(57)【要約】  本発明はマイクロリソグラフィの照明システムに関する。特に波長１９３ｎｍ以下で、特に望ましくは、光強度を各々有する複数の光チャネルに光源から放射された光バンドルを分割する、少なくとも１つの光インテグレータでフィールド面のフィールドを照らすためのＥＵＶリソグラフィ用の、マイクロリソグラフィの照明システムに関する。光源からフィールド面への光路にフィルタが設けられ、該フィルタは、少なくとも１個の光チャネルの光強度がフィルタエレメントの後の光路で減少するように構成されているフィルタエレメントを備えることを特徴とする。
2007500432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロリソグラフィ用の照明システムであり、特に波長１９３ｎｍ以下で、特に望ましくは、光源から放射された光バンドルを、光強度を各々有する複数の光チャネルに分割する少なくとも１つの光インテグレータで、フィールド面のフィールドを照らすためのＥＵＶリソグラフィ用の、照明システムであり、
光源からフィールド面への光路にフィルタが設けられ、
該フィルタは、フィルタエレメントを備え、該フィルタエレメントは、その後の光路で少なくとも１個の光チャネルの光強度が減少するように構成されていることを特徴とする、照明システム。
【請求項２】
前記フィルタエレメントの後の少なくとも１つの光チャネルの光強度は、
前記フィルタエレメントの前のそれぞれの光チャネルにおけるそれぞれの光強度の０％より大きく且つ１００％より小さい範囲で減少していることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記フィルタエレメントの後の少なくとも１つの光チャネルの光強度は、
前記フィルタエレメントの前のそれぞれの光チャネルにおけるそれぞれの光強度の２５%より大きく且つ８０%より小さい範囲で減少していることを特徴とする、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光チャネルがフィルタエレメントの表面を照射し、
フィルタエレメントは、照射面の異なる場所で光強度の減少が異なるように配置されていることを特徴とする、請求項２または請求項３のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光チャネルがフィルタエレメントの表面を照射して、前記フィルタエレメントは、照射面の異なる場所で光強度の減少が同じであるように配置されていることを特徴とする、請求項２または請求項３のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光チャネルの光強度を減少させるために、前記フィルタエレメントは光チャネルに関連した送信フィルタエレメントを含むことを特徴とする、請求項１から請求項５のうちのいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光チャネルの光強度を減少させるフィルタエレメントが、前述の光チャネルに関係する反射光学部材を備え、前記減少に合った反射率を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項８】
前記光チャネルに関連する送信フィルタは、可変中性フィルタである、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項９】
前記中性フィルタは、そのグレイスケール値が線密度及び／又は点密度によって設定できるように、可変な線密度及び／又は点密度を有する、ことを特徴とする請求項７に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光チャネルの光強度を減少するためのフィルタエレメントが、光チャネルに関連するダイアフラムを有する、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１１】
マイクロリソグラフィ用の照明システムであり、特に波長１９３ｎｍ以下で、特に望ましくは、少なくとも１つの光インテグレータと、照射されるフィールド面への光源からの光路に配置された少なくとも１つの光学部材と、照射されるフィールド面とを備えて、フィールド面のフィールドを照らすためのＥＵＶリソグラフィ用の、照明システムであり、
前記光学部品は球面収差がない方法で十分に補正され、
フィールド面中のフィールドにおける照明が本質的に均質になるように適合されて配置されている少なくとも１つのフィルタエレメントを備える、ことを特徴とする照明システム。
【請求項１２】
前記光学部品は、フィールド面中のσ偏差は１０%未満であり、特に好ましくは２%未満であるように、球面収差がない方法で補正される、ことを特徴とする請求項１１に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記フィールドは、半径および方位角に拡張されたリングフィールドであることを特徴とする、請求項１から請求項１２のうちのいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１４】
前記光学エレメントは、少なくとも１つのフィールド形成光学部品を備え、
前記光学部品は、瞳像の少なくとも放射状の配置において球面収差がない方法で十分に補正される、ことを特徴とする請求項１３に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記フィルタエレメントは、別部品としての光インテグレータに近接するフィールド面への光源からの光路中において配置されているか、又は、光インテグレータに統合されている、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１６】
前記フィルタエレメントは、光インテグレータの正面に位置してこれに近接するフィールド面への光源からの光路中において配置されている、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１７】
前記フィルタエレメントは、光インテグレータの後面に位置してこれに近接するフィールド面への光源からの光路中において配置されている、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１８】
前記光インテグレータは、複数の第１のラスタエレメントを備えた少なくとも１つの第１の光学エレメントを備える、ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１９】
前記光インテグレータは、複数の第２のラスタエレメントを備えた第２の光学エレメントを備える、ことを特徴とする請求項１８に記載の照明システム。
【請求項２０】
複数のフィルタエレメントを備えたフィルタは、複数の第１のラスタエレメントを備えた第１の光学エレメントと、複数の第２のラスタエレメントを備えた第２の光学エレメントとの間の、フィールド面への光源からの光路中において配置されている、ことを特徴とする請求項１８に記載の照明システム。
【請求項２１】
前記フィルタエレメントは、可変な透過率を有する透過フィルタエレメントである、ことを特徴とする請求項１１から請求項２０のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２２】
前記フィルタエレメントは、可変な反射率を有する反射フィルタエレメントである、ことを特徴とする請求項１１から請求項２０のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２３】
前記フィルタエレメントは、可変中性フィルタである、ことを特徴とする請求項２１または請求項２２のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２４】
前記中性フィルタは、そのグレイスケール値が線密度及び／又は点密度によって設定できるように、可変の線密度及び／又は点密度を有する、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】
前記フィルタエレメントは、交換可能である、ことを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２６】
波長１９３ｎｍ以下で、特にＥＵＶマイクロリソグラフィ用の投影露光システムであって、
光源と、フィールド面におけるフィールドを照らすための請求項１から請求項２５のいずれか１つに記載の照明システムと、
フィールド面上に配置された対象を像平面中に像に投影するための投影対象と、を備える、ことを特徴とする投影露光システム。
【請求項２７】
波長１９３ｎｍ以下で、特にＥＵＶマイクロリソグラフィ用のスキャナ型投影露光システムであって、
光源と、
照明システムとを備え；
該照明システムは、
少なくとも１つの光インテグレータと、
走査方向における拡張と走査方向に垂直な照明強度とを有するフィールド面の中で照射される、フィールドを有して、光インテグレータと照射されるフィールド面との間で照射されるフィールド面への光源からの光路中において配置されている少なくとも１つの光学エレメントと、
フィールド面において配置された対象物を像平面中の像に投影するための投影対象物と、を備え、
走査のエネルギーが走査方向において積分されたフィールドの照明強度であり、フィールド面における走査のエネルギーの一様誤差が、±３％未満、好ましくは±１％未満、特に好ましくは±０．５％未満となるように、
前記光学エレメントは球面収差がない方法で十分に補正され、
走査方向に垂直なフィールド面中のフィールドにおける照明が本質的に均質になるように適合されて配置されている複数のフィルタエレメントが得られる、ことを特徴とするスキャナ型投影露光システム
【請求項２８】
請求項２６又は請求項２７のいずれか１つに記載の投影露光システムを用いて、マイクロ構造部品を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロリソグラフィの照明システムに関し、特に波長１９３ｎｍ以下で、特に望ましくは、ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の照明システムに関する。前記照明システムは、フィールド面におけるフィールドを照射するために用いられ、
照射されるフィールド面と光インテグレータとの間に照射されるフィールド面への光源からの光路に配置された、少なくとも１つの光インテグレータと少なくとも１つの光学部品とを備える。
【背景技術】
【０００２】
マイクロリソグラフィ用の照明システム、特に波長１９３ｎｍ以下での高性能リソグラフィでの照明システムは、多くの出版物により公知である。
【０００３】
特にサブミクロン領域において、電子部品の構造の幅をさらに減少するためには、マイクロリソグラフィ用に使用される光の波長を減少させることが必要である。１９３ｎｍ未満の波長を備えた光は、例えば軟Ｘ線でのリソグラフィ、いわゆるＥＵＶリソグラフィに使用することが可能である。
【０００４】
ＥＵＶリソグラフィは、最も有望な将来的なリソグラフィ技術のうちの１つである。現在、１１nmから１４nmの領域の波長が、特に０．２から０．３の開口数ＮＡを備えた１３．５nmのＥＵＶリソグラフィ用に検討されている。ＥＵＶリソグラフィにおける撮像品質は、一方では投影レンズによって決定され、他方では照明システムによって決定される。照明システムは、構造生成マスク(いわゆるレチクル)が可能な限り均一に位置しているフィールド面の照明を提供するべきである。投影レンズは、光感受物体が配置される像平面(いわゆるウエハー面)におけるフィールド面を撮像する。ＥＵＶリソグラフィ用の投影照明システムは、反射光学エレメントを備えている。ＥＵＶ投影照明システムのフィールドの形状は、典型的に環状のフィールドである。投影システムは、走査モードで通常操作される。ＥＵＶ投影照明システムは、米国特許第６,４５２,６６１号明細書、又は米国特許第６,１９８,７９３号明細書、又は米国特許第６,４３８,１９９号明細書から理解され、その開示内容が本出願においてここで全体的に組み入れられる。
【０００５】
上述のＥＵＶ照明システムは、エテンデュー（etendue）を調整するとともにフィールド面でフィールドの均質な照明を達成するためのハニカムコンデンサーを備えている。ハニカムコンデンサーは、フライズアイ（ハエの目）積分器としても知られている。ハニカムコンデンサーは、少なくとも１つの光インテグレータを備えている。
【０００６】
前述の米国特許第６,４５２,６６１号明細書、米国特許第６,１９８,７９３号明細書、米国特許第６,４３８,１９９号明細書における光インテグレータは、といってもこれらに限られるものではないが、複数のラスタエレメントを備えたカットされた光学エレメントである。別の積分器は、ディフューザ、又は積分器棒（integrator rods）、又は光ファイバである。ハニカムコンデンサーは、複数のラスタエレメントを有する２つのファセットな光学エレメントを備えることが好ましい。
