直径を調節することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、ホモジナイザに関連する。ホモジナイザは、リソグラフィ装置の照明システムの一部を形成し得る。また、本発明は、放射源からリソグラフィ装置へと放射を搬送するのに適したビームデリバリシステムにも関連する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができ、このパターンは、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に結像することができる。一般には、単一の基板が、連続的に露光される隣接したターゲット部分のネットワークを含むことになる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、およびビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。
【０００３】
[0003]  従来のリソグラフィ装置は、放射ビームがパターニングデバイスに入射する前にこの放射ビームの特性を変更するために使用され得る照明システムを含む。照明システムは、例えば、瞳面内の放射ビームの外側半径範囲を調整するために、かつ／または輪帯照明モードの場合には瞳面内の放射ビームの内側半径範囲を変更するために、使用することができる。リソグラフィ装置には、例えば輪帯、ディスク状、双極、四極など、照明モードの異なる形態間で切り替えが可能なものがある。この切り替えは、異なる光エレメントを放射ビーム内へとまたは放射ビームから外へと移動させることにより実現することができ、各光エレメントは、放射ビームに異なる照明モードを適用する。近年、異なる照明モードを得るために、リソグラフィ装置が個別制御可能なミラーのアレイを使用し得ることが提案されている。このようにミラーアレイを使用すると、種々の異なる形状を有する照明モードを形成することができるという利点がある。
【０００４】
[0004]  個別制御可能なミラーのアレイを使用して照明モードを得る場合、均一化光学系を使用して、放射ビームが個別制御可能なミラーのアレイに入射する前にこの放射ビームを均一化することができる。このようにホモジナイザを使用すると、ホモジナイザのいくつかの部分で放射ビームのピーク強度がかなり高くなるため、ホモジナイザのこれらの部分が損傷されてしまうという問題が伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  例えば、本明細書内または本明細書以外で検討および特定される問題を防止あるいは軽減するホモジナイザを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]  本発明の第１態様では、第１ホモジナイザステージおよび第２ホモジナイザステージを備える２段ステージホモジナイザが提供される。前記第１ホモジナステージは、一対のマイクロレンズアレイおよび関連した集束光学系を備える。前記第２ホモジナイザステージは、第２対のマイクロレンズアレイおよび関連した集束光学系を備える。前記第２ホモジナイザステージは、前記第１ホモジナイザステージから出力された放射を受光するように位置決めされる。
【０００７】
[0007]  本発明の第２態様では、放射ビームを均一化する方法であって、第１対のマイクロレンズアレイに前記放射ビームを通過させることと、集束光学系に前記放射ビームを通過させることと、第２対のマイクロレンズアレイに前記放射ビームを通過させることと、その後、追加的な集束光学系に前記放射ビームを通過させることと、を含む方法が提供される。
【０００８】
[0008]  本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明の多様な実施形態の構造および作用を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されないことを留意されたい。本明細書に記載する実施形態は、例示のみを目的としたものである。関連技術の当業者には、本明細書に含まれる教示に基づき、他の実施形態も明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
[0009]  本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を図示し、さらに、本明細書の記載と共に本発明の原理を説明し、かつ関連技術の当業者が本発明を行ったり利用したりすることが可能となるように供される。
【図１】[0010]  図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。
【図２】[0011]  図２は、ホモジナイザを示す。
【図３】[0012]  図３は、本発明の一実施形態に係るホモジナイザを示す。
【図４】[0013]  図４は、本発明の別の実施形態に係るビームデリバリシステムを示す。
【００１０】
[0014]  本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて検討される以下の詳細な説明により、さらに明白になるであろう。図面中、同一の参照符号は、明細書を通して対応する要素を特定する。図面中、同一の参照番号は、概して、同一の要素、機能的に同様の要素、および／または構造的に同様の要素を示す。ある要素が最初に表示される図面は、対応する参照番号の左端の桁数により示される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0015]  本明細書は、本発明の特徴を採用した１つ以上の実施形態を開示する。開示される（複数の）実施形態は、単に本発明を例示するものである。本発明の範囲は、開示される（複数の）実施形態に限定されない。本発明は、添付の請求の範囲によって定義される。
