(57)【要約】【課題】  照明系の複数の角度依存偏光変化光学素子により引き起こされる複数の偏光変化に関して最適化された照明系を提供する。その助けにより適切な偏光補償器が製造され得る方法を提供する。【解決手段】  割り当てられる光源（１０）の光で照明視野（７）を照明するためのマイクロリソグラフィ投影露光設備のための照明系が、照明系の瞳孔面（２３）に少なくとも１つの偏光補償器（１１）を有する。後者は、偏光を角度の関数として変化させる複数の素子（５）により導入された偏光変化の少なくとも部分的な補償のために使用され得る。位置依存偏光変化の目的のため、偏光補償器（１１）は、複数の複屈折素子又は複屈折光像を有する複数の素子として構成され得る偏光変化手段を有する。マイクロリソグラフィ投影露光設備の伝播特性は、とくに物理ビームスプリッタを備えた次の投影対物レンズの使用がなされるとき、このような偏光補償により高められることが可能である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
割り当てられる光源（１０）の光で照明視野（７）を照明するためのマイクロリソグラフィ投影露光設備用の照明系であって、照明系の少なくとも１つの瞳孔面（２３、６２）に配置されている少なくとも１つの偏光補償器（１１）が、瞳孔面（２３、６２）の光分布の偏光状態に位置の関数として影響を与えるための少なくとも１つの偏光変化器（１１ａ；１１ｂ）を有し、かつ、照明系の複数の角度依存偏光変化光学素子（５）により引き起こされる複数の偏光変化を部分的に又は十分に補償するように構成されている照明系。
【請求項２】
偏光補償器（１１）が、位置の関数として変化する偏光変化関数を有し、かつ、偏光補償器（１１）の光学軸心（１９）に関して偶数の放射対称性、とくに二重又は四重の放射対称性を有する、請求項１に記載の照明系。
【請求項３】
照明系が、光入射表面（５ａ）と光出射表面（５ｂ）を備えた積算ロッド装置（５）を有し、積算ロッド装置（５）が、複数のロッド側面（１７）と複数のロッドコーナー（１６）を有する多角形、とくに矩形の横断面を有する、請求項１又は２に記載の照明系。
【請求項４】
偏光補償器（１１）が、第１偏光変化作用を有する複数の第１扇形部（１２）を有し、第１扇形部（１２）の数がロッドコーナー（１６）の数に対応し、偏光補償器（１１）の周方向で複数の第１扇形部（１２）の間に第２偏光変化作用を有する複数の第２扇形部（１３）が存在していて、第２扇形部（１３）の数がロッド側面（１７）の数に対応し、複数の第１扇形部（１２）が複数のロッドコーナー（１６）に割り当てられた複数の角度部分に存在し、複数の第２扇形部（１３）が複数のロッド側面（１７）に割り当てられた複数の角度部分に存在し、第１及び第２偏光変化作用が異なっている、請求項３に記載の照明系。
【請求項５】
照明系が、四極形状光分布を瞳孔面（２３）に生成する機器（９、２０）を有し、複数のロッドコーナー（１６）が局在化される複数の角度部分に、四極形状光分布の高い光強度の複数の領域が局在化されるように設定され得る、請求項３及び４のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項６】
二次元ラスタ構造を有する回折光学ラスタ素子又は屈折光学ラスタ素子（８）が、照明系の瞳孔面（２３）又はその近傍に、とくに積算ロッド装置の光入射表面（５ａ）の上流の光路に位置していて、偏光補償器（１１）が瞳孔面（２３）又はその近傍に位置付けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項７】
照明系が、積算ロッド装置（５）の視野面、とくに光出射面（５ｂ）を、照明視野（７）上に結像するための結像対物レンズ（６）を有し、偏光補償器（１１）が、結像対物レンズ（６）の瞳孔面（６２）又はその近傍に位置している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項８】
偏光変化器として、偏光補償器（１１）が、異なる厚さ及び／又は異なる結晶配向の複屈折材料から形成された複数の素子（１８）、及び／又は、複数の異なる複屈折構造をもつ複数の素子を二次元配置したラスタ素子（１１ａ）を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項９】
