(57)【要約】【課題】光の空間的コヒーレンスを変化させず、またスペックルパターンを生じさせずにレーザから放出される光を拡大し、さらに「階段状」の部分リフレクタの省略することのできる光多重化装置、光投影システムおよび方法を提供すること。【解決手段】光投影システムにおいて、レーザ源と、このレーザ源によって放出される光を、空間的コヒーレンスを変化させずに実質的に光強度が互いに等しい複数のビームに拡大する多重化装置と、これらの複数のビームのそれぞれを集束する照明光学系と、この照明光学系からの光出力で照明されるマスク画像を基板に投影する投影光学系とを有しており、上記の多重化装置は、ミラーに平行でありかつこのミラーと同じ側に配置され空間的に分離された複数のビームスプリッタを有していることを特徴とする光投影システムを構成する。【選択図】　　　図２Ａ
2004128477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光投影システムにおいて、
レーザ源と、
該レーザ源によって放出される光を、空間的コヒーレンスを変化させずに実質的に光強度が互いに等しい複数のビームに拡大する多重化装置と、
該複数のビームのそれぞれを集束する照明光学系と、
該照明光学系からの光出力で照明されるマスク画像を基板に投影する投影光学系とを有しており、
前記多重化装置は、ミラーに平行でありかつ該ミラーと同じ側に配置され空間的に分離された複数のビームスプリッタを有していることを特徴とする
光投影システム。
【請求項２】
前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタは５０／５０ビームスプリッタである、
請求項１に記載の光投影システム。
【請求項３】
前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタは２つのビームスプリッタからなる、
請求項１に記載の光投影システム。
【請求項４】
前記の２つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタの面は、前記ミラーの反射面を延長した面に対して平行にかつ距離ｄで位置付けられており、
前記ビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタの面は、前記のミラーの面に対して平行にかつ距離２ｄ離れて位置付けられており、
ここでｄ　＝　ａ／（２＊ｓｉｎα）であり、Ｌは時間的コヒーレンス長、αは照明の角度である、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記の２つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタは、前記ミラーの断面を基準にして距離ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の２つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタは、前記のミラーの断面を基準にして距離４ｂだけ横方向にシフトされており、
ここでｂ　＝　ｄ＊ｔａｎα、ｄは前記ミラーとの距離、αは照明の角度である、
請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記の２つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタは、前記ミラーの断面を基準にして距離ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の２つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタは、前記のミラーの断面を基準にして距離２ｂだけ横方向にシフトされており、
ここでｂ　＝　ｄ＊ｔａｎα、ｄは前記ミラーとの距離、αは照明の角度である、
請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記の複数のビームは４つの出力ビームからなる、
請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記の複数のビームは３つの出力ビームからなる、
請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタは３つのビームスプリッタからなる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記の３つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタの面は、前記ミラーの反射面を延長した面に平行にかつ距離ｄで位置付けられており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタの面は、前記のミラーの面に平行にかつ距離２ｄで位置付けられており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第３ビームスプリッタの面は、前記のミラーの面に平行にかつ距離４ｄで位置付けられており、
ここでｄ　＝　ａ／（２＊ｓｉｎα），Ｌは時間的コヒーレンス長、αは照明の角度である、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記の３つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタは前記ミラーの横断面を基準にして距離ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタのエッジは前記のミラーの横断面を基準にして距離４ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第３ビームスプリッタのエッジは前記のミラーの横断面を基準にして距離１０ｂだけ横方向にシフトされており、
