(57)【要約】【課題】ひとみ平面におけるビーム強度分布を迅速に変更できるリソグラフィ装置およびデバイス製造方法を提供すること。【解決手段】マスクＭＡを通して投影ビームＰＢを基板Ｗ上へ投影する。ひとみ平面１４の前の一連の光学要素１２０ａ〜ｂにビームを通すことによって、基板Ｗにおけるビームの強度の方向依存性を制御する。ひとみ平面１４における位置の関数である強度分布が、基板Ｗでの角度依存性を決定する。微小レンズ（またはより具体的にＤＯＥ：回折光学要素）のアレイであることが好ましい光学要素１２０ａ〜ｂはそれぞれ、ビームＰＢの強度の角度依存性を画定する。光学要素１２０ａ〜ｂはそれぞれ、ビームＰＢの主要部分を実質的な偏向なしに通過させ、偏向角依存強度を有する小部分を通過させるように配置される。ビームの主要部分は、直列に配置された光学要素１２０ａ〜ｂを通過した後に遮断され、ビームから除かれる。その結果、ひとみ平面１４での強度に対する効果が加算される。【選択図】図２
2004207735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−放射投影ビームを供給し、ひとみ平面での強度分布を画定する照明系であって、照明系が、放射ビームをある方向範囲にわたって偏向させる光学要素を備え、方向依存性強度分布がこの光学要素によって決定される照明系と、
−所望のパターンに従って投影ビームにパターンを付与する働きをするパターン形成手段を支持する支持構造と、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターンが付与された投影ビームを基板の標的部分に投影する投影系と
を備えたリソグラフィ装置であって、さらに、
−投影ビームの経路上の前記光学要素の後に続く別の光学要素
を備え、
前記光学要素および前記別の光学要素がそれぞれ、投影ビームの主要部分を実質的な偏向なしに通過させるように配置され、前記別の光学要素が、前記光学要素を通過した前記主要部分を、方向依存強度分布を有する別の方向範囲にわたって偏向させ、
さらに、
−前記光学要素と前記別の光学要素の両方を偏向されずに通過した投影ビームの強度部分の基板への透過を遮断する遮断要素
を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
投影ビームの経路上の前記光学要素の後に続く別の複数の光学要素を備え、前記別の光学要素がそれぞれ、投影ビームの主要部分を実質的な偏向なしに通過させ、先行する光学要素から受け取った投影ビームの主要部分を、方向依存強度分布を有するそれぞれの方向範囲にわたって偏向させる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記光学要素および前記別の光学要素が、互いに異なる方向依存強度分布を、通常のビーム方向を軸とした回転角の関数として提供する、請求項１または請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記光学要素が、第１の強度レベルまたはゼロ強度レベルを有する強度分布を、通常のビーム方向を軸とした回転の関数として提供し、前記別の光学要素が、第１の強度レベルとは異なる第２の強度レベルまたはゼロ強度レベルを有する強度分布を、通常のビーム方向を軸とした回転の関数として提供する、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記光学要素がそれぞれ、ビームの横断面を横切る微小レンズのアレイを含む、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
放射源が第１の波長で実質的に単色源であり、微小レンズがそれぞれ、微小レンズの厚さ値の範囲を所定の範囲内に保ち、第２の波長での微小レンズの効率を最適化するための厚さステップを含み、第１の波長が第２の波長とある程度異なり、そのために第１の波長での効率が低く、そのために投影ビームの主要部分が偏向されずに通過する、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
光学要素交換ユニットを備え、交換ユニットが、事前に製造された光学要素に対する複数の位置を含み、光学要素がそれぞれ方向依存強度分布を提供し、交換ユニットが、使用可能な光学要素のうちの選択された光学要素を、前記別の光学要素として機能させるために前記光学要素の後の位置に移動させるように配置されている、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
複数の光学要素セットを備え、光学要素セットがそれぞれ、それぞれのセットに固有の位置範囲のひとみ平面強度を決定する１つまたは複数の光学要素を含み、交換ユニットが、それぞれの光学要素セットの独立に選択可能な光学要素を、直列に配置された光学要素の連続的に異なる位置に配置するように配置されている請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
−放射感受性材料層によって少なくとも部分的に覆われた基板を用意すること、
−照明系を使用して放射投影ビームを供給すること、
−投影ビームを、光学要素によって決定される方向依存強度分布を有する方向範囲にわたってビームを偏向させる光学要素に通すこと、
−パターン形成手段を使用して、投影ビームに断面パターンを付与すること、および
−パターンが付与された放射ビームを放射感受性材料層の標的部分に投影すること
を含むデバイス製造方法であって、さらに、
−投影ビームを、投影ビームの経路上の前記光学要素の後に続く別の光学要素に通すこと
を含み、
前記光学要素および前記別の光学要素がそれぞれ、投影ビームの主要部分を実質的な偏向なしに通過させるように配置され、前記別の光学要素が、前記光学要素を通過した強度の主要部分を、方向依存強度分布を有する別の方向範囲にわたって偏向させ、
さらに、
−前記光学要素と前記別の光学要素の両方を偏向されずに通過した投影ビームの部分の基板への透過を遮断すること
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１０】
投影ビームを、投影ビームの経路上の前記光学要素の後に続く別の複数の光学要素に通すことを含み、前記別の光学要素がそれぞれ、投影ビームの主要部分を実質的な偏向なしに通過させ、先行する光学要素から受け取った投影ビームの通過強度の主要部分を、方向依存強度分布を有するそれぞれの方向範囲にわたって偏向させる、請求項９に記載のデバイス製造方法。
【請求項１１】
前記光学要素および前記別の光学要素が、互いに異なる方向依存強度分布を、通常のビーム方向を軸とした回転角の関数として提供する、請求項９または請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１２】