【００１２】
[0016]  記載される（複数の）実施形態、および「一実施形態（one embodiment）、「ある実施形態（an embodiment）」、「一例の実施形態（an example embodiment）」といった明細書中の言及は、記載される（複数の）実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すものであり、各実施形態が必ずしも当該特定の特徴、構造、または特定を含んでいなくてもよい。さらに、このような語句は、必ずしも同一の実施形態について言及するものではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態との関連で記載される場合、そのような特徴、構造、または特性が他の実施形態との関連でも発揮されることは、明記の有無に関わらず、当業者の知識の範囲内であると理解される。
【００１３】
[0017]  本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらのあらゆる組み合わせとして実施可能である。本発明の実施形態は、機械読み取り可能媒体上に記憶される命令であって、１つ以上のプロセッサによる読み取りおよび実効が可能な命令としても実施され得る。機械読み取り可能媒体は、機械（例えば、演算デバイス）による読み取りが可能な形態で情報を記憶または送信するあらゆる機構を含み得る。たとえば、機械読み取り可能媒体には、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音波または他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）などが含まれ得る。さらに、本明細書において、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令が所定の動作を行うものとして記載されることがある。しかし、当然のことながら、そのような記載は単に便宜上のものであり、それらの動作は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する演算デバイス、プロセッサ、コントローラ、またはその他のデバイスによってもたらされるものである。
【００１４】
[0018]  しかし、上述したような実施形態を詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実施され得る環境の例を提示することが有益である。
【００１５】
[0019]  本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、またはメトロロジーツール、またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【００１６】
[0020]  本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
【００１７】
[0021]  本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。
【００１８】
[0022]  パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。このようにして、反射された放射ビームにパターンが形成される。
【００１９】
[0023]  サポート構造は、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポートは、機械式クランプ、真空式またはその他のクランプ技術、例えば真空条件下における静電クランプなどを使うことができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができ、かつパターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができるフレームまたはテーブルであってもよい。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
【００２０】
[0024]  本明細書において使用される「投影システム」という用語は、例えば使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含む多様な型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
【００２１】
[0025]  照明システムとしては、放射ビームを誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、反射屈折型の光コンポーネントを含む様々なタイプの光コンポーネントも包含することができ、このようなコンポーネントは、以下総合的にまたは単独で「レンズ」とも呼ばれ得る。
【００２２】
[0026]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のサポート構造）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
【００２３】