ここでｂ　＝　ｄ＊ｔａｎα，ｄは前記ミラーとの距離、αは照明の角度である、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記の複数のビームは８つの出力ビームからなる、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記多重化装置はさらに前記ミラーに平行な別のリフレクタを含んでおり、
該別のリフレクタは、前記のビームスプリッタのうちの少なくとも第１ビームスプリッタと第２ビームスプリッタとの間に配置されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記の複数のビームは４つの出力ビームからなる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記多重化装置はさらに所定の領域を外れた光を検出する検出器を有しており、
該検出器は、前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタのうちの１つの近くに配置される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記多重化装置は、個別の固定装置を有するケーシングに位置付けられており、
前記の個別の固定装置は、前記のリフレクタと、空間的に分離された複数のビームスプリッタのそれぞれとを固定する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ケーシングさらに調整装置を含んでおり、
該調整装置は、前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタの少なくとも１つの近くに配置された検出器からの信号に基づいて、前記の個別の固定装置をそれぞれ個別に調整する、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
光多重化装置において、
ミラーと、
リフレクタと同じ側かつ該リフレクタと平行に配置された、空間的に分離された複数のビームスプリッタとを有しており、
該ビームスプリッタは、レーザ源から放出される光を、当該レーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させずに実質的に光強度が互いに等しい複数のビームに拡大することを特徴とする
光多重化装置。
【請求項１９】
前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタは２つのビームスプリッタからなる、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記の２つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタの面は、前記ミラーの反射面を延長した面に対して平行にかつ距離ｄで位置付けられており、
前記ビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタの面は、前記のミラーの面に対して平行にかつ距離２ｄ離れて位置付けられており、
ここでｄ　＝　ａ／（２＊ｓｉｎα）であり、Ｌは時間的コヒーレンス長、αは照明の角度である、
請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記の２つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタは、前記ミラーの断面を基準にして距離ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の２つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタは、前記のミラーの断面を基準にして距離４ｂだけ横方向にシフトされており、
ここでｂ　＝　ｄ＊ｔａｎα、ｄは前記ミラーとの距離、αは照明の角度である、
請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記の２つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタは、前記ミラーの断面を基準にして距離ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の２つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタは、前記ミラーの断面を基準にして距離２ｂだけ横方向にシフトされており、
ここでｂ　＝　ｄ＊ｔａｎα、ｄは前記ミラーとの距離、αは照明の角度である、
請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタは３つのビームスプリッタからなる、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記の３つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタの面は、前記ミラーの反射面を延長した面に平行にかつ距離ｄで位置付けられており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタの面は、前記のミラーの面に平行にかつ距離２ｄで位置付けられており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第３ビームスプリッタの面は、前記のミラーの面に平行にかつ距離４ｄで位置付けられており、
ここでｄ　＝　ａ／（２＊ｓｉｎα），Ｌは時間的コヒーレンス長、αは照明の角度である、
請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記の３つのビームスプリッタのうちの第１ビームスプリッタは前記ミラーの断面を基準にして距離ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第２ビームスプリッタのエッジは前記のミラーの断面を基準にして距離４ｂだけ横方向にシフトされており、