前記光学要素が、第１の強度レベルまたはゼロ強度レベルを有する強度分布を、通常のビーム方向を軸とした回転の関数として提供し、前記別の光学要素が、第１の強度レベルとは異なる第２の強度レベルまたはゼロ強度レベルを有する強度分布を、通常のビーム方向を軸とした回転の関数として提供する、請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１３】
前記光学要素がそれぞれ、ビームの横断面を横切る微小レンズのアレイを含む、請求項９から請求項１２までのいずれか一項に記載のデバイス製造方法。
【請求項１４】
放射が第１の波長で実質的に単色であり、微小レンズがそれぞれ、微小レンズの厚さ値の範囲を所定の範囲内に保ち、第２の波長での微小レンズの効率を最適化するための厚さステップを含み、第１の波長が第２の波長とある程度異なり、そのために第１の波長での効率が低く、そのために投影ビームの主要部分が偏向されずに通過する、請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
複数の光学要素セットを用意することを含み、光学要素セットがそれぞれ、それぞれのセットに固有の位置範囲のひとみ平面強度を決定する１つまたは複数の光学要素を含み、さらに、複数の光学要素セットのうちの１つのセットから一連の光学要素を選択すること、および選択した光学要素を投影ビーム中に直列に配置することを含む、請求項９から請求項１４までのいずれか一項に記載のデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記光学要素および前記別の光学要素が、それぞれが大部分の投影ビームを偏向させずに通過させる一連の光学要素の部分であり、一連の光学要素のそれぞれの光学要素が、ひとみ平面の中心を軸としたそれぞれのリングの回転角依存強度分布を決定する、請求項９から請求項１４までのいずれか一項に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
一連の光学要素の光学要素を回転させて、それぞれのリングの回転角依存強度分布を回転させることを含む、請求項１６に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
−放射投影ビームを供給する照明系であって、ひとみ平面での放射ビームの強度分布を画定する光学要素を備え、この光学要素が、放射ビームをある方向範囲にわたって偏向させ、方向依存性強度分布がこの光学要素によって決定される照明系と、
−所望のパターンに従って投影ビームにパターンを付与する働きをするパターン形成手段を支持する支持構造と、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターンが付与された投影ビームを基板の標的部分に投影する投影系と
を備えたリソグラフィ装置に関する。
【０００２】
本明細書で使用する用語「パターン形成手段」は、基板の標的部分に形成するパターンに対応した断面パターンを入射放射ビームに付与する目的に使用することができる手段を指すものと広く解釈しなければならない。この文脈では用語「光弁（ｌｉｇｈｔ  ｖａｌｖｅ）」を使用することもできる。一般に、前記パターンは、標的部分に製造中の集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する（下記参照）。このようなパターン形成手段の例には以下のようなものがある。
【０００３】
−マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいてよく知られており、これには、バイナリ、交番位相シフト、減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、ならびにさまざまなハイブリッド・マスク・タイプが含まれる。このようなマスクを放射ビーム中に配置すると、マスク上のパターンに従って、マスクに入射した放射の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）が起こる。マスクの場合には前記支持構造が一般に、マスクを入射放射ビーム中の所望の位置に保持できること、そして希望する場合に放射ビームに対してマスクを動かすことができることを保証するマスク・テーブルである。
【０００４】
−プログラム可能ミラー・アレイ。このような装置の一例は、粘弾性制御層および反射面を有する、マトリックス式のアドレス指定が可能な表面である。このような装置の基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域は入射光を非回折光として反射するというものである。適当なフィルタを使用して前記非回折光を反射ビームから除き、回折光だけを残すことができる。このようにして反射ビームには、マトリックス式アドレス指定可能面のアドレス指定パターンに従ったパターンが付与される。プログラム可能ミラー・アレイの代替例では、適当な局所電界を適用することによって、または圧電作動手段を使用することによって軸を中心にそれぞれを個別に傾けることができる小さなミラーのマトリックス配置が使用される。この場合も、ミラーはマトリックス式のアドレス指定が可能であり、アドレス指定されたミラーは入射放射ビームを、アドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにして、反射ビームに、マトリックス式アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ったパターンが付与される。必要なマトリックス式アドレス指定は適当な電子手段を使用して実施することができる。上で説明したどちらの例でも、パターン形成手段は、１つまたは複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えることができる。ここで述べたミラー・アレイの詳細な情報は、例えば参照によって本明細書に援用する米国特許第５２９６８９１号および５５２３１９３号、ならびにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７およびＷＯ９８／３３０９６から得ることができる。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造は例えばフレームまたはテーブルとして具体化することができ、これらは必要に応じて固定または可動とすることができる。
【０００５】
−プログラム可能ＬＣＤアレイ。このような構造の例が、参照によって本明細書に援用する米国特許第５２２９８７２号に出ている。プログラム可能ミラー・アレイの場合と同様に、支持構造はこの場合も、例えばフレームまたはテーブルとして具体化することができ、これらは必要に応じて固定または可動とすることができる。
【０００６】
分かりやすくするため、本明細書の残りの部分は、特定の位置で、マスクおよびマスク・テーブルを含む例を特に対象とするが、このような事例で論じられる一般原理は、先に記載したパターン形成手段のより幅広い文脈で理解しなければならない。
