(57)【要約】【課題】均一性、楕円率及びテレセントリシティに関する少ない誤差特性と、使用可能な照明光を高収量で得ることを組み合わせた照明システムの提供。【解決手段】上記課題は、波長≦１９３ｎｍの放射線を発する光源を有する照明システムによって解決される。該照明システムは、領域ラスタ要素を有する第１のファセットを有する光学部品を第１の照明が設けられている面に含み、少なくとも、面上の領域ラスタ要素の一部が完全に照射されず、不完全に照射された領域ラスタ要素の照明の調節するための装置が提供され、この装置によって物体面の領域の第２の照明の均一性が調節できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長≦１９３ｎｍ、好ましくは≦１２６ｎｍ、より好ましくは≦３０ｎｍ、特に好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲による、光源の光が光路に沿って物体面（１２９）に進むことを特徴とする投影露光装置用の照明システムであって、
多数の領域ラスタ要素（３０９）を含む光学素子（１０２）を含んでなり、該光学素子（１０２）は光源（１０１）に向かって、光源（１０１）から物体面（１２９）までの光路に位置する面（１５０）に配置され、面（１５０）に照明が供給され、面（１５０）上の多数の領域ラスタ要素（３０９）のうちの少なくとも１つの領域ラスタ要素において、第１の部分領域（３６０．１、３６０．２）のみが該照明によって覆われ、第２の部分領域（３６２．１、３６２．２）が該照明によって覆われず、領域ラスタ要素（３１１．１、３１１．２）の第１及び第２の部分領域のサイズを調節する装置が設置され、該調節装置によって物体面（１２９）の領域（１３１）の領域照明の均一性が調節できる、照明システム。
【請求項２】
前記面（１５０）における照明の７０％超、好ましくは８０％超、特に好ましくは９０％超が、面（１５０）に配置される領域ラスタ要素（３０９）によって受け取られる、請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
前記領域照明が均一性誤差ΔＳＥを有し、ΔＳＥ≦１０％、好ましくは≦５％、特に好ましくは≦２％である、請求項１又は２のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項４】
前記領域（１３１）が第１の形状を有し、領域ラスタ要素（３０９）が第２の形状を有し、第１の形状が実質的に第２の形状と一致する、請求項１から３のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項５】
前記領域ラスタ要素（３０９）が弧状形状である、請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記領域ラスタ要素（３０９）がカラム（３４３．１、３４３．２、３４３．３、３４３．４）及び列（３４５）に配置され、該列が各々関連し、オフセットでない、請求項１から５のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項７】
前記領域ラスタ要素がカラム及び列に配置され、複数の領域ラスタ要素がブロック（３４７）としてグループ化される、請求項１から６のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項８】
前記照明調節装置が少なくとも１つの開口絞り（３５７）を含んでなる、請求項１から７のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項９】
前記開口絞り（３５７）が前記面（１５０）において移動可能に構成される、請求項８記載の照明システム。
【請求項１０】
スキャン方向が前記面（１５０）において定められ、前記開口絞り（３５７）がスキャン方向に対して実質的に垂直に移動できるように構成される、請求項９記載の照明システム。
【請求項１１】
前記開口絞り（３５７）が１つ以上の前記領域ラスタ要素（３０９）に割り当てられる、請求項８から１０のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項１２】
前記照明調節装置が、光源から物体面への光路に配置される光学素子を変形及び／又は傾ける装置、前記面（１５０）において前記光学素子（１０２）を移動させる装置、及びそれによって領域ラスタ要素に割り当てられる少なくとも１つの開口絞りを移動できる装置、の１つ又は複数の組み合わせを含んでなる、請求項１から５のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項１３】
波長≦１９３ｎｍ、好ましくは≦１２６ｎｍ、より好ましくは≦３０ｎｍ、特に好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲による、光源からの光が物体面に進むことを特徴とする投影露光装置用の照明システムであって、
多数の領域ラスタ要素（３０９）を含む光学素子（１０２）を含んでなり、該光学素子（１０２）が光源に向かって、光源から面（１５０）の物体面までの光路に配置され、面（１５０）に照明が供給され、面の多数の領域ラスタ要素の少なくとも一部が該照明によって完全に覆われず、完全に照射されない領域ラスタ要素が該面において、領域照明が均一性誤差ΔＳＥを伴って物体面（１２９）に到達し、該均一性誤差がΔＳＥ≦１０％、好ましくは≦５％、特に好ましくは≦２％の条件を満たす態様で配置され、瞳ラスタ要素（２２）が各領域ラスタ要素（２０）に割り当てられ、光チャネルが、照明システムの射出瞳の射出瞳照明が１±０．１、好ましくは１±０．０５、特に好ましくは１±０．０２の範囲のスキャン取り込みされた楕円率を有する態様で、領域ラスタ要素及び付随する瞳ラスタ要素との間に形成される、照明システム。
【請求項１４】
前記領域が第１の形状を有し、領域ラスタ要素が第２の形状を有し、第１の形状が実質的に第２の形状と一致する、請求項１３記載の照明システム。
【請求項１５】
前記領域ラスタ要素が弧状形状を有する、請求項１４記載の照明システム。
【請求項１６】
前記領域ラスタ要素がカラム及び列に配置され、列が各々関連してオフセットでない、請求項１３から１５のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項１７】
前記領域ラスタ要素がカラム及び列に配置され、複数の領域ラスタ要素がブロック状にグループ化される、請求項１３から１５のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項１８】
前記面（１５０）の照射された領域が円又は環の形状を有する、請求項１から１７のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項１９】
前記光学素子が第１の光学素子（１０２）であり、多数の瞳ラスタ要素を有する第２の光学素子（１０４）が前記光源（１０１）から前記物体面（１２９）までの光路において前記第１の光学素子（１０２）の後に配置される、請求項１から１８のいずれか一項記載の照明システム。
【請求項２０】
前記瞳ラスタ要素（２２）が各領域ラスタ要素（２０）に割り当てられ、照明システムの射出瞳面の射出瞳照明が≦２．５ｍｒａｄ、好ましくは≦１．５ｍｒａｄ、特に好ましくは≦０．５ｍｒａｄのテレセントリシティ誤差を有する態様で、光線が領域ラスタ要素とその割り当てられる瞳ラスタ要素との間に形成される、請求項１９記載の照明システム。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか一項記載の照明システム及び投影対象を含んでなる投影露光装置であって、前記照明システムによって物体面において照射される目的の画像が画像平面に投影される、投影露光装置。