前記の３つのビームスプリッタのうちの第３ビームスプリッタのエッジは前記のミラーの断面を基準にして距離１０ｂだけ横方向にシフトされており、
ここでｂ　＝　ｄ＊ｔａｎα，ｄは前記ミラーとの距離、αは照明の角度である、
請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
さらに前記ミラーに平行な別のリフレクタを含んでおり、
該別のリフレクタは、前記のビームスプリッタのうちの少なくとも第１ビームスプリッタと第２ビームスプリッタとの間に配置されている、
請求項１８に記載の装置。
【請求項２７】
前記多重化装置はさらに、所定の領域を外れた光を検出する検出器を有しており、
該検出器は、前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタのうちの１つの近くに配置される、
請求項１８に記載のシステム。
【請求項２８】
前記多重化装置は、個別の固定装置を有するケーシングに位置付けられており、
前記の個別の固定装置は、前記のリフレクタと、空間的に分離された複数のビームスプリッタのそれぞれとを固定する、
請求項１８に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ケーシングさらに調整装置を含んでおり、
該調整装置は、前記の空間的に分離された複数のビームスプリッタの少なくとも１つの近くに配置された検出器からの信号に基づいて、前記の個別の固定装置をそれぞれ個別に調整する、
請求項１８に記載のシステム。
【請求項３０】
レーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させずにレーザビームから放出される光を拡大する方法において、
前記のレーザによって放出される光を第１ビームスプリッタにて所定の角度で受光し、該第１ビームスプリッタが、反射によって前記光の第１部分をリフレクタに向かわせまた透過によって前記光の第２部分を第２ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、
前記の光の第１部分を前記リフレクタにて受光し、該リフレクタが、反射によって前記光の第３部分を前記第２ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、
前記の光の第２部分を前記第２ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第４部分を前記リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第５部分によって第１出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第３部分を前記第２ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第６部分を前記リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第７部分によって第２出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第４部分を前記リフレクタにて受光し、反射した前記光の第８部分によって第３出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第７部分を前記リフレクタにて受光し、反射した前記光の第９部分によって第４出力ビームを形成するステップとを有することを特徴とする、
レーザビームから放出される光を拡大する方法。
【請求項３１】
レーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させることなく、レーザビームから放出される光を拡大する方法において、
前記のレーザによって放出される光を第１ビームスプリッタにて所定の角度で受光し、該第１ビームスプリッタが、反射によって前記光の第１部分をリフレクタに向かわせまた透過によって前記光の第２部分を第２ビームスプリッタに向かわせるようにし、該第２ビームスプリッタが、反射によって前記光の第３部分を前記リフレクタに向かわせまた透過によって前記光の第４部分を第３ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、
前記の光の第１部分を前記リフレクタにて受光し、反射によって前記光の第５部分を前記第２ビームスプリッタに向かわせ、該第２ビームスプリッタが、反射によって前記光の第６部分を前記リフレクタに向かわせまた透過によって前記光の第７部分を第３ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、
前記の光の第３部分を前記リフレクタにて受光し、反射によって前記光の第８部分を前記第３ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、
前記の光の第４部分を前記第３ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第９部分を前記リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第１０部分によって第１出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第６部分を前記リフレクタにて受光し、反射によって前記光の第１１部分を前記第３ビームスプリッタに向かわせるステップと、
