(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光を放射する光源と、光源と対物面の間の光路に配置された照明光学装置と、対物面と投影面の間の光路に配置された投影光学装置とにより、対物面に配置された対象物の像を投影面に生じさせ、その際、光源と対物面の間の瞳面の領域に位置するフィルタ平面に可動式のフィルタ・エレメントを持つフィルタが配置され、このフィルタ・エレメントは、フィルタ平面で移動可能であり、かつフィルタ平面における光軸に対する垂直方向での投影光の光度分布が、光路上のフィルタの後ろでフィルタ・エレメントの移動によって変化する透過率分布を持つ、特にマイクロリソグラフィ用の投影露光装置であって、フィルタ・エレメント（２２、２２’、１２２、２２２、３２２、４２２）が少なくとも一部領域で（２４、１２４、２２４）、投影光（５）に対し０より大きく１００％より小さい透過率を示し、
フィルタ・エレメント（２２、２２’、１２２、２２２、３２２、４２２）の透過率は、フィルタ表面で投影光学装置の光軸（１４）に関し円対称でなく、またフィルタ・エレメント（２２、２２’、１２２、２２２、３２２、４２２）は、光軸（１４）を中心に回転できるように取り付けられており、
回転可能なフィルタ・エレメント（２２’）と結合された駆動装置（２０）を備え、
駆動装置（２０）と共同動作して、対物面（１０）における投影光（５）の所定の照明角度分布に従って、駆動装置（２０）を制御して、フィルタ・エレメント（２２’）を所定の位置にセットする制御装置（１８）を備え、
制御装置（１８）と共同動作する少なくとも１つの検出装置（１５、１６、３０）が、投影光（５）の光度分布を検知するため、光軸（１４）に垂直な１つの面に備えられている
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
フィルタが、光軸（１４）に対して半径方向に変化できる透過率を持つフィルタ・エレメント（３２２、４２２）を、少なくとも１個備えることを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項３】
フィルタが連続的な傾斜密度フィルタであることを特徴とする、請求項１または２に記載の投影露光装置。
【請求項４】
フィルタ・エレメント（２２、１２２、２２２、３２２、４２２）が、異なる透過率を持つ少なくとも２つのゾーン（２３、２４、１２３、１２４、２２３、２２４、３３０、３３１、３３２、４３５〜４３８）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の投影露光装置。
【請求項５】
フィルタ平面（１３）における照明光学装置（６）の開放された絞りが円形であること、およびフィルタ（７、１０７、２０７）が、円周方向に見て透過率が異なる多数のゾーン（２３、２４、１２３、１２４、２２３、２２４）を持つフィルタ・エレメント（２２、２２’、１２２、２２２、３２２、４２２）を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項４に記載の投影露光装置。
【請求項６】
フィルタ・エレメント（３２２、３２４）が、半径方向に見て透過率が異なるゾーン（３３０、３３１、３３２、４３５〜４３８）を少なくとも２つ備えることを特徴とする請求項４または５に記載の投影露光装置。
【請求項７】
フィルタ・エレメント（２２、２２’）が、円周方向に透過率が交代する４個の四分円（２３、２４）を備えることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項８】
フィルタ（７、１０７、２０７）が少なくとも２つのフィルタ・エレメント（２２、２２’）を備え、これらのフィルタ・エレメントは、相対的に互いに回転できるように保持されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項９】
フィルタ・エレメント（２２、２２’）の相対的位置から、フィルタ（７）の透過率が回転対称的に生じることを特徴とする請求項８に記載の投影露光装置。