【背景技術】
【０００７】
リソグラフィ投影装置は例えば集積回路（ＩＣ）製造で使用することができる。このような場合には、パターン形成手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生み出し、このパターンを、放射感受性材料（レジスト）の層をコーティングされた基板（シリコン・ウェーハ）の標的部分（例えば１つまたは複数のダイを含む部分）に結像させることができる。一般に単一の基板は、投影系によって１度に１つずつ連続して照射された隣接する標的部分の全ネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用する現行の装置には、異なる２つのタイプの機械がある。一方のタイプのリソグラフィ投影装置では、１つの標的部分にマスク・パターン全体を一度に露光することによってそれぞれの標的部分に照射する。このような装置は普通、ウェーハ・ステッパまたはステップ・アンド・リピート装置と呼ばれている。走査ステップ式（ｓｔｅｐ−ａｎｄ−ｓｃａｎ）装置と一般に呼ばれている代替装置では、投影ビームの下のマスク・パターンを与えられた基準方向（「走査」方向）に漸進走査し、同時にこの方向に平行にまたは非平行に基板を同期走査することによってそれぞれの標的部分に照射する。投影系は一般に倍率Ｍ（一般に＜１）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、倍率Ｍにマスク・テーブルを走査する速度を掛けたものになる。ここで説明したリソグラフィ装置に関する詳細な情報は、例えば参照によって本明細書に援用する米国特許第６０４６７９２号から得ることができる。
【０００８】
リソグラフィ投影装置を使用した製造プロセスでは、放射感受性材料（レジスト）の層によって少なくとも部分的に覆われた基板上にパターン（例えばマスク上のパターン）を結像させる。この結像段階の前に、基板は、例えばプライマーの塗布、レジストの塗布、ソフト・ベークなど、さまざまな手順を経験する。露光後に、基板は、例えば露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、結像させたフィーチャの測定／検査など、他の手順を経験する。この一連の手順は、デバイス、例えばＩＣの個々の層にパターンを形成するベースとして使用される。パターン形成されたこのような層は次いで、例えばエッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研摩など、さまざまなプロセスを経験する。これらのプロセスは全て、個々の層の完成を意図したものである。複数の層が必要な場合には、この手順全体またはその変形手順をそれぞれの新しい層に対して繰り返されなければならない。最終的に、基板（ウェーハ）上にずらりと並んだデバイスが得られる。これらのデバイスは次いで、ダイシング、ソーイング（ｓａｗｉｎｇ）などの技法によって互いから分離され、個々のデバイスはその後、キャリヤ上に取り付けたり、ピンに接続したりすることができる。このようなプロセスに関する詳細情報は、例えば参照によって本明細書に援用するＰｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、第３版、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ  ０−０  ７−０６７２５０−４から得ることができる。
【０００９】
分かりやすくするため、今後、投影系を「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、用語「レンズ」は、例えば屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系を含む、さまざまなタイプの投影系を包含するものと広く解釈しなければならない。照明系も、上記の任意の設計タイプに従って動作して放射投影ビームを誘導し、成形し、制御する構成要素を含むことができ、以下、このような構成要素を集合的にまたは単独で「レンズ」と呼ぶ場合がある。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプの装置とすることができる。このような「多ステージ」機械では、これらの追加のテーブルを並行して同時に使用することができ、あるいは、１つまたは複数のテーブルを露光に使用している間に他の１つまたは複数のテーブル上で準備ステップを実施することができる。デュアル・ステージ・リソグラフィ装置は例えば、参照によって本明細書に援用する米国特許第５９６９４４１号およびＷＯ９８／４０７９１に記載されている。
【００１０】
照明系は、ビームの横断方向の位置およびビームに含まれる各種放射線の入射角に関して、基板での所望の強度分布の実現を保証しなければならない。マスクによって生み出されるパターンを除き、所望の位置依存性は一般に均一で、強度は基板上の位置に関して一定でなければならず、所望の角度依存性はある角度でピークに達しなければならない。所望の角度依存性は、マスク上のパターンの性質に依存することがある。さまざまなパターンを結像させる必要があるため、マスクを照明する照明の角度依存性は変更することができなければならない。
【００１１】
参照によって本明細書に援用する欧州特許出願ＥＰ１１０９０６７には、このような照明系の例が記載されている。ここでは照明系が、レーザ源と、その後に続く回折光学要素（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ：ＤＯＥ）、レンズなどの光学要素とを有する。レンズの後には、ビームをマスクに渡す光学サブシステムがある。この光学サブシステムは、ＤＯＥおよびレンズの後ろの平面を、マスクを照明するひとみ平面として使用する。このひとみ平面は光学サブシステムの焦点面にあり、そのため、ひとみ平面でのビームの空間強度分布が、マスクおよび基板でのビームの角度強度分布を決定する（この文脈では「角度」が、ビームの主方向に対する角度、ならびにビームの主方向を軸に回転させた角度を指す）。完全を期すため、照明系がさらに、ビームを何回か反射させる石英ロッドなどの反射インテグレータを備えることができることを付け加えておく。そのため、マスクにおけるビームの強度分布の角度依存性は実際には、反射インテグレータに入射する前の初期強度分布のいくつかの反射複製物の重なりによって決定される。
【００１２】
ＥＰ１１０９０６７は、ＤＯＥを使用してひとみ平面でのビームの空間強度分布を制御し、それによって基板での角度強度分布を制御する。例えば、（ひとみ平面の中心にある円の強度をゼロにする）アキシコン（ａｘｉｃｏｎ）の機能をＤＯＥと組み合わせる方法が記載されている。
【００１３】