前記の光の第７部分を前記第３ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第１２部分を前記リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第１３部分によって第２出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第８部分を前記第３ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第１４部分をリフレクタに向かわせまた透過した前記光の第１５部分によって第３出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第９部分を前記リフレクタにて受光し、反射した前記光の第１６部分によって第４出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第１１部分を前記第３ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第１７部分を前記リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第１８部分によって第５出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第１２部分を前記リフレクタにて受光し、反射した前記光の第１９部分によって第６出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第１４部分を前記リフレクタにて受光し、反射した前記光の第２０部分によって第７出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第１７部分を前記リフレクタにて受光し、反射した前記光の第２１部分によって第８出力ビームを形成するステップとを有することを特徴とする、
レーザビームから放出される光を拡大する方法。
【請求項３２】
レーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させることなく、レーザビームから放出される光を拡大する方法において、
前記のレーザによって放出される光を第１ビームスプリッタにて所定の角度で受光し、該第１ビームスプリッタが、反射によって前記光の第１部分を第１リフレクタに向けわせまた透過によって前記光の第２部分を第２ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、
前記の光の第１部分を前記第１リフレクタにて受光し、反射によって前記光の第３部分を前記第２ビームスプリッタに向かわせるステップと、
前記の光の第２部分を前記第２ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第４部分を第２リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第５部分によって第１出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第３部分を前記第２ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第６部分を前記第２リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第７部分によって第２出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第４部分を前記第２リフレクタにて受光し、反射した前記光の第８部分によって第３出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第６部分を前記第２リフレクタにて受光し、反射した前記光の第９部分によって第４出力ビームを形成するステップとを有することを特徴とする、
レーザビームから放出される光を拡大する方法。
【請求項３３】
レーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させることなく、レーザビームから放出される光を拡大する方法において、
前記のレーザによって放出される光を第１ビームスプリッタにて所定の角度で受光し、該第１ビームスプリッタが、反射によって前記光の第１部分をリフレクタに向かわせまた透過によって前記光の第２部分を第２ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、
前記の光の第２部分を前記第２ビームスプリッタにて受光し、反射によって前記光の第３部分を前記リフレクタに向かわせまた透過した前記光の第４部分によって第１出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第１部分を前記リフレクタにて受光し、該リフレクタで反射した前記光の第５部分によって第２出力ビームを形成するステップと、
前記の光の第３部分を前記リフレクタにて受光し、該リフレクタで反射した前記光の第６部分によって第３出力ビームを形成するステップとを有することを特徴とする、
レーザビームから放出される光を拡大する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光投影システムと、光多重化装置と、レーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させずにレーザビームから放出される光を拡大する方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リソグラフィまたは別の環境（例えばホログラフィ）において，エキシマレーザビームまたは深紫外線（ＤＵＶ＝ｄｅｅｐ　ＵＶ）エキシマレーザを拡大することは必須である。それは照明システム領域は、通例、レーザビームよりもはるかに大きいからである。通例、レーザビームが１０ｍｍ×１０ｍｍまたは５ｍｍ×２０ｍｍであるのに対して、照明領域は、１２０ｍｍ×２５ｍｍになることがある。レーザビームは長方形または正方形の断面を有するとされるが、光の様々な断面を使用可能である。一般的にリソグラフィ装置では１つのリフレクタと１つの部分リフレクタ（またはビームスプリッタ）からなる装置が使用され、光多重化器において予備的にレーザビームが拡大される。この後、この予備的に拡大されたビームはさらにリソグラフィツールの別の部分で拡大される。