偏光変化器として、偏光補償器（１１）が、種々の厚さの複屈折材料から形成された高さプロファイル（３０）を有する板（１１ｂ）を含んでいる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１０】
照明系へ導入するための偏光補償器（１１）を製造する方法であって、
少なくとも１つの角度依存偏光変化光学素子（５）により引き起こされる照明系での偏光の角度依存変化を決定する工程と、
角度依存偏光変化を補償する目的で、瞳孔面（２３、６２）で位置の関数として変化する偏光変化を計算する工程と、
位置依存偏光変化が角度依存偏光変化の少なくとも部分的な補償に適するように、偏光補償器（１１）を製造する工程と、所望の補償作用が生じるように照明系の瞳孔面（２３、６２）又はその近傍に偏光補償器（１１）を配置する工程
を有する方法。
【請求項１１】
偏光補償器（１１）が、複屈折材料から形成された複数の素子（１８）、又は複数の異なる複屈折構造の複数の素子を二次元配置したラスタ素子（１１ａ）として製造され、その厚さ及び／又は結晶軸心配向が、位置依存偏光変化が角度依存偏光変化を補償するのに適するような位置の関数として、予め定められている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
照明系が、光入射表面（５ａ）と光出射表面（５ｂ）を備えた積算ロッド装置（５）を有し、積算ロッド装置（５）が複数のロッド側面（１７）と複数のロッドコーナー（１６）を有する多角形の横断面を有し、偏光補償器（１１）が、第１偏光変化作用を有する複数の第１扇形部（１２）を有し、第１扇形部（１２）の数がロッドコーナー（１６）の数に対応し、偏光補償器の周方向で複数の第１扇形部（１２）の間に第２偏光変化作用を有する複数の第２扇形部（１３）が存在していて、第２扇形部（１３）の数がロッド側面（１７）の数に対応し、複数の第１扇形部（１２）が複数のロッドコーナー（１６）に割り当てられた複数の角度部分に存在し、複数の第２扇形部（１３）が複数のロッド側面（１７）に割り当てられた複数の角度部分に存在し、第１及び第２偏光変化作用が異なっている、請求項１０及び１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
位置依存偏光変化を計算する目的で、視野面（５ａ）の全地点に対して平均化が行われ、偏光補償器（１１）配置用の瞳孔面（２３、６２）にフーリエ変換で関連付けられている、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
照明系と投影対物レンズを有するマイクロリソグラフィ投影露光設備であって、照明系が、請求項１〜９のいずれか１項に記載された構成になっている、マイクロリソグラフィ投影露光設備。
【請求項１５】
投影対物レンズが、偏光選択的ビームスプリッタ表面を備えた物理ビームスプリッタを有する、請求項１４に記載のマイクロリソグラフィ投影露光設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、割り当てられる光源の光で照明視野を照明するためのマイクロリソグラフィ投影露光設備用の照明系と、照明系内へ導入するための偏光補償器を製造する方法と、照明系と投影対物レンズを有するマイクロリソグラフィ投影露光設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部品と他の微細に構造化された部品のマイクロリソグラフィ製造のための投影露光設備の性能は、投影対物レンズの結像特性により実質的に決められる。更に、設備の助けにより達成可能なウェーハ処理量と結像性能は、投影対物レンズの上流に配置された照明系の特性により実質的に影響される。この系は、主光源、例えばレーザの光を可能な限り高いレベルの効率で準備することが出来なければならず、そうするときに照明系の照明視野で可能な限り均一な強度分布を生成出来なければならない。加えて、照明系に種々の照明モード（設定）、例えば異なるコヒーレンス度を有する従来の照明、又はリング状視野照明又は軸外れ斜照明を生成するための極性照明が設定可能であるべきである。