【請求項２２】
領域ラスタ要素を有する第１の光学素子が配置される面（１５０）の照明、並びに射出瞳の瞳照明及び物体面の領域の領域照明における照明システムの均一性、テレセントリシティ及び楕円率の調節方法であって、領域ラスタ要素を有する面（１５０）の照明を、領域の領域照明の均一性が、均一性誤差≦１０％、好ましくは≦５％、特に好ましくは≦２％である態様で照明調節装置により調節する工程と、各領域ラスタ要素に光チャネルが規定される第２の光学素子を割り当てる工程であって、瞳ラスタ要素の割り当てが、射出瞳面の瞳照明がテレセントリシティ誤差≦２ｍｒａｄ、好ましくは≦１．５ｍｒａｄ、特に好ましくは≦０．５ｍｒａｄ、及び／又は楕円率が１±０．１、好ましくは１±０．０５、特に好ましくは１±０．０２となる態様でなされる工程を含んでなる調節方法。
【請求項２３】
前記照明調節装置が、不完全に照射された領域ラスタ要素に割り当てられる開口絞りを含んでなり、照射された領域が前記面（１５０）上にスキャン方向を有し、均一性の調節のため、開口絞りがスキャン方向に対して垂直な方向に移動する、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記照明調節装置が、光源から物体面までの光路上に配置された、光学素子を変形及び／又は傾ける装置を含んでなり、均一性の調節のため、前記光学素子が変形され及び／又は傾けられる、請求項２２又は２３記載の方法。
【請求項２５】
前記領域ラスタ要素がキャリアー上で傾斜角を有して配置され、前記傾斜角はアクチュエータによって変化させることができ、それによって瞳ラスタ要素に対する領域ラスタ要素の割当てが調節される、請求項２２から２４のいずれか一項記載の方法。
【請求項２６】
マイクロエレクトロニクス部品の製造方法であって、請求項２１記載の投影露光装置を用いて構造マスクの画像を投影対象の画像平面にある感光性被膜層に投影し、構造マスクを現像する工程を含み、その結果、マイクロエレクトロニクス部品の一部又はマイクロエレクトロニクス部品全体を得る、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長≦１９３ｎｍ、好ましくは≦１２６ｎｍ、特に≦１００ｎｍによる投影露光装置用の照明システムに関するものであり、並びに投影露光装置、更に物体面の照明の均一性、並びに射出瞳の楕円率及び照明のテレセントリシティの調節方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
波長λ≦１９３ｎｍによるマイクロリソグラフィアプリケーション用の照明システムは、多数の刊行物により公知である。
【０００３】
電子構成素子の構造幅を特にミクロン以下の範囲に減らすことを可能にするため、より短波長の光を使用することが有利である。それはすなわち、特に軟Ｘ線を用いるリソグラフィ工程において波長≦１９３ｎｍの光を使用することを示唆するものであり、またＥＵＶ（ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィとも呼ばれる。
【０００４】
ＥＵＶリソグラフィの場合、１０〜３０ｎｍ、特に１１〜１４ｎｍの範囲の波長（特に１３．５ｎｍの波長λ）が現在採用されている。ＥＵＶリソグラフィの画質は、一方では投影対象によって、他方では照明システムによって決定される。構造を維持するマスク（いわゆるレチクル）を配置できる物体面（例えば環領域）の領域は、可能な限り高度な均一性の照明システムで照射しなければならない。投影対象は、物体面の領域の画像をウェーハ面とも呼ばれる画像平面に投影する機能を果たす。感光性の物体（例えばウェーハ）は、画像平面に配置される。
【０００５】
ＥＵＶ光によって作動するシステムにおいて、光学素子は特にミラーとして、反射性の光学素子として構成される。ＥＵＶ照明システムの物体面の領域は、概して環領域の形状を有する。
【０００６】
照明システムが本発明と同様の方法で用いられる投影露光装置は、いわゆるスキャン形式において通常作動する。この種類の照明システムを有する投影露光装置、並びにＥＵＶリソグラフィに用いる照明システムは特許文献１から３に開示されている。上記のＥＵＶ照明システムはいわゆるハニカムコンデンサを含んでエテンデューをセットして、物体面には領域の均一な照明、及び瞳面には瞳の明確な照明を提供する。ハニカムコンデンサは通常、２つのファセット付き光学素子（すなわち多数の領域ラスタ要素を有する第１のファセット付き光学素子、及び多数の瞳ラスタ要素を有する第２のファセット付き光学素子）を含む。
【０００７】
二重ファセットを有する照明システムは特許文献４において開示され、そこでは大部分が完全に照射される領域ラスタ要素だけが物体面に投影される。
【０００８】
照明システムは特許文献５において開示され、そこでは個々の領域ラスタ要素を光バリアによって完全にシャットアウトすることができる。領域ラスタ要素の部分的なシャットオフも特許文献５で示されるが、この目的のためにこの特許文献５で提案する光バリアは常に部分的に透明である。これには、照射される部分及び領域ラスタ要素の非照射部分との間にシャープに区画された境界が形成されないという欠点がある。
【０００９】
補正される均一性に強いバリエーションがある場合、シャープな境界は特に有利である。特異的に目標とされた位置で境界を設定することによって、境界が投影される領域内の、目標とされた特定の領域に、又は目標とされた特定の位置において顕著な補正による効果を与えることができる。例えば強力な、局所的に区切られたバリエーションが領域ラスタ要素の照明に存在する場合、均一性から強いバリエーションが生じる。これらのバリエーションは、例えば領域ラスタ要素と共に光学素子より前に光路に配置されたコレクタの支持スポークによって投影された陰影により生じさせうる。個々のコレクタシェルを保持するためのスポークを有するコレクタは、例えば特許文献６で開示される。
【００１０】
二重ファセットを有する照明システムは特許文献７で公知であり、そこでは減衰器（特にフィルタエレメント）が面上、又はその近傍に位置し、それは物体面の領域の照明の均一性を改良する手段として物体面に接合体している。特許文献７によれば、フィルタエレメントは第１のファセット付き素子の個々のファセットに割り当てられる。これにより、第１のファセット付き素子のファセットに由来する個々の明るいチャネル光度に影響を与えることを可能にする。
【特許文献１】米国特許第６４５２６６１号公報
【特許文献２】米国特許第６１９８７９３号公報
【特許文献３】米国特許第６４３８１９９号公報
【特許文献４】国際公開第２００２／２７４０１号パンフレット
【特許文献５】米国特許第６７７１３５２号公報
【特許文献６】欧州特許出願公開第１３５４３２５号公報
【特許文献７】国際公開第２００５／０１５３１４号パンフレット
【特許文献８】米国特許第６４００７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献７で開示されるシステムには、その構造の複雑さ及び高価であるという欠点が存在する。上記の従来技術におけるシステムには更なる不利な点があり、それは最大限の均一性（すなわち物体面における均一な可能な限りの照明）を提供するため、大部分が完全に照射された領域ラスタ要素だけを投影するというもので、その点は特許文献４でも記載されている。しかしながら、照明が円形形状である場合、光源から領域ラスタ要素が配置される面に対して放射される光の２０％以上が使われないという結果となる。