【０００７】
米国特許第６,４５２,６６１号明細書、又は米国特許第６,１９８,７９３号明細書、又は米国特許第６,４３８,１９９号明細書において、ハニカムコンデンサーは、反射型の設計でＥＵＶリソグラフィ用のものが記載されている。屈折型の設計(例えば１５３nmあるいは１９３ｎｍの波長を有するマイクロリソグラフィ用の)におけるハニカムコンデンサーは、多くの他の刊行物により公知である。
【０００８】
ハニカムコンデンサーは、マイクロリソグラフィ用の投影レンズのような画像システムにおける対の瞳面での光線の所定の分岐角度を形成する、一般的な定義によるディフューザーで表すこともできる。ディフューザー又はハニカムコンデンサーが配置されている平面又はそれより少し前の平面は、それ故、照明システムの一対の任意的な出射瞳であり、この出射瞳は後の投影レンズの入射瞳と一致する。
【０００９】
フィールド面の均質な照明用のディフューザーは、多くの応用例により公知である。例えば、米国特許第４,９３６.６６５号明細書、米国特許第４,５２１,０８７号明細書、米国特許第４,４４４,４５６号明細書および米国特許第４,１５５,６３０号明細書、米国特許第４,９３６,６６５号明細書、米国特許第４,１５５,６３０号明細書および米国特許第６,５７３,９７８号明細書には、照明システムの出射瞳における対の平面中またはこの平面に近接するように配置されたディフューザーが示されている。前記ディフューザーは、照射されるフィールド面が所定の方法でほとんど均一に照射されるように構成される。これは、ディフューザーの光学効果によって光線の所定の分岐角度がディフューザーの後に存在するようにして達成され、従って、フィールド面は、分岐角度によるディフューザーの後の所定の方法で照射される。
【００１０】
ハニカムコンデンサーに加えて、平面を照射するための積分器棒あるいは光ファイバのような光導波路がある。米国特許第３,５４１,３２３号明細書では、レーザー放射の均質化で使用される、ファセットな光学エレメントと光導波路との結合物が開示されている。米国特許第４,９１８,５８３号明細書に記載されているような種類の光導波路は、一般にファセットな光学エレメントに関連し、互いに交換可能であるように見なされている。しかし、これらは重大な差異を示す。米国特許第１，８８０，４１４号明細書にも記載されたような導波管あるいは積分器棒は、照射されるフィールド面と比較して一対の方法で通常配置されている出口側の均質的に照射された面を既に製造している。導波路又は積分器棒の断面図は、照射される平面の形状で選択されることが好ましく、光出口表面は、撮像光学システムによって照射されるフィールド面において撮像される。実質的に出口表面と同様の形状を有しているが場合により異なるサイズである前記棒の入射表面は、照射されるフィールド面に対応する。それ故、積分器棒の入口表面及び出口表面は、対となるフィールド面のいずれにも広い意味で存在している。
【００１１】
ハニカムコンデンサー及びディフューザーの場合には、ファセットな光学エレメントは、ケーラー（Ｋｏｈｌｅｒ）の照明の原理の条件の下で対となる平面上に配置されている。つまり、ハニカムコンデンサーの出口表面は、後の投影レンズの入射瞳に相当する照明システムにおける出射瞳中の光学部品を頼りに投影される。ハニカムコンデンサーでは、光バンドルは、第１のラスタエレメント(下記においてフィールドハニカムとして参照する)を介して単一の比率で第２のラスタエレメントに供給される(下記において瞳（pupil）ハニカムとして参照する)。従って、フィールドハニカム及び瞳ハニカムが、第１のまたは第２のファセットな光学エレメント上に見合った位置に位置している。この場合、フィールドハニカムが位置しているハニカムコンデンサーの入口平面は、実質的に瞳平面に相当する。このことは、第２のファセットな光学エレメントが、例えば、顕微鏡法又は環状の照明により周知な傾斜した対照的な照明を有する、異なる直径の円状の照明や第１の光学エレメントのように照射されることを意味する。
【００１２】
上述したように、ハニカムコンデンサーは、入射光のフラックスを分割するための、又は、１つの光線を複数の光バンドルへ同様に作用するための光学的手段として使用される。そして、ファセットな光学エレメントは、前記分割した光のフラックスを再結合したり、重ね合わせるために、任意的に使用される。例えば、前記正面を有する光学エレメントは、レンズが配列されるように複数のラスタエレメントとともに配列してもよい。個々のラスタエレメントによる光学的影響は、全ての応用例において必ずしも必要ではない。個々のラスタエレメントは、平面鏡又はプリズムのように配列してもよい。一般に、ラスタエレメントは、屈折型、反射型、又は回折型の構成で提供することができる。屈折型のハニカムコンデンサーは、例えば、米国特許第５,０９８,１８４号明細書と米国特許第５,５９４,５２６号明細書によって示される。
【００１３】
米国特許第２,１８３,２４９号明細書および米国特許第２,１８６,１２３号明細書は、各々、フィールド面における均一な照明のためのレンズアレイとしてそれぞれ配列された、ファセットな２つのエレメントを備えるハニカムコンデンサーを開示している。ハニカムコンデンサー前の平面内に入射する光線、又は、ハニカムコンデンサー上に入射する光バンドルは、ハニカムコンデンサーチャネル内でチャネルによって個々の放射フラックス又は複数の光線に解体される。複数の第２の光源は、瞳平面としても知られるハニカムコンデンサーの出口面内に形成されている。ハニカムコンデンサーの第１のファセットなエレメントの第１ラスタエレメントは、第２のファセットな光学エレメントにおける第２ラスタエレメントと、ハニカムコンデンサー及びフィールド面の間に配置されている光学部材とによって、フィールド面中で照射されるフィールドに投影されている。照射されるフィールドにおいて、複数の第１のラスタエレメントから出発する複数の光バンドルは、重なり合っている。従って、第１のラスタエレメントの形により、照射フィールドの形状も決定される。それ故、第１のラスタエレメントは、フィールドハニカムとしても表される。第２のラスタエレメントは、複数の第２の光源が形成される出射瞳に結合した瞳面中に配置され、又は近接している。それ故、第２のラスタエレメントは、瞳ハニカムとしても表される。前記瞳ハニカムの形状は、第２の光源の形状に対応するように選択されることが好ましい。上述の明細書において、第１のラスタエレメントの形状は、照射されるフィールドのような形状、すなわち長方形に選択される。そして、第２ラスタエレメントの形状は、６角形に選択され、それ故、円形の光源の形状に概略で対応している。米国特許第２,１８３,２４９号明細書は、反射型のフィールドハニカムと屈折型の瞳ハニカムとを備えるハニカムコンデンサーをさらに示している。同様の構成が、独国特許第５６１５７３号明細書に既に示されており、これは反射型のフィールドハニカムと、屈折型の瞳ハニカムとからなる。独国特許第２８０３２７７号明細書には、屈折型のハニカムコンデンサーシステムがどのように反射型のハニカムコンデンサーシステムに転送されるかを示している。引用された独国特許第２８０３２７７号明細書の図６には屈折型のハニカムコンデンサーの、図７には反射型のハニカムコンデンサーシステムの、個別の実施例が示されており、それぞれが、独国特許第２８０３２７７号明細書において、半導体エレメントの製造用基板を照射する目的で配置されるマスク中におけるフィールド面の均一な照明用に提供される。
【００１４】
米国特許第３,９４１,４７５号明細書には、マイクロリソグラフィ用の照明設定を変化させる目的でハニカムコンデンサー付近において配置したダイアフラム（隔膜）を備えたハニカムコンデンサーが示されている。米国特許第３,９８８,０６６号明細書には、ハニカムコンデンサーに結合するさらなる手段が最終的に提案され、従って、照明設定をその構造に基づいて変化させることができる。米国特許第５,２３７,３６７号明細書には、瞳照明及びイメージング設定を変化させるために同一物の前に位置するズームレンズシステムを備えるハニカムコンデンサーが開示されている。
【００１５】
米国特許第４,４９７,０１３号明細書により、光混合をさらに改良する目的で、例えば次々に整えられた２つのハニカムコンデンサーといった、いくつかの積分器の配置が提供される。
【００１６】
米国特許第４,６８３,５２４号明細書には、ハニカムコンデンサーの拡張を適切に選択することによってそれぞれの照明角度が得られるマスク照射用の瞳照明を備え、フィールド面に均質な照明を提供するための手段としてハニカムコンデンサーが開示されている。このハニカムコンデンサーの照明は、ハニカムコンデンサーの外部領域及びそれによる瞳がその縁部でより強い強度で照射されるように構成されている。
【００１７】
米国特許第５,３３５,０４４号明細書には、より均一なフィールド面の照明を確保する目的で、単に部分的に照射されたフィールドハニカムを整えるためにハニカムコンデンサーに近接して配置されたダイアフラムを備えた屈折型のハニカムコンデンサーが示されている。
【００１８】
米国特許第６,０４９,３７４号明細書には、フィールドに亘って変化するイメージング設定によって理想的な撮像特性からフィールドに基づく偏差を補償するために、フィールド面に結合した平面内でのフィルタエレメントを有するハニカムコンデンサーが示されている。
【００１９】
既に上述したように、ハニカムコンデンサーは、瞳撮像を行う光学撮像システムを必要とする。何故なら第２の光源は、結合した瞳面か同一物に近接しているハニカムコンデンサーの出口面において形成されるので、第１のファセットな光学エレメントと第２のファセットな光学エレメントとの間の光チャンネルを所定の選択を介して、任意の事実上望ましい瞳照明を得ることができる。例えば、米国特許第３,９４１,４７５号明細書及び米国特許第４,１０９,３０４号明細書に記載されたように、チャネル選択ダイアフラム又はハニカムコンデンサーの任意に構築された照明を介することにより、上述の瞳照明が得られる。米国特許第３,９４１,４７５号明細書において、瞳照明は、ファセットな光学エレメントに近接するダイアフラムによって制御される。米国特許第４,１０９,３０４号明細書には、環状の照明が、光学手段によって提供され、これにより光損失の低減がもたらされる。米国特許第４,２４１,３８９号明細書に開示されているように、ケーラー（Ｋｏｈｌｅｒ）の条件の下で瞳照明を制御するためのズームシステムを用いることが知られている。
【００２０】
従来型の応用に十分な光混合は、ハニカムコンデンサーの助けを借りてフィールド面の中で複数の光バンドルを重ね合わせることにより達成される。それ故、フィールド面における実質的に均一な照明も、フィールドに依存しない瞳照明の需要を省略することができる場合に、達成することができる。
【００２１】
当技術の状態に従う照明システムにおける不利益は、照射されるフィールド上に亘って実質的に一様に照射する瞳が得られていないことである。
【００２２】
それ故、本発明の目的は、高性能のリソグラフィシステムにおいて要求されるような、すなわち、フィールドに亘って設定されたコヒーレンスパラメータが変化しないような、出来るだけフィールドに依存せず全体的に一様な瞳面における出射瞳の照明を実質的に誤差無く提供することである。
【００２３】
更に、フィールドはそれ自体、本質的に一様な方法でフィールド面の中で照射されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の目的は、各々の光強度を有する複数の光チャネルに光源の光を分割する少なくとも１つの光インテグレータを備える、照明システムのように解決される。さらに、照明システムは、少なくとも１つのフィルタエレメントを有するフィルタを備え、前記フィルタエレメントは、少なくとも１つのチャネルの光強度が減少されるように構成されている。
【００２５】
さらなる実施の形態においては、光学部品は、ハニカムコンデンサーと照射されるフィールド面との間の光路中において配置されて提供され、球面収差がない方法で十分に補正される。照明システムは、フィールド面中のフィールドにおける実質的に一様な照明が得られるように構成されて配置される少なくとも１つのフィルタエレメントを有するフィルタを備える。
【００２６】
当業者に知られているように、球面収差がない補正および正弦条件の実現は、互いの条件付きで、同じ事実を単に記述するものであり；したがって、両方の用語は同義的に使用される。
【００２７】