【請求項１０】
検出装置（１５、１６、３０）が二次元ＣＣＤ配列（１６）を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項１１】
検出装置（３０）は、対物面（１０）における投影光（５）の照明角度分布を検出するように設計されていることを特徴とする１ないし１０のいずれか一項に記載の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は次のような投影露光装置、特にマイクロリソグラフィ用の投影露光装置に関する。すなわち、投影光を放射する光源と、光源と対物面の間の光路に配置された照明光学装置と、対物面と投影面の間の光路に配置された投影光学装置とにより、対物面に配置された対象物の像を投影面に生じ、その際、光源と対物面の間の瞳面の領域に位置するフィルタ平面に可動式のフィルタ・エレメントを持つフィルタが配置され、このフィルタ・エレメントは、フィルタ平面で移動可能であり、かつフィルタ平面における光軸に対する垂直方向での投影光の光度分布が、光路上のフィルタの後ろでフィルタ・エレメントの移動によって変化する透過率分布を持つ。
【０００２】
【従来の技術】
この種の投影露光装置は、ＵＳ５２６４８９８Ａから知られている。そこに使用されているフィルタは、投影光を一部領域で完全にブロックし、他の領域で完全に透過するフィルタ・エレメントを備える。このフィルタは、投影露光装置の分解能を維持しながら、照明光学装置の焦点距離を対物面で最適化するのに用いる。
【０００３】
特に三次元的構造を投影しようという投影課題の場合、たとえばマイクロリソグラフィにより三次元的構造をレチクルからウェハに転写する場合、次のようなことがわかっている。それは、対物面をできるだけ均一に照明するほかに、対物面における照明角度、すなわち投影光が対物面に入射する角度の明確に規制された分布が重要だということである。設定される照明角度分布は、その構造がレチクル上にどのように配置されているか、そしてその構造が対物面に垂直にいかなる広がりを持っているかに依存する。様々に異なるレチクル構造に対しては、様々に異なった照明角度分布が最適な投影のためにあらかじめ定められるべきである。
【０００４】
ＵＳ５２６４８９８Ａのフィルタの目的は、上記のように全く異なるが、照明角度に対し定義された事前設定を行うためにこのフィルタを用いるならば、たしかに照明角度の事前設定は可能であろうが、さらに照明角度分布を制御することは不可能であろう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、冒頭に挙げた種類の投影露光装置を発展させて、所定の照明角度分布をできるだけ精密に設定できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、フィルタ・エレメントが少なくともその一部領域で、投影光に対して、ゼロよりも大きく１００％より小さい透過率を持つことにより解決される。
【０００７】
この種のフィルタ・エレメントを持つフィルタをフィルタ平面に備えることにより、フィルタ・エレメントの運動自由度すなわち平行移動または回転と、そして少なくとも一部領域が部分的に透過性という、２つの自由度を得る。すなわち、このフィルタを用いて、対物面の前の瞳面の領域において対応する透過を設定することにより、あたえられた投影光分布から、投影面で所望の照明角度分布を生じることができる。投影される対象物の構造の切り替え、または投影露光装置の運用の過程で生じる照明の変化があっても、可動式のフィルタ・エレメントを再調整することによってこれを補償することができる。新たなまたは追加的方法として可動式のフィルタ・エレメントによれば、すでに事前に設定を受けている照明セッティングの精密設定、すなわち照明角度の事前設定の精密設定を、たとえば対応するアパチャ・ダイヤフラムによって行うことができる。
【０００８】