【００１２】
また、特許文献８（半照射ファセットを使用）に開示されている概略は、照明システムの射出瞳のテレセントリシティに関する欠点及び楕円率誤差を有している。二重ファセットを有する照明システムでは、領域ラスタ要素及び瞳ラスタ要素が各々に相互に割り当てられた結果として、それらの間に光チャネルが形成される。ゆえに領域ラスタ要素を有する第１のファセット付き光学素子の不均一な照明は、瞳ラスタ要素を有する第２のファセット付き光学素子の不均一な照明をもたらす。この不均一な照明の結果として、上記のテレセントリシティ及び楕円率の誤差が発生する。以上より、従来技術で提供される照明システムは光源から放射される光が十分に利用されず、又は過剰なテレセントリシティ及び楕円率の誤差を生じさせる。
照明システムの物体面における均一な照明の概略が本明細書において用いられ、それは、スキャン取り込みされたエネルギーの最小値と最大値間の相違ΔＳＥ、領域高におけるいわゆる均一性誤差が特定の値以下にあることを意味する。均一性誤差ΔＳＥは、以下の式によりパーセンテージとして定義される：
【数１】
2008042203.tif 000002
本明細書で用いられる用語「テレセントリシティ誤差」は、例えば円形形状の射出瞳の中央からの射出瞳面の中央光線の交差偏差を意味する。
【００１３】
「楕円率」という用語は射出瞳のエネルギー分布を特徴づける相対的な重み係数を意味する。射出瞳のエネルギーが一定の角度内に均一に分配される場合、楕円率の値を１とする。用語「楕円率誤差」とは、均一な分布の理想的な値、すなわち１の楕円率値からの楕円率の偏差を指す。
【００１４】
本発明の目的は従来技術の欠点を克服すること、特に均一性、楕円率及びテレセントリシティ誤差の小さい、同時に可能な限り最小の光損失を特徴とする、波長≦１９３ｎｍによる照明システムを提案することである。換言すれば、均一性、楕円率及びテレセントリシティに関する少ない誤差特性と、使用可能な照明光を高収量で得ることを組み合わせた照明システムである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の上記課題は、波長≦１９３ｎｍの放射線を発する光源を有する照明システムによって解決され、該照明システムは、領域ラスタ要素を有する第１のファセットを有する光学部品を第１の照明が設けられている面に含み、少なくとも、面上の領域ラスタ要素の一部が完全に照射されず、不完全に照射された領域ラスタ要素の照明の調節するための装置が提供され、この装置によって物体面の領域の第２の照明の均一性が調節できる。本明細書で用いる「不完全に照射される」という用語は、ラスタ要素の表面の９５％未満、又は好ましい順に９０％未満、８５％未満、８０％未満、及び７５％未満が照射されることを意味する。不完全に照射された領域ファセット、又は不完全に照射された領域ラスタ要素で、領域ファセットの第１の部分的な領域だけが照射される。本発明では、光が例えば光バリアによってブロックされ、領域ラスタ要素の第２の部分領域が実際に光を受信しない、すなわち光の選別を行うようにする。領域ラスタ要素が例えば５０％照射である場合、第１の部分領域（照射部分）は領域ラスタ要素の全体の表面の５０％を占め、一方領域ラスタ要素の第２の、非照射すなわち暗部分が領域ラスタ要素の全体の表面の５０％を占める。
【００１６】
本発明は、特に波長≦１９３ｎｍ、好ましくは≦１２６ｎｍ、更に好ましくは波長≦３０ｎｍ、特に１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲による投影露光装置用の照明システムであって、光源の光が、光路に沿って、多数の領域ラスタ要素を含む光学素子を有する物体面（光源から物体面への光路において、光源に向かって設置される面に配置される）に向かい、照明が面に供給され、面上の多数の領域ラスタ要素の少なくとも１つの領域ラスタ要素が第１の部分領域のみにおいて照射され、第２の部分領域においては照射されず、領域ラスタ要素の第１及び第２の部分領域のそれぞれのサイズを調節するために調節装置が設置され、該調節装置により、物体面の領域への均一な領域照明が調節できるシステムを提供する。
【００１７】
本発明の装置により、部分照射された領域ファセットの照明のみが均一性を調節するために変化するため、機械のデザインは非常に単純である。例えば、境界に固定される開口絞りが充分である結果、機械部品は不明瞭さが生じる光路に突出しない。更にまた、開口絞りシステムも、光路から付加的な光を入れることを可能にする。
【００１８】
特に均一性誤差が好ましくは±５％以内、より好ましくは±２％以内、特に好ましくは±０．５％以内で、及び／又はｘ−位置の関数としてのスキャン取り込みされた楕円率、すなわち照射される領域内の領域高、が好ましくは１±０．１、より好ましくは１±０．０５、特に好ましくは１±０．０２の範囲である。更に有利なのは、システムが小さいテレセントリシティ誤差によって特徴付けられ、それは領域の位置すなわち領域高にも依存するが、±２．５ｍｒａｄ、好ましくは１．５ｍｒａｄ±、特に好ましくは±０．５ｍｒａｄの誤差を上回らない。好ましくは、領域ラスタ要素が配置される面に供給される光源のエネルギーの７０％以上、特に８０％以上及び特に９０％以上が、領域ラスタ要素によって受け取られなければならない。
【００１９】
好ましくは、物体面の領域は第１の形状を有し、領域ラスタ要素は第２の形状を有し、第１の形状が主に第２の形状と一致する。領域が円弧の形状を有する場合、例えば米国特許第６１９５２０１号公報に記載されているように、領域ラスタ要素は好ましくは同様に弧状形状である。
【００２０】
領域ラスタ要素が照射されるために領域の形状を有する場合、領域ラスタ要素はファセット付き光学素子の担体構造上にカラム状及び列状に配置することができ、列は米国特許第６４５２６６１号公報で説明されるように高い記録密度を提供するために各々と関連し、オフセットでないのが好ましい。
【００２１】
領域ラスタ要素がカラム状及び列状に配置される場合、幾つかの領域ラスタ要素をブロックに区分すると有利である。
【００２２】
好ましくは、照明調節装置は少なくとも１つの開口絞りを含み、その開口絞りは好ましくは不完全に照射される領域ラスタ要素に割り当てられる。あるいは、特に領域ファセット及びこのようにそれらの付随する開口絞りが非常に少ない寸法を有するときは幾つかの領域ファセットを１つの開口絞りに割り当てることができる。
【００２３】
照明システムがスキャニング投影露光装置に用いられる場合、領域は１つの独自に区別された方向（すなわちスキャン方向）を有し、それはｙ−方向とも呼ばれる。１つ以上の開口絞りはこの場合、スキャン方向に対して垂直で実質的に移動可能に構成される。スキャン方向に対して実質的に垂直（すなわちｘ−方向）に１つ以上の開口絞りを移動することによって、光（すなわちエネルギー）の領域からの取り出し量、又は領域高ｘに依存する領域への添加量を制御できる。これは、領域高に依存している物体面の照明の均一性に影響することを可能にする。
【００２４】