光学のシステムは、瞳面中の光線の高さpと光線の角度∂との間に、p=fsin∂が得られる場合に、ｆを瞳及びフィールド面間のレンズ群における焦点距離として、(「Beitrage zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung」(顕微鏡および微視的な観察に関する理論的貢献)、M.SchultzeのArchiv fur mikroskopische  Anatomie、Vol.IX413-468(１８７３)においてE.Abbeによって説明されているように)球面収差の無いように補正されるものと見なす。すなわち、瞳面中の光線角度bとフィールド面中の光線高さxの間に、x=fsinbの関係が得られる場合、類推的に、球面収差がない補正が反対の場合にも参照される。この場合は、レンズ群は、ハニカムコンデンサーと照射されるフィールド面との間に配置される光学部品に相当する。直径２pmaxのハニカムコンデンサーに拡張すると、最大角度のサインsin∂bel=Pmax/fを有するフィールド面における一定の角度スペクトルの中で転送される。それ故、最大フィールド高さXmaxのフィールドは、瞳面での口径角度のサインsinbmaxにより与えられる。すなわち、ハニカムコンデンサーの後ろに、sinbmax=Xmax/fで与えられる。この場合、fは瞳とフィールド面との間のレンズ群の焦点距離です。これは、図３において示されている。
【００２８】
本出願において、球面収差がない補正又はアッベ正弦条件(つまり、光学エレメントは、球面収差がない方法で十分に補正される)は、全ての瞳座標に対して、方程式sin∂=P/fが１０％より多く満たされ、特に２％より多くが満たされる場合に、十分に満足される。すなわち、瞳面における地点ｐと交差する光線は全て、伝播角のサインが１０％未満、特に２％未満で変化するような、互いの最大角の偏差に対して並行な、フィールド面の領域内に延びている。類似した方法では、本出願における球面収差がない十分な補正は、瞳面を通過する光線束の光線がフィールド面の地点ｐを、フィールド高さｘにおける最大地点撮像ひずみが１０％、特に好ましくは２％での光軸に対して光線角度ｂで、x=fsinbに従って交差する、場合に理解されるべきである。
【００２９】
これは、１０％未満、特に好ましくは２％未満でのアッベ正弦条件からの偏差への入射瞳中のハニカムコンデンサーの後の平面の投影に相当する。すなわち、入射瞳中のハニカムコンデンサーの後の平面からの投影に対するイメージングスケールβは、光軸に対するハニカムコンデンサーの後の光線の角度ｂよりも最大１０％より大きく変化し得る。これにより、１０％未満、特に好ましくは２％未満のいわゆるσ偏差によって、フィールド面の最大口径角度∂belの変化が１０％未満、特に好ましくは２％未満であることが保証される。
【００３０】
光学部品がアッベ正弦条件を十分に満たす場合、光学部品は非常に良く正弦補正され、投影照明システムの投影レンズの入射瞳と一致する照明システムの出射瞳の中の第２の光源の投影が本質的に誤差のないものとなるという結果をもたらす。球面収差がない補正の結果、フィールド面の中で照らされるフィールドのそれぞれのフィールドポイントに割り当てられるそれぞれ瞳が、入射瞳の平面とほぼ同サイズであるいることが保証される。これは、テレセントリックシステムの実施例を参照して下記で説明されるであろう。テレセントリックシステムにおいて、瞳面およびフィールド面は相互にフーリエ逆変換の関係にあり、つまり、入射瞳はレチクルの観点から無限遠に存在する。正弦条件が満たされる場合、瞳面からの平行な光線がある共通のポイントでのフィールド面の中で交差することが保証される。ハニカムコンデンサー又はディフューザーの下流の光路中におけるある放射特性が存在する場合、光軸に対してある傾斜角を有する全ての光線が、フィールド面中の割り当てられたポイントでの反射強度を規定する。ハニカムコンデンサー又はディフューザーが所定の領域内で均一な反射を有する場合、全てのフィールドポイントは、ハニカムコンデンサー又はディフューザーのこの領域からの放射を逆に受けるであろう。レチクルから影響されるハニカムコンデンサー又はディフューザーの領域がフィールドに独立である場合、つまり、照明ビームの同じ角度のスペクトルが各フィールドポイントで存在している場合、このことは、出射瞳中のハニカムコンデンサー及びディフューザーにおける出射瞳の投影に対して、球面収差のない補正及び正弦条件の一致による規定に従って達成される。テレセントリック条件に対して与えられる条件は、明らかな方法で当業者によって何ら制限されることなく非テレセントリックな場合に変換することが可能である。
【００３１】
出射瞳の中でそれぞれのフィールドポイントに関連した瞳の一定の照明を達成するためには、ラスタエレメントを備えた第１の光学エレメント上に入射する光フラックスが本質的に一様であると有利である。ラスタエレメント、つまりフィールドハニカムプレート、を備えた第１の光学エレメントの平坦な又は一様な照明によって、第２の光源の個々の光バンドルの発散角がフィールドハニカムによって制限された状態で、ハニカムコンデンサーの出口面における一様な明るい第２の光源がもたらされる。
【００３２】
フィールド面中の均質的に照らされたフィールドと同様に、フィールド面中の各フィールドポイントの一定の照らされた瞳をも達成するために、最大発散角内の第２の光源の反射特性がランバート放射器のように実質的に作用すること、つまり、立体角要素dΩ中の角度αで放射される放射強度Ｉ（α）（光バンドルの放射フラックスΦe）が光軸に平行に放射された光バンドルの放射強度Ｉ（０）に対して放射角度の余弦のように作用することを、保証する手段を提供することが必要である。
【００３３】
本出願は、Naumann/Schroder「Bauelemente der Optik(Components of Optics)」,Hauser-Verlag 1992,p.28-29に列挙されている光工学用語を使用する。
【００３４】
【表１】
2007500432.tif 000003
【００３５】
フィールド面中のフィールドの均質な照明は、ハニカムコンデンサー及び先に配置され得るレンズシステムによって提供される第２の光源が、ランバート反射特性に見合う反射特性を有している場合にのみ達成されるであろう。このような反射特性は、一般的に存在しない。このような反射特性は、ＥＵＶリソグラフィの中で一般に使用される照明システムでは特に得られない。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明によれば、照射されるフィールドの均一さを補正するため、及び、第２の光源のそれぞれの反射特性を保証するため、少なくとも１つのフィルタエレメントが提供される。この目的のために発明された手段は、実質的にフィルタエレメントであり、特に、第２の光源の反射が十分にランバードに類似するように、つまり、第１ラスタエレメント（つまり、フィールドハニカム）から出発する個々の光バンドルの放射フラックスが、フィールド面で均一な照明が得られる位置依存の方法で変化するように、送信の位置依存偏差（つまり、光チャネルの光強度の位置に依存する減少）を経て放射のフィルタリングを行うグレーフィルタである。光強度の減少は、光チャネルにおける照射された光強度の合計の０％から１００％の間であることが好ましい。つまり、例えばフィルタエレメントの透過が、光チャネルの光強度の合計で０％から１００％の間に存在することが好ましい。特に好ましくは、光チャネルにおける光強度の合計が約２５％より大きくて約８０％より小さいことである。つまり、フィルタエレメントの透過が光チャネルの全体に対して２０％より大きくて７５％より小さい範囲に存在していることである。本発明によるフィルタエレメントは、コヒーレンスパラメータを変化させるため、他の手段とさらに結合することができる。また、他の手段との調整が必要な場合には、前記フィルタエレメントは、交換または能動部品（active element）によって変えることもできる。投影設定が、ダイアフラム又は円錐形のエレメント、回折エレメント、又はプリズムのような他の光学エレメントによって、出射瞳の円状照明から環状の照明又は多極型の照明に変わった場合、例えば特定の設定のためにフィルタホイールを経て交換される、本発明による補正フィルタ、又は、本発明による補正フィルタを経て直接作製される設定又はコヒーレンスパラメータを調整することが必要であろう。
【００３７】
本発明の実施の形態では、照射されるフィールドは、方位角方向又は半径方向に拡張されたリングフィールドであることが好ましい。
【００３８】
リングフィールドがフィールド形成光学部品を用いて形成される場合、光学エレメントが、照射されるフィールド面中でのフィールドの半径方向で十分に球面収差の無い補正をしたときに、有利である。つまり、他の方向において、瞳座標に関係のある方位角の方向中では、フィールド形成レンズシステムの結果として、これは可能ではない。
【００３９】
フィールド面の中でフィールドの本質的に均質な照明を保証するフィルタエレメントは、個別の部品として光インテグレータに近い光源からフィールド面まで光路中において整えることができるか、又は、光インテグレータに統合することができる。本発明の第１の実施の形態において、フィルタエレメントは個別の光学部品として配列され得るとともに、光インテグレータに近接し及び／又は正面のフィールド面へ光源からの光路中に配列され得る。この配列に換えて、光インテグレータの後及び近接しるフィールド面へ光源からの光路中にフィルタエレメントを配列することもできる。特に好ましい実施の形態において、光インテグレータは、複数のラスタエレメントを有する第１のファセットされた光学エレメントを備えている。特に有利な実施の形態においては、光インテグレータは、複数の第２ラスタエレメントを有する第２のファセットされた光学エレメントをさらに備えている。二重にファセットされた光インテグレータの場合には、第１のファセットされた光学エレメントと第２のファセットされた光学エレメントとの間の、光源からフィールド面への光路中に本発明によるフィルタを配列することが可能である。
【００４０】
個々の個別の面を備えた光インテグレータとして形成されるハニカムコンデンサーの代わりに、自由形式の表面として整えることができるディフューザーによる照明システムでのハニカムコンデンサーによる効果を得ることができる。このような自由形式の表面は、個々の要素で作られておらず全体の表面に亘って連続的に微分可能であるという点で特に特徴づけられる。この自由形式の表面は、複数の突出部や凹み部を有している。この突出部や凹み部は、グリッドポイントを規定する。前記グリッドポイント間におけるそれぞれの表面部分は、局所的に連続である微分可能な関数によって、特に局所的に２つ（twofold）の連続的に微分可能な関数、つまり、いわゆるスプライン、によって、記述することができる。自由形式の表面からなるこのようなディフューザーに対する簡単な例は、欧州特許第１０２４４０８号明細書により知られている。
【００４１】
本発明は反射型の照明システムに限定されておらず屈折型の照明システムを含むので、フィルタエレメントは、可変反射率を備えた反射型フィルタエレメントと同様に、可変透過率を備えた透過型フィルタエレメントとしても、構成することができる。
【００４２】
特に好ましい実施の形態においては、可変ライン及び／又は点密度を含む可変グレーフィルタと共に、可変グレーフィルタとして整えられるフィルタエレメントによって表わされる。その結果、グレーフィルタのグレー値はライン及び／又は点密度を通ってセットすることができる。
【００４３】
異なる照明セッティング用のフィールド面の均質の照明を得るためには、フィルタエレメントが交換可能であることは有利に提供される。
【００４４】
照明システムに加えて、本発明は、さらに、本発明による投影照明システムを使用することにより、マイクロ構造化した部品を生産する方法と同様に本発明による照明システムを含むマイクロリソグラフィ用の投影照明システムも提供する。
【００４５】
本発明は、下記の図面及び実施の形態を参照した実施例によって、記述されるであろう。
【発明の効果】
【００４６】
本発明は、照明フィールドの各フィールドポイントに対する形及び位置に関して、一様に照射される瞳を提供する照明システムに関する。さらに、本発明は、フィールド全体に亘って大部分が一定のコヒーレンスパラメータを同時に提供する間、フィールド面の均一な照明を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１及び図５は、屈折型の実施の形態に基づくフィルタエレメントの配列を記述する。本発明は、この同一物に限定されるものではない。当業者は、さらに回折、ホログラフィーの光学エレメントの使用により、反射型のシステムあるいはハイブリッドのシステムに、一般的な原理を単に自由に変換できることが理解される。
【００４８】