[0027]  また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終素子と基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）内に基板が浸漬されるタイプのものであってもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。
【００２４】
[0028]  図１は、本発明の特定の実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、放射ビームＰＢ（例えば紫外線またはＥＵＶ放射）を調整するための照明システムＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持し、かつパターニングデバイスをアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１位置決めデバイスＰＭに連結されているサポート構造（例えば、サポート構造）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持し、かつ基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第２位置決めデバイスＰＷに連結されている基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に結像するように構成されている投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＬと、を備える。
【００２５】
[0100]  本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイを採用しているもの）であってもよい。
【００２６】
[0029]  照明システムＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯから照明システムＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよび照明システムＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
【００２７】
[0030]  照明システムＩＬは、所望の照明モードを選択するために使用することができる個別制御可能なミラーのアレイを含むことができる。照明システムＩＬは、インテグレータおよびコンデンサといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。照明システムは、断面に所望の均一性および強度分布を有する調整された放射ビームＰＢを提供する。
【００２８】
[0031]  放射ビームＰＢは、サポート構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射する。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＰＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、物体テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、ポジショニングデバイスＰＭおよびＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することになる。ただし、ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。
【００２９】
[0032]  例示の装置は、以下に説明する好適なモードで使用できる。
【００３０】
[0033]  １．ステップモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームＰＢに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００３１】
[0034]  ２．スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームＰＢに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの（縮小）拡大率および像反転特性によって決められる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００３２】
[0035]  ３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームＰＢに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００３３】
[0036]  上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００３４】
[0037]  図２は、リソグラフィ装置の照明システムの一部を形成するホモジナイザを概略的に示す。ホモジナイザは、第１マイクロレンズアレイ１０と、第２マイクロレンズアレイ１１と、集光レンズ１２とを備える。放射ビームＲＢは、第１マイクロレンズ１０に入射し、この第１マイクロレンズ１０が複数の焦点上に放射ビームを集束させる。複数の焦点は、第２マイクロレンズアレイ１１の面の近くに存在する。放射ビームＲＢは、第２マイクロレンズアレイ１１を通過し、その後集光レンズ１２上に入射する。集光レンズ１２は、放射ビームＲＢを集束させ、この放射ビームを個別制御可能なミラーのアレイ１３（以降、ミラーアレイ１３と呼ぶ）に向けて誘導する。場合によっては、追加的なマイクロレンズアレイ（図示なし）を第２マイクロレンズアレイと個別制御可能なミラーのアレイとの間に配置してもよい。ホモジナイザは、放射ビームＲＢをいくつかの部分に分割し、各部分を拡大し、ミラーアレイ１３で各部分を重ね合わせる。このようにして、放射ビーム全体にわたる強度変動は、平均化される（放射ビームは均一化される）。