都合の悪いことに通例の光学装置（レンズ、プリズム）による拡大によると、レーザの空間的コヒーレンスが増大してしまい、スペックルの問題が発生してしまう。このため別の光学装置が使用されることもある。リフレクタ／ビームスプリッタ装置を使用することの欠点は、「階段状」の部分リフレクタの複雑な設計が必要になることであり、この部分リフレクタは、所定のパラメタに基づいて段階的に反射率が変化するコーティングのバッチからなる。この装置には、レーザビームのサイズおよび位置と、「階段状」のバッチパターンとの精確な整合が必要である。また「階段状」の部分リフレクタを実際に実現すると、パッチと、拡大されたビームとの間にコーティングされていない領域が生じてしまい、これによって、ビーム断面の明るい領域を切る暗い領域を有する「シマウマ状」のパターンになってしまうのである。さらにエキシマレーザは、ビームサイズと開きが時間によって変化する傾向を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、光の空間的コヒーレンスを変化させず、またスペックルパターンを生じさせずにレーザから放出される光を拡大し、さらに「階段状」の部分リフレクタの省略することのできる光多重化装置、光投影システムおよび方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の光投影システムにについての課題は、本発明により、光投影システムにおいて、レーザ源と、このレーザ源によって放出される光を、空間的コヒーレンスを変化させずに実質的に光強度が互いに等しい複数のビームに拡大する多重化装置と、これらの複数のビームのそれぞれを集束する照明光学系と、この照明光学系からの光出力で照明されるマスク画像を基板に投影する投影光学系とを有しており、上記の多重化装置は、ミラーに平行でありかつこのミラーと同じ側に配置され空間的に分離された複数のビームスプリッタを有していることを特徴とする光投影システムを構成することによって解決される。
【０００５】
上記の光多重化装置についての課題は、本発明により、光多重化装置において、ミラーと、リフレクタと同じ側かつこのリフレクタと平行に配置された、空間的に分離された複数のビームスプリッタとを有しており、ここでこのビームスプリッタは、レーザ源から放出される光を、このレーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させずに実質的に光強度が互いに等しい複数のビームに拡大することを特徴とする光多重化装置を構成することによって解決される。
【０００６】
上記の方法についての課題は、本発明により、レーザによって放出される光の空間的コヒーレンスを変化させずにレーザビームから放出される光を拡大する方法において、レーザによって放出される光を第１ビームスプリッタにて所定の角度で受光し、この第１ビームスプリッタが、反射によって光の第１部分をリフレクタに向かわせまた透過によって光の第２部分を第２ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、上記の光の第１部分をリフレクタにて受光し、このリフレクタが、反射によって光の第３部分を第２ビームスプリッタに向かわせるようにするステップと、上記の光の第２部分を第２ビームスプリッタにて受光し、反射によって光の第４部分をリフレクタに向かわせまた透過した光の第５部分によって第１出力ビームを形成するステップと、上記の光の第３部分を第２ビームスプリッタにて受光し、反射によって光の第６部分をリフレクタに向かわせまた透過した光の第７部分によって第２出力ビームを形成するステップと、上記の光の第４部分をリフレクタにて受光し、反射した光の第８部分によって第３出力ビームを形成するステップと、上記の光の第６部分をリフレクタにて受光し、反射した光の第９部分によって第４出力ビームを形成するステップとを有することを特徴とする、レーザビームから放出される光を拡大する方法によって解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態および利点】
本発明の実施形態によって得られる利点は、空間的コヒーレンスが変化せずにまたスペックルパターンを生じることなくレーザビームが拡大されることであり、ここでこれは「階段状」のビームスプリッタよりもはるかに容易に作製および製造可能な均一な部分リフレクタを使用することによって行われる。別の利点は、ビームスプリッタを基準にしたレーザビームの精確な位置調整が比較的重要でないことである。このことは従来の装置では決定的である。
【０００８】
本発明のさらなる実施形態、機能および利点ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作を以下、添付の図面に基づいて詳しく説明する。
【０００９】
この明細書に組み込まれておりかつその一部なす添付の図面は、本発明の実施形態を示しており、説明と一緒になって本発明の目的、利点および基本原理を示している。
【００１０】
図において大部分が同じ参照符号は、同じまたは実質的に同じ素子を示している。さらに参照符号の最も左の桁は、この参照符号が最初に使用された図の番号を示している。
【００１１】
図１にはレーザ１０４から放出される光１０２を拡大するシステム１００が示されており、ここでこの拡大では光１０２の空間的コヒーレンスは変化せず、またスペックルパターンは実質的に除去される。レーザ１０４は、エキシマレーザまたは深紫外線エキシマレーザとすることが可能である。光１０２は、ビームコンディショナー１０８の多重化器１０６によって受光される。ビームコンディショナー１０８は照明光学系１１０に光を出力し、この照明光学系は、投影光学系１１４を介し、マスクまたはレチクル１１２を通して基板１１６に光を透過させる。このシステムに対する１実施形態は、リソグラフィシステムまたはその類似のものとすることが可能である。別の実施形態は、ホログラフィシステムとすることができる。拡大は多重化器１０６によって行われるが、多重化器１０６は、光を４〜６倍に広げる予備的な拡大システムまたは第１の拡大システムとすることができ、さらなる拡大はシステム１００の別の光学系によって行うことが可能である。この予備的な拡大システム１０６を使用することによって、慣用の拡大システムに関連するスペックルおよび別の問題を実質的に除去することができる。