【０００３】
割り当てられる光源により照射された照明光に偏光変化作用を及ぼす複数の光学素子が、複数の投影露光設備のための複数の照明系に設けられ得る。このような偏光変化は、例えば照明系の下流の投影対物レンズが特定の偏光方向の光で操作されることになっているが、それが望まれ得ないときに、望まれ得る。後者の場合、望ましくない偏光変化の少なくとも部分的な補償につながる複数の素子を照明系内に導入することが可能である。
【０００４】
先行文献ではない出願人の特許出願ＤＥ  １０２  １１  ７６２は、第１及び第２光学副系を有する光学系を記載しており、いずれも少なくとも１つの複屈折素子を有する。光遅延系は、２つの相互に直交する偏光状態の間に波長の半分の遅延を導入する光遅延素子を有し、第１及び第２光学副系の間に配置されている。光遅延素子は、光学系の複数の複屈折素子により導入される偏光変化作用を補償するのに役立つ。第１副系の複数の複屈折素子により導入された偏光変化は、第２副系の複数の複屈折素子により補償されるように意図されていて、そこで光学系を通過する光の偏光状態が遅延素子の助けにより９０°だけ回転されている。これは、同様な偏光変化作用を有する２つの副系の場合にとくに有利となり得る。遅延素子を配置するための最も有利な位置を決定する目的で、複数の複屈折素子及び／又は複数の素子の複数のグループを決定するために、ジョーンズ行列が計算される方法が明記されている。
【０００５】
１つの態様の場合、光学系は、第１複屈折素子としての第１ロッド積算器を有する第１副系と、第２複屈折素子としての第２ロッド積算器を有する第２副系を、実際上同一の寸法で有する。２つのロッド積算器の偏光変化作用は、２つのロッド積算器の間に配置された遅延素子により実質的に補償され得る。
【０００６】
ＥＰ  ０  ９６４  ２８２  Ａ１は、多くの屈折光学素子とともに１以上の球状及び平面状の鏡を有するカタディオプトリック投影対物レンズを有するマイクロリソグラフィ投影露光設備を記載している。対物レンズの複数の平面鏡は、入射面に垂直及び平行に偏光された光に対して異なる反射率を示し、それゆえ非偏光が投影対物レンズに入射されたとき、部分偏光が、この投影対物レンズを通る光の通路の後のウェーハ面に存在している。複数の平面鏡の偏光変化作用は、投影対物レンズの上流に配置された照明系における適切に合わせられた部分偏光照明照射の生成により実質的に補償されることが可能であり、それゆえ実質的に非偏光がウェーハ面に存在し、これは結像の品質に対して有利な作用を有することが可能である。
【特許文献１】ＤＥ  １０２  １１  ７６２
【特許文献２】ＥＰ  ０  ９６４  ２８２  Ａ１
【特許文献３】ＤＥ  １０１  ２４  ８０３  Ａ１
【特許文献４】ＥＰ  ７４７  ７７２  Ａ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、照明系の複数の角度依存偏光変化光学素子により引き起こされる複数の偏光変化に関して最適化された、最初に述べられたタイプの照明系を提供することである。更に、その助けにより適切な偏光補償器が製造され得る方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的は、請求項１に記載の特徴を有する照明系、請求項１０に記載の特徴を有する方法、請求項１４に記載の特徴を有するマイクロリソグラフィ投影露光設備によって達成される。有利な発展は従属する請求項に記載されている。全請求項の表現は、明細書に含められる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に述べられたタイプの本発明の照明系は、照明系の少なくとも１つの瞳孔面に配置されている少なくとも１つの偏光補償器が、瞳孔面の光分布の偏光状態に位置の関数として影響を与えるための少なくとも１つの偏光変化器を有し、かつ、照明系における複数の角度依存偏光変化光学素子により引き起こされる複数の偏光変化を部分的に又は十分に又は完全に補償するために構成される。発明者らは、偏光状態に位置の関数として影響を与えることにより、この変化が瞳孔面又はその近傍で生じるとき、視野面における角度依存偏光変化が少なくとも部分的に非常に効果的に補償され得ることを認識した。結局、もし位置依存偏光変化関数が瞳孔面又はその近傍で予め定められるなら、そこに続く視野面での結果は、本質的に視野面への入射角度の関数である偏光変化作用となる。