【００３５】
[0038]  ホモジナイザにおいて起こり得る問題は、第２マイクロレンズアレイ１１における放射のピーク強度が高すぎる場合があり、この第２マイクロレンズアレイ１１が損傷してしまうことである。高いピーク強度は、第１マイクロレンズアレイ１０に入射した放射ビームＲＢの発散度が低いことによって起こる（リソグラフィ装置の照明システム内の放射ビームは、通常、発散度が低い）。発散度が低いほど、第１マイクロレンズアレイ１０によって提供される集束はより狭まり、第２マイクロレンズアレイ１１における放射にピーク強度がより高くなる。
【００３６】
[0039]  図３は、本発明の一実施形態に係るホモジナイザを示す。ホモジナイザは、第１ホモジナイザステージ１および第２ホモジナイザステージ２の組み合わせを備え、第２ホモジナイザステージは第１ホモジナイザステージにより出力された放射を受光するように位置決めされている。第２ホモジナイザステージ２は、ミラーアレイ１３へと放射を出力する。場合によっては、追加的なマイクロレンズアレイ（図示なし）を第２マイクロレンズアレイと個別制御可能なミラーのアレイとの間に配置してもよい。
【００３７】
[0040]  このホモジナイザは、第１ホモジナイザステージおよび第２ホモジナイザステージ２を備えるため、以降、このホモジナイザを、２段ステージホモジナイザと呼ぶ。これは、ホモジナイザに第３ホモジナイザステージ（またはさらなる追加的なホモジナイザステージ）を設ける可能性を排除することを意図したものではない。
【００３８】
[0041]  第１ホモジナイザステージ１は、第１ホモジナイザステージが存在しない場合に比べて、より低いピーク放射強度を第２ホモジナイザステージ２において生成するように、放射ビームＲＢを調整する。
【００３９】
[0042]  第１ホモジナイザステージ１は、図２のホモジナイザと同様の構成を有し、第１マイクロレンズアレイ２０と、第２マイクロレンズアレイ２１と、集光レンズ２２とを備える。図３に示すように、第１ホモジナイザステージ１は、集束された放射ビームを第２ホモジナイザステージの第２マイクロレンズアレイ３１において発散させる。これは、第２ホモジナイザステージ２の第１マイクロレンズアレイ３０が多様な入射角にわたる放射を受光するために起こるものである。この多様な入射角が、第２マイクロレンズアレイ３１で放射ビームの焦点を拡散させることにより、集束された放射ビームは発散される。集束された放射ビームは、第２マイクロレンズアレイ３１で発散されるため、第２マイクロレンズアレイにおける放射のピーク強度が減少する。これにより、第２マイクロレンズアレイ３１が放射により損傷される可能性もまた減少する。第２ホモジナイザステージ２の第２マイクロレンズアレイ３１は、第２ホモジナイザステージの第１マイクロレンズアレイ３０の焦点面内に存在しないように位置決めされ得る。
【００４０】
[0043]  第２マイクロレンズアレイ３１における放射のピーク強度を減少させることに加えて、２段ステージホモジナイザは、第２マイクロレンズアレイにおける放射のピーク強度の変動も減少させる。第２ホモジナイザステージ２の第１マイクロレンズアレイ３０における放射ビームの入射角の範囲により、第２マイクロレンズアレイ３１における放射ビームの焦点の拡散が決定し、これにより放射のピーク強度が決定される。この入射角の範囲は、第１ホモジナイザステージ１の第１マイクロレンズアレイ２０における放射ビームＲＢの直径に左右される。通常のリソグラフィ装置では、放射ビームＲＢの直径は、約５％分変動することになる（例えば、２０ｍｍの直径の放射に対して１ｍｍの変動）。従って、第２ホモジナイザステージ２の第１マイクロレンズアレイ３０における入射角の範囲も、通常約５％分変動することになる。それゆえ、焦点の拡散は、約５％分変動することになる。第２マイクロレンズアレイ３１が第１マイクロレンズアレイ３０の焦点面内に存在しないように位置決めされる場合、本例ではピーク強度の変動は５％未満とすることができる。
【００４１】
[0044]  他のリソグラフィ装置では、放射ビームＲＢの直径が他の量によって変動することもある。しかし、放射ビームの直径は、比較的良好に制御されるパラメータであり、かつ測定が比較的容易である。ディテクタ（図示なし）を使用して、放射ビームの直径を検出することができる。プロセッサ（図示無し）を使用して、検出された放射ビームの直径に基づき、第２ホモジナイザステージの第２マイクロレンズアレイにおける放射ビームのピーク強度を決定することができる。この決定は、例えば、放射ビームの直径と第２ホモジナイザステージの第２マイクロレンズアレイにおける放射ビームのピーク強度との前回測定時の関係によって行うことがきできる。従って、第２マイクロレンズアレイ３１における放射のピーク強度は、比較的容易に監視することができる。
【００４２】
[0045]  ホモジナイザには、放射ビームの直径を調節するように構成された調節光学系（図示なし）が設けられてもよい。調節光学系は、例えば、検出された放射ビームの直径に応じて放射ビームの直径を調節し得る。例えば、プロセッサが、第２ホモジナイザステージの第２マイクロレンズアレイにおける放射ビームのピーク強度が高すぎると決定した場合、調節光学系を使用して放射ビームの直径を増加させ、これにより、ピーク強度を減少させることができる。
【００４３】