図１は、屈折表示における照明システムの主要な配置を示す。光源から生じる光フラックス１を備えた光バンドルが、ファセットな光学エレメントとして配置され得る光インテグレータ、いわゆるハニカムコンデンサーあるいはディフューザーに向かっている。口径角度bを備えた光は、ディフューザー又はハニカムコンデンサー３によって出力され、その口径角度は、特定領域７内で実質的に均一な方法で構造物生成マスクがフィールド面９内に照射されるコンデンサー・レンズ系５として指定される後の光学部品に依存するように選択される。同時に、少なくとも、照射されたフィールド７での事実上すべてのフィールドポイントは、照明セッティングを設定することによって異なる角度から一定の方法で照射される。照明セッティングは、例えば、光線形成レンズシステム中のディフューザー又はハニカムコンデンサー３の前か、又は、ディフューザー又はハニカムコンデンサー３に近接するように、設定される。図１は、ハニカムコンデンサー又はディフューザー３の後の照明システムの開口数ＮＡbel=Sin∂belをセッティングするための任意的なダイアフラム４０を示す。図示した実施例において、ディフューザー又はハニカムコンデンサー３の後部面４は、照明システム(つまり、いわゆる結合した瞳面)の出射瞳及び任意的なダイアフラム４０に結合した面に一致し、又は、前記面４に近接している。
【００４９】
二重ファセットなＥＵＶ照明システムにおいては、開示範囲が完全に本願に組込まれる米国特許第６,１９８,７９３号明細書に記載されているように、結合した瞳面は、いわゆる瞳のファセットな平面、又は第２のファセットエレメントの瞳ハニカムの平面と一致する。フィールド又は瞳ハニカムから成るハニカムコンデンサーの場合、瞳のファセット面は、周知のように、ハニカムコンデンサーの出口面内に、すなわち、図１における面４の中又は近接して、横たわっている。
【００５０】
照明システムの出射瞳と一致する投影レンズ２１の入射瞳１５の中のコンデンサーレンズシステム５による第２の光源のイメージングは、非常に良好に補正されなければならない。特に、コマエラーが生じてはならない。これは、光学部品がＡｂｂｅ正弦条件に十分に従う、すなわち、球面収差がない方法で補正される場合に達成される。Ａｂｂｅ正弦条件が満足されない場合には、イメージングスケールが放射角に亘って一定ではなく、すなわち、照射されるフィールド７におけるフィールドポイントに対して瞳が異なる大きさを有するということを意味する。このことは、σ偏差に相当する。σ偏差は、フィールドに亘るレチクル上の照射ビームの発散角の偏差であり、σは通常、従来型の円形の照明における、光軸に対する照明ビームの最大角∂belと、投影レンズ２１の最大受光角∂inのサインとの比率を示す。投影レンズの最大開口角は、入力側の投影レンズの開口数NAEIN=Sin∂inで記述することができる。光軸に関する照明ビームの最大角のサインは、NA bel=Sin∂bel で記述され、この場合には、面４におけるダイアフラム４０によって典型的な方法で調整することができ、従って、下記の式が適用される：σ=NA bel/NAEIN。ＥＵＶシステムについては、典型的にはσ=０.５〜０.８が適用され、σの値は、例えば可変のそして交換可能なダイアフラム４０によって変化し、例えば略１０%のフィールド上のσ偏差を伴う。段々とより小さくなっていく構造幅を前記イメージングフィールドに亘って低い偏差の構造幅で得るためには、σ偏差が実質的に低い、例えば２％未満であることが必要である。１０％の高いσ偏差を是正するためには、ハニカムコンデンサー又はディフューザーの後のコンデンサーレンズシステム５が十分にサイン補正され、つまり、正弦条件に従うことが必要である。
【００５１】
この事実は図２に概略的に示されている。同じ部材については、図１と同じ参照番号で示している。図２において、全体的に複数のレンズ又は鏡を備えることができるコンデンサーレンズシステム５.１は、非球面の形状でされ、正弦条件に適合しない。光軸１７上のフィールドポイント７．１を貫通する照明ビーム束１２．１は、軸方向の距離を有するフィールドポイント７．２への照明ビーム束の口径角度ａ２とは異なる口径角度ａ１で拡がっている。従って、このシグマの値σ１＝sina１/NAEINとσ２=sina２/NAEINとは異なり、フィールド上に亘ってσ偏差が生じる。フィールドポイントに対する照明ビーム束１２．１の主要な光線は、参照数字１４.１で指定され、フィールドポイントに対する照明ビーム束１２．２の主要な光線は、参照数字１４.２で指定される。図２は、結合した瞳面の中に、又は近接して位置している面４と、結合された瞳面におけるビーム角δと、Ｘ方向において最大の高さを有しているフィールド端点のような軸方向の距離を有するフィールドポイントに対するビーム高さｘと、をさらに示している。
【００５２】
図３は、さらに非球面の形状を有し、複数のレンズ及び／又は鏡を全体的に備えることができるコンデンサーレンズシステム５を示す。前記非球面の形状は、正弦条件に合致するように最適化されている。その結果、光軸１７上のフィールドポイントを貫通する照明ビーム束１２．１は、軸方向の距離を有するフィールドポイント７．２に対する照明ビーム束１２．３の口径角度ａ２＝ａ１に等しい口径角度ａ１で拡がっている。現在の図３において、軸方向の距離を有するフィールドポイント７.２は、フィールド面９において照射されるフィールド７のＸ方向における最大フィールド高さを有するフィールド端点として示されている。それ故、フィールドポイント７．２を通過する光線は全て、ハニカムコンデンサー又はディフューザーの後、つまり、フィールド面４内の光軸に対して口径角度ｂを有している。Ｘ方向は、本発明がスキャニング照明システムにおいて用いられる場合に、走査方向に垂直に立っている方向を表す。それ故、走査方向は、ｙ軸に沿っている。これは、図８における実施例において示される。このフィールド面９におけるビーム高さｘは、軸方向の距離を有するフィールドポイントに対して再度示されている。
【００５３】
他方では、照射されるフィールド面中の均一性は、正弦補正されたレンズシステムに影響される。何故なら、正弦補正されたレンズシステムは、第２の光源のランバード放射特性によってのみ、均一なフィールド照明をもたらすからである。独国特許第１０１３８３１３号明細書、米国特許商標庁に２００２年８月９日に出願された米国特許出願公開第１０／２１６,５４７号明細書、これらの開示範囲は本出願においてここで完全に包含されているが、によって開示されているように、任意の他の放射特性の場合において、正弦補正からの偏差によって平面中での均一な照明を制御して、それを最適化することは可能であるが、この照明の均一化は、上述したように全体的にフィールドに亘ってσ偏差をもたらす。
【００５４】
厳密な意味でのランバート放射器にのみ接続されたコンデンサーレンズシステムにおいて均一化した照明が生じる条件は、反射及び透過損失を無視することによってのみ適用される。実際には、ディフューザー又はハニカムコンデンサーの理想化された所望の反射特性は、撮像平面１９から反転したビームを辿ることによって数値的に計算され得る。このような数値計算は、当業者の知識領域の範囲内である。
【００５５】
第１の実施の形態では、ディフューザー又はハニカムコンデンサー３は、それぞれのエレメント３の後の平面４における放射特性は（もしあれば、透過又は反射損失を考慮した）、ランバート放射器又はそれぞれの放射特定に対応するように構成されている。従って、正弦補正レンズシステムに接続することで均一なフィールド照明がフィールドに依存しないσ分散で得られる。この目的のために、ハニカムコンデンサーは、例えば非球面の表面によって補正され得る。これは、製造中において非常に厄介である。この製造は、数マイクロメータの個々のハニカムコンデンサーエレメントにおける非常に小さい寸法のために、ほとんど満足いくような精密さで達成することができない。
【００５６】
規定のフィールドを照射することを保証するために、複雑に制御された反射特性を有するディフューザーは、実質的に同一の独立し、反復的なセル（ハニカムコンデンサーのような）から通常構成されている。従ってこれらのエレメントもまた、補正される。製造それ自体で発生する製品の欠陥や困難さのために、投影リソグラフィに対して必要とされるような所望の放射特性を十分正確に調整することも困難である。
【００５７】
平面４中で所望の放射特性を得るための非球面又は個別のエレメントといった光学手段によってのみ平面４の照明をセッティングすることは、誤差の影響を受けやすいために非常に困難である。ディフューザー又はハニカムコンデンサーに入射する放射線１の任意の変化は（例えば、入射角度又は強度分布）、固定されて不動な光学エレメントの場合に、所望の結果、つまりフィールド面９又は照射される撮像平面１９に亘って一定なσ偏差での均一な照射、からの偏差をもたらしてしまう。
【００５８】
それ故、本発明における実施の形態は、ハニカムコンデンサー又はディフューザー３が誤差を考慮した単一の構成で提供されていることが好ましい。これらの誤差は、所望の照明が得られるように、それぞれのレンズシステムの製造誤差及び入射ビーム特性１を有するそれぞれのレンズシステムにさえ任意的に適用し得る、別々の補正エレメントで補正される。
【００５９】
前記要求される角度分布のランバート放射器に形成されている第２の光源を結合した瞳面が存在しない場合には、図４に示したように、本発明におけるフィルタエレメント２３のような補正エレメントによって設定することができる。下記の図において、同一の部品は、図１におけるような同一の参照番号を有する。
【００６０】
フィルタエレメント２３は、第２の光源又はディフューザー又はハニカムコンデンサー３の端面がそこに一定の距離で横たわるように、結合した瞳面４の中に正確に位置していないことが好ましい。図５に示されるように、フィルタエレメント２３は、有利には、例えば第２のラスタエレメントから発生した独立した光バンドル２７．１及び２７．２及び光フラックスがまだ重ならないように位置している。このようにすると、各第２ラスタエレメントに接続されているような、又は、放射線における所定の角度分布が得られるような方法、例えば、グレーフィルタによって、第２の光源の焦点に対する十分な距離での瞳ハニカム平面３．１の各瞳ハニカム３．１．１で存在している、発散した光バンドルに影響を与えることが可能となる。前記角度分布は、なされたセッティングによって影響され、テレセントリシティ（telecentricity）に関する要求を満足して、フィールド面９において照射されるフィールド面における最も均一な照明が得られる。
【００６１】
テレセントリシティの要求は、フィールド面９における照射領域７中のフィールドポイントに関連する主要な光線のそれぞれに対する要求として理解されるべきである。この主要な光線は、フィールドポイントを通過する照射ビーム全体に亘るエネルギー手段である。全体的に、照射される基板の焦点がぼけた場合にひずみ誤差が生じないためには、照射される基板の平面中のテレセントリックなビーム経路が、投影リソグラフィ、つまり、撮像平面１９に対して望ましいものである。このことは、撮像ポイントを貫通する撮像平面中で光バンドルの主要な光線が、例えば偏差が１０ｍｒａｄ未満で、実質的に光軸に対して並行に延長されるべきである、ということを意味する。撮像平面中でのテレセントリックな方法で主要な光線が進むことを保証するために、投影レンズ２１を通してビーム束の反転したビーム追跡によって容易に見いだせるそれぞれの角度にフィールド面内で調整されなければならない。それ故、照明システムによって提供される必要があるフィールド面９内の主要な光線における特定の角度分布が得られる。単純化するために、テレセントリック分布は常に、図１から図３においてフィールド面内であると仮定する。このことは、全ての照明の円錐の主要な光線（図１及び図２で照明ビーム束として表されている）もまた、光軸に並行な指定のフィールドポイントに延長されることを意味している。
【００６２】
光インテグレータの放射特性は、フィルタエレメント２３で影響を受ける。光インテグレータとしての第１及び第２ラスタエレメントを備えた２つのファセットな光学エレメントを備えたハニカムコンデンサーの場合には、必ずしも第２のラスタエレメントを備えた第２の光学エレメントの後にフィルタエレメントを配置する必要はない。さらに第１のラスタエレメントを備えた第１のラスタエレメントと、および第２のラスタエレメントを備えた第２の光学エレメントとの間、あるいは、第１のラスタエレメントを備えた第１の光学エレメントの前に、配置することができる。図６は、光インテグレータにおける第１光学エレメント３．３と第２光学エレメント３．１との間の配列を示している。光インテグレータは、いわゆるフィールドハニカム３．３．１である第１ラスタエレメントを備えた第１光学エレメント３．３と、いわゆる瞳ハニカム３．１．１である第２ラスタエレメントを備えた第２光学エレメント３．１とからなる。それぞれの独立したフィールドハニカム３．３．１から発生する光バンドルは、参照番号２９．１、２９．２で指定される。第２光学エレメント３．１が第２ラスタエレメント３．１．１とともに配列されている平面内又は平面に近接して、第２の光源３０．１、３０．２が形成される。フィルタエレメント２３が第１光学エレメント３．３及び第２光学エレメント３．１の間に配置している場合、これらは互いに隔置されている。図７は、第１ラスタエレメント、つまりフィールドハニカムを備える第１光学エレメント３．３の前の、光源（図示せず）からの光路中のフィルタエレメントの配列を示している。
【００６３】