【００１２】
図２を参照すると、多重化器１０６の１実施形態が示されている。多重化器１０６は、反射面２０２を有するリフレクタ２００を含む。ここでこれは反射面２００を延長した面内にある。５０／５０または別の任意の比のビームスプリッタとすることが可能な第１および第２ビームスプリッタ２０４および２０６は、リフレクタ２００と同じ側に位置付けられており、かつ反射面２０２を延長した面と平行な面内にある。ここでこれらのビームスプリッタは、強度がほぼ等しい拡大ビームを形成できるマルチレイヤ誘電体コーティングを有する。リフレクタ２００と、第１ビームスプリッタ２０４との間の距離ｄは、第１ビームスプリッタ２０４と、第２ビームスプリッタ２０６の間の距離ｄに等しい。この距離ｄは、光１０２が第１ビームスプリッタ２０４の対称軸２０８に交わる角である角度αと、ビーム１０２の幅ａとにより、つぎの式にしたがって定まる。すなわち、
ｄ　＝　ａ（２＊ｓｉｎα）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
である。また角度αと、ビーム１０２の幅ａと、レーザ１０４の時間的コヒーレンス長Ｌとはつぎの式にしたがう関係を有する。すなわち、
ｔａｎα　＜　ａ／Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
である。さらに第１ビームスプリッタ２０４はｂだけ横方向にシフトされており、また第２ビームスプリッタ２０６はリフレクタ２００のエッジ２１０を基準に４ｂだけ横方向にシフトされており、ここで
ｂ　＝　ｄ＊ｔａｎα　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
が成り立つ。理想的には角度αは、ａ／Ｌよりはるかに小さい。実施形態によっては角度αに対する値を選択して、別のパラメタがこの選択された値に基づいて計算されることもある。
【００１３】
レーザ１０４の時間的コヒーレンス長Ｌは、λ２／Δλによって定まり、ここでΔλは放射のスペクトル範囲であり、またλはレーザ１０４の中心の波長である。例えば、マイクロリソグラフィに対して通例のエキシマレーザにおいて使用される波長は、２４８，１９３および１５７ｎｍである。放射のスペクトル範囲は、リソグラフィツールの設計およびレーザに依存して変化する。この放射のスペクトル範囲は、最小で１ｐｍまた最大で１００ｐｍとすることができる。したがってコヒーレンス長Ｌの範囲は、０．２５ｍｍ〜４０ｍｍである。
【００１４】
計算に使用される幅ａの辺は、レーザビーム２０４のどの辺を広げなければならないかに基づいて決められる。種々異なるパラメタに対する複数の範囲の１例において、光ビームは５ｍｍ×２０ｍｍとすることができる。したがって幅５ｍｍであり、４倍に拡大される。別の実施形態では、幅ａの拡大は４〜６倍とすることが可能である。この例では、時間的コヒーレンス長Ｌは２０ｍｍであるが、Ｌはスペクトル範囲に依存して変化し、入射角αは１０°（度）である。したがってこの実施例では、ｄ　＝　５ｍｍ／（２＊ｓｉｎ１０）　＝　１４．４ｍｍおよびｂ　＝　１４．４ｍｍ＊ｔａｎ（１０）　＝　２．５４ｍｍである。
【００１５】
図２Ａに示した実施形態の動作においてレーザ１０４によって放出される光１０２は、第１ビームスプリッタ２０４において所定の角度αで受光される。この第１ビームスプリッタは、反射によって光１０２の第１部分をリフレクタ２００に向かわせ、また透過によってこの光の第２部分を第２ビームスプリッタ２０６に向かわせる。リフレクタ２００は光１０２の第１部分を受光して、反射によって光１０２の第３部分を第２ビームスプリッタ２０６に向かわせる。光１０２の第２部分は、第２ビームスプリッタ２０６において受光され、この第２ビームスプリッタは光１０２の第４部分をリフレクタ２００に向かって反射しまた透過した光１０２の第５部分によって第１出力ビーム２１２を形成する。光ビームの第３部分は、第２ビームスプリッタ２０６において受光され、この第２ビームスプリッタは反射によって光１０２第６部分をリフレクタ２００に向かわせまた透過した光１０２の第７部分によって第２出力ビーム２１４を形成する。リフレクタ２００は光１０２の第４部分を受光して光１０２の第８部分を反射し、第３出力ビーム２１６を形成する。最後にこのリフレクタは光１０２の第７部分を受光して光１０２の第９部分を反射し、第４出力ビーム２１８を形成する。第１〜第４出力ビーム２１２〜２１８の強度は等しくすることができ、入力ビーム１０２の約２５％の強度を有する。これは１つには５０／５０ビームスプリッタを使用して行うことができる。
【００１６】
図２Ｂに示されているように本発明の別の実施形態には第２ビームスプリッタ２０６が含まれており、ここでこれはリフレクタ２００のエッジ２１０を基準にして、図２Ａにおける４ｂの横方向シフトの代わりに２ｂだけ横方向にシフトされている。このように第２ビームスプリッタ２０６を２ｂ移動することによって、この光の第３ビームは、その一部が反射されまた別の一部が透過される代わりに第２出力２２２だけを形成する。その他の点では上記の光路と同様に、ほぼ同じ強度を有する３つの出力ビーム２２０，２２２および２２４が形成される。出力ビーム２２０，２２２および２２４の強度は、６６：３３のビームスプリッタ２０４と、５０：５０のビームスプリッタ２０６とを使用することによって保持可能である。
【００１７】
図３を参照すると、多重化器の別の実施形態１０６′が示されている。この実施形態では、この多重化器はリフレクタ３００と、第１，第２および第３ビームスプリッタ３０２，３０４および３０６を含んでおり、これらは５０／５０ビームスプリッタとすることが可能である。ビームスプリッタパラメタｄ，ｂ，ａおおびＬの関係は上記の通りである。この実施形態では、第１ビームスプリッタ３０２は反射面３０８を延長した面から距離ｄだけ離隔されており、また第２ビームスプリッタ３０４は距離２ｄだけ、第３ビームスプリッタ３０６は距離４ｄだけそれぞれ離隔されている。また第１ビームスプリッタ３０２は、リフレクタ３００のエッジ３１０から横方向に距離ｂだけシフトされており、これに対して第２ビームスプリッタ３０４は距離４ｂだけ横方向シフトされており、また第３ビームスプリッタ３０６は１０ｂだけ横方向にシフトされている。