フィルタ・エレメントの透過率は、フィルタ表面で投影光学装置の光軸に関して回転対称でないものとすることができ、フィルタ・エレメントが光軸を中心に回転できるように、フィルタ・エレメントを保持することができる。この種のフィルタ・エレメントを備えるフィルタを用いれば、レチクル交換の際にはフィルタ・エレメントを回転させることによって、使用されているレチクルのタイプに、すなわち投影される対象物の構造に照明角度分布を適合させることができる。さらには、光軸に関して非回転対称的な照明光度分布を回転させるとき、瞳面に照明の変化が現れるが、この変化を修正することができる。この光度分布の回転に対応して、光軸を中心として回転可能なフィルタ・エレメントが再調整されるので、フィルタより後ろの光度分布は、照明角度分布に対応する所定の分布に対応して、変化しないままとなる。瞳面における照明光度分布のこの種の変化は、たとえば光源の特性または照明光学装置の光学的特性の時間的ドリフトから生じることがある。光源または照明光学装置の調整、あるいは照明セッティングの変更は、照明光度分布のこの種の回転を生じることがある。
【０００９】
このフィルタは、透過率が光軸に対して半径方向に変化するフィルタ・エレメントを少なくとも１つ備えることができる。その結果このフィルタを用いて、光軸と様々な間隔を取る領域を様々に制御することができるようになる。これにより複雑な照明角度分布をも設定または再調整できる。
【００１０】
このフィルタは連続的な傾斜密度フィルタとすることができる。透過率が連続して変化するフィルタ・エレメントを少なくとも１つ備えるこの種のフィルタによって、それに対応して連続する照明角度分布を生じることができる。
【００１１】
別な方法としてこのフィルタ・エレメントに、透過率が異なるゾーンを少なくとも２つ設けることができる。この場合ゾーンの境界では、透過率の段階的配列を生じることができる。ゾーンの内部では透過を一定とすることができるか、またはここでも連続的な配列降下を生じさせることができる。この種のゾーン区分を行うことによって、照明角度分布に対する定義された事前設定、または定義された再調整が容易になる。
【００１２】
好ましくは、フィルタ平面における照明光学装置の開放された絞りは円形で、このフィルタは、円周方向に透過率が異なる多数のゾーンを持つフィルタ・エレメントを少なくとも１つ備える。この種のフィルタ・エレメントによれば、たとえば多数構成部分による対称性を持つ照明光度分布を設定することができる。
【００１３】
フィルタ・エレメントは、半径方向に透過率が異なるゾーンを少なくとも２つ備えることができる。このように各ゾーンを細区分することによって、照明角度分布に対する事前設定、または再調整を行うのが容易になる。円周方向のみならず半径方向にもゾーン区分を行うことで、照明角度分布の設定の際の自由度が特に大きくなる。
【００１４】
フィルタ・エレメントは、円周方向に透過率が交代する４つの四分円を備えることができる。この種のフィルタ・エレメントによれば、２構成部分による対称性すなわち楕円性を持つ照明角度分布を、楕円の方向をあらかじめ定めて設定することができる。これと異なるまたは追加的な用法として、既存の楕円性を補正するために、この種のフィルタ・エレメントを利用することができる。この種の楕円性は、たとえば光源または照明光学装置のジオメトリーに基づいて、あるいはすでに異なる事前設定が行われた照明セッティングに基づいて得ることができる。
【００１５】
好ましくは、このフィルタは少なくとも２つのフィルタ・エレメントを備え、これらのフィルタ・エレメントは相対的に互いに回転できるような方法で保持されているものとする。これにより得られる総透過率の２つのフィルタ・エレメントへの分布は、事前設定可能または再調整可能な照明角度分布の自由度をさらに大きくする。
【００１６】
この場合フィルタ・エレメントの相対位置から、フィルタの透過率が回転対称的に生じる。それとともに可動式フィルタ・エレメントの次のような位置、すなわち少なくとも回転対称性の影響に関する限り、フィルタの作用がニュートラルであるような位置が存在する。このようにして簡単な方法により、照明角度分布の回転対称的特性を、フィルタを組み込んだときのフィルタの影響なしに、検査または利用できる。特にこれらフィルタ・エレメントを次のように形成することができる。すなわち、フィルタ・エレメントのある１つの相対位置における透過率をフィルタ表面全体にわたって一定とし、その結果、照明角度分布に対するフィルタの影響を、たとえば検査目的で、完全に消去することができるように形成することができる。