【００１０】
本発明の発展において、偏光補償器が、位置の関数として変化する偏光変化関数又は機能を有し、偏光補償器の光学軸心に関して偶数の放射対称性、とくに二重又は四重の放射対称性を有する。複数の角度依存偏光変化は、照明系の光学軸心に関して偶数の放射対称性の偏光変化作用を有する複数の光学素子により引き起こされ得る。これらは、例えば直線偏光で照射される複数の円錐アキシコン表面を含む。偏光補償器は、その光学軸心の周方向で適切に合わされた変化する偏光変化作用を有し、このような複数の素子の望ましくない作用を特別な有効性で補償し得る。
【００１１】
１つの態様において、照明系は光入射表面と光出射表面を有する積算ロッド装置を有する。積算ロッド装置は、複数のロッド側面と複数のロッドコーナーを有する多角形の、とくに矩形の横断面を有し、複数のロッド壁での多重内部反射により照明光を均質化するのに役立つ。光波長が小さいとき、それらの操作のモード及び複屈折材料からロッド装置を製作する必要性の理由で、それらはロッド装置を通過する光への偏光変化作用を有し得る。発明者による研究によれば、この偏光変化作用は、実質的に角度に依存するが、想像上でのみ、照明光が装置の光入射表面に入射する位置に依存する。積算ロッド装置の偏光変化作用は、それゆえ適切に合わされた偏光補償器の助けにより本発明の照明系で少なくとも部分的に補償され得る。
【００１２】
本発明の１つの発展において、偏光補償器は、複数のロッドコーナーの数に対応する数の、第１偏光変化作用を有する複数の第１扇形部と、偏光補償器の周方向で複数の第１扇形部の間に存在していて複数のロッド側面の数に対応する数の、第２偏光変化作用を有する第２扇形部を有し、第１及び第２偏光変化作用が異なっている。ここで、複数の第１扇形部が複数のロッドコーナーに割り当てられた複数の角度部分に存在し、複数の第２扇形部が複数のロッド側面に割り当てられた複数の角度部分に存在する。光学軸心に垂直な面内にあってそれぞれ特定の方位角度間隔の内側に存在する複数の領域が、ここでの複数の角度部分を意味する。ロッドの偏光変化作用は、これらの入射光ビームの場合に複数のロッドコーナー又は複数のロッド側面で異なる。偏光補償器の偏光変化作用の対称性は、ロッドの偏光変化作用の対称性に対応しており、それゆえ積算ロッド装置の偏光変化作用が、更にこのようにして開発された偏光補償器を有する本発明の照明系により、少なくとも部分的に補償され得る。
【００１３】
１つの態様において、照明系は瞳孔面に四極形状光分布を生成する機器を有する。このような装置は、例えば、ＥＰ  ７４７  ７７２  Ａに説明されているように構成され得る。四極形状光分布の高い光強度の複数の領域は、複数の角度部分に局在化されることが可能であり、そこで複数のロッドコーナーが更に局在化されている。角度依存偏光補償は、ここではとくに有利である。なぜなら、複数のロッドコーナー内に向けられた複数の光ビームは、主としてこのような光分布で生じるからである。ここで四極形状光分布が存在する瞳孔面に偏光補償器を配置することにより、積算ロッド装置の偏光変化作用を補償することが有利に可能である。
【００１４】
本発明の１つの発展において、偏光補償器が、照明系の瞳孔面又はその近傍に、とくに積算ロッド装置の光入射表面の上流の光路に位置付けられていて、そこに回折光学ラスタ素子又は屈折光学ラスタ素子が更に配置されている。回折光学ラスタ素子又は屈折光学ラスタ素子は、光分布が積算ロッド装置の入射表面の形状及び寸法に合わされ得るようなビーム形状化に役立ち得る。もし偏光補償が積算ロッドの上流の瞳孔面で生じるなら、ロッドによる光の混合が生じず、とくに有効な補償がそこで可能である。
【００１５】