[0046]  上記とは反対に、図２のホモジナイザの第２マイクロレンズアレイ１１における放射のピーク強度は、放射ビームＲＢの発散度に左右される。リソグラフィ装置における放射ビームの発散度は、通常、５０％分以上変動し得る。従って、第２マイクロレンズアレイ１１における放射のピーク強度もまた同等の量だけ変動し得る。それゆえ、このホモジナイザの第２マイクロレンズアレイ１１は、より損傷しやすい。
【００４４】
[0047]  加えて、発散度は、測定が比較的難しい特性である。従って、放射ビームＲＢの発散度を監視することにより第２マイクロレンズアレイ１１における放射のピーク強度を決定するのは難しい。
【００４５】
[0048]  第１ホモジナイザステージ１は、図２のホモジナイザに関連して上述した問題と同一の問題に直面することが想定され得る。しかし、この場合は当てはまらない。図２のホモジナイザの第２マイクロレンズアレイ１１は、ミラーアレイ１３において均一化された放射ビームを形成する必要があるため、設計上の制約を受ける。しかし、第１ホモジナイザステージ１の第２マイクロレンズアレイ２１は、同様の設計上の制約を受けない。例えば、第１ホモジナイザステージ１の第２マイロレンズアレイ２１は、（図３に示すように）図２のホモジナイザの第２マイクロレンズアレイ１１と比較して、第１マイクロレンズアレイ２０の焦点面からより遠くに設けられ得る。これが行われる場合、放射ビームは、第２マイクロレンズアレイ２１に入射するより手前で発散するため、ピーク強度が低くなる。第２マイクロレンズアレイ２１において放射のピーク強度を減少させ得る別の方法は、２次元アレイではなく１次元アレイを第２マイクロレンズアレイ２１として使用することである。
【００４６】
[0049]  ホモジナイザの第１および第２マイクロレンズアレイ１０、１１は、２次元アレイであり、ミラーアレイ１３も２次元アレイである。同様に、２段ステージホモジナイザの第２ホモジナイザステージ２の第１および第２マイクロレンズアレイ３０、３１もまた２次元アレイであってよい。第１ホモジナイザステージ１の第１および第２マイクロレンズアレイ２０、２１は、２次元アレイであってもよく、あるいは１次元アレイであってもよい。１次元アレイを使用する場合、第１および第２マイクロレンズアレイ２０，２１の各マイクロレンズは、一平面内に集束を提供する一方、他の平面内には集束を提供しない円柱レンズを備え得る。１次元アレイを使用する場合、放射ビームＲＢの集束は、一平面内のみで起こるため、集束された放射ビームは、点状の光ではなく線状の光である。線状の光は、点状の光よりも大きい表面積を有するため、より低いピーク強度を有する。これにより、第２マイクロレンズアレイ２１が放射ビームにより損傷される可能性が減少する。
【００４７】
[0050]  通常のリソグラフィ装置では、放射ビームＲＢは一平面内で低い発散度を有し、反対の平面内でより高い発散度を有する。２段ステージホモジナイザは、第１ホモジナイザステージ１が低発散度平面内で放射ビームＲＢを均一化する一方、高発散度平面内では放射ビームを均一化しないように構成され得る。第２ホモジナイザステージの第２マイクロレンズ３１において高いピーク強度をもたらすのは低発散度平面である（前述した理由により）。従って、低発散度平面における第１ホモジナイザステージ１による放射の均一化は効果的である。高発散度平面は、第２ホモジナイザステージの第２マイクロレンズ３１において高ピーク強度を発生させることはない。従って、高発散度平面における第１ホモジナイザステージ１による放射の均一化は必要ない。第１ホモジナイザステージにおいて１次元平面が使用される場合、第１および第２マイクロレンズアレイ２０、２１のマイクロレンズは、放射ビームの低発散度平面内に集束を提供するように構成されてもよい。
【００４８】
[0051]  第１ホモジナイザステージ１の集光レンズ２２は、集束光学系の一例とみなすことができる。集束光学系は、複数のレンズ（そのうちの１つ以上が集光レンズであってよい）を含み得る。同様に、第２ホモジナイザステージ２の集光レンズ３２も集束光学系の一例とみなすことができる。上記同様、集束光学系は、複数のレンズ（そのうちの１つ以上が集光レンズであってよい）を含み得る。
【００４９】
[0052]  本発明の複数の実施形態では、ポインティングスペース内で放射ビームＲＢが細分化されるとみなすことができる。このポインティングスペースにおける放射ビームの細分化の結果、第２ホモジナイザステージ２の第２マイクロレンズアレイ３１に入射する放射の角度分布は、放射ビームの直径を変更することにより調整することができる。
【００５０】
[0053]  ミラーアレイ１３は、個別制御可能な要素のアレイの一例である。個別制御可能な回折格子など、他の個別制御可能な要素のアレイを使用してもよい。
【００５１】
[0054]  図４は、本発明の代替的な実施形態を概略的に示す。ビームデリバリ装置５０は、第１凹レンズ５１および第１凸レンズ５２、ならびに第２凸レンズ５３および第２凹レンズ５４を備える。第１凹レンズ５１および第１凸レンズ５２は、放射ビームＲＢの直径を増加させる望遠鏡を形成するように構成される。第２凸レンズ５３および第２凹レンズ５４は、放射ビームＲＢの直径を減少させる逆望遠鏡を形成するように構成される。望遠鏡および逆望遠鏡の倍率は、同一である。それゆえ、ビームデリバリ装置５０を通過した後の放射ビームＲＢの直径Ｒ３は、ビームデリバリ装置に入射する際の放射ビームの直径Ｒ１と同一である。
【００５２】
[0055]  ビームデリバリ装置５０は、例えば、放射源（図示なし）からの放射ビームＲＢを受光し得る。ビームデリバリ装置５０は、例えば、放射ビームをリソグラフィ装置の照明システムＩＬへと搬送し得る（図１参照）。
【００５３】