照明調節装置は、開口絞りの代わりに、光の減衰に使用する多数の導線を有してもよい。この種類の光減衰装置は欧州特許第１２９１７２１号公報で例示される。導線によって調節がなされる場合、例えば導線の陰影が領域ファセットの特定の領域を不明瞭化する方法でその後半部を移動させる。更なる照明調節装置は、例えば、光源から物体面までの光路に、変形及び／又は傾斜されるいかなる種類の光学素子も配置できる装置である。考えられる素子としては、コレクタ又はスペクトルフィルタ又は追加的なミラーが挙げられる。更なる可能性として、開口絞りは、光源から物体面までの光路に、コレクタの背後、すなわちコレクタの出口側に配置できる。部分的に照射された領域ファセットの照明を変化させるため、領域ファセット（すなわち領域ファセットプレート）を有する全ての光学素子を移動させることもできる。
【００２５】
可動調節装置（例えば個々の領域ファセットに割り当てることができる開口絞り）により、領域照明の均一性誤差をΔＳＥ≦１０％、好ましくは５％≦、特にΔＳＥ≦２％とすることもできる。例えば２％の残留均一性誤差は、本質的に動作中のコーティングの分解、光学部品の熱変形又は光学部品又は光源の交換によって生じる。
【００２６】
特に本発明の効果としては、照明システムの均一性が調節装置によって常に調節できることが挙げられ、それは物体面の照明が照明システムの変化により時間とともに変化する場合であっても、一定の均一性誤差を上回らない様式にてなされる。例えば光源が空間における位置、及び時間と共に位置を変えたために照明が変化した場合でもこれは当てはまる。ある一定の空間及び／又は時間枠と比較した、光源の位置又は放射線強度の変化はまた、光源の「ジター」とも呼ばれる。換言すれば、本発明によるデザイン構成により、システムの部分の変更をすることなく、１つ以上の領域ラスタ要素の部分的に照射された領域の照明を調節することによって、常に一定の均一性誤差を提供できる。
【００２７】
更に光源のスペクトル強度分布の変更を照明の変化に連動させることもできる。この点に関する１つの適当な例を挙げると、光学部品の反射率が照射を受けた光の波長に通常依存するということである。したがって、この波長の変更は反射率の変化、すなわち照明の変化につながる。
【００２８】
光源又は照明光路の光学素子の交換もまた同様に照明（特に物体面の照明の均一性の変化）の変化をもたらしうる。部品の交換によって生じる均一性誤差もまた同様に、本発明の装置を用いて部分的に照射されるのみの領域ファセットにおける特定の篩い分けにより補正できる。
【００２９】
照明システムの照明特性は、動作中のコーティングの分解、又は光学部品の熱変形の結果として変化しうる。照明のこの種の変化により、本発明の調節装置は同様に均一性誤差の除去を可能にする。
【００３０】
すなわち本発明は、調節装置によって、例えば光学部品の交換、光学部品の温度関連の変形又は光源の変更により照明が変化するときでも、ある特定の空間及び／又は時間座標系と比較して均一性誤差を一定の均一性誤差限度内に常に維持することができる照明システムを提供する。すなわち、時間とともに照明変化が生じたときでも、本発明により常に均一性誤差を一定の限度内、例えば均一性誤差５％未満、特に２％未満に保つことが可能となる。
【００３１】
本発明の他の実施態様では、可動調節装置（例えば開口絞り）が存在しない。その代わりに、完全に照射されない領域ラスタ要素は、第１のファセット付き光学素子の支持構造上の物体面において、領域内の領域照明が均一性誤差≦５％、特に≦２％の範囲である。
【００３２】
好ましくは、第１のファセット付き光学素子が配置される面の第１の照明は環状形状を有する。
【００３３】
特に好ましくは、例えば米国特許第６４３８１９９号又は米国特許第６１９８７９３号公報に記載されるような、照明システムが第１及び第２のファセット付き光学素子を有する二重ファセット型の照明システムである態様である。第２のファセット付き光学素子は、光源から物体面までの光路において第１のファセット付き光学素子の背後に配置される。第２のファセット付き光学素子は、多数の瞳ラスタ要素を有する。光チャネルが個々の領域ラスタ要素及び瞳ラスタ要素との間に形成される。瞳ラスタ要素の配置が射出瞳の光分布を決定するため、例えば適切に不完全照射された領域ラスタ要素を中心に対して対称的に分布する特異的な瞳ラスタ要素に割り当てることによって、いわゆる瞳照明を射出瞳面に設置することが可能であり、その場合、照明システムの射出瞳面の瞳照明は±２ｍｒａｄ、好ましくは±１ｍｒａｄ、特に好ましくは±０．５ｍｒａｄより良好なテレセントリシティを有する。
【００３４】
特に好ましい実施態様では、照明システムの射出瞳の瞳照明が１±０．１０、好ましくは１±０．０５の範囲の、特に好ましくは１±０．０２５の楕円率を有する態様で領域ラスタ要素が瞳ラスタ要素に割り当てられる。
【００３５】
照明システムに加えて、本発明はまた投影対象及び照明システムを含む、照明システムによって物体面に照射された目的の画像を画像平面に投影するための投影露光装置を提供する。
【００３６】
更に、領域ラスタ要素を有する第１のファセットを有する光学素子を配置した面の照明を伴う照明系、領域照明を有する領域面の領域、並びに射出瞳での瞳照明の均一性、テレセントリシティ及び楕円率を調節する方法が開示される。この方法によれば、領域の領域照明の均一性誤差ΔＳＥが≦５％、特に≦２％となる態様で、領域ラスタ要素が配置される面において照明が設定される。次に、第２の光学素子の瞳ラスタ要素が各領域ラスタ要素に割り当てられて光チャネルが規定され、射出瞳面において瞳照明が±１ｍｒａｄ、好ましくは±０．５ｍｒａｄのテレセントリシティ誤差、及び／又は１±０．１、好ましくは１±０．０５、特に好ましくは１±０．０２の楕円率誤差となる態様でその割り当てがなされる。
【００３７】
上記の照明システムの全ては、特に、光源の光が第１のファセット付き光学素子に届くという事実によって特徴づけられ、その場合、不完全に照射される領域ラスタ要素もまた光を受けるため、最初に提供された照明の７０％以上、好ましくは８０％以上、特に好ましくは９０％以上が領域ラスタ要素によって受け取られる。
【００３８】
好ましくは、照明をセットする装置は、スキャン方向に対して垂直な方向において移動する開口絞りのシステムである。
【００３９】
領域ラスタ要素の瞳ラスタ要素への割当てを制御するために、アクチュエータによって変化できる傾斜角を有するキャリアーに領域ラスタ要素を配置することもできる。これによって、領域ラスタ要素の瞳ラスタ要素への割当ての調節が可能となる。
【００４０】
本発明による投影露光装置は、マイクロエレクトロニクス部品の製造に適しており、その場合、構造マスクの画像が投影対象の画像平面に設置された感光性コーティングに投影される。構造マスクの画像が現像され、それによってマイクロエレクトロニクス部品の一部が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図面を参照しながら、以下の実施例により本発明を説明する。
【００４２】