【００１７】
回転可能なフィルタ・エレメントに結合させた駆動装置を設けることが好ましい。これにより、照明角度分布の自動化された事前設定または再調整が可能となる。
【００１８】
ある１つの好ましい実施態様の場合、駆動装置と共同動作する制御装置を設ける。この制御装置は、対物面における投影光の所定の照明角度分布に応じて駆動装置を制御し、フィルタ・エレメントの所定の位置を設定する。それにより、たとえば、利用可能な情報に応じて、光源あるいはフィルタの照明光学装置をレチクルの構造または実際の設定によって自動的に設定または再設定できる。
【００１９】
制御装置と共同動作し、投影光の強度分布を検知する検出装置を少なくとも１つ、光軸に垂直な面に設けることができる。このことは、検知された光度分布に応じて、可動式フィルタ・エレメントに対して相応の追跡を行うことにより、照明角度分布を追跡することを可能にする。
【００２０】
この検出装置は、二次元ＣＣＤ配列を備えることができる。この種の検出装置は高い位置分解能を示し、感光性がある。
【００２１】
この検出装置は、対物面における投影光の照明角度分布を検知する仕様とすることができる。直接測定された照明角度分布は、可動式フィルタ・エレメントを用いた再調整にとっては理想的な入力量である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
下記に図面を用いて、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【００２３】
図１は、マイクロリソグラフィ用の１つの投影露光装置全体に参照番号１を付して、その全体を示す。この装置によって、レチクル２上の構造がウェハ３の表面に転写される。
【００２４】
この投影露光装置１の光源として、ＵＶレーザ４、たとえば波長１９３．３ｎｍのＡｒＦ−エキシマ・レーザを用いる。ここから放射された投影光束５は、まず照明光学装置６に入射する。全体を見やすくするため、投影光束５の光路の図示は、ＵＶレーザ４と照明光学装置６の間だけにとどめている。照明光学装置６は図１ではブロックとしてその概略が図示されているが、これは一連の光学的コンポーネント、たとえばズーム対物レンズ、回折的光学エレメント、および投影光束５を均質化するためのガラス・スティックを備えることができる。
【００２５】
投影光束５は照明光学装置６を通過するとき、瞳面１３に配置された瞳フィルタ７を通過するが、このフィルタについては後に詳しく説明する。この瞳面１３を下記ではフィルタ平面とも称する。続いて投影光束５はレチクル２を照明する。レチクル２にある構造は、投影光学装置８によってウェハ３の表面に投影される。投影光学装置８は、多数のレンズおよび／または反射鏡からなるものとすることができる。
【００２６】
１つの選択された結像光束が図１で参照番号９を付されて、レチクル２の中央の物点を通過し、投影光学装置８に導かれているが、結像光路を明らかにするためにこの光束を反対方向に、すなわち照明光学装置６の方向に少し延長して示す。レチクル２は、図１では点線で示されている投影光学装置８の対物面１０にある。ウェハ３は、投影光学装置８のこれも同様に点線で示された投影面１１にある。投影光学装置８の瞳面１２も同様に図１では概略を示す。この瞳面は、照明光学装置６のフィルタ平面１３と共役である。
【００２７】
投影露光装置１の光軸も図１では同様に点線で示され、参照番号１４を付されている。
【００２８】
ＵＶレーザ４と照明光学装置６の間の光路に、部分的透過性がある光学的プレート４０が配置されていて、これは投影光束５の小部分を反射し、この光束の大部分、実際には９９％以上を透過させる。この光学的プレート４０を透過する投影光束５の光路は、ここではこれ以上関心の対象とならないので、表示はほんの少しだけ点線を伸ばすにとどめる。
【００２９】