１つの態様において、照明系は、視野面、とくに積算ロッド装置の光出射面を照明視野に結像するための結像対物レンズを有し、偏光補償器は結像対物レンズの瞳孔面又はその近傍に配置される。偏光補償器を結像対物レンズの瞳孔面又はその近傍に配置することは、例えば、他の光学素子がそこに位置付けられていないとき、有利となり得る。
【００１６】
本発明の１つの発展において、偏光変化器として、偏光補償器は、異なる厚さ及び／又は異なる結晶配向の複屈折材料から形成された複数の素子、及び／又は、複数の異なる複屈折構造の複数の素子を二次元配列したラスタ素子を有する。位置依存偏光変化が偏光補償器で設定され得る瞳孔面は、ラスタ素子を使用することにより、同一又は類似の偏光変化作用を有する複数の領域に分割されることが可能であり、これらはそれぞれラスタ装置の素子に割り当てられている。ラスタ素子は、瞳孔面の全表面を満たすように有利に構成される。複屈折素子の結晶配向及び厚さを固定することにより、後者を使用して偏光補償のために要求される偏光変化作用を生成することが可能となる。複屈折材料を使用することの代わりとして、偏光変化のための複数の異なる複屈折構造、例えば照明系を貫通照射する光の波長を下回る構造幅を有する複数の回折格子を使用することも可能である。このような格子は、複数の回折構造が予め定められた方向に向いている場合に、複屈折体積材料のような構造誘起された複屈折（形状複屈折）により作動する。
【００１７】
１つの態様において、偏光変化器として、偏光補償器は、種々の厚さの複屈折材料から形成された高さプロファイルを有する板を含む。高さプロファイル又は厚さプロファイルは、板が位置付けられる瞳孔面の領域に渡って連続的に又は段階的に変化する位置依存偏光変化を生成するのに使用され得る。もし適当なら、偏光補償器は、厚さプロファイルを有する板と共同して偏光変化ラスタ素子を有することが可能であり、これによりとくに有利な偏光変化作用を生成することが可能である。
【００１８】
複数の偏光補償器が、偏光変化関数のために複数の比空間分布で大量製造され得る。特定の照明系に現れる複数の状況への個別の適合が、同様に可能である。最初に述べられたこの目的に適したタイプの方法は、少なくとも１つの角度依存偏光変化光学素子により引き起こされた照明系内での偏光における角度依存変化を決定する工程と；角度依存偏光変化を補償する目的で瞳孔面において位置の関数として変化する偏光変化を計算する工程と；所望の補償作用が生じるような照明系の瞳孔面又はその近傍に偏光補償器を位置付ける工程を含む。本発明による方法は、偏光補償器が費用効果的に及び個別に合わされる方式で製造されることを可能にしている。
【００１９】
補償されるべき偏光変化の決定は、特定の系の構成のためのシミュレーション計算に基づいて純粋にコンピュータにより行われ得る。代わりに又は追加的に、決定は照明系の複数の偏光状況の測定を含むことができる。
【００２０】
方法の１つの態様において、位置依存偏光変化を計算する目的で、平均化が、偏光補償器を配置するために設けられた瞳孔面へのフーリエ変換により関連付けられた視野面の全地点にわたって実行される。視野面の全地点にわたって平均化することにより、視野面において位置の関数として生じ得る偏光変化が平均して補償され得る。
【００２１】
本発明は更に、本発明による照明系を備えたマイクロリソグラフィ投影露光設備に関する。マイクロリソグラフィ投影露光設備の１つの発展において、後者は、本発明の照明系と、偏光選択的ビームスプリッタ表面を備えた物理ビームスプリッタを有する投影対物レンズを有する。照明光の偏光がビームスプリッタに最適に合わされていないとき、このようなビームスプリッタのところで著しい光損失が生じ得る。結局、この場合、偏光補償は、照明系の照明視野に予め定められた偏光状態を設定するためのとくに有利な作用を有し得る。
【００２２】
請求項から理解されることのほかに、先の及び更なる複数の特徴は、明細書及び図面から更に明らかとなり、個々の特徴が、それぞれそれ自身単独で又は幾つかの特徴が本発明の複数の態様の組み合わせの形で又は他の分野で、実行されることが可能であり、有利な態様ではそれ自体で保護可能な構成を有することが可能である。
【実施例】
【００２３】