原理を例示する目的で、図１では、２つのファセット付き光学素子（二重ファセット照明システムとも呼ばれる）を有する屈折照明システムの光線の経路を示す。１〜２０ｎｍの範囲のＥＵＶ波長による照明システムにおいて、反射光学素子が排他的に用いられ、例えば反射するミラーファセットが第１のファセットを有する光学部品の領域ファセットとされる。第１の光源１の光がコレクタ３によって集められ、平行又は収束光束に変換される。領域ファセット（より詳細には第１のファセットを有する光学部品７の領域ラスタ要素５）は、光束２．１、２．２及び２．３の多数に光源１からの光束２を分割し、第２のファセットを有する光学部品１１の位置又はその近くで第２の光源１０を生じさせる。第１のファセットを有する光学部品が位置する面は第１の面８と呼ばれる。図示の例（第２のファセットを有する光学部品が位置し、本実施例でも第２の光源１０が形成される）において、第２の面１３は照明システムの射出瞳面と関連する接合面である。領域ミラー１２は、照明システム（図示せず）の射出瞳に第２の光源１０の画像を投影し、その場合、光路の下流に続く投影対象（図示せず）の入力瞳と一致する。領域ラスタ要素５の画像は、照明システムの物体面１４に、瞳ラスタ要素９及び光学素子１２によって投影される。好ましくは、構造マスク（いわゆるレチクル）は照明システムの物体面１４に配置される。以下の説明は、光チャネル２１が定められる第１の領域ラスタ要素２０及び第１の瞳ラスタ要素２２（図２ａ及び２ｂを指す）の実施例を通じて、図１に示す領域ラスタ要素並びに瞳ラスタ要素の目的を説明するものである。第１の領域ラスタ要素２０及び第１の瞳ラスタ要素２２が屈折部品として再び示されているが、それによって屈折部品が限定されることはない。むしろ、屈折部品による具体例はまた、反射部品の場合の実施例にも有用である。
【００４３】
第１の領域ラスタ要素２０の画像は、予め定められた幾何学的な形状の領域が、第１の瞳ラスタ要素２２及び光学素子１２によって照射される照明システムの物体面１４に投影される。レチクル（特に構造マスク）は物体面１４に配置される。一般に、領域ラスタ要素２０のジオメトリは物体面の照射された領域の形状を決定する。
【００４４】
例えば環領域スキャナにおいて典型的に形成されるように、形状を有する物体面の照射された領域の実施例を図６に示す。
【００４５】
本発明の第１の実施態様において、領域ラスタ要素２０が領域の形状を有する（すなわち例えば環状の領域の場合、領域ラスタ要素も同様に環状となる）ことが特徴付けられる。これは、例えば米国特許第６４５２６６１号又は６１９５２０１号（その全内容が本明細書に参照により援用される）に示されている。
【００４６】
上記の環形に代わるものとして、領域ラスタ要素は矩形であってもよい。例えば米国特許第６１９８７９３号に記載されるように、物体面の円弧状領域を照射するためには、矩形の領域が例えば領域ミラーによって円弧状領域に変換されることが、矩形の領域ラスタ要素において必要である。
【００４７】
円弧状ラスタ要素を有するシステムでは、物体面の環領域の照明用の領域ミラーは必要でない。最初の光源１、いわゆる第２の光源１０の画像が瞳ラスタ要素の位置又はその近くで形成される態様で、領域ラスタ要素２０は設定される。瞳ラスタ要素９の過剰な熱曝露を回避するため、後半部を第２の光源に対して焦点から離れた位置に配置することもできる。
【００４８】
ピンぼけのため、第２の光源の各々は、有限領域を通じて伸びる。カバーされる領域は光源の形態にも起因しうる。
【００４９】
本発明の好ましい実施態様として、瞳ラスタ要素の形状が第２の光源の形状に適している態様が挙げられる。
【００５０】
図２ｂに示すように、光学素子１２は照明システムの射出瞳面２６に第２の光源１０の画像を投影し、射出瞳面２６の射出瞳は投影対象の入力瞳と一致する。第３の光源、いわゆる下位瞳は、第２の光源ごとに射出瞳面２６において形成される。これを図８において例示する。
【００５１】
図３では、ＥＵＶリソグラフィで用いるように、本発明の照明システムによる反射型の投影露光装置のデザイン構成を略図で例示する。光学部品の全ては反射光学素子（すなわちミラー）であり、その例は領域ファセットミラーである。光源１０１の光束はかすめ入射コレクタミラー１０３（多数のミラーシェルを有する入れ子型コレクタミラーとしてこの場合構成する）によって収束し、光源の中間画像Ｚの形成に関与するスペクトル格子フィルタエレメント１０５によるスペクトルろ過の後、光束は領域ラスタ要素を有する第１のファセット付き光学素子１０２の方向に進む。光源１０１、コレクタミラー１０３、並びにスペクトル格子フィルタ１０５を総合し、いわゆる供給源装置１５４を形成する。領域ラスタ要素を有する第１のファセット付き光学素子１０２は、瞳ラスタ要素を有する第２のファセット付き光学素子１０４の位置又はその近くにおいて第２の光源を生じさせる。第１のファセット付き光学素子１０２は第１の面１５０に配置され、第２のファセット付き光学素子１０４は第２の面１５２に配置される。通常、光源は有限領域を通じて伸びる光源であるため、第２の光源は特定の領域を通じて同様に伸び、それは第２の光源の各々が所定の形状を有することを意味する。上記の通り、個々の瞳ラスタ要素を第２の光源の所定形状に適合させることができる。
【００５２】
瞳ラスタ要素は、光学素子１２１により、構造を維持するマスク１１４を配置できる照明システムの物体面１２９に領域ラスタ要素の画像を投影する目的に有用である。
【００５３】
物体面において、領域の物体面照明は、例えば図６において示すように供給される。
【００５４】
第１のファセット付き光学素子１０２及び第２のファセット付き光学素子１０４間の距離Ｄを図３に示すが、それは中心領域位置Ｚを通る主要な光線（また、主光線と呼ばれる）ＣＲに沿って規定され、それは第１の光学素子１０２から第２の光学素子１０４まで通過する。
【００５５】
第２のファセット付き光学素子１０４の瞳ラスタ要素は、図１から２ｂで図示するように第１のファセット付き光学素子１０２の各領域ラスタ要素に割り当てられる。各領域ラスタ要素及び各瞳ラスタ要素との間に、領域ラスタ要素から瞳ラスタ要素まで光束が通過する。領域ラスタ要素から瞳ラスタ要素まで広がる個々の光束は、光チャネルと呼ばれる。
【００５６】
照明システム（投影対象１２６の入力瞳面と一致する）の射出瞳面１４０を、図３において更に例示する。射出瞳面は、環領域（図６の例として示す）の中心領域位置Ｚによる主要な光線ＣＲが投影システム１２６の光軸ＯＡと交差する交差Ｓの位置によって定義される。瞳照明が、射出瞳面１４０において生じる。
【００５７】
図３に示す種類の照明システムに用いる射出瞳の実施例は、図８の瞳照明で例示する。
【００５８】
投影システム、又はより詳細には例示の実施例における投影対象１２６は、６つのミラー１２８．１、１２８．２、１２８．３、１２８．４、１２８．５及び１２８．６を有する。構造マスクの画像は画像平面１２４に投影対象によって投影され、ここには感光性の物体が配置される。
【００５９】
図３は、物体面１２９のローカルｘ−ｙ−ｚ座標系及び射出瞳面１４０のローカルｕ−ｖ−ｚ座標系を示す。
【００６０】
図４ａは従来技術における領域ラスタ要素の二次元の配置を例示し、それは円形の照明で、光源からの入射光線の７０％未満が物体面の領域の照明に受け取られ、使用される。個々の反射する領域ファセット３０９は第１のファセット付き光学素子（いわゆる領域ハニカムプレート）に配置され、それを符号１０２として図３に記す。図４ａでは、従来技術における領域ハニカムプレート上の１７８の領域ラスタ要素３０９の可能な配置を例示する。円３３９は、領域ラスタ要素３０９による第１の光学素子の円形の照明の外側との照明境界を示す。領域ラスタ要素３０９（実質的に矩形）は、例えば長さＸＦＲＥ＝４３．０ｍｍ、及び幅ＹＦＲＥ＝４．００ｍｍを有する。全ての領域ラスタ要素３０９は円３３９に配置され、ゆえに完全に照射される。図４ａに示すように、領域ファセットミラーに至る大部分の光が利用されていない。円３４１は、例えば入れ子型コレクタの中心光バリアによって生じる内側照明境界を示す。
【００６１】
図４ｂから４ｄは、本発明の第１のファセット付き光学素子の配列を例示する。
【００６２】