投影光束５が光学的プレート４０に反射された部分は、これも同様に点線で示されているが、結像光学装置１５によって二次元ＣＣＤ配列１６に結像される。このＣＣＤ配列は、点線で示された信号線１７によって制御装置１８と連結している。制御装置１８は、これも点線で示された信号線１９を経由して駆動装置２０を制御し、この駆動装置は、これも点線で示された駆動伝達手段２１を介して、光軸１４を中心とする瞳フィルタ７のエレメントを回転させる。これについては後に説明する。
【００３０】
ＣＣＤ配列１６に代わる方法またはそれに追加する方法として、対物面１０における結像光束９の照明光度分布と照明角度分布を測定するために、１つの検出装置３０を使用できるが、これを図１では投影光路の外側にある非アクティブな位置で示している。レチクル２を離した後、ここには示さない駆動装置によって、この検出装置３０を双方向矢印３１で示すように光軸１４に垂直に、この光学装置の光路中に、次のように挿入することができる。すなわち、入射開口部３２が対物面１０に位置して、通常はレチクルを照明する結像光束、たとえば結像光束９がこの開口部を通って、検出装置３０の内部に入射するように、挿入することができる。
【００３１】
検出装置３０は柔軟な信号線３３を介して制御装置３４と連結されており、この制御装置は点線で示した信号線３５を介して制御装置１８と連結している。
【００３２】
下記に図２、５および６を用いて、瞳フィルタの第一の実施形態の構造を説明する。
【００３３】
瞳フィルタ７は、図２に示したのと同じ構造を持つ２つのフィルタ・エレメント２２、２２’を備える。この見取り図は、フィルタ・エレメント２２が４つの四分円に区分されていることを示す。フィルタ・エレメント２２の透過率は、いずれの四分円もその内部では一定である。１つ１つの四分円の透過率は円周方向に交代するが、向かい合う四分円同士の透過率は等しくする。ある２つの互いに向かい合う四分円は投影光を完全に透過する。図２では参照番号２３を付されている。これらの四分円を以下では「透過四分円」と称する。他の２つの四分円は投影光を一部分だけ、たとえば５０％透過し、図２では斜線で示され、参照番号２４を付されている。これらの四分円を以下では「吸収四分円」と称する。完全な透過が何ら望まれないところでは、吸収四分円または吸収ゾーンの変わりに、部分反射領域を設けることもできる。
【００３４】
図５は瞳フィルタ７の構造の概略を示す。２つのフィルタ・エレメント２２は互いに隣接し平行に配置され、光軸１４が両フィルタ・エレメント２２の中心を通るようになっている。図５の上側のフィルタ・エレメント２２が固定されているのに対し、参照番号２２’を付した下側のフィルタ・エレメントは、駆動装置２０により光軸１４を中心として回転可能である。
【００３５】
固定フィルタ・エレメント２３の透過四分円２３と吸収四分円２４の間の境界線には、説明の便宜のために文字Ａを付した。回転可能なフィルタ・エレメント２２’は、図５では固定フィルタ・エレメント２２に対して次のような回転位置にある。すなわち、固定フィルタ・エレメント２２の境界線Ａに対応する回転可能なフィルタ・エレメント２２’の境界線Ａ’が、反時計回りに９０°回転した位置にある。図５の下側には、下記では相対角度αと称するこの回転角度を互いに対応する境界線にＡ、Ａ’の記号をつけて、その略図を示している。
【００３６】
光軸を中心として回転する代わりに、運動可能なフィルタ・エレメントをフィルタ平面で平行移動させることもできる。
【００３７】
図６は、瞳フィルタ７の互いに重なり合うフィルタ・エレメント２２、２２’を、様々な相対角度位置で示す。図６の一番左側には、わかりやすくするため各フィルタ・エレメント２２をもう一度示す。図７および８のそのほかの個別表示でもフィルタ・エレメントを合計３２の扇形に描いているが、これは、相対角度が変化するときのそれぞれの瞳フィルタの総吸収の変化をわかりやすくするために行っているもので、フィルタ・エレメントの実際の姿を示すものではない。
【００３８】
図５にすでに示した相対角度α＝９０°の相対角度位置が、図６では左から２番目の個別表示に示されている。瞳フィルタ７の総透過はフィルタ表面全体にわたって一定であり、吸収四分円２４の透過率に相当する。