ＤＯＥは基本的に微小レンズのアレイを含み、微小レンズはそれぞれ、ビームの方向を横切る１つの領域を画定し、放射ビームはそこを通過する。従来より、それぞれの微小レンズの領域の形状は円形または六角形であり、この場合にはひとみ平面での強度分布も円形または六角形になる。しかし、さまざまな形状を使用することにより、さまざまな分布を実現することができる。例えば、円の一部分を通してしか放射を通過させないパイ（ｐｉｅ）形の微小レンズを使用することによって、ひとみ平面での強度分布をパイ形にすることができる。同様に、レンズの中心から互いに反対方向に発散する放射通過ローブ（ｌｏｂｅ）を用いて、ひとみ平面に双極子形の領域を実現することもできる。全く同じ微小レンズからなるレンズ・アレイをビームを横切る方向に使用することにより、ビームの不均一性が、ひとみ平面での強度分布にあまり影響しなくなる。
【００１４】
プロセス中の特定の集積回路トポロジまたは特定のプロセス・ステップによっては、ひとみ平面での強度分布の異なる位置依存性が必要となる可能性がある。この目的のため、ＥＰ１１０９０６７は、所望の強度分布を生み出すＤＯＥを必要に応じてビーム中に導入することができるＤＯＥ交換ユニットを提供している。
【００１５】
ＤＯＥは、ひとみ平面での所望の強度分布の実現に重要な役割を果たすので、通常は、さまざまな可能な所望の強度分布に対してＤＯＥを特に設計すること、および所望の分布に応じてＤＯＥを変更することが必要である。しかし、それぞれの可能な所望の強度分布に対して特定のＤＯＥを設計し製作しなければならない場合、新しい強度分布が必要となるたびに、ＤＯＥを設計し製作するために相当な遅れが生じる。この方法ではさらに、非常に多くのＤＯＥが必要となる。
【００１６】
ＥＰ１１０９０６７にはさらに、入射ビームの中にいくつかの異なるＤＯＥを並列に配置するさまざまな方法が記載されている。それぞれのＤＯＥはビーム断面の一部分の方向を変え、そのため、ひとみ平面での強度は、異なるＤＯＥからの寄与の合計となる。異なる組合せのＤＯＥを使用することによって、新しいＤＯＥを製作することなく新しい強度分布を生み出すことができる。
【００１７】
もちろん、このためには、さまざまなＤＯＥにわたって入射ビームが均一に分布する必要がある。したがって、全く同じ効果を有する微小レンズのアレイを並列に使用するとビームの不均一性が問題にならなくなるというＤＯＥを使用する際の主要な利点の１つがある程度は犠牲になる。この不均一性を軽減するためには、ビーム領域全体にわたってランダムに組み立てられた多数の並列ＤＯＥが必要である。こうすることによって組立ておよび再利用が複雑になる。
【００１８】
ＥＰ１１０９０６７にはさらに、ビームの経路上に異なるＤＯＥを直列に配置することが記載されている。例えば、１つのＤＯＥがリング形のひとみを生み出し（これは一般にアキシコンによって達成される）、（直列に配置された）別のＤＯＥが中実の円の形のひとみを生み出す。直列配置の効果は、さまざまなＤＯＥによって与えられた位置依存性をコンボルート（ｃｏｎｖｏｌｕｔｅ）して、ひとみ平面での強度分布とすることである。第１の強度パターンと第２の強度パターンのコンボルーション（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、第１の強度パターンのそれぞれの点を、第２のパターンによって決定される分布を用いて広げる効果を有する。したがってコンボルーションを使用して、例えばそのひとみ平面のリング形の領域に強度が限定されているパターン中のリングを広くすることができる。しかし、コンボルーションでは一般に、強度分布全体にわたる緻密な制御が得られず、特に、いくつかのＤＯＥが直列に配置されているときにはそうである。したがって、ＥＰ１１０９０６７では、直列に配置された異なるＤＯＥのコンボルーションを、（ズーム光学部品の代わりにＤＯＥの直列配置を使用する）先に述べたリング幅の拡幅のような特定の目的に使用している。他の例は、１つのＤＯＥが円形のひとみを生み出すが、ｘ方向とｙ方向の光損失が異なるためにレチクル・レベルではそれが非円形（例えば楕円）になる場合である。これによって、ウェーハ上で水平線の幅と垂直線の幅が異なる可能性がある。この楕円化は、好ましくは１つの方向に放射する第２のＤＯＥを直列に挿入することによって補償することができる。第１のＤＯＥと第２のＤＯＥのコンボルーションによって、レチクル・レベルで所望の円形のひとみが得られる。
【００１９】
しかし、この他のタイプの構成ではコンボルーションはあまり適当でない。したがって、例えばひとみ平面で新しい特定の強度分布を得るためには一般に、ＤＯＥの並列配置、または時間とコストのかかる新しいＤＯＥの製造が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、ひとみ平面でのビームの強度分布を、ビームの均一性に依存することなく、迅速に構成し変更することができるリソグラフィ装置を提供することにある。
【００２１】
他の目的は、ひとみ平面の中心を軸とした回転角の関数として強度を制御することにある。
【００２２】
本発明の他の目的は、事前に製作したＤＯＥを直列に配置したときに、ひとみ平面での強度分布全体にわたってより多くのより迅速な制御を提供するリソグラフィ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の目的およびその他の目的は、本明細書の冒頭の段落に記載したリソグラフィ装置であって、請求項１の特徴部分を特徴とする装置によって達成される。
【００２４】
本発明によれば、ひとみ平面における強度分布が、方向依存強度分布を有する方向範囲にわたってそれぞれがビームを偏向させるいくつかの光学要素を直列に配置することによって構成される。これらの光学要素は、ビームの主要部分を偏向させずに通過させ、光学要素に固有の方向依存強度分布を有する小部分だけを偏向させるように設計されている。ビームの主要部分とは、ビームのビーム出力の半分よりも多いことを意味する。ビーム出力の８０％超または９０％、あるいは９８％が偏向されずに通過することが好ましい。放射ビームを偏向させる従来の光学要素は、効率１００％を目指して、すなわち偏向されないビームがほぼ０％になるように製造される。したがって本発明に基づく光学要素は、相対的に非常に低い効率を有するように意図的に製造される。全ての光学要素を偏向を受けずに通過したビームは、基板に到達する前に遮断される。その結果、ひとみ平面における強度分布は、コンボルーションではなく、ほぼ個々の光学要素によって与えられたパターンの和となる。
【００２５】
一実施例では、光学要素が、ビームの主方向を軸とした回転角の関数としてそのパターンが変化するようにひとみ平面における強度分布を単独で誘導する少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つの光学要素を含む。このような光学要素を組み合わせることによって、さまざまな回転角依存パターンを構成することができる。
【００２６】