【００１８】
図３に示した実施形態の動作において、光１０２は第１ビームスプリッタ３０２において所定の角度αで受光される。この第１ビームスプリッタは、反射によって光１０２の第１部分をリフレクタ３００に向かわせ、また透過によって光１０２の第２部分を第２ビームスプリッタ３０４に向かわせる。第２ビームスプリッタ３０４は反射によって光１０２の第３部分をリフレクタ３００に向かわせ、透過によって光１０２の第４部分を第３ビームスプリッタ３０６に向かわせる。リフレクタ３００において受光される光１０２の第１部分は、光１０２の第５部分として第２ビームスプリッタ３０４に向かって反射される。ビームスプリッタ３０４は、反射によって光１０２の第６部分をリフレクタ３００に向かわせ、また透過によって光１０２の第７部分を第３ビームスプリッタ３０６に向かわせる。光１０２の第３部分はリフレクタ３００において受光され、光１０２の第８部分として第３ビームスプリッタ３０６に向かって反射される。光１０２の第４部分は第３ビームスプリッタ３０６において受光され、光１０２の第９部分としてリフレクタ３００に向かって反射される。第３ビームスプリッタ３０６は透過した光１０２の第１０部分によって第１出力ビーム３１２を形成する。
【００１９】
リフレクタ３００は、光１０２の第６部分を受光して、反射によって光１０２の第１１部分を第３ビームスプリッタ３０６に向かわせる。第３ビームスプリッタ３０６は光１０２の第７部分を受光して、反射によって光１０２の第１２部分をリフレクタ３００に向かわせ、また透過した光１０２の第１３部分によって第２出力ビーム３１４を形成する。第３ビームスプリッタ３０６は光１０２の第８部分を受光して、反射によって光１０２の第１４部分をリフレクタ３００に向かわせ、また透過した光１０２の第１５部分によって第３出力ビーム３１６を形成する。
【００２０】
光１０２の第９部分はリフレクタ３００によって受信され、このリフレクタは、反射した光１０２の第１６部分によって第４出力ビーム３１８を形成する。光１０２第１１部分は、第３ビームスプリッタ３０６において受光され、光１０２の第１７部分としてリフレクタ３００に向かって反射され、さらに光１０２の第１８部分として透過させられて第５出力ビーム３２０が形成される。光１０２の第１２部分はリフレクタ３００において受光され、光１０２の第１９部分として反射されて第６出力ビーム３２２が形成される。リフレクタ３００は光１０２の第１４部分を受光して、反射した光１０２の第２０部分によって第７出力ビーム３２４を形成する。最後にリフレクタ３００は、光１０２の第１７部分を受光して、反射した光１０２の第２１部分によって第８出力ビーム３２６を形成する。したがって図３に示した装置によって８つの出力ビーム３１２〜３２６が形成され、ここで各出力ビームは、入力ビーム１０２である総強度の約１／８の強度を有する。
【００２１】
便宜上示していないが、本発明の別の実施形態が、レーザ１０４からの光１０２の２Ｎ倍の拡大または多重化に対して一般化できることは有利である。光１０２のこのような拡大は「多重化」とも称される。この実施形態に必要な５０／５０ビームスプリッタまたは別の任意のビームスプリッタの個数は、以下の各ケースにおいてＮに等しくなければならない。第１ビームスプリッタを基準にした光ビーム１０２の角度αは、一般的なケースでは上記の式（２）によって定められる。ビームスプリッタは、リフレクタに最も近いものからスタートして番号付けされる。すなわち、１，２，…，ｋ，…，Ｎである。第１ビームスプリッタとリフレクタとの距離はｄであり、ここでｄは上記の式（１）で定められる。ｋ番目のビームスプリッタは、前のビームスプリッタから距離（ｋ−１）＊ｄで配置される。また第１ビームスプリッタは、リフレクタのエッジを基準にしてｂだけ横方向にシフトされており、ここでこのｂは上記の式（３）で定められる。ｋ番目のビームスプリッタは、前のビームスプリッタを基準にして（ｋ−１）＊３ｂだけ横方向にシフトされる。
【００２２】
別の実施形態では、ビームスプリッタにおける反射と透過との比は、システム１００内での光損失を考慮するためわずかに変更することが可能である。これは所望の反射率よりも低い反射率をもたらす、ビームスプリッタの材料における吸収率と、光の散乱とを補償するためである。さらにこのビームスプリッタは所定の厚さを有しており、これによって屈折に起因するビームスプリッタ内でのビーム１２の横方向のシフトが最小化されるようにする。リソグラフィの応用では、例えば、この所定の厚さは１ｍｍ〜３ｍｍである。しかしながら本発明の枠を越えることなく、本発明の別の実現に対して別の厚さの値を使用することが可能である。
【００２３】
図４を参照すると、ここでは多重化器１０６″の別の実施形態が示されている。ここではミラーに平行な別のリフレクタが含まれており、この別のリフレクタは、ビームスプリッタのうちの少なくとも第１ビームスプリッタと第２ビームスプリッタとの間に配置されている。多重化器１０６″により、上記の実施形態における光ビーム１０２の２Ｎ倍の拡大に対して、光ビーム１０２のＮ倍の拡大が形成される。多重化器１０６″は互いに平行な第１リフレクタ４００と、第１ビームスプリッタ４０２と、第２リフレクタ４０４と、第２ビームスプリッタ４０６とを有する。これらの素子間の間隔の決定は、上に説明したものと同様である。
【００２４】