【００３９】
相対角度９０°に相当する個別表示に続く個別表示の列が示すのは、回転可能なフィルタ・エレメント２２’が固定フィルタ・エレメント２２に対し、相対角度α＝９０°の位置から、１１．２５°のステップで、α＝０°の位置まで戻るとき、瞳フィルタ７のフィルタ表面について総透過率がどのように変化するかということである。
【００４０】
相対角度位置７８．７５°のとき、フィルタ・エレメント２２の四半分円の８分の１に相当する扇形ゾーンでは、２つの吸収四分円２４が、またそこから９０°位置を変えたところで２つの透過四分円２３が、オーバーラップしている。吸収四分円２４がオーバーラップするところでは、瞳フィルタ７の総吸収が、フィルタ・エレメント２２の吸収四分円２４が１つだけの場合の吸収の２倍の大きさとなる。これに対して２つの透過四分円２３がオーバーラップするところでは、投影光が完全に透過する。フィルタ表面のその他の領域では、瞳フィルタ７が、１つのフィルタ・エレメント２２の吸収四分円２４の透過を行う。
【００４１】
図６の個別表示のそれに続く列に描くように、回転可能なフィルタ・エレメント２２’を固定フィルタ・エレメント２２に対してさらに戻すと、総吸収が倍増している扇形ゾーン、または完全に透過が行われる扇形ゾーンが広くなる。同時に、瞳フィルタ７の総透過が１つの吸収四分円２４の透過に相当する扇形ゾーンは小さくなる。
【００４２】
最後に相対角度０°の場合、２つのフィルタ・エレメント２２、２２’が完全に等しく重なり合う状態が生まれる。これにより、フィルタ表面上では、１つの個別フィルタ・エレメント２２の透過分布に対応する瞳フィルタ７の透過分布が生じるが、しかし吸収四分円２４の領域では瞳フィルタ７の総吸収は２倍増している。そこでは２つの吸収四分円２４が光路内で重なり合っているからである。
【００４３】
瞳フィルタのそのほかの実施形態がその後の図７および８に記載されている。それ以前に記載の実施形態に関連してすでに説明されたコンポーネントに対応するものは、それぞれ１００を加えた参照番号を付し、細部にわたる議論を繰り返さない。
【００４４】
図７の左側の個別表示に示すフィルタ・エレメント１２２は合計８つの扇形ゾーンに区分されており、それぞれがそのゾーン表面上で一定な透過率を示し、その際互いに隣接するゾーンの透過率は円周方向に交代する。この場合、円周方向に見て、透過ゾーン１２３にはそれぞれ吸収ゾーン１２４が続き、その逆もまた行われる。
【００４５】
図７のそれに続く個別表示では、瞳フィルタ１０７の総透過が様々な相対角度位置で示されている。このフィルタは、図５に示した瞳フィルタ７と同様に、軸方向に重なり合って配置された２つのフィルタ・エレメント１２２を備える。２つのフィルタ・エレメント１２２の一方は、固定されている他方に対して回転可能である。図７の左から２番目の個別表示は、２つのフィルタ・エレメント１２２が互いに４５°の相対角度で回転した位置にある状態を示す。この場合一方のフィルタ・エレメントの吸収ゾーン１２４はすべて、他方のフィルタ・エレメント１２２の透過ゾーン１２３の背後または前に位置する。そのため全体としては、この面全体に一定の総透過率を持つ均一な透過率配列を生じるが、これは図６の相対角度９０°の個別表示に類似する。
【００４６】
図７のそのほかの個別表示では、回転可能なフィルタ・エレメントを、１１．２５°のステップで、α＝４５°の位置からα＝０°の位置に回し戻す一連の各段階を示す。この場合、回し戻す最初のステップ（α＝３３．７５°）で１つの十字形構造が生じるが、この十字形構造は、扇形角度１１．２５°で互いに９０°向きが異なる４つの扇形ゾーンからなる。これらのゾーンでは、１つのフィルタ・エレメント１２２の個々の吸収ゾーン１２４の２倍の吸収を生じる。そしてこれらのゾーンと４５°向きを異にして、等しい扇形角度の扇形ゾーンからなる同様な十字形構造を生じるが、ここではいかなる吸収も起こらない。そのほかの領域では、個々の吸収ゾーン１２４の透過に相当するフィルタ総透過が生じる。回転可能なフィルタ・エレメントをさらに回し戻すと、２倍の吸収を行うゾーンと投影光を完全に透過するゾーンが、回転角を増すのにつれて広さを増し、ついにはα＝０°でふたたび、瞳フィルタ１０７の透過率配列が個々のフィルタ・エレメント１２２の透過率配列に対応する状態が生じる。しかしこの場合、吸収ゾーンの吸収は、個々の吸収ゾーン１２４の吸収の２倍の大きさである。