直列に配置されたそれぞれの光学要素は、その光学要素およびビームの無偏向部分によって画定されたひとみにおける所望の強度パターンを提供するように設計された微小レンズのアレイ（配列）を含むことが好ましい。したがって、光学要素はビームを横切って空間的に均一であり、ビームの不均一性に対して鈍感である。ビームの主要部分を偏向させずに通過させるために、微小レンズの「平らな」光学部分をちりばめた微粒子を、アレイ（好ましくはアレイのそれぞれの単位セル）に含めることができる。
【００２７】
一実施例では、微小レンズが、微小レンズの厚さ値の範囲を制限するための固定サイズのステップを（段差）微小レンズの厚さに導入することによって、回折光学要素として設計される。従来より、このステップ高は、（単色）放射源からの放射の波長の整数に等しい。これは、このようなステップによって最適な効率が得られるからである。本発明によれば、ビームの波長とは異なる波長向けに設計された微小レンズを使用することができる。すなわち、微小レンズの効率が最適になる波長とビームの波長が異なる。最適波長からの差を大きくすると、投影ビームの主要部分が偏向されずに通過する。
【００２８】
ひとみ平面のいくつかの範囲の強度がそれぞれ、直列に配置された光学要素の１つによって主として制御されることが好ましい。したがって、それぞれがひとみ平面のそれぞれのリングの強度の回転角依存性を制御する（または少なくとも、そのリングの強度を光学要素の他の要素よりも決定する）異なる光学要素を使用することができる。光学要素を選択可能な角度に回転させて、ひとみ平面での回転角依存性のオフセットを制御することが好ましい。リング形の範囲の代わりに、光学要素は、ひとみ平面の他の形状、例えば長方形の「画素」の形状の強度分布を制御することができる。ひとみ平面のそれぞれの範囲の強度分布を、他の範囲とは実質的に独立に選択できるように、それぞれの範囲に対して一組の光学要素セットを提供することが好ましい。
【００２９】
以上に述べた光学要素は、光軸に沿って隣接して、すなわちすぐ近くに並べて配置することによって、直列に配置することができる。あるいは、これらの光学要素を、光学的に接合した複数の平面に配置することもできる。これは、例えば２つの連続する光学要素の間に１：１中継光学部品を配置することによって達成される。これには、両方の光学要素を正確に焦点面に置くことができるという利点がある。一方、隣接配置では、焦点面に正確に配置されるのは片方の光学要素だけである。１：１中継光学部品の代替として、１倍以外の倍率を有する結像系を使用することもできる。
【００３０】
本明細書ではＩＣ製造での本発明のリソグラフィ装置の使用を特に参照するが、該装置は他の多くの可能な応用を有することをはっきりと理解されたい。本発明の装置は例えば、集積光学系、磁区メモリの誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造で使用することができる。このような代替応用の文脈において、本明細書で使用される用語「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」はそれぞれ、より一般的な用語「マスク」、「基板」および「標的部分」によって置き換えられると考えなければならないことを当業者は理解されたい。
【００３１】
本明細書で使用する用語「放射」および「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの放射）、極紫外（ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）放射（例えば波長５〜２０ｎｍの放射）、およびイオン・ビーム、電子ビームなどの粒子ビームを含む、全てのタイプの電磁放射を包含する。
【００３２】
次に、添付の概略図を参照して本発明の実施例を例示する。図中、同じ参照符号は同じ部分を指示する。
【実施例】
【００３３】
図１に、本発明の特定の実施例に基づくリソグラフィ投影装置１を概略的に示す。この装置は、
−放射源ＬＡおよびビーム・エキスパンダＥｘと；
−放射（例えばＵＶ放射）投影ビームＰＢを供給する照明系ＩＬと、
−マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスク・ホルダを備え、アイテムＰＬに対してマスクを正確に配置する第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
−基板Ｗ（例えばレジストでコーティングされたシリコン・ウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、アイテムＰＬに対して基板を正確に配置する第２の位置決め手段ＰＷに接続された第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−マスクＭＡの照射された部分を、基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）標的部分Ｃの表面に結像させる投影系（「レンズ」）ＰＬと
を備えている。
【００３４】
図示のとおり、この装置は（例えば透過マスクを有する）透過型の装置である。しかし一般に、例えば（例えば反射マスクを有する）反射型装置とすることもできる。この装置はあるいは、先に述べたタイプのプログラム可能ミラー・アレイなど、他の種類のパターン形成手段を使用することもできる。
【００３５】
放射源ＬＡ（例えばレーザ）は放射ビームを生み出す。このビームは直接に、または例えばビーム・エキスパンダＥｘなどの調整手段を通過させた後に、照明系（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームのひとみ平面の角強度分布の半径方向外側および／または半径方向内側の広がり（普通はσアウターおよびσインナーと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＭを備えることができる。さらに照明装置は一般に、インテグレータＩＮ、コンデンサＣＯなど、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、所望の均一性および断面強度分布を有する。
【００３６】
図１に関して、放射源ＬＡは、（例えば放射源ＬＡが水銀ランプであるときにしばしばそうであるように）リソグラフィ投影装置のハウジングの中に収容することができるが、放射源をリソグラフィ投影装置から離して配置し、放射源が生み出した放射ビームを（例えば適当な誘導ミラーの助けを借りて）装置に供給するようにすることもできることに留意されたい。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザであるときにしばしば用いられる。本発明および請求項はこれらの両方のシナリオを包含する。
【００３７】