図４ｂは、図３において参照番号１０２として表記される第１のファセット付き光学素子上の合計３１２本の領域ファセットの配列を示す。個々の領域ファセットを参照符号３１１として表記する。個々のラスタ要素３１１の領域ハニカムは、第１のファセットを有する素子の支持構造体（図示せず）に固定される。図４ｂに示すように、第１のファセット付き光学素子が配置される面の照明は、外側照明境界３４１．１及び内側照明境界３４１．２で形成される環状照明である。更にラスタ要素は、合計４つのカラム３４３．１、３４３．２、３４３．３、３４３．４に、並びにその個々が列３４５に再分割される。異なる列の領域ファセットが各々オフセットである、図４ａに示す装置とは対照的に、個々の列のラスタ要素３１１は各々のカラムの下に直接整列する。個々のファセットは、更にブロック３４７においてグループ化され、各々下方向に配置する。ブロック及びカラムは、自由空間３４９によって各々切り離される。更に図３に示すかすめ入射コレクタ１０３の個々のシェルを保持するスポークの陰影３５１．１、３５１．２、３５１．３、３５１．４を図４ｂに示す。図４ｂから明らかなように、多数の領域ファセットは部分的に照射されるのみである。また、図４ｂではｘ−及びｙ−方向の軸を有する座標系を示す。図４ｂに示すように、ｙ−方向と一致する投影露光装置のスキャン方向の、領域ファセットの寸法は、スキャン方向に垂直であるｘ−方向よりも著しく少ない。
【００６３】
本発明の１つの長所は、領域ファセットがブロック状に配置できるという事実であり、それにより組立工程が単純化される。図４ａによる従来技術で実施されているような領域ファセット中のスタガー配列は、完全に照射された領域ファセットによって可能な限り領域ファセットミラーの円形の照射された領域を満たすために必要である。本発明の概念では、部分的に照射されたファセットがまた照射された領域にも関与するため、このオフセットはもはや必要なくなる。
【００６４】
図４ｃでは、図４ｂに示すのと同様のデザインを有する、第１のファセットを有する光学部品１０２を示す。類似の部品には同じ参照符号を付与する。図４ｃの個々のラスタ要素３１１は、合計４つのカラム３４３．１、３４３．２、３４３．３、３４３．４、及び多数の列３４５に再び配置される。更に、個々の列は特に、領域ファセットがかすめ入射コレクタのスポークによって陰になる領域に配置されない態様で、各々間隔を置いて設置される。
【００６５】
更なる照射された領域は、内側境界３４１．２、並びに外側の境界３４１．１により形成される。
【００６６】
また、完全に照射されない領域ラスタ要素に用いる開口絞り３５７を図４ｃに示す。開口絞り３５７の各々は、領域ラスタ要素３１１に割り当てられる。矢印Ｘで示すように、領域ラスタ要素に割り当てられる個々の開口絞り３５７はｘ−方向に移動できる。その結果、物体面の照射された領域が可変的に調節できるようになる。これを図４ｄにおいて詳細に示す。
【００６７】
図４ｄでは、照射された領域をｘ−方向において調節する方法を説明する。概略を視覚化するため、部分的にのみ照射される２つの領域ラスタ要素、特に照射された領域の外側の境界３４１．１に位置する領域ファセット３１１．１及び３１１．２を示す。部分的に照射された領域ラスタ要素はそれぞれ照射された部分３６０．１及び３６０．２（それぞれ領域ラスタ要素３１１．１及び３１１．２用）、非照射された部分３６２．１及び３６２．２（それぞれ領域ラスタ要素３１１．１及び３１１．２用）を含んでなる。部分的に照射された領域ラスタ要素３１１．１、３１１．２が物体面に投影されるとき、照射された部分３６０．１及び３６０．２を各々重ね合わせ、図４ｄのケース１で図示するように各々を補足し、完全に照射された領域を形成する。開口絞り３６４．２及び３６４．１によって、領域ファセット３１１．１及び３１１．２の照射された領域のサイズの調節が可能となる。開口絞り３６４．１及び３６４．２が図４ｄの破線によって示される位置に設置される場合、物体面における領域ファセットの各々の重ね合せは図４ｄのケース２に示す照明を生じさせる。図示するように、部分３６０．１．Ａ及び３６０．２．Ａの領域のみが照射される。部分３６６は照射されない。図４ｄで明らかに示すように、ｘ−方向の開口絞り３６４．１及び３６４．２を移動することによって、照射された領域からのエネルギー除去、又は領域へのエネルギー添加を領域高に対応させた形で行うことができる。
【００６８】
この調節能力は、照明の均一性、すなわち均一性のバリエーションが領域高に依存して影響されうる条件を基本とする。
【００６９】
開口絞りの形で図４ａ及び４ｄに示すように、調節装置によって、領域高に依存させた形で均一性を変化させる能力を付与した場合、照明の急激な変化、及びそれによる物体面の均一性の急激な変化（例えばその空間位置に関する光源の変更、並びにその放射線強度に関する時間変化に起因する）の場合、又は光学部品（例えばコレクタ又は光源）が交換された場合に、均一性誤差が一定の値以下に保たれる態様で開口絞り３６４．２及び３６４．１によって照明の均一性を調節することが可能となる。特に、これにより領域照明を均一性誤差ΔＳＥが≦１０％、好ましくはΔＳＥ≦５％、特に好ましくはΔＳＥ≦２％となる態様とすることができる。このように、調節力は物体面の照明の均一性を得るための調節システムを提供し、その場合、例えば調節装置の開口絞りを用いて、均一性誤差が一定限度内の均一性誤差に保たれる態様で均一性を調節する。
【００７０】
例えば、均一性及びそれによる均一性誤差は、光源の交換の後に変化しうる。本発明では、開口絞り３６４．１、３６４．２を用いることにより、部分的に照射された領域ファセットの照射された領域を調節して、それにより均一性誤差を一定の数値に保つことが可能となった。動作中の再調節もまた可能である。これを行うためには、センサは物体面又は投影対象の画像平面へ、例えば旋回して移動する（一定数の露光及びこの面の照明の測定の後）。この測定値に基づいて均一性誤差を決定し、適切な調節により補正をすることができる。これは例えばコレクタ又はミラーなどにおけるコーティングの分解の場合、又は、光源の変化の場合も、一定値よりも均一性誤差が上回らない態様で均一性を再調節することを可能にする。センサが画像平面、すなわちウェーハ面に移動する場合、投影対象の均一性誤差の測定を測定値に含めることができる。
【００７１】
図５は参照符号１０４として図３において識別される第２のファセット付き光学素子上の瞳ラスタ要素４１５の第１の配置を表す。またｕ−ｖ−ｚ座標系も示す。瞳ラスタ要素４１５の形状は、好ましくは、瞳ラスタ要素を有する第２の光学素子が配置される面の第２の光源の形状に適合する。
【００７２】
図６は図３の環領域スキャナ用の照明システムにおける、物体面１２９に形成される種類の環状領域を示す。
【００７３】
図４ｄの略図を例示した矩形の領域とは対照的に、領域１３１は環状である。図６は領域１３１のｘ−ｙ座標系、並びに中心領域位置ｚを示す。環領域スキャナとして構成されるスキャニングマイクロリソグラフィ投影システムに照明システムが用いられる場合、ｙ−方向はいわゆるスキャン方向を示し、一方ｘ−方向はスキャン方向に対して垂直な方向を示す。スキャン取り込みされた量（ｙ軸に沿って取り込まれる量を意味する）は、領域高とも呼ばれるそれらの各々のｘ−位置に依存して測定できる。照明を特徴づける多くの量が領域に依存する量である。そのような領域に依存する量の一例はスキャニングエネルギー（ＳＥ）であり、その大きさは領域高ｘに応じて異なることが見出され、またスキャニングエネルギーが領域高の関数であることを意味する。一般の有効性については、スキャニングエネルギーは
【数２】
2008042203.tif 000003