図１は、偏光補償の機能原理を示した概略図であり、位置依存偏光変化光学系１とその上流に配置された偏光補償器２を示す。偏光補償の機能原理は、位置依存補償の助けをかりてより容易な絵の表現に基づいて示されており、角度依存偏光補償の機能原理は、それに等価である。
【００２４】
直線偏光の第１及び第２光ビーム３ａ、３ｂが、２つの異なる位置で偏光補償器２に当たっており、第１光ビーム３が偏光補償器により円偏光の光ビームに変換され、第２光ビーム３ｂが楕円偏光の光ビームに変換されている。２つのビーム３ａ、３ｂは、異なる位置で光学系１に入射し、そこで異なる偏光変化を経験する。光学系１から出射するとき、２つのビーム３ａ、３ｂは、偏光補償器内への入射の前の直線偏光となる。光学系１による偏光変化は、それゆえ、偏光補償器２による偏光変化により正確にキャンセルされ、それゆえ全系が偏光維持作用を有する。
【００２５】
図２は、投影対物レンズとともに、マイクロリソグラフィ投影露光設備の本質的部分を形成する本発明による照明系の態様の概略側面図である。この場合、後者は、複数の半導体部品及び他の微細に構造化された複数の部品を製造するためのウェーハスキャナとして使用されることが可能であり、複数のマイクロメータの複数の部分に関する限り深紫外領域からの光で分解能を達成するように作動する。
【００２６】
照明系に割り当てられる光源１０として役立つのは、２４８ｎｍの作動波長を有する市販のＫｒＦエキシマレーザであり、この助けにより非常に小さい複数の構造が解像され得る。もちろん、例えば１９３ｎｍ又は１５７ｎｍの作動波長を有する他の光源を使用することも可能である。
【００２７】
レーザ光は、操作の間、光学軸心１９に沿って鏡装置１４内に照射され、これは、コヒーレンスを減少させるとともにビーム断面積を増大させる目的で役立ち、矩形の横断面と光学軸心に実質的に平行に通る複数のビームの光分布を生成する。鏡装置１４に続いて、下流対物レンズ２０の物平面に位置付けられた第１光学ラスタ素子９がある。物平面が照明系の視野面を構成している。対物レンズ２０は、１対の円錐アキシコン素子２１を有するズームアキシコン対物レンズであり、相互に向かい合った複数の円錐アキシコン表面と、調節可能なズームレンズ２２を有する。ズームアキシコン対物レンズ２０は、ズームレンズ２２を移動させることによるそこを通過する光分布の直径の連続調節のためのズーム機能を、２つのアキシコン素子２１の互いに対する軸方向移動による光強度を放射方向に再分布するためのアキシコン機能と一体化している。
【００２８】
第１光学ラスタ素子９により導入された光分布は、対物レンズ２０により第２光学ラスタ素子８上の光分布に変換されていて、これは対物レンズ２０の最後の光学素子の下流に、詳細にはその射出瞳の領域に距離を置いて位置付けられており、これは更に照明系の瞳孔面２３を構成している。
【００２９】
第２光学ラスタ素子８は、光学コンダクタンスを多重に増加させており、そこに入射する放射の分布を矩形の光分布に変換していて、そのアスペクト比は、カップリング光学系４を用いて積算ロッド５の入射表面５ａ上に伝播された後にこの光分布がこの入射表面を正確にカバーするように、選択される。
【００３０】
光学ラスタ素子８が位置付けられた瞳孔面２３の光路に、このラスタ素子のすぐ上流となるように配置されるのは、偏光補償器１１であり、これは瞳孔面２３を十分に又は完全に満たす。この補償器の構成及び操作のモードは、更に以下により詳細に説明される。
【００３１】
積算ロッド５の出射表面５ｂは、照明系の視野面を構成し、複数のレンズ群６１、６３及び６５、瞳孔面６２及び偏向鏡６４を有する下流の結像対物レンズ６により、照明系の照明視野７上に結像される。可変マスキング系（ＲＥＭＡ）５１が積算ロッド５の出射表面５ｂのすぐ近傍に配置されている。
【００３２】
照明系の下流に投影対物レンズ（絵では表現されていない）があり、その物平面に照明視野７が位置付けられている。投影対物レンズは、偏光選択的ビームスプリッタ表面を備えた物理ビームスプリッタを有するカタディオプトリック対物レンズとすることができる。ビームスプリッタ表面での光損失をできるだけ低く保つ目的で、偏光状態の正確な設定が照明視野７に表示され得る。
【００３３】