動作時に光１０２は第１ビームスプリッタ４０２において所定の角度αで受光され、第１ビームスプリッタは、反射によって光１０２の第１部分を第１リフレクタ４００に向かわせ、また透過によって光１０２の第２部分を第２ビームスプリッタ４０６に向かわせる。第１リフレクタ４００において受光された光１０２の第１部分は、光１０２の第３部分として第２ビームスプリッタ４０６に向かって反射される。光１０２の第２部分は、第２ビームスプリッタ４０６で受光され、光１０２の第４部分として第２リフレクタ４０４に向かって反射され、また光１０２の第５部分として透過されて第１出力ビーム４０８が形成される。第２ビームスプリッタ４０６は、光１０２の第３部分を受光し、反射によって光１０２の第６部分を第２リフレクタ４０４に向かわせ、また透過した光１０２の第７部分によって第２出力ビーム４１０を形成する。光１０２の第４部分は第２リフレクタ４０４で受光され、光１０２の第８部分として反射されて第３出力ビーム４１２が形成される。最後に光の第６部分が第２リフレクタ４０４で受光され、光の第９部分として反射されて第４出力ビーム４１４が形成される。これらの出力ビーム４０８〜４１４はそれぞれ入射ビーム１０２の約２５％の強度を有することになる。
【００２５】
図５を参照すると、多重化器１０６に対する調整システム５００が示されている。単なる例として図２に示したものと類似の２ビームスプリッタ多重化器１０６は、調整システム５００の周囲を取り巻くものになり得る。システム５００では、多重化器１０６はケーシング５０２内に固定されており、ここでこのケーシングは、ビームスプリッタ固定装置５０４と、リフレクタ固定装置５０６と、検出器５１０用の検出器固定装置５０８とを有する。この検出器は、空間的に分離された複数のビームスプリッタのうちの１つの近くに配置される。実施形態によっては検出器５１０を、検出されるビームの特性がより精確に決定される断面検出器（例えばクワッド検出器（ｑｕａｄ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ））とすることも可能である。調整装置５１２は上記の固定装置５０４，５０６および５０８に接続されている。調整装置５１２はコントローラ５１４にも接続されており、ここでこのコントローラは、検出器５１０から受信した信号に基づいて、矢印で示したように３つの自由度で固定装置５０４，５０６および５０８の調整をコントロールする。
【００２６】
動作時にレーザ１０４からの光１０２が非検出領域５１６を外れる場合、検出器５１０により信号が形成される。ここでこのような外れは、レーザ１４０の位置調整誤りまたはビーム１０２の歪みが原因である。非検出領域５１６は、光１０２の幅ａとすることが可能である。検出器５１０からのこの信号がコントローラ５１４で受信されると、コントローラ５１４はコントロール信号を調整装置５１２に送信し、ビームスプリッタ固定装置５０４を使用してビームスプリッタの位置を調整する。上記のようにビームスプリッタ固定装置５０４は矢印で示したようにビームスプリッタを３次元で調整することが可能である。調整が行われると、光ビーム１０２は再び、検出器５１０の非検出領域５１６だけを通るようになり、これによって、多重化器１０６が精確に拡大された光ビームを形成することが保証される。調整システム５００を変更して任意の個数のビームスプリッタおよびリフレクタに適合させると有利である。
【００２７】
ビームスプリッタまたは多重化器１０６内の任意の素子を手動で調整できることは有利である。このような実施形態では、検出器に基づいてまたは視覚的な決定を介して、光１０２が所定の領域外の多重化器領域に達していることがユーザに警報される。この場合、このユーザは機械的な調整を行い、光ビーム１０２を再調整することができる。
【００２８】
ここでは本発明の実施例を説明した。他の個所で述べたようにこれらの実施例は説明だけを目的として述べられたのであり、制限をするものではない。他の実施例も可能であり、これらも本発明に含まれる。このような実施例はここにに示したことを基礎にすれば当業者には明らかである。したがって本発明の範囲は上記の実施例のいずれにも制限されるべきでなく、冒頭の請求項およびそれに相当するものだけにしたがって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による光学系を示す図である。
【図２Ａ】図１の光学系の一部分内における、本発明の実施形態の光多重化器素子および光路を示す図である。
【図２Ｂ】図１の光学系の一部分内における、本発明の実施形態の光多重化器素子および光路を示す別の図である。
【図３】図１の光学系の一部分内における、本発明の１実施形態の光多重化器素子および光路を示す別の図である。
【図４】図１の光学系の一部分内における、本発明の１実施形態の光多重化器素子および光路を示すさらに別の図である。
【図５】図１の光学系の一部分内における、本発明の１実施形態の調整システムおよび多重化器素子を示す別の図である。
【符号の説明】
１００　システム
１０２　光
１０４　レーザ
１０６，１０６′，１０６″　多重化器
１０８　ビームコンディショナー
１１０　照明光学系
１１２　マスクまたはレチクル
１１４　投影光学系
１１６　基板
２００　リフレクタ
２０２　反射面
２０４　第１ビームスプリッタ
２０６　第２ビームスプリッタ
２０８　対称軸
２１０　リフレクタのエッジ
２１２〜２１８　第１〜第４出力ビーム
２２０〜２２４　第１〜第３出力ビーム
３００　リフレクタ
３０２，３０４，３０６　第１，第２および第３ビームスプリッタ
３０８　反射面
３１０　エッジ
３１２〜３２６　第１〜８出力ビーム
４００　第１リフレクタ
４０２　第１ビームスプリッタ
４０４　第２リフレクタ
４０６　第２ビームスプリッタ
４０８〜４１４　第１〜４出力ビーム
５００　調整システム
５０２　ケーシング
５０４　ビームスプリッタ固定装置
５０６　リフレクタ固定装置
５０８　検出器固定装置
５１０　検出器
５１２　調整装置
５１４　コントローラ
５１６　非検出領域
【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４】
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【図５】
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