スキャン照明が例えば投影照明システムで行われる場合には、走査方向に積分された強度が実質的に均一であれば照明の一様性に対しては十分である。実質的な均一さは、本出願において、完全に均一な照明からの例えば０．５％未満での偏差として、理解されるべきである。このことは、走査方向に積分した所望の強度が得られるようなフィールドハニカムの前に、走査方向に直接的にフィールドハニカムの有効な膨張をマスクし又は影響を及ぼすことを許容する。
【００６４】
走査方向での一様性を計算するために、リング状のフィールド弧の形状をしたフィールド面における照明は、例えば、システム材表のＹ方向に並行に延長した走査方向を有していると仮定する。このようなリング状のフィールド及び、これに関連して、Ｘ及びＹ方向を規定する座標が図８ａに示されている。走査方向に垂直なＸ方向に依存するスキャニングエネルギー（ＳＥ）は、以下のように計算される。
【００６５】
SE（X）=∫E（x，y）dy
【００６６】
ここで、Ｅはｘ及びｙに依存するｘ−ｙフィールド面中の強度分布である。実質的に一様な照明が得られる場合、走査エネルギーがｘ位置に実質的に独立である場合に有利である。従って、走査方向の一様性は以下のように規定される。
【００６７】
一様性[%]=１００%＊(Semax-SEmin)/(SEmax+SEmin)
【００６８】
この場合、SEmaxは、照射されたフィールド領域で発生するスキャニングエネルギーの最大値であり、SEminは、最小値である。図８ｂにおいて、ｘ方向におけるSEmin及びSemaxとともに、非常に誇張したやり方で、積分された走査方向の一様性が示されている。
【００６９】
既に上述したように、例えば図５から７の説明において、放射特性は、瞳ハニカム平面３．１内又は近接した抽出した光源のイメージング（いわゆる第２の光源）と、個々の瞳ハニカム３．１．１が重なり始める光バンドル２７．１及び２７．２中の平面との間での平面中の位置に依存する方法で補正され得る。従って、放射特性に影響し得る。それぞれのチャネルに、つまり、ハニカムコンデンサーにおけるそれぞれの第２の光源に、従って、それぞれの瞳ハニカム又は第２のラスタエレメントに、割り当てられた複数のフィルタエレメント２３を有するフィルタ２５は、例えば上述したように、前記ハニカムと、第２の光学エレメント３．１の瞳ハニカムの付近までとの間、又は、瞳ハニカムのわずかに後との間に、第１光学エレメント３．３のフィールドハニカムの前に近接して配列され得る。屈折型ハニカムコンデンサー中では、前記フィルタは、フィールドハニカムの前又は瞳ハニカムの後に有利に付着される。屈折型ハニカムコンデンサーにおいて、前記フィルタは、フィールドハニカムの後で光源（図示せず）の光路中に有利に配列される。従って、これは２つの経路中で作用し、主に入射及び反射ビーム路で作用する。このことは、個々のハニカムチャネルに割り当てられ、第１光学エレメント３．３のフィールドハニカムと第２光学エレメント３．１との間、第２光学エレメント３．１の瞳ハニカムの後に形成されている、光バンドル２９．１、２９．２、２７．１、２７．２が重ならないという利益をもたらす。それ故、放射特性が最適な方法で制御され得る。
【００７０】
イメージング設定、つまり、イメージングの干渉度σが変化した場合、これは照明システムの出射瞳の照明が変化していることを意味するが、均一な照明を提供するためにフィルタを調整することが必要であり得る。この目的のためには、特定の調整用にいくつかのフィルタが変換器を介して利用可能になされることが有利である。このフィルタは、それぞれの照明装置に対して、つまり、例えば、ハニカムコンデンサーの製造ばらつきや、多層コーティングにおける反射防止コーティングに対する個別の方法において、調整することができる。例えば、照明システムを搭載した後で、フィールド面における照明が計算で予測された所望の均一性から外れていると判明した場合、本発明に従って補正又はフィルタエレメントのそれぞれを適合させることでフィルタによって所望の均一さに遡及的に設定することができる。この目的のために、測定された均一な分布から出発して、フィールドポイントに結合されたフィルタ中のポイントで透過フィルタのより高密度を決定し、それが圧倒する。
【００７１】
フィルタの交換は、異なるセッティングを直接的に設定することを原則として可能にする。しかしながら、これは光損失を伴う。
【００７２】
図９は、瞳ハニカムの後に配列した、例えばいくつかのフィルタエレメント２３．１、２３．２、２３．３、２３．４を有する従来型の設定のような、所定の照明設定に対するより詳細な図５から図７において示したフィルタ２５の実施例を示す。典型的な方法においては、ハニカムコンデンサーの４つのチャネルに対して、回転対称の送信分布が設定された４つの長方形の領域が示されている。この送信は、例えば、可変の厚さでのクロムコーティング又は、印刷技術のようなラスタされた方法（図示のような）でのクロムコーティングといった、様々な方法で構成されている。抽出して示された４つのセグメントにおける各セグメントは、第１ラスタエレメントを備えた第１光学エレメントによって形成された図５から図７に示されたような第２の光源から発生した図５から図７に示されたようなハニカムチャネル又は光チャネル又は光バンドルに相当する。前記フィルタは、図示された４つのハニカムチャネル用の同一のフィルタエレメントで実質的に構成されている。このフィルタは、それぞれの設計によって生じるランバード特性からの大きな偏差を補正するのに適している。設計誤差は、独立したハニカムレンズ又は鏡が製品化の結果非球面ではなく球状に設計され、又は、全てのチャネルの光学面が類似の方法で設計されて個々のチャネルの最適化が省略されている、という事実による誤差である。
【００７３】
他方では、図１０は、位置依存の方法での単一のハニカムチャネルにおける製品誤差を補正するハニカムチャネル用のフィルタの実施例を示す。従って、フィールド７の均一な照明が、このハニカムチャネル用にフィールド面９内で得られる。製品誤差は、表面誤差、コーティング誤差調整誤差、及び、フィールドハニカムにおける理想的な幾何学的図形からの偏差によってもたらされ得る。このようなフィルタは、フィールド面９又は撮像面１９におけるその後に測定された一様性誤差から例えば計算されて、照明システム中に導入され得る。実質的な製品誤差を補正するこのフィルタは、設計誤差を補正する上述のフィルタと連結され得る。従って、１つのフィルタだけが、用いるために必要となる。図１０におけるフィルタエレメントの補正の進行は、製品ばらつきの結果として各ハニカムチャネルに対して得られる。この送信は、例えば、可変の厚さでのクロムコーティング又は、印刷技術のようなラスタされた方法（図示のような）でのクロムコーティングを介して整えることができる。
【００７４】
図１１は、フィールドハニカムを備える、図５から図７において示した、第１光学エレメント３．３の前に配列されたランダムセッティング用のフィルタを示す。前記フィルタは、６つのハニカムチャネル用の、つまり、ダイアフラムによって走査方向における拡張が変えられる光インテグレータによって利用可能に作製される６つの光チャネル用の、６つのフィルタエレメントを備える実施例として示される。このフィールドハニカム４１．１及び４１．２用の異なるダイアフラム４３．１及び４３．２が、実施例として示されている。本発明によるフィルタエレメントが全てのフィールドハニカムの正面に装着されることは必要ではない。要求される誤差補正の一様性を得るためには、より低い数のフィルタエレメントで、通常十分である。ランバード特性からの偏差の結果として１０％の一様性誤差が存在している場合に抑えるためには、選択的に、つまり、走査方向に積分した一様性における一様性誤差を０．５％未満のフィールド高さに依存する方法で１００のハニカムチャネルのうち４０を遮断すれば十分である。それぞれのハニカム又は光チャネルにおけるフィルタエレメントの結果として、光チャネルにおける光の強度は、例えば導入されたダイアフラム４３．１、４３．２によってフィルタエレメントの後で抑制される。このことは、図１１において明示されている。この光の減少は、位置依存の方法において発生する。つまり、フィルタエレメントの表面を照射する光チャネルの光は、様々に照射された表面領域における異なる場所で、例えば、完全にダイアフラムの領域中や、ダイアフラムが光チャネル中に提供されていないような場所で、減少する。それ故、この減少は、位置に依存する。図９又は図１０において示されたグレーフィルタのような透過フィルタエレメントの場合において、透過及びこれによる減少は、位置に依存する方法で、０％の減少から１００％の減少の範囲で可変に調整することができる。
【００７５】
照射領域７（例えば、図８ａにおいて示したようなリングフィールド）におけるフィールド面９における透過した放射フラックスを投影した後に、走査方向、つまり、照明のｙ方向における走査方向に積分した一様性を補正するダイアフラムに換えて、透過する際の（例えば、フィールド面９におけるリングフィールドの）照明の一様性を補正するフィルタエレメントを備えたフィルタを装着することもできる。ダイアフラムは、例えば、ＥＵＶリソグラフィで用いられるようなミラーシステムの場合における選択の解決策となり得る。透過フィルタエレメントは、例えば１５７ｎｍ又は１９３ｎｍといった、より長波長の場合において、好ましい選択肢である。
【００７６】
図９及び図１０は、透過フィルタエレメントを備えたフィルタに対する実施例を示す。図１１は、ダイアフラムを備えたフィルタエレメントから構成されているフィルタに対する実施例を示す。図１１の説明から示されるように、照明の十分な走査積分された均一性を得るためには、フィールドハニカムの前にダイアフラムを単に装着することで十分である。
【００７７】
静的に設計されているフィルタエレメントがこのポイントまで記述されているが、つまり、フィルタエレメントは例えば製品誤差を補正するのと同じ方法で設計されているが、本発明はこれに限定されるものではないことは理解されるべきである。
【００７８】
静的なフィルタエレメントに加えて導入することができる能動フィルタエレメントを提供することも可能であろう。このような能動フィルタエレメントは、第１ラスタエレメントと第２ラスタエレメントとの間に形成されるハニカムチャネルからの光強度を減少することができる能動部品を備え、例えば、最大で完全に遮断される範囲で光強度を減少する。このような能動部品は、フィールドハニカムとしても設計されている個々の第１ラスタエレメントの端部で様々な方法で光強度が減少するように有利に設計されている。これにより、この照射される平面中において典型的に発生する過剰なフラックス密度、つまり、いわゆるフィールド面を減少させることができ、又は十分に回避することさえできる。このような能動フィルタエレメントにおける能動部品は、移動可能で厚さが可変であるワイヤのような例えば遮蔽を行うエレメントである。ビーム路の中で回転可能な櫛形のダイアフラム（comb diaphragms）又は可変の透過または反射を有する電気光学部品もまた可能であろう。
【００７９】
フィールド面中における照明の一様性は、フィールド端部で過剰な照明が顕著に生じているときに、光軸に向かう方向における第２光学ラスタエレメント（すなわち瞳ハニカム）の後で移動可能なフィルタエレメントの透過によって可変に補正することができる。図９のフィルタと類似なフィルタは、瞳ハニカムに近接して着座して光線のバンドルが
フィルタエレメント２３．１から２３．４の中央領域のみを介して妨害されずに通過することを許容されるか、又は間隔を空けて配置されることで光線のバンドルを第２の光源の後に十分に拡げて、フィルタエレメント２３．１から２３．４によって端部での減少されるように、ｚ方向において相違するバンドルの中に移動する。
【００８０】
図１２は、国際公開第０２/００６０８号パンフレット（EP）(その開示範囲は本出願によって完全に組み入れられる)において例えば示されるような、ＥＵＶ投影照明システムの実施例を示す。
【００８１】
図１２によるＥＵＶ投影照明システムは、例えば、グレーチングによって実現される回折スペクトルフィルタ２００を有する照明システム２０６を備える。光源２０１における中間像Ｚの付近におけるダイアフラム２０２とともに、例えば所望の波長（この場合には１３．５ｎｍである）よりも実質的に高い波長での望ましくない放射が、ダイアフラム２０２の後に位置する照明システムの部位に入るのを妨げることができる。
【００８２】
ダイアフラム２０２もまた、下流の照明システム２０６からグレーチング２００を分離するのと同様に、スペース２０４、集光器２０３を用いて光源１を空間的に分離するために使用することができる。中間部の焦点Ｚに近接するバルブの導入によって両方のスペースが分離されたときには、圧力による分離もまた可能である。空間的または圧力の分離により、光源から、ダイアフラム２０２の後に位置する照明システムに到達するまでの塵埃を防ぐことができる。
【００８３】