図３は、図２の照明系の一部の概略側面図である。これは、照明系の視野面に位置付けられた第１光学ラスタ素子９と、レンズにより単純化された形で示された対物レンズ２０と、瞳孔面２３における第２光学ラスタ素子８とともに配置された偏光補償器１１と、レンズにより単純化された形で示された結合光学系４と、積算ロッド装置の光入射表面５ａを示す。四極形状の光分布が、第１光学ラスタ素子９と対物レンズ２０の助けにより、瞳孔面２３に生成され得る。
【００３４】
フーリエ変換は、偏光補償器１１が位置付けられる瞳孔面２３と、積算ロッド５の入射表面５ａを関係付けている。結局、入射表面５ａへの照明光の入射角度の関数である複数の角度依存偏光変化が、偏光補償器１１の助けにより、瞳孔表面２３の領域における複数の位置依存偏光変化により補償されることが可能である。
【００３５】
積算ロッド５の入射表面５ａにおける照明光の入射位置に依存する複数の偏光変化を平均して補償する目的で、各入射角度のために、すなわち瞳孔面２３の各地点のために平均の偏光変化が計算され、これは入射表面５ａの全位置にわたって平均することにより行われる。第２光学ラスタ素子８は、決定論的なビーム伝播を破壊し、これによりロッド入射表面５ａにおける角度分布を小さな角度レンジだけでも汚すため、平均化は、位置依存偏光変化を決定する目的で、第２ラスタ素子８によって導入されたこの汚された角度分布に対しても行われる。
【００３６】
図４は、積算ロッド５によりもたらされる偏光変化を補償するために要求される偏光補償器１１の偏光変化関数のための概略図を示し、積算ロッド５も示す。偏光補償器１１は、複数のロッドコーナー１６の数に対応する数の、第１偏光変化作用を有する４つの第１扇形部１２を有する。偏光補償器の周方向で複数の第１扇形部１２の間に存在するのは、複数のロッド側面１７の数に対応する数の、第２偏光変化作用を有する４つの第２扇形部１３である。複数の第１扇形部１２は、これにより複数のロッドコーナー１６に割り当てられた複数の角度部分に存在し、複数の第２扇形部１３は、複数のロッド側面１７に割り当てられた複数の角度部分に存在する。説明の目的で、複数の第１扇形部１２と複数の第２扇形部１３に対応する複数の角度部分が、積算ロッド５の入射表面上の第１及び第２領域１４、１５として更に示されている。現実の系において、漸進的な移り変わりがこれらの領域の間で生じる。積算ロッドは、ｙ方向の高さよりも大きなｘ方向の幅を有する矩形の横断面を有し、これはウェーハスキャナのスキャン方向に対応している。二重の放射対称性が、こうして光学軸心に関して得られる。
【００３７】
積算ロッド５は、そこを通過する光を混合して均質化し、複数の横方向表面での多重内部反射によりそれを行う。それは、ロッドを通過する光への偏光変化作用を有する複屈折ＣａＦ２から製造される。加えて、ロッド５の横方向表面での全反射の各場合において、理論上滑らかでない複数の現実の横方向表面が与えられるとすると、ロッドを通過する光の入射面に垂直に入射する第１偏光コンポーネントは、入射面に平行に入射する第２コンポーネントよりも強く反射され、複数の位相ジャンプが起こる。結局、光の偏光状態は、全反射の各々の出現により変化する。光ビームによりロッド内で経験された複数の全反射の数は、入射角度、ロッドの幾何学的形状及びロッドの長さの関数である。ロッドの幾何学的形状及びロッドの対称性は、２つの連続した反射の間でカバーされた光路の長さに影響を与え、それゆえ偏光を変化させるロッドの作用に直接影響を与える。
【００３８】
偏光補償器１１の偏光変化関数の対称性は、積算ロッド５の偏光変化作用に合わされている。通常、この場合の複数の第１扇形部１２は、複数の第２扇形部１３よりも強い偏光変化作用を有する。これは、積算ロッド５の複数のロッドコーナー１６の複数の角度部分に割り当てられた複数のビームが、複数のロッド側面１７の複数の角度部分に割り当てられた複数のビームよりも強い偏光変化作用をこれらから経験するためである。より強い偏光変化作用のため、複数の第１扇形部１２はそれゆえ図中のプラス記号を有する。もし四極形状の光分布が瞳孔面２３又はその近傍に設定されていて、この分布の高い光強度３１の複数の領域が複数の第１扇形部１２に部分的に存在するようになっているなら、これは、偏光にとくに強く影響を与える方式で表示ロッド５により影響が与えられ、それゆえとくに強い偏光補償がこの場合に要求される。