投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡを横切る。マスクＭＡを横切った後、投影ビームＰＢはレンズＰＬを通過する。レンズＰＬは投影ビームＰＢを、基板Ｗの標的部分Ｃの表面に集束させる。第２の位置決め手段ＰＷ（および干渉計測定手段ＩＦ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの通り道に別の標的部分Ｃが配置されるように正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭを使用して、例えばマスクＭＡをマスク・ライブラリから機械的に取り出した後に、または走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に配置することができる。物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は一般に、図１には明示されていない長ストローク・モジュール（おおまかな位置決め）および短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現される。しかし、ウェーハ・ステッパの場合には（走査ステップ式装置とは対照的に）、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータにだけ接続し、またはマスク・テーブルＭＴを固定することができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２および基板アライメント・マークＰｌ、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。
【００３８】
図示の装置は異なる２つのモードで使用することができる。
【００３９】
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、マスクの像全体を１つの標的部分Ｃの表面に一度に（すなわち１回の「閃光」で）投影する。次いで、ビームＰＢによって別の標的部分Ｃを照射できるように、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動させる。
【００４０】
２．走査モードでは、本質的に同じシナリオが適用されるが、与えられた標的部分Ｃが１回の「閃光」では露光されない点が異なる。その代わりに、マスク・テーブルＭＴが、与えられた方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に速度ｖで移動することができ、そのため投影ビームＰＢはマスクの像の上を走査する。同時に、基板テーブルＷＴを、同じ方向または反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで同期移動させる。ただし、ＭはレンズＰＬの倍率である（一般にＭ＝１／４または１／５）。このようにすると、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きな標的部分Ｃを露光することができる。
【００４１】
図２に、照明系を含むリソグラフィ装置の光路の一実施例のより詳細な概略図を示す。ビームＰＢは放射源ＬＡを出て、角度依存成形ユニット１２、ロッド１６、コンデンサ光学部品１８、マスクＭＡ、投影レンズＰＬを通過して基板Ｗに達する。以後、用語「レンズ」は、光学的に成形された単一のガラス片のみを指す用語としてではなく、単一の要素または複数の要素の組合せからなる、屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系を含む光学的に活性なさまざまなタイプの系を含むより一般的な用語として理解すべきである。また、分かりやすくするためにまっすぐな光路を示したが、実際の光路に角を導入するため、本発明から逸脱することなく、光路上にさまざまなミラーを含めることができることを理解されたい。
【００４２】
角度依存成形ユニット１２は、投影ビームＰＢの経路上に、直列に配置されたＤＯＥ（回折光学要素）１２０ａ〜ｂを含む。一例として、このような２つのＤＯＥ１２０ａ〜ｂを直列に示したが、これよりも多くの要素を直列に使用することもできることを理解されたい。ビームＰＢの経路上には、直列に配置されたＤＯＥに続いて、ズーム・レンズ１２４、遮断要素１２５、アキシコン１２２および結合レンズ１２６がある。光路は、マスクＭＡを照明するひとみ平面１４を画定する。ひとみ平面１４は、ズーム・レンズ１２４と結合レンズ１２６の間にある。ＤＯＥ交換ユニット２４が取り付けられており、これは例えば、ＤＯＥ１２０ａ、ｂを交換ユニット２４の別のＤＯＥと交換する一対の回転ラックとして実装される。
【００４３】
動作について説明する。角度依存成形ユニット１２は、ひとみ平面１４におけるビームＰＢの強度の位置依存性を制御する。この位置依存性は、マスクＭＡにおけるビームの強度が入射角にどのように依存するのかを決定する。この文脈では用語「角（度）」が、ビームＰＢの主方向に対する相対的な方向を表す。
【００４４】
図３に、２つの角度値シータおよびファイで表される方向を示す。シータは、放射の方向３０のビームＰＢの主方向３２からの偏向角を示し、ファイは、ビームの主方向３２を軸とした基準方向３４からの回転角を表す。
【００４５】
半導体プロセス目的では特に、パターン形成手段ＭＡにおけるビームＰＢの強度分布をシータおよびファイの関数として制御でき、それによって基板ＷにおけるビームＰＢの強度分布を制御できることが望ましい。アキシコン１２２およびズーム・レンズ１２４は、調整可能なリングを選択する働きをする。すなわち、基板Ｗでの強度がその範囲に限定されるシータ値の範囲を選択する働きをする。これは、ひとみ平面１４上のリングに強度を限定することに対応する。ＤＯＥ１２０ａ、ｂは、少なくともファイ依存性を選択するために使用され、これを使用して例えば双極子形のパターンを付与する。双極子形パターンでは、例えばプラス４５度からマイナス４５度の間、および１３５度から２２５度の間のファイ値の範囲に強度を集中させる。これは、ひとみ平面１４上のこれらの方向のローブまたは位置に強度を限定することに対応する。
【００４６】
直列に配置された２つのＤＯＥ１２０ａ、ｂは、基板Ｗを照明する所望の角度依存強度分布を構成するために配置される。それぞれのＤＯＥ１２０ａ、ｂは、ビームＰＢの大部分をそのまま通過させ、所定の角度依存性を有するビーム中の放射の部分の方向を遮断するように設計される。ビームＰＢは、主として共線状に（ｃｏｌｌｉｎｅａｒｌｙ）第１のＤＯＥ１２０ａに達し、そのためビームの第１の部分が、第１のＤＯＥ１２０ａによって決定される第１の方向範囲にわたって偏向される。大部分のビームＰＢは、第１のＤＯＥ１２０ａを共線状に通過し、第２のＤＯＥ１２０ｂに達する。そこで、ビームＰＢの第２の部分が、第２のＤＯＥ１２０ｂによって決定される第２の方向範囲にわたって偏向される。大部分の第１の部分は、第２のＤＯＥ１２０ｂをそのまま通過する。第１の部分の小部分はここでも偏向される。その結果、ビームＰＢは、一部分はそのまま、ある部分は偏向されて、直列に配置されたＤＯＥを出る。偏向された部分には以下のものがある：第１のＤＯＥ１２０ａによって決定される第１の範囲にわたって偏向された第１の部分、第２のＤＯＥ１２０ｂによって決定される第２の範囲にわたって偏向された第２の部分、および２度にわたって偏向された部分。