図１２で示されるような照明システムは、８つのミラーシェルを有するネスト化された集光器２０３を備える。第１光学エレメント１０２は、それぞれ５４ｍｍ×２．７５ｍｍに延長された１２２の第１ラスタエレメントを備える。第２光学エレメント１０４は、第１ラスタエレメントに付随してそれぞれ１０ｍｍの直径を有する、少なくとも１２２の第２ラスタエレメントを備える。例えば、本発明による図５から図７、より詳細な図１１を参照して記載されているフィルタエレメントに対応する補正エレメントは、１０００で表され、第１ラスタエレメントを有する第１光学エレメント１０２の前に直接配列されている。補正エレメントは、フィルタハンドル中で他のイメージングセッティングと交換するために位置している。前記フィルタハンドルは、ほぼ回転軸１０１０で回転することができる。（上述したように）能動部品を備えるフィルタエレメントとしての構成が可能である。図示された実施の形態において、補正エレメント１０００は、ラスタエレメントを有する第１光学エレメントの正面に位置している。このようにすると有利ではあるが、決して必須ではない。図５から図７において示したような、ラスタエレメントを有する第２光学エレメント１０４の後、又は、第１又は第２ラスタエレメントを有する第１及び第２光学エレメント１０２、１０４の間に配置することも可能であろう。図１２において示したような反射型システムの場合には、ファセットした光学エレメント１０２又は１０４に近接したフィルタエレメントを備えることが有利である。
【００８４】
第２の光学エレメント１０４の第２のラスタエレメントは、６枚の鏡１２８.１,１２８.２,１２８.３,１２８.４,１２８.５,１２８６を備えた下流の投影レンズ１２６における入射瞳Ｅの中に鏡１０６、１０８を介して投影される。投影レンズ１２６は、対象面１１４中のリングフィールドを、照射される対象が位置する撮像面１２４中の撮像フィールドに投影する。構造ベアリングマスク（structure-bearing mask）は、対象面１１４中に配列されている。
【００８５】
対象面１１４中のリングフィールドを形成するための照明システムのフィールド形成鏡１１０は、回転双曲面のオフ軸セグメントから成る。
【００８６】
図１２で示されるようなシステムは、対象面１１４中におけるＮＡ＝０.０３１２５の照明口径でＲ＝１３０ｍｍのフィールド半径で、つまり、レチクルの上で、照射される対象の平面１２４における口径ＮＡ＝０．２５を有する下流の４：１の投影レンズの入射瞳Ｅにおける充填率σ＝０．５によって、設計される。
【００８７】
図１２に示したような投影照明システムは、第１光学エレメントのフィールドハニカムを、例えば照射される対象（例えばレチクル）が配列されているフィールド面に直接的に投影するが、フィールドハニカムとしても設計されている第１ラスタエレメント中に投影照明システムを配置することもまた可能である。前記第１ラスタエレメントは、中間撮像に最小に投影されて、その後に、ビーム路中に位置するレンズシステムによってレチクルが配置されるフィールド面に投影される。このような照明システムは、その開示の範囲が本出願において完全に組み込まれる国際公開第０１／０９６８１号パンフレットから理解される。
【００８８】
図１３は、図５から図７又は図１２において示されるようなスキャニング投影照明システムにおけるフィールド面９又は１１４中で照射されるフィールドを示す。走査方向はｙ方向である。前記フィールド全体に亘る強度SE(X)=∫SE(X(y)dyは、その強度をｙ方向に積分しており、走査方向に積分した強度に対応する。ライン２５０は、フィールド高さｘ１に対する走査方向で表される。このフィールド高さｘ１に対する走査積分強度ＳＥ（ｘ１）を減少させたい場合には、結合した走査路に沿ったフィールドハニカム上で本発明によるフィルタによって透過出力を減少させる必要がある。従って、所望の走査積分強度ＳＥ（ｘ１）が得られる。図１４は、図５から図７又は図１２におけるフィールド面９又は１１４に投影される図１３で選択するようなフィールド高さｘ１に対する結合走査路を示す。走査積分強度ＳＥ（ｘ１）は、例えば走査積分の光出力を低減してこれにより一様性誤差を補正する目的で適切に配列したダイアフラムによって低減することができる。（図１４において示したような）フィールドハニカム上の結合走査方向２６０に沿ったダイアフラムの形状により、例えば、第１及び第２ファセット光学エレメントを有する二重にファセットした照明システムにおける、チャネル２７．１，２９．１に対する走査方向２５０中のフィールド面の照明が決定される。例えば１２２のフィールドハニカム、つまり、例えば１２２のチャネルを有する光学システムがあれば、ダイアフラムを経たフィールドハニカム上で走査積分した一様性を最大で約１％補正することが唯一可能である。この目的のためには、光学システムを完全なフィールドハニカムの下で停止することが必要であろう。しかしながら、これは照明の設定に影響があるであろう。それ故、走査積分した一様性の補正を、関連する瞳ハニカムが出射瞳をできるだけ対称に出射する多くのフィールドハニカムに亘って均等に分配することが有利である。これにより、前記フィルタは、照明の主要な光線上又は撮像平面１７中のテレセントリシティで何ら影響を受けない。
【００８９】
図１５は、補正エレメント１０００を有さない図１２によるＥＵＶ投影装置に対するフィールド高さｘに依存する走査積分した強度ＳＥ（ｘ）の実施例を示す。照射されるフィールドにおける高さｘが最大でｘ＝±５２ｍｍにおける、最小の走査積分した強度ＳＥminは９７．７％であり、最大の走査積分した強度ＳＥmaxは１０４．６％である。これに対する一様性誤差は、ΔSE=(SEmax+SEmin)/(SEmax-SEmin)≒３．４％である。
【００９０】
図１６は、フィールドハニカムの前にフィルタエレメントを備えた図１２に示したような補正エレメント１０００を用いて得られるフィールド面における一様性を示す。一様性誤差は、本発明に従って、それにより照明設定におけるテレセントリシティ特性の影響のないフィルタによって０．５％より大きく補正される。この実施例において、前記フィルタは、図１２に示したようなＥＵＶ投影装置におけるフィールドハニカムの正面に配置されたダイアフラムを有するフィルタを備えた図１１に示すようなフィルタの形状を有する。この目的のために、フィルタを有さない照明の一様性は、最初に撮像面１７又は１２４中で決定された。そして、１２２のフィールドハニカムのうち２８が選択された。撮像面における照明を整えるためにダイアフラムのそれぞれの形状は、図１３及び図１４において示されて説明された方法で決定された。光源が引き起こす放射照度の進路と、ハニカムプレートに入射する集光レンズシステムとが考慮された。一様性誤差を３．４％に補正するためには、選択された２８のフィールドハニカムから、０．５％未満の一様性誤差を得る目的で、フィルタエレメント上でフィールドハニカムによって照射された最大１５％の照射表面だけを遮蔽することで十分である。図１６における残りの誤差は、実質的な計算精度の結果であり、上述したような処理の反復によってさらに減少することができる。
【００９１】
リングフィールド用をフィールド形成がアナモルフィックなフィールド鏡（例えば、図１２に示した実施の形態で記載されるようなフィールド形成グレージング入射鏡１１０）を有する光学部品を通して発生した場合、少なくとも半径方向における正弦条件に対する違反が存在しない保証が必要である。方位角方向においては、（フィールドポイントに対して）結合された瞳ポイントの全てが同一角度で回転する、つまり、前記瞳が集光撮像している間一様に回転し、それ故、瞳の照明中の任意の不均一さを回避することを保証することが必要である。これについては、図１７ａから図１７ｂ及び図１８ａから図１８ｂに示されており、図１７ａ及び図１７ｂは、環状の照明を示す。これに対し、図１８ａ及び図１８ｂは、双曲型の照明を示す。
【００９２】
（例えば、フィールド形成グレージング入射鏡による）アナモルフィック投影によるリングフィールド形成を有する照明システム内では、光学上正確に出射瞳に結合される平面が存在しない。これは、例えば、前記フィールドに近接してリングフィールドを形成するために使用される図１２におけるグレージング入射鏡１１０のようなアナモルフィック効果を有する光学部品の光学的効果による。孤立したフィールドポイントを考慮すると、前記フィールドに近接するグレージング入射鏡は、瞳ファセット鏡近傍で第２の光源ポイントのスティグマティック投影を照明システムの出射瞳中で行う。瞳の照明が安定している（つまり、照明における主要な光線、直径及び均一性がフィールド面において照射されるフィールドの全ての地点で同等であり、従って例えばσ偏差がフィールド全体で変化しない）ことを保証するため、正弦条件が半径方向で（つまり、瞳平面のｒ方向で）満たされなければならない。それ故、出射瞳は、異なるフィールドポイントに対する単一な回転によって得られる。図１７ｂに示されるように、瞳の回転角は、フィールド面４００中のフィールドポイント４１１の方位角と一致することが好ましい。図１７ａ及び図１７ｂに示されるように瞳の照明４０５及び４１５は、環状の照明設定に対応する。角度φで異なっているフィールドポイント４０１及び４１１に対する瞳はほぼ角度φで回転することによって得られるので、図１７ａ及び図１７ｂに示した照明設定は、フィールドに依存しない。
【００９３】
主要な光線４０３及び４１３は、フィールドポイント４０１と、フィールドポイント４１１、ならびに環状の照明４０５及び４１５を備えた瞳面を備えたZ軸の交差ポイントの間に延在する。図１７ａにおけるフィールドポイント４０１は、中心のフィールドポイント(０、０)を示し、フィールドポイント４１１は、図１７bにおける軸外のフィールドポイントを示す。
【００９４】
半径方向(つまり、瞳面の中のｒ方向)でのみ正弦条件を満たすことにより、フィールド面中の一様性は、瞳ハニカムプレート中の反射特性により決定される。この場合において適切な反射特性が存在しなければ、上述したようなそれぞれの補正をすることが必要である。
【００９５】
本発明はまた、単純な方法で異なる照明セッティングを実現することも許容する。
【００９６】
もし、四極型又は双極型の照明といった、図１７ａ及び図１７ｂで示したような環状の照明から外れる照明を設定しようとする場合、本発明によるフィルタは、フィールドのファセット平面中の好適なダイアフラムによりもはや必要としないサブ瞳（sub-pupils）を遮断するために用いることができる。サブ瞳は、例えば１２２のハニカムチャネルを備えるハニカムコンデンサーにおける単一のチャネルにより形成されるような二次的な光源のイメージとして理解されるべきである。
【００９７】
この目的のために、図１３及び図１４によれば、サブ瞳が照射される各チャネル及び各フィールド高さに対してフィールドハニカム上のラインを決定することが必要である。全ての瞳ハニカムが第２の光源のイメージに対応することが考慮されなければならない。各照明を設定するために、照射されない各領域は、瞳の回転によって一部だけフィールドハニカムを遮断する各ダイアフラムによって絞られるか、又は遮断されなければならない。
【００９８】
図１８ａ及び図１８ｂは、双極型の照明の場合を示す。双極型の照明は、投影されたフィールドのコントラスト及び深さを増大させることができる。ここで、H.H.Hopkins著、“On the diffraction theory of optical images,Proc.Roy.Soc.London,A271,pp.408-432(1953)”の参照文献を示す(例えば、上記文献中の第３章、４２２ページ)。図１８において示されるように、フィールドハニカム上の異なるチャネル又は関連する領域は、フィールドに依存する方法で出射瞳の回転の結果として遮断されなければならない。
【００９９】
中央のフィールドポイント４０１用の瞳照明は、双極型の照明の場合用の図１８aにおいて示される。双極型の照明に対しては、この場合において光軸に対してＸ方向に配置される前記瞳の２つの軸外の領域だけが照射される。双極型の照明を保証するために、参照番号４０７で示される領域中の暗いスポット（dark spot）だけが照射される。
【０１００】
軸外フィールドポイント４１１用の瞳は、角度φに関する回転によって得られる。軸外フィールドポイント用の瞳は、図１８ｂに示されている。異なるフィールドポイント４０１及び４１１に対する瞳の照明を比較したい場合には、フィールド平面中のＸ／Ｙシステム座標におけるポイント（０、０）としても示される中央のフィールドポイント４０１に関連する瞳の照明は、フィールドポイント４１１に対する角度φに関して回転することが考えられる。フィールドポイント４１１に関連する瞳の領域４１７における暗いスポットは、図１８ａの参照番号４０７で示される照明に対応する。軸外のフィールドポイント４１１と同様に中央のフィールドポイント４０１に対して同じ瞳の照明を保証するために、
中央のフィールドポイントに対して瞳ハニカム及びこれによりハニカムチャネルが瞳面中の領域４０９中で絞られるように、好適なダイアフラムがフィールドハニカムの正面に提供され得るが、領域４０７を照らすチャネルは半透明である。照明４１９に対応する、フィールドポイント４１１用のチャネルは、絞られて、半透明のチャネルは、領域４１７に対応する。これを達成する方法は、四極型の設定を参照した実施例によって下記で説明される。