【００３９】
偏光を角度の関数として補償するのに使用される偏光補償器１１は、位置依存偏光補償装置と共同して使用され得る。ＤＥ  １０２  １１  ７６２で説明されているように、これはとくに遅延をλ／２だけ導入する遅延素子で可能であり、この文献の開示内容は本願に参照により含められる。この遅延素子は、とくに、積算ロッド装置の第１及び第２部分の間に配置されたλ／２板として構成され得る。
【００４０】
図５は、偏光補償器の態様の概略平面図である。この場合の偏光補償器１１ａは、ハニカムの形状をした、例えばＣａＦ２複屈折材料から形成された複数の六角形素子１８の配置を有し、これらは空間を満たす方式で互いに隣に配置されている。図中の複数の矢印で示される複数の素子１８の複数の主結晶軸心の配向は、この場合、複数の素子１８の厚さに適切なバリエーションを設定することが可能であり、複数の素子の寸法に対応する空間分解能で所望の偏光変化を更に設定可能であるように、選択され得る。複数のラスタ形状装置の製造に関する詳細については、ＤＥ  １０１  ２４  ８０３  Ａ１が参照され、その開示内容は本願に参照により含められる。
【００４１】
図６は、偏光補償器のもう１つの態様の概略側面図である。ここで、偏光補償器は、ワンピースの高さプロファイル３０を有する板１１ｂとして構成されている。このようなプロファイル３０は、複数の表面を構造化する従来の方法の助けにより製造されることが可能であり、高い空間周波数で変更される偏光変化を可能にする。例えばフッ化マグネシウムや石英などの複屈折材料から形成されたこのような材料は、偏光変化器としての板１１ｂとラスタ装置１１ａの両方を有することが可能な偏光補償器１１の一部として使用されることも可能である。この目的で、板はラスタ装置に接続可能であり、これは例えば前者をラスタ装置にねじることにより行われる。偏光変化の追加的な微調整は、この場合板１１ｂを使用することにより達成され得る。
【００４２】
もちろん、他の複数の態様もまた、図５及び図６に示された偏光補償器の複数の態様の代わりとして考えられ、これは例えば構造化された複屈折材料から形成された板を使用することにより行われ、その複屈折の特性は、偏光補償器を製造する目的で、位置の関数として変化する。また、図２に示された第２光学ラスタ素子８が配置される瞳孔面２３の偏光補償器の位置の代わりとして、この補償器を結像対物レンズの瞳孔面６２に配置することも可能である。
【００４３】
偏光補償器を製造するための本発明の方法の第１ステップは、偏光を角度の関数として変化させる光学素子により引き起こされる角度依存偏光変化を決定することである。これは、シミュレーション計算により又は適切な測定方法を用いて行われ得る。角度依存偏光変化は、角度依存偏光変化を少なくとも部分的に補償する目的で、照明系の瞳孔面に設定されるべき位置依存偏光変化関数を計算するのに使用される。偏光補償器は、計算された偏光変化関数を可能な限り正確にシミュレートするのにそれが使用され得るような方式で製造される。方法を完結させるために、偏光補償器は、所望の補償作用が生じるような照明系の瞳孔面に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】偏光補償器の機能原理を示した概念図である。
【図２】マイクロリソグラフィ投影露光設備のための本発明による照明系の態様の概略側面図である。
【図３】図２の照明系の一部の概略側面図である。
【図４】積算ロッドにより引き起こされる偏光変化を補償するのに要求される、偏光補償器の偏光変化関数の概念図を示し、積算ロッドも示す。
【図５】本発明による偏光補償器の態様の概略平面図を示す。
【図６】本発明による偏光補償器のもう１つの態様の概略側面図を示す。
【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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【国際調査報告】
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