として表され、式中、Ｅはｘ−ｙ物体面のｘ及びｙの関数としての強度分布を表す。照明の均一性（すなわち均一な分布）、及び例えば同様に領域高ｘに依存する楕円率及びテレセントリシティのような照明システムの他の特性量を実現するためには、これらの量が全ての領域高ｘにおいて軽微な偏差のみを伴う実質的に一定の値を有する場合に有利となる。
【００７４】
物体面のスキャニングエネルギーの均一性は、領域高全体にわたるスキャニングエネルギーの偏差に関して測定される。すなわち、均一性は均一性誤差に関する以下の方程式によってパーセンテージで表される。
【数３】
2008042203.tif 000004
式中、ΔＳＥは、スキャニングエネルギーの偏差のパーセンテージとして表される、均一性誤差を表す。
ＳＥＭａｘ：スキャニングエネルギーの最大値
ＳＥＭｉｎ：スキャニングエネルギーの最小値
【００７５】
本明細書で用いられる用語「楕円率」とは、射出瞳、特に射出瞳面へのエネルギー分布を特徴づける相対的な重み係数を意味する。図７に示すように、方向ｕ、ｖ、ｚを有する座標系が射出瞳面１４０において定められる場合は、射出瞳１０００のエネルギーは座標軸ｕ、ｖの角範囲に分布する。図７の瞳は、角範囲Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８に再分割される。各角範囲に含まれるエネルギーは、それぞれの角範囲における取り込みによって得られる。例えば、Ｉ１は角範囲Ｑ１に含まれるエネルギーを表す。したがって、Ｉ１は、式によって表される：
【数４】
2008042203.tif 000005
式中、Ｅ（ｕ，ｖ）は瞳の強度分布を表す。
−４５°／４５°楕円率は以下のように定義され、
【数５】
2008042203.tif 000006
また０°／９０°楕円率は以下のように定義される。
【数６】
2008042203.tif 000007
【００７６】
前述の方程式において、上記の定義におけるＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７、Ｉ８は、図７に示す射出瞳の角範囲Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８のそれぞれのエネルギー含有を表す。
【００７７】
異なる射出瞳が物体面の照射された領域の各領域と関係しているため、瞳及びそれによる楕円率のは領域の中の位置に依存する。マイクロリソグラフィにおいて使用する環状領域を図６に示す。領域を物体面１２９のｘ−ｙ−ｚ座標系によって記載する。瞳が領域位置に依存するため、それは領域のｘ−ｙ位置に依存し、ここでｙ−方向はスキャン方向を表す。
【００７８】
更に、光束の平均光線は、照射された領域の領域位置ごとに定められる。平均光線は、光束の放出されたエネルギーの平均方向が領域位置から生じていることを表す。
【００７９】
主要な光線（主光線とも呼ばれる）ＣＲからの平均光線の偏差は、いわゆるテレセントリシティ誤差によって表される。テレセントリシティ誤差は以下の方程式で表される。
【数７】
2008042203.tif 000008
式中、Ｅ（ｕ，ｖ，ｘ，ｙ）は物体面１２９上の領域座標ｘ、ｙ、及び射出瞳面１４０上の瞳座標ｕ、ｖの関数としてのエネルギー分布を表す。
【００８０】
一般に、図３による照明システムの射出瞳面１４０の射出瞳は、物体面１２９の領域の各領域位置に割り当てられる。提供された領域位置に割り当てられる射出瞳において、第３の多数の光源が形成され、下位瞳とも呼ばれる。
【００８１】
例えば、図８は、図６に示すタイプの円弧状領域のｘ＝−５２ｍｍの領域高の場合のスキャン取り込みされた瞳を示す。
【００８２】
スキャン取り込みされた瞳は、スキャン経路すなわちｙ−方向に沿ってエネルギー分布Ｅ（ｕ，ｖ，ｘ，ｙ）における取り込みから生じる。すなわち、スキャン取り込みされた瞳は以下の式によって表される。
【数８】
2008042203.tif 000009
【００８３】
スキャン取り込みされた瞳の座標ｕ、ｖ上での取り込みによって、上記で定義されたように強度Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７、Ｉ８が得られ、それにより−４５°／４５°楕円率又は０°／９０°楕円率が領域高ｘ（例えばｘ＝−５２ｍｍ）の関数として得られる。
【００８４】
図８から明白であるように、射出瞳は射出瞳面（すなわち第３の光源５００）上に個々の下位瞳を有する。図８を参照すればより明確となるが、個々の下位瞳５００は異なる量のエネルギーを含み、それは例えばコレクタのコレクタシェル又はコレクタスポークに戻る詳細構造を有し、例えば入れ子型の構成（例えば図３に示す入れ子型コレクタ１０３）を有してもよい。下位瞳５００の異なる強度値は、個々の領域ラスタ要素の不完全な照明又は第１のファセット付き光学素子１０２の領域ファセットの結果である。上記のように、若干の個々の領域ラスタ要素が完全に照射されず、一方でその他は完全に照射される。不完全及び完全に照射された領域ラスタ要素との間のエネルギー差は、可能な限り領域高（すなわちｘ−座標に沿って）並びにテレセントリシティにおいて均一な楕円率を確実にするための処置がとられない限り、射出瞳における楕円率（例えば−４５°／４５°楕円率又は０°／９０°楕円率）、並びに領域高（すなわちｘ−座標に沿って）の関数としてのテレセントリシティを顕著に変化させる効果を有する。
【００８５】
領域高又は最高のテレセントリシティの関数としての射出瞳における可能な限り最も均一な楕円率は、瞳ファセット又は瞳ラスタ要素に対して領域ファセット又は領域ラスタ要素をそれぞれ一定ずつ割り当てるることによって可能となる。
【００８６】
これを可能にする割り当て方法は、合計８つの領域ファセット及び瞳ファセットの実施例に用いる図９ａ及び９ｂにおいて例示する。図９ａは領域ファセットＦ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ４１、並びにＦ１２、Ｆ４２、Ｆ４３及びＦ４４を示し、一方で図９ｂは射出瞳の照明に至る関連する瞳ファセットを示す。
【００８７】
図９ａ及び９ｂから明白であるように、図９ａの相互に逆の位置、例えば領域ファセットＦ９及びＦ１０の領域ファセットが射出瞳の位置対称形の下位瞳に割り当てられる場合、全ての領域の上のテレセントリシティ誤差が最小化される。これは、各々の反対側に位置するファセットＦ１１及びＦ１２においても当てはまる。図９ａは領域ファセットを有するファセット付き光学素子を示し、図９ｂは瞳ファセットＰＦ９、ＰＦ１０、ＰＦ１１、ＰＦ１２、ＰＦ４１、ＰＦ４２、ＰＦ４３及びＰＦ４４を有する関連するファセット付き光学素子を示す。瞳ファセットの位置は最終的に射出瞳の下位瞳の位置を決定する。これは、瞳ファセットに対する領域ファセットの割り当てが、ｘ軸（例えばＦ９及びＦ１０）に関して鏡対称の位置の領域ファセットが、その画像が射出瞳（ＰＦ９及びＰＲ１０）の位置対称形の場所に位置するそれらの瞳ファセットに好ましくは割り当てられる態様にて、好ましくはなされることを意味する。一般に、これは通常ｘ軸に関して鏡面対称にて配置される領域ファセットが通常同一の強度プロファイルを有するという理由で有利である。
【００８８】
楕円率誤差を小さく保つために、領域ファセットＦ９とＦ１１、及びＦ１０とＦ１２のような２対の隣接するファセットミラーは瞳ファセットミラーＰＦ９とＰＦ１１、及びＰＦ１０とＰＦ１２に割り当てられ、９０°のオフセットの関係にある。したがって、同様の強度プロファイルを有する領域ファセットが９０°のオフセットで瞳の八分円上に存在する。