【００４７】
ズーム・レンズ１２４は、リングを調整可能に伸縮し、ひとみ平面１４上に結像させる。アキシコン１２２は、ＤＯＥ１２０ａ、ｂを通過した放射を調整可能な距離にわたって外側へ変位させ、そのため、半径方向の位置の調整が可能な強度リングが残る。遮断要素１２５は、ビームＰＢの無偏向部分を遮断する。その結果、ひとみ平面１４上の位置の関数としての強度は、第１のＤＯＥ１２０ａによって偏向されたビームＰＢの第１の部分、第２のＤＯＥ１２０ｂによって偏向されたビームＰＢの第２の部分、および２度にわたって偏向された部分の合計となる。ただし、２度にわたって偏向された部分は小さい。
【００４８】
したがって、異なる組合せの第１のＤＯＥ１２０ａと第２のＤＯＥ１２０ｂを選択することによって、ひとみ平面で異なる強度分布を構成することができる。装置は例えば、ひとみ平面のいくつかのリングそれぞれに対して一組のＤＯＥセットを備えることができる。図６に、ひとみ平面の中心円を含むこのような一連のリング６０ａ〜ｄを示す。それぞれのリング６０ａ〜ｄに対して、１つまたは複数のＤＯＥ（または他の光学要素）からなる一組のＤＯＥ（または他の光学要素）セットを備え、特定のリング６０ａ〜ｄに対するＤＯＥ（または他の光学要素）セットのそれぞれのＤＯＥ（または他の光学要素）が、特定のリング６０ａ〜ｄに限定された強度分布を画定し、それぞれが、例えば、リングの中心を軸としたそれ自体の角度範囲だけに強度を有する（例えば１つのＤＯＥが、０〜２２．５度、９０〜１１２．５度、１８０〜２０２．５度および２７０〜２９２．５度の角度範囲に強度を有し、他のＤＯＥが異なる角度範囲を有する）ことが好ましい。本発明から逸脱することなく、１つのセットの光学要素が、他のセットの角度範囲内の強度にある程度寄与するようにすることができるが、自体の角度範囲ではそれぞれのセットの光学要素が、他のセットの光学要素よりも多く位置依存性に寄与することを理解されたい。それぞれのリングに対するＤＯＥを選択し、異なるリングに対して選択されたＤＯＥを直列に配置することによって、所望のパターンを構成することができる。任意選択でさらに、それぞれのＤＯＥを回転させて選択された範囲を回転させることもできる。
【００４９】
もちろん、例えばそれぞれがひとみ平面１４の異なる行または列に対して強度分布を有する他のＤＯＥセットを使用することもできる。あるいは、ひとみ平面１４上の格子状の領域のそれぞれの領域にそれぞれが強度を与えるＤＯＥのセットを使用することもできる。
【００５０】
ひとみ平面１４上の重なり合った領域に強度を与えるＤＯＥを直列に配置することもできる。したがって、ゼロ強度の他に２つ以上の値をとる強度パターンを実現することができる。
【００５１】
ＤＯＥ１２０ａ、ｂは、ビームの主方向に対して垂直な平面に置かれたそれぞれが同じ形状を有する微小レンズのアレイとして配置することが好ましい。図４に、双極子形状用のこのような微小レンズ・アレイの一部４０ａ〜ｊを示す。全ての微小レンズ４０ａ〜ｊは、光心（十字４２が付けられている）を中心とした双極子の形状を有する。もちろん、図４の双極子形状は一例にすぎない。他の実施例では、リングを切った形の要素が使用される。正確に光心４２を通過するビームＰＢは偏向されない。光心４２から離れるにつれて、ビームＰＢは、一般に微小レンズ４０ａ〜ｊの中心軸に向かってますます偏向し、そのため全ての放射線が共通の焦点に集まる。ビームＰＢ中の放射は、ビームを中心に９０度から１２０度および２７０度から３００度の回転角の範囲に対応する選択された領域でだけ、それぞれのレンズの最小量よりもより多く偏向する。この結果、強度は、ひとみ平面１４の対応する位置範囲に集中する。最小量よりも少なく偏向する部分の発散を最小化するため、それぞれの微小レンズの中心部分を一定の厚さに製造することができる。この場合、円形の中心部分に起因する強度は全てひとみ平面１４の１つの点に実質的に集中し、遮断される。
【００５２】
ＤＯＥは一般に、レンズ平面上の位置ｒの関数である所望の厚さプロファイルｄ（ｒ）から出発して実現される。しかし、厚さの変動範囲を制限することが望ましい。この目的のため、ＤＯＥの厚さｄ’（ｒ）を、位置ｒの関数として、この厚さｄ（ｒ）に近似させて、ビームＰＢ中の放射の波長に関係した基本の厚さｄ０を法として変化させる、すなわち、基本の厚さｄ０の位置ｒに依存した整数をｄ（ｒ）から差し引くことによってｄ’（ｒ）を得ることが知られている。その結果、ｄ’は限定された範囲（この場合、基本の厚さｄ０の範囲）に保たれる。したがって、ｄ（ｒ）が連続的に増大するとき、ｄ（ｒ）が基本の厚さの整数と交わるたびに、ｄ’（ｒ）は基本の厚さ１つ分だけ低下する。最適な効率を得るためには、基本の厚さｄ０が、厚さの低下によって引き起こされる回折格子効果によって、傾きｄ（ｒ）が放射を屈折させる方向の強め合う干渉が生じるように選択されることが好ましい。傾きｄ（ｒ）が小さい場合には、放射の波長に実質的に等しいｄ０を選択することができる。
【００５３】
このようなＤＯＥの重要なポイントは、波長の整数に関係した厚さのステップ（段差）が、厚さをある所望の範囲に保つために厚さの連続的な上昇または低下を打ち消すのに使用されることであることを理解されたい。波長に関係したステップを使用すること、そしてｄ（ｒ）が基本の厚さ値の整数である一組の値からの値をとる位置ｒにステップを限定することは、厚さの変動範囲を最小化することを別々に保証するが、このことは必須ではない。別の実施例では、基本の厚さ値の任意の整数をステップに使用することができ、その結果ｄ’（ｒ）は、任意の基本の厚さ値だけ低下する。さらにこの低下は、任意の場所で実施することができる。これによってレンズの動作はあまり影響を受けない。
【００５４】
しかし、（実質的に単色の）放射源ＬＡの波長に対して最適な効率が得られるように選択されたステップを持つように設計されたＤＯＥは、ビームの主要な部分をそのまま通過させることをしないので、本発明にとって何の役にも立たない。この場合、このようないくつかのＤＯＥを直列に配置すると、個々のＤＯＥによって与えられるひとみ平面１４における強度の位置依存性のコンボルーションが生じ、これらの位置依存性の加算は起こらない。
【００５５】