【００４７】
図８は図６および７と同様に、もう一つの瞳フィルタ２０７の場合の状態を示す。この瞳フィルタは、図８の左側の個別表示に示すような２つのフィルタ・エレメント２２２を備える。
【００４８】
フィルタ・エレメント２２２は、それぞれ２２．５°の円周角を囲む扇形ゾーン２２３および２２４を合計１６個備える。この場合吸収ゾーン２２４それぞれに、円周方向に見て透過ゾーン２２３が続き、またその逆も言える。ここでは回転可能なフィルタ・エレメントを、相対角度α＝２２．５°だけ回すことによって、透過率配列が一定な状況をフィルタ表面全体に生じることができる（図８の左から２番目の個別表示を参照）。回転可能なフィルタ・エレメントを回し戻す場合（図８でもそれぞれ１１．２５°のステップで個別表示を示す）、ここでは必要に応じて吸収係数を段階付けされた総吸収ゾーンの８個構成構造と、その間に位置する総透過ゾーンの８個構成構造を生じる。
【００４９】
図３および４は、フィルタ・エレメントのそのほかの実施形態を示す。
【００５０】
図３および４においても、フィルタ・エレメントは、わかりやすくするためそれぞれ３２個の扇形に描かれている。扇形境界の両側で透過が等しいところでは物理的な境界はない。
【００５１】
図３に示すフィルタ・エレメント３２２は、合計３個の同心円状の部分３３０、３３１ならびに３３２を備え、それぞれ透過率が異なる円周ゾーンに区分されている。
【００５２】
最も内側の円周部分の透過率配列は、円周方向に見て図７のフィルタ・エレメント１２２の透過率配列に対応する。中間の部分３３１は円周方向に見て、図２および６のフィルタ・エレメント２２の透過率配列に対応する透過率配列を示す。最も外側の部分３３２はこれまた、図８のフィルタ・エレメント２２２の透過率配列に対応する透過率配列を示す。
【００５３】
図４に示すフィルタ・エレメント４２２は合計４個の同心円状の部分４３５、４３６、４３７、４３８を備え、それらの部分では、円周方向に見て透過率の異なるゾーンが異なる順序でならぶ。
【００５４】
この場合最も内側の部分４３５は、図７のフィルタ・エレメント１２２の透過率配列に対応する透過率配列を示す。
【００５５】
最も内側の部分を囲み、これと隣接する部分４３６は、円周方向に見て、３つの異なる透過率を持つ各ゾーンに区分されている。この場合互いに向かい合って１１．２５°の円周角を囲む２つのゾーンは投影光を完全に透過するが、他方でこれらに対して９０°向きを異にし、また同様に１１．２５°の円周角を囲む２つのゾーンは、部分４３６の残りのゾーンにおける吸収係数の２倍の大きさの吸収係数を示す。
【００５６】
部分４３６に隣接し、これを同心円的に囲む部分４３７も、同様に３つの異なる透過率を持つ各ゾーンに区分されている。この場合円周方向に見て、３３．７５°の円周角を囲み２倍の吸収係数を持つゾーンに、１１．２５°の円周角を囲み１倍の吸収係数を持つゾーンが続く。後者のゾーンには、３３．７５°の円周角を囲み、投影光を完全に透過するゾーンが続く。これには円周方向に見てさらに、１１．２５°の円周角を囲み１倍の吸収係数を持つゾーンが続く。この順序は、部分４３７の円周上を合計４回繰り返される。
【００５７】
最後に最も外側の部分４３８も、同様に３つの異なる吸収係数を示す。ここでは１１．２５°の円周角を囲む各ゾーンの「２倍の吸収係数、１倍の吸収係数、吸収なし、１倍の吸収係数」という順序が、合計８回順次続く。
【００５８】
フィルタ・エレメント２２〜４２２は、任意に互いに組み合わせることができる。フィルタ・エレメント２２〜４２２を３個以上、軸方向に順次積み重ねて配置することももちろん可能である。フィルタ表面を個々の透過および吸収の各ゾーン、各部分に区分する方法も、ここに図示した実施形態に限られない。同様に様々に異なる吸収率のフィルタ・エレメント当たりの個