【００８９】
Ｉ１（ｘ）＝Ｉ３（ｘ）＝Ｉ５（ｘ）＝Ｉ７（ｘ）の理想的なケースにおいて以下の式が得られる。
【数９】
2008042203.tif 000010
【００９０】
これらの４本のチャネルの楕円率は、領域を通じて一定であり、１に等しい。
【００９１】
照明において、例えばファセットＦ９、Ｆ４１のように各々を補足するファセットは、瞳ファセットＰＦ９、ＰＦ４１に割り当てられ、それは領域ファセットＰＦ９、ＰＦ４１と関連した下部瞳が射出瞳上で各々隣接して位置するという条件を満たす。
【００９２】
この種類の配列により、同一の照明が射出瞳を通じて提供される効果が得られる。領域ファセットＲ９及びＦ４１が各々を補足するという事実は、領域ファセットＦ９上の暗部分Ｆ９．１が領域ファセット４１の照射された部分Ｆ４１．２によって補足されることを意味する。暗部分Ｆ９．１は、Ｆ９．１に割り当てられた領域領域で、関連する下位瞳を暗くする効果を有する。したがって、瞳ファセットＰＦ４１に割り当てられた下位瞳は、この領域領域において完全に照射される。瞳がＰＦ９及びＰＦ４１にファセットを形成する場合、各々隣接して位置し、照射から暗さへの変化又は移行の効果は領域を通じて最小化される。
【００９３】
個々の領域ファセットの照明の制御に用いる個々の開口絞りによって、照明システムの物体面の照明の均一性に影響を与えることができる。特に、照明の均一性はこの種の方法で例えばΔＳＥ（ｘ）≦２％に調節できる。開口絞りによる均一性調節の結果を図１０に例示する。補正がない場合の均一性誤差ΔＳＥが１０％の値である一方、補正がある場合の値はΔＳＥ≦５％である。特に、補正後のスキャン取り込みエネルギーＳＥ（ｘ）の最大値ＳＥＭａｘは約１．０２、最小値ＳＥＭｉｎは約１．０であり、それにより領域照明後のΔＳＥ（約２％）は開口絞りによって補正される。
【００９４】
開口絞りによる均一性の調節（楕円率のプロファイルにおいて領域高、すなわちｘ−座標の関数として記載される）による効果を、図１１ａ及び１１ｂに示すように−４５°／４５°楕円率又は０°／９０°楕円率として記載する。図１１ａは、図３の照明システムにおける４５°／４５°楕円率２２００．１又は０°／９０°楕円率２２００．２であって、上記のように瞳ファセットに領域ファセットのチャネルを割り当てた態様を示す。領域高に依存して、４５°／４５°楕円率は０．９７〜１．０３で変化し、０°／９０°楕円率も０．９７〜１．０３で変化する。図１１ｂは、図１０で示す領域の均一性が補正された後の、４５°／４５°楕円率２２００．３のプロファイル又は０°／９０°楕円率２２００．４のプロファイルを示す。図１１ｂから明らかなように、均一性の補正により、４５°／４５°楕円率及び０°／９０°楕円率は許容された誤差範囲内で変化するだけであった。領域高に依存し、４５°／４５°楕円率は０．９９０〜１．０１で変化し、０°／９０°楕円率は０．９９〜１．０２で変化した。
【００９５】
図１２ａ及び１２ｂは、上記の異なる領域高ｘでの射出瞳への割り当て制御を用いた、図３のシステムの場合の、領域高ｘに依存する、システムにおけるｘ−及びｙ−方向のテレセントリシティ誤差を例示する。
【００９６】
ｘ−方向、並びにｙ−方向のテレセントリシティ誤差の合計は１ｍｒａｄ未満である。均一性の補正前のｘ−方向のプロファイルは図１２ａにおいて２３００．１として、一方ｙ−方向のプロファイルは２３００．２として参照される。図１２ｂは、均一性の補正後のテレセントリシティ誤差を示す。図１２ｂから明らかなように、領域上のテレセントリシティ誤差は、ｘ−方向及びｙ−方向において±０．２ｍｒａｄ未満となる。
【００９７】
本発明の照明システムを以上で開示したが、物体面での照明の均一性、スキャン取り込みされた楕円率誤差、並びにシステムのテレセントリシティ誤差が調節され、第１ファセット素子が配置されている面に到達する光の大部分が物体面の照明のために利用されるという点については初めての開示である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】二重ファセットを有する照明システムの原理を例示する。
【図２ａ】二重ファセットを有する照明システムの物体面までの光線パターンを例示する。
【図２ｂ】二重ファセットを有する照明システムの射出瞳面までの光線パターンを例示する。
【図３】照明システムの主要な概略設計を例示する。
【図４ａ】従来技術における、領域ラスタ要素を有する第１のファセット付き光学素子を示す。
【図４ｂ】本発明における、領域ラスタ要素及び開口絞りを有する第１のファセット付き光学素子の略図を表す。
【図４ｃ】照明調節装置を有する第１のファセット付き光学素子の詳細図を表す。
【図４ｄ】２つの領域ファセットの実施例による照明を調節する概略を例示する。
【図５】瞳ファセットを有する第２のファセット付き光学素子を示す。
【図６】照明システムの物体面の照射された環領域を示す。
【図７】射出瞳を再分割する概略を例示する。
【図８】下位瞳を有する射出瞳の実施例を示す。
【図９ａ】異なる瞳ファセットへの８つの部分的に照射された領域ファセットの割当てによって、射出瞳照明が得られる様子を例示する。
【図９ｂ】異なる瞳ファセットへの８つの部分的に照射された領域ファセットの割当てによって、射出瞳照明が得られる様子を例示する。
【図１０】３１２本のチャネルの実施態様に用いる均一性プロファイルを例示し、そこでは１００の領域ファセットが完全に照射されていない。
【図１１ａ】均一性補正前の、領域高ｘの関数としての０°／９０°楕円率及び−４５°／＋４５°楕円率を例示する。
【図１１ｂ】均一性補正後の、領域高ｘの関数としての０°／９０°楕円率及び−４５°／＋４５°楕円率を例示する。
【図１２ａ】均一性補正前のテレセントリシティプロファイルを例示する。
【図１２ｂ】均一性補正後のテレセントリシティプロファイルを例示する。
【符号の説明】
【００９９】
１  光源
３  コレクタ
５  領域ラスタ要素
７  光学部品
８  第１の面
９  瞳ラスタ要素
１０  第２の光源
１１  光学部品
１２  光学素子
１３  第２の面
１４  物体面
２０  領域ラスタ要素
２１  光チャネル
２２  第１の瞳ラスタ要素
２６  射出瞳面
１０１  光源
１０２  光学素子
１０３  入射コレクタ
１０４  光学素子
１０５  スペクトル格子フィルタ
１１４  マスク
１２１  光学素子
１２４  画像平面
１２６  投影対象
１２８  ミラー
１２９  物体面
１３１  領域
１４０  射出瞳面
１５０  第１の面
１５２  第２の面
１５４  供給源装置
３０９  領域ラスタ要素
３１１  領域ラスタ要素
３３９  円
３４１  円
３４３  カラム
３４５  列
３４７  ブロック
３４９  自由空間
３５１  陰影
３５７  開口絞り
３６０  部分
３６４  開口絞り
３６６  部分
４１５  瞳ラスタ要素
５００  下位瞳
１０００  射出瞳
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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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９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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