本発明で使用するＤＯＥ１２０ａ、ｂでは、ビームＰＢの（単色）放射の波長とは異なる波長向けに設計されたＤＯＥを使用することが好ましい。ＤＯＥの効率、より具体的にはレンズの効果に関して適当な方向に偏向される放射の強度と偏向されない放射の強度の比は、基本の厚さの最適なステップに対して最大値をとる。それよりも低い効率は、厚さの連続的上昇または低下をチェックするたびに、波長よりも実質的に小さいまたは大きい厚さステップが実施されるときに起こる。このような「不適切な（ｗｒｏｎｇ）」厚さステップでは、ＤＯＥ１２０ａ、ｂはレンズとして部分的にしか機能せず、ビームＰＢの主要な部分を本質的にそのまま通過させる。これによって、直列に配置された連続するＤＯＥ１２０、ｂの効果の和を得ることができる。「不適切な」６３３ｎｍの波長（例えば赤色レーザ・ポインタ）は１９３ｎｍＤＯＥを満足のいくレベルでそのまま透過することがすでに分かっている。もちろん、この効果は、波長よりも小さいステップに限定されるわけではない。波長よりも大きなステップを使用することもできる。
【００５６】
より小さな波長に対して設計されたこのようなＤＯＥを使用することが好ましいが、ビームＰＢの一部分をそのまま通過させ、別の部分を偏向させることは、さまざまな方法で実現することができることを理解されたい。例えば、微小レンズの主要な部分をカバーする、例えば微小レンズの中央の主要部分をカバーする光学的厚さが一定の部分をそれぞれの微小レンズが含む微小レンズのアレイを使用することができる。あるいは、厚さが一定の要素を微小レンズのアレイ中に散在させることもできる。
【００５７】
本発明から逸脱することなく、しきい値レベルよりも少なく放射を偏向させる中央の領域を通してビームＰＢの主要部分を通過させ、ビームＰＢの小部分を、角度依存パターン（例えば双極子パターン）に偏向させる微小レンズのアレイを使用することができる。直列に配置された１２０ａ、ｂでは、第１のＤＯＥ１２０ａによる主要部分の小さい偏向の結果、第２のＤＯＥ１２０ｂによってパターンの拡幅が生じるが、この拡幅がしきい値よりも小さい限りこのことは許容される。この実施例では、ＤＯＥの組合せが、ビームＰＢの拡幅された中心部分をひとみ平面１４に渡す。この部分はしきい値の増大とともに増大する。
【００５８】
この場合、ビームＰＢの主要部分の通過は、レンズの中央の対応するレンズの主要部分を使用することによって実現される。そのため、主要部分が大きくなるにつれて、ひとみ平面の領域をますます大きく遮断することが必要となる。これによって、ひとみ平面１４の中央の領域に強度を提供することが不可能になる。この「除外」領域を低減するため、ビームＰＢの主要部分が最低限、好ましくはレンズの対応する主要部分を使用することによって得られる偏向よりも少ない程度に偏向されることが好ましい。これは例えば、レンズ領域の主要部分に厚さが一定の領域を使用することによって、または厚さが一定の領域を、（好ましくは微小レンズ・アレイのそれぞれの単位セル中の）微小レンズ間に散在させることによって、または放射源ＬＡの波長よりも短い波長に対して設計されたＤＯＥを使用することによって実現される。
【００５９】
さらに、連続的に変化する厚さを離散的な厚さステップ、例えば最大厚さステップの分数によって近似する微小レンズのアレイを使用することが好ましい。この場合には、連続的に変化するプロファイルを、一般に最大厚さステップの分数であるステップを有する階段状の厚さプロファイルによって近似する。この階段状プロファイルは、離散的な厚さレベルの数を限定するため、ある位置で最大厚さステップだけ逆方向へ低下する。このようなプロファイルは、半導体製造技法からよく知られているフォトリソグラフィ・プロセス段階を使用して都合よく製作することができる。「不適切な」波長に対して設計された光学要素を使用して、ひとみ平面１４での位置依存性の加算を得ることができる。
【００６０】
図５に、それぞれ、連続的な厚さプロファイル５２、微小レンズの厚さ値の範囲を制限する高さｈのステップを有するモジュロ（ｍｏｄｕｌｏ）厚さプロファイル５４、および一連の離散レベルを使用して実装された厚さ変動を有する量子化された厚さプロファイル５６を有する、さまざまな微小レンズ５０ａ〜ｃの部分断面図を示す。ＤＯＥ１２０ａ、ｂに使用する微小レンズのステップ高ｈは放射源ＬＡの波長よりも小さいことが好ましい。
【００６１】
本発明の特定の実施例を以上に説明したが、本発明は、以上の説明とは異なる方法で実施することもできることを理解されたい。以上の説明は本発明を限定することを意図したものではない。例えば、２つのＤＯＥ１２０ａ、ｂよりも多くのＤＯＥを直列に使用して、ひとみ平面１４における強度分布全体にわたってより精密な制御を提供することができる。アキシコン１２２およびズーム・レンズ１２４を示したが、当然ながら他例として、これらの要素の機能をＤＯＥによって実装することもできる。
【００６２】
さらに、遮断要素１２５をアキシコン１２２の前に示したが、実際には、直列に配置されたＤＯＥ１２０ａ〜ｂを偏向なしで通過した放射を基板に達する前に遮断する限りにおいて、遮断要素１２５は、ひとみ平面内またはひとみ平面の近くの都合のよい位置に含めることができる。原理上、遮断要素１２５の直径は、特に遮断要素がひとみ平面内に正確に位置する場合に、非常に小さくすることができる。これは、ひとみ平面の１点および意図しない偏向誤差に対する許容差に対応するその周辺部分の放射だけを遮断すればよいからである。しかし、レンズの中央の部分を使用して、しきい値よりも少なく偏向させたビームを通過させるときには、これに対応してより大きな直径の遮断要素１２５を使用しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例に基づくリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】光路を示す図である。
【図３】ビームの主方向に対する相対方向を示す図である。
【図４】微小レンズのアレイを示す図である。
【図５】微小レンズの一連の部分断面図である。
【図６】ひとみ平面内の一連のリングを示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
ＬＡ  放射源
Ｅｘ  ビーム・エキスパンダ
ＩＬ  照明系
ＡＭ  調整手段
ＩＮ  インテグレータ
ＣＯ  コンデンサ
ＰＢ  投影ビーム
ＭＡ  マスク
ＭＴ  マスク・テーブル
ＰＭ  第１の位置決め手段
ＰＬ  投影系（レンズ）
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
ＰＷ  第２の位置決め手段
ＩＦ  干渉計測定手段
Ｃ  標的部分
１２  角度依存成形ユニット
１４  ひとみ平面
１６  ロッド
１８  コンデンサ光学部品
２２  投影系（レンズ）
２４  ＤＯＥ交換ユニット
１２０ａ、ｂ  回折光学要素（ＤＯＥ）
１２２  アキシコン
１２４  ズーム・レンズ
１２５  遮断要素
１２６  結合レンズ
【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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