[0056]  ビームデリバリ装置５０は、リソグラフィ装置の照明システムが放射源からかなり離れている状況において、放射ビームＲＢの光特性を保つために使用することができる。
【００５４】
[0057]  照明システムは、特定の直径を有する放射ビームを受光するように設計され得る。従って、放射源における光学系（例えば、放射源のビーム整形装置の光学系）を使用して、放射ビームが照明システムに到達するときに適切な直径を有するように放射ビームに発散度を付与することができる。放射ビームに付与される発散度は、放射源と照明システムとの間の距離に左右されることになる。この距離が小さい場合、放射ビームが発散し得る距離が小さくなるため、発散度は大きくなる。反対に、この距離が大きい場合、放射ビームが発散し得る距離が大きくなるため、発散度は小さくなる。この距離が大きい時は、該距離が小さい時よりも高精度での発散度の選択が必要となり得る。これは、放射源のメンテナンス後、放射ビームに適切な発散度が確実に付与されるように放射源の光学系が調節されなくてはならないことを意味する。
【００５５】
[0058]  上述した問題点は、図４のビームデリバリ装置５０により回避される。ビームデリバリ装置５０は、放射ビームＲＢの直径を拡大し、その後再び収縮させる。放射ビームの有効発散度は、放射ビームの直径が増加するにつれて減少する。したがって、第１凹レンズ５１および第１凸レンズ５２を使用して放射ビームＲＢの直径を増加することにより、放射ビームの有効発散度は減少する。増加後の放射ビームの直径Ｒ２は、放射ビームの発散度が無視できる程度とすることができる。
【００５６】
[0059]  放射ビームＲＢの発散度の観点から、ビームデリバリ装置５０は、放射源と照明システムとの間の距離を効果的に減少させるものとみなすことができる。従って、照明システムの入口において望ましいビーム直径を達成するために放射ビームＲＢの適切な発散度を選択することがより容易になる。
【００５７】
[0060]  一例では、放射源と照明システムとの間の距離が７メートル未満である場合、図４のビームデリバリ装置は使用されない。この距離が７〜１２メートルである場合、ビームデリバリ装置５０が使用される。レンズ５１〜５４の屈折力は、照明システムにおいて観察される放射ビームの発散度が、放射源から照明システムまでの距離が３〜７メートルの場合に観察される発散度と同等となるように選択される。放射源と照明システムとの間の距離が１２メートルよりも大きい場合、ビームデリバリ装置５０が使用されるが、より屈折力の大きいレンズ５１〜５４を有するものが使用される。上記同様、レンズの効果は、照明システムにおける放射ビームの発散度が、放射源から照明システムまでの距離が３〜７メートルの場合に観察される発散度と同等となるような程度である。
【００５８】
[0061]  ビームデリバリ装置５０内で使用されるレンズの倍率は、以下の行列を使用して決定され得る。
【数１】
2011109097.tif 000003
ここで、Ｍはレンズ５１、５２により提供される望遠鏡（およびレンズ５３、５４により提供される逆望遠鏡）の倍率であり、ｄは最も内側のレンズ対５２と５３との間の距離である。上述した例では、距離ｄが７〜１２メートルの場合の望遠鏡の倍率は、Ｍ＝１．３である。距離ｄが１２〜２０メートルの場合の望遠鏡の倍率は、Ｍ＝１．８である。なお、参照距離がビーム搬送距離よりも長い場合は、Ｍ＜１であることを留意されたい。その場合、望遠鏡の順序は逆転され、縮小望遠鏡の後に拡大望遠鏡が続く。これは、放射源（例えば、レーザ）が１つ以上の高強度ホットスポットを伴う不均一なビーム断面を有する際に有利な場合がある。ビームを伝播させることにより、ビーム自体の発散度により当該ビームが均一化される傾向がある。
［結論］
【００５９】
[0062]  当然のことながら、発明を実施するための形態の部分は、請求の範囲を理解するために使用されることを意図している。発明の概要および要約の部分は、発明者によって検討された本発明の全てではない１つ以上の例示的な実施形態を説明し得るものであるため、決して本発明および添付の請求の範囲を限定することを意図したものではない。
【００６０】
[0063]  本発明は、特定の機能およびその関係の実施を例示する機能的な構成単位を使用して説明した。説明の便宜上、本明細書では、これら機能的な構成単位の境界を任意に規定した。特定の機能およびその関係が適切に実行される限り、別の境界が規定されてもよい。
【００６１】
[0064]  上記特定の実施形態の説明により本発明の一般的な性質が完全に明らかになったため、当業者の知識を適用することにより、他の者が不必要な実験行うことなく、また本発明の概要から逸脱することなく、上記特定の実施形態に対し、変更および／または多様な応用を容易に加えることができる。したがって、そのような応用および変更は、本明細書に記載された教示および案内に基づき、開示された実施形態の均等物の意味および範囲の範疇であることが意図される。当然のことながら、本明細書における言い回しおよび用語の使い方は、説明を目的としたものであり、限定を意図したものではないため、本明細書の言い回しおよび用語の使い方は、本教示および案内に照らして当業者に理解されよう。
【００６２】
[0065]  本発明の広さおよび範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の請求の範囲とそれらの均等物によってのみ定義されるべきである。
【図１】
2011109097.tif 000004
【図２】
2011109097.tif 000005
【図３】
2011109097.tif 000006
【図４】
2011109097.tif 000007
【外国語明細書】
2011109097000001.pdf