【０１０１】
設定を行うための本発明によるダイアフラムの決定は、図１９から図２３における四極型の設定の実施例によって示されている。投影レンズに一致する照明システムの出射瞳は、図２０から図２３において示されるように、領域２５０中だけで各フィールドポイントに対して照射される。上述したように、フィールド形成グレージング入射鏡を有するＥＵＶシステムにおいて、フィールド形成鏡が瞳ハニカムプレートを出射瞳中で撮像するために用いられる場合、瞳ハニカムプレートのイメージは、照明システムの出射瞳中で回転する。
【０１０２】
走査投影照明システムにおけるフィールド面１１４中で照射されるリングフィールド５０６は、図１９において示されている。走査投影照明システムは、図１２において実施例として示されている。
【０１０３】
合計４つのフィールドポイント５０１.１,５０２.２,５０３.３および５０４.４が、照射されるリングフィールドで示される。
【０１０４】
異なるフィールドポイントに属する出射瞳は、図２０から図２３に示されている。図２０は、中央のフィールドポイント５０１．１の出射瞳５３１．１を示す。図２１は、角度φに関して回転するフィールドポイント５０１．２の出射瞳５３１．２を示す。図２２は、フィールド左端でのフィールドポイント５０１．３の出射瞳５３１．３を示し、図２３は、フィールド右端でのフィールドポイント５０１．４の出射瞳５３１．４を示す。
【０１０５】
図１９は、第１ラスタエレメント（いわゆるフィールドハニカムコンデンサー）を有する第１光学エレメントに対する、例えば１２２の第１ラスタエレメントの外の２つの第１ラスタエレメント５０２、５０４をさらに示す。前記２つの第１ラスタエレメント５０２，５０４は、下記の説明において、第１の第１ラスタエレメント５０２及び第２の第１ラスタエレメント５０４として示される。
【０１０６】
各第１ラスタエレメント又は、いわゆるフィールドハニカムは、第２ラスタエレメント又はいわゆる瞳ハニカムに関連し、それ故、それぞれのフィールドポイントに属する出射瞳中のサブ瞳に関連している。第１の第１ラスタエレメント５０２のサブ瞳は、５１２で示されている。第２の第１ラスタエレメント５０４のサブ瞳は、５１４で示されている。
【０１０７】
リングフィールド５０６のフィールドポイント５０１．１に割り当てられる図２０における出射瞳５３１．１を考慮する場合には、第１の第１ラスタエレメント５０２に割り当てられるサブ瞳は、出射瞳５３１．１において照射される領域５２０内に存在する。第２の第１ラスタエレメント５０４に割り当てられるサブ瞳５１４は、中心フィールドポイント（０，０）に割り当てられる出射瞳５３１．１において照射される領域５２０の外側に存在する。
【０１０８】
関連する出射瞳は、リングフィールド５０６の他のフィールドポイントの回転を通じて提供される。他のフィールドポイントの出射瞳を回転させることによって、それぞれの瞳ハニカムに関連する個々のサブ瞳もまた回転する。このようにして、サブ瞳５１２は、他のフィールドポイントに対して照射される領域５２０の外に移動する。全てのフィールドポイントに対して四極型の設定をさらに保証するために、これらの領域は、それぞれのフィールドハニカム上の（図１９において示されるように）フィルタダイアフラム５２２，５２４によって遮蔽されてもよい。
【０１０９】
フィールドハニカムが完全に遮断される領域は、光学的に結合されたフィールドポイントで放射フラックスに寄与しない。何故なら、放射フラックスは、このチャネルに対して遮断されるからである。図１８ａから図１８ｂ、及び図２０から図２３に示したように、構築した照明は、このように理解することができる。例えば単一のラスタエレメントの前に、フィルタダイアフラム５２２，５２４をＶ字形に配置した結果、瞳の中で滑らかな勾配が得られる。同時に、この勾配は、レチクル面中の照明の一様性が外れる（ジャンプする）ことを妨げるために用いられる。滑らかな勾配は、フィールドを通して走査方向を横断するように移動するときに、瞳ハニカムが急激に遮断されないように付与されている。その代わり、ハニカムチャネルが緩やかに遮蔽され、又は曲がって、Ｘ方向の所定の高さ以内でゆっくりと作動する。これは、図１９による投影された走査方向に対するスロープを有するダイアフラムの縁部によって達成することができる。
【０１１０】
図２０は、中央のフィールドポイントに割り当てられた出射瞳に対する１０７のチャネル用のサブ瞳を示す。フィールドハニカム５０２、５０４に関連するサブ瞳は、参照番号５１２、５１４で示され、誇張されている。出射瞳５３１．１における有縁領域５２０中のサブ瞳だけが、四極型の照明に寄与すべきである。これが、図１９のフィールドハニカム５０４に対応する２つのサブ瞳５１４の右側のものが、例えば、それぞれのフィールドハニカム５０４の前に配列された局所的なダイアフラムによって遮断されなければならない理由である。
【０１１１】
図２１は、フィールド高さｘに対応する角度φに関する回転によって得られるフィールドポイントに対する出射瞳５３１．２を示す。これらサブ瞳は、全て角度φに関して回転する。今、フィールドハニカム５０４に割り当てられたサブ瞳５１４は、照明に寄与しなければならない。つまり、図１９に示したフィールドハニカム５０４における位置で、停止又は遮断があってはならない。他方、図１９のフィールドハニカム５０２だけが、サブ瞳５１２を有する所望の照明に部分的に寄与し、それ故、図１９のフィールドポイント５０１．２に割り当てられた瞳５３１．２の有縁領域５２０だけを照射するために、部分的に停止する必要がある。
【０１１２】
図２２及び図２３は、リングフィールド５０６のフィールド左端及びフィールド右端での図１９のフィールドポイント５０１．３、５０１．４に関する出射瞳５３１．３、５３１．４を示す。図２２は、左端フィールドポイント５０１．３用の出射瞳５３１．３を示し、図２３は、右端フィールドポイント５０１．４用の出射瞳５３１．４を示す。それぞれのフィールドハニカム５０２、５０４のサブ瞳は、５１２及び５１４で示される。
【０１１３】
図２４は、例えば、この開示範囲が本出願においてここで完全に組み込まれている国際公開第０２/２７４０１号パンフレットのような、当技術分野の水準に従う、フィールドハニカムの正面のダイアフラムを示す。この図２４による実施の形態においては、前記ダイアフラムは、完全に照射されたフィールドハニカムだけがフィールド面中に投影されるように構成されている。全体で、第１光学エレメントは、例えば１２２の第１ラスタエレメント、すなわち、いわゆるフィールドハニカムを備える。
【０１１４】
図２４に対して、図２５は、フィールドハニカムを備える第１光学エレメントに対する本発明による例えば図１２において示したようなＥＵＶ投影露光装置中の、補正エレメント１０００として使用することができるフィルタ６０２の実施の形態を示す。一様性誤差が既に極低（例えば、約２％）であれば、残存する一様性誤差は、本発明により非常に僅かなハニカムチャネルだけをフィルタリングすることでダイアフラム６０４によって補正することができる。図示した実施例において、小さいしぼり又は遮蔽の領域６０６は、約３％、特に２％から約０．５％未満での一様誤差を補正するダイアフラム６０４の端部で８つの使用可能なフィールドハニカム又は第１ラスタエレメント６０３．１、６０３．２、６０３．３、６０３．４、６０３．５、６０３．６、６０３．７、６０３．８だけで付けられる。これは、図１２に示したＥＵＶ投影露光装置用として、例えば図１５及び図１６において示されている。
【０１１５】
記載したハニカムコンデンサーに換えて一般的なディフューザーが使用される場合、フィルタは単純な方法で移動することができる。ハニカムコンデンサーのように、ディフューザーの大部分はラスタされた構造を有し、フィルタポイントを照射する放射フラックスには、ディフューザー上の選択可能ポイントを有限の番号で割り当てることができる。この放射フラックス及びこれによる全体での一様性は、グレーフィルタによって同じ影響を受ける。製品ばらつきの結果として所望の方法によりフィールド面に均一に照射されないホログラフィーのディフューザーは、この補正フィルタが放射フラックスに対する些細な変化だけに適用される差異を有するホログラフィーのディフューザーのように計算し及び設計することができ、それ故、単なる吸収フィルタよりも、より感度の少ない方法及びより良い方法で構成することができる。Kurtz他著の“Design and synthesis of a random phase diffusers”(J.Opt.Soc.Am.63,p.1080-1092(1973))によって示されるような、前記ディフューザーが複数の鏡又はプリズムにより実現される場合、このようなディフューザーの反射特性は、本発明におけるフィルタ又は補正エレメントで補正され得る。
【０１１６】
本発明は、フィールド面の均一な照明と同様に照射されるフィールド面に亘る一定の瞳の照明に対して供給されるハニカムコンデンサーを備える照明システムを最初に提供する。前記一定の瞳の照明は、１０％未満の低いσ偏差によって表されるが、理想的な一様性から０．５％未満の偏差を有するフィールドの一様な照明と同時に達成される。一様な照明に加えて、本発明によるフィルタエレメントは、半導体構造のマイクロリソグラフィにおける高コントラストの投影のための、テレセントリシティの特性の維持及び投影の設定を同時に許容する。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】屈折表現における照明システムの主要な配置を示す。
【図２】σ補正されていないコンデンサーレンズシステムに対する実施例を示す。
【図３】σ補正されているコンデンサーレンズシステムに対する実施例を示す。
【図４】本発明における補正エレメントを備える屈折表現における照明システムの主要な配置を示す。
【図５】第２ラスタエレメントを備える第２光学エレメントの後の、光源からフィールド面への光線の経路の一部での、本発明における補正エレメントを備える屈折表現における照明システムの主要な配置を示す。
【図６】第１ラスタエレメントを備える第１光学エレメントと第２ラスタエレメントを備える第２光学エレメントとの間の、光源からフィールド面への光線の経路の一部での、本発明における補正エレメントを備える屈折表現における照明システムの主要な配置を示す。
【図７】第１ラスタエレメントを備える第１光学エレメントの前の、光源からフィールド面への光線の経路の一部での、本発明における補正エレメントを備える屈折表現における照明システムの主要な配置を示す。
【図８Ａ】Ｘ軸に沿って走査積分された均一度のプロットと同様にフィールド面中に照射されるリングフィールドの表示を示す。
【図８Ｂ】Ｘ軸に沿って走査積分された均一度のプロットと同様にフィールド面中に照射されるリングフィールドの表示を示す。
【図９】第２ラスタエレメントを備えた第２光学エレメントの後の光路中に配列するために、４つの光チャネル、いわゆるハニカムチャネルに対する４つのフィルタエレメントを備えた典型的なフィルタを示す。
【図１０】位置に依存する製品欠陥を補正するために、光チャネル、いわゆるハニカムチャネルに対する典型的なフィルタを示す。
【図１１】第１ラスタエレメントを備えた第１光学エレメントの前の、照射されるフィールド面へ光源からの光路中に配列するために、６つの光チャネル、いわゆるハニカムチャネルに対する６つのフィルタエレメントを備えた典型的なフィルタを示す。
【図１２】特にマイクロリソグラフィ用の、投影照明システムの典型的な配列を示す。
【図１３】フィールド面中に照射されるフィールドを示す。さらに、走査路も示される。
【図１４】個々のフィールドハニカムを示す。さらに、走査路も示される。
【図１５】補正エレメントを有さない図１２によるシステムのフィールド面中の走査方向に積分した一様性を示す。
【図１６】本発明による補正エレメントを有する図１２によるシステムのフィールド面中の走査方向に積分した一様性を示す。
【図１７Ａ】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する環状の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図１７Ｂ】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する環状の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図１８Ａ】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する双極型の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図１８Ｂ】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する双極型の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図１９】照明設定をセッティングするためのフィールドダイアフラムを備えるフィールドラスタエレメント用又はいわゆるフィールドハニカム用の２つの実施例と同様に異なるフィールドポイントを有するフィールド面中で照射されるリングフィールドを示す。
【図２０】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する四極型の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図２１】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する四極型の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図２２】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する四極型の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図２３】リングフィールドの異なるフィールドポイントに対する四極型の照明用の出射瞳の構造を示す。
【図２４】国際公開第０２／２７４０１号パンフレットによるいわゆるフィールドハニカム又はフィールドラスタエレメントの正面のダイアフラムを示す。
【図２５】フィールドラスタエレメント又はいわゆるフィールドハニカムを有する第１光学エレメントのための複数のフィルタエレメントを備える本発明によるフィルタの実施の形態を示す。
【符号の説明】
【０１１８】
１…光フラックス
３…ハニカムコンデンサー
４…平面
５…コンデンサーレンズシステム
７…特定領域
９…フィールド面
１７…光軸
２１…投影レンズ
４０…ダイアフラム
【図１】
2007500432.tif 000004
【図２】
2007500432.tif 000005
【図３】
2007500432.tif 000006
【図４】
2007500432.tif 000007
【図５】
2007500432.tif 000008
【図６】
2007500432.tif 000009
【図７】
2007500432.tif 000010
【図８ａ】
2007500432.tif 000011
【図８ｂ】
2007500432.tif 000012
【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】
2007500432.tif 000019
【図１６】
2007500432.tif 000020
【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月17日(2006.3.17)
【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】
ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の照明システムであり、光源から放射された光バンドルを、光強度を各々有する複数の光チャネルに分割する少なくとも１つの光インテグレータで、１１ｎｍから１４ｎｍの範囲の波長での、フィールド面のフィールドを照らすためのＥＵＶリソグラフィ用の、照明システムであり、
前記光インテグレータは、少なくとも第１のラスタエレメントを有する第１の反射型のファセットなエレメントと、少なくとも第２のラスタエレメントを有する第２の反射型のファセットなエレメントとを有する、反射型のハニカムコンデンサーであり、
光源からフィールド面への光路にフィルタが設けられ、
該フィルタは、フィルタエレメントを備え、該フィルタエレメントは、その後の光路で少なくとも１個の光チャネルの光強度が減少するように構成されていることを特徴とする、照明システム。
【請求項２】
前記フィルタエレメントの後の少なくとも１つの光チャネルの光強度は、
前記フィルタエレメントの前のそれぞれの光チャネルにおけるそれぞれの光強度の０％より大きく且つ１００％より小さい範囲で減少していることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記フィルタエレメントの後の少なくとも１つの光チャネルの光強度は、
前記フィルタエレメントの前のそれぞれの光チャネルにおけるそれぞれの光強度の２５%より大きく且つ８０%より小さい範囲で減少していることを特徴とする、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光チャネルがフィルタエレメントの表面を照射し、
フィルタエレメントは、照射面の異なる場所で光強度の減少が異なるように配置されていることを特徴とする、請求項２または請求項３のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光チャネルがフィルタエレメントの表面を照射して、前記フィルタエレメントは、照射面の異なる場所で光強度の減少が同じであるように配置されていることを特徴とする、請求項２または請求項３のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光チャネルの光強度を減少させるために、前記フィルタエレメントは光チャネルに関連した送信フィルタエレメントを含むことを特徴とする、請求項１から請求項５のうちのいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光チャネルの光強度を減少させるフィルタエレメントが、前述の光チャネルに関係する反射光学部材を備え、前記減少に合った反射率を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項８】
前記光チャネルに関連する送信フィルタは、可変中性フィルタである、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項９】
前記中性フィルタは、そのグレイスケール値が線密度及び／又は点密度によって設定できるように、可変な線密度及び／又は点密度を有する、ことを特徴とする請求項７に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光チャネルの光強度を減少するためのフィルタエレメントが、光チャネルに関連するダイアフラムを有する、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１１】
ＥＵＶマイクロリソグラフィ用の照明システムであり、少なくとも１つの光インテグレータと、照射されるフィールド面への光源からの光路に配置された少なくとも１つの光学部材と、照射されるフィールド面とを備えて、１１ｎｍから１４ｎｍの範囲の波長での、フィールド面のフィールドを照らすためのＥＵＶリソグラフィ用の、照明システムであり、
前記光インテグレータは、少なくとも第１のラスタエレメントを有する第１の反射型のファセットなエレメントと、少なくとも第２のラスタエレメントを有する第２の反射型のファセットなエレメントとを有する、反射型のハニカムコンデンサーであり、
前記光学部品は球面収差がない方法で十分に補正され、
フィールド面中のフィールドにおける照明が本質的に均質になるように適合されて配置されている少なくとも１つのフィルタエレメントを備える、ことを特徴とする照明システム。
【請求項１２】
前記光学部品は、フィールド面中のσ偏差は１０%未満であり、特に好ましくは２%未満であるように、球面収差がない方法で補正される、ことを特徴とする請求項１１に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記フィールドは、半径および方位角に拡張されたリングフィールドであることを特徴とする、請求項１から請求項１２のうちのいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１４】
前記光学エレメントは、少なくとも１つのフィールド形成光学部品を備え、
前記光学部品は、瞳像の少なくとも放射状の配置において球面収差がない方法で十分に補正される、ことを特徴とする請求項１３に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記フィルタエレメントは、別部品としての光インテグレータに近接するフィールド面への光源からの光路中において配置されているか、又は、光インテグレータに統合されている、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１６】
前記フィルタエレメントは、光インテグレータの正面に位置してこれに近接するフィールド面への光源からの光路中において配置されている、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１７】
前記フィルタエレメントは、光インテグレータの後面に位置してこれに近接するフィールド面への光源からの光路中において配置されている、ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１８】
前記光インテグレータは、複数の第１のラスタエレメントを備えた少なくとも１つの第１の光学エレメントを備える、ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項１９】
前記光インテグレータは、複数の第２のラスタエレメントを備えた第２の光学エレメントを備える、ことを特徴とする請求項１８に記載の照明システム。
【請求項２０】
複数のフィルタエレメントを備えたフィルタは、複数の第１のラスタエレメントを備えた第１の光学エレメントと、複数の第２のラスタエレメントを備えた第２の光学エレメントとの間の、フィールド面への光源からの光路中において配置されている、ことを特徴とする請求項１８に記載の照明システム。
【請求項２１】
前記フィルタエレメントは、可変な透過率を有する透過フィルタエレメントである、ことを特徴とする請求項１１から請求項２０のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２２】
前記フィルタエレメントは、可変な反射率を有する反射フィルタエレメントである、ことを特徴とする請求項１１から請求項２０のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２３】
前記フィルタエレメントは、可変中性フィルタである、ことを特徴とする請求項２１または請求項２２のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２４】
前記中性フィルタは、そのグレイスケール値が線密度及び／又は点密度によって設定できるように、可変の線密度及び／又は点密度を有する、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】
前記フィルタエレメントは、交換可能である、ことを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか１つに記載の照明システム。
【請求項２６】
波長１９３ｎｍ以下で、特にＥＵＶマイクロリソグラフィ用の投影露光システムであって、
光源と、フィールド面におけるフィールドを照らすための請求項１から請求項２５のいずれか１つに記載の照明システムと、
フィールド面上に配置された対象を像平面中に像に投影するための投影対象と、を備える、ことを特徴とする投影露光システム。
【請求項２７】
波長１９３ｎｍ以下で、特にＥＵＶマイクロリソグラフィ用のスキャナ型投影露光システムであって、
光源と、
照明システムとを備え；
該照明システムは、
少なくとも１つの光インテグレータと、
走査方向における拡張と走査方向に垂直な照明強度とを有するフィールド面の中で照射される、フィールドを有して、光インテグレータと照射されるフィールド面との間で照射されるフィールド面への光源からの光路中において配置されている少なくとも１つの光学エレメントと、
フィールド面において配置された対象物を像平面中の像に投影するための投影対象物と、を備え、
走査のエネルギーが走査方向において積分されたフィールドの照明強度であり、フィールド面における走査のエネルギーの一様誤差が、±３％未満、好ましくは±１％未満、特に好ましくは±０．５％未満となるように、
前記光学エレメントは球面収差がない方法で十分に補正され、
走査方向に垂直なフィールド面中のフィールドにおける照明が本質的に均質になるように適合されて配置されている複数のフィルタエレメントが得られる、ことを特徴とするスキャナ型投影露光システム
【請求項２８】
請求項２６又は請求項２７のいずれか１つに記載の投影露光システムを用いて、マイクロ構造部品を製造する方法。
【国際調査報告】
2007500432.tif 000032
2007500432.tif 000033
2007500432.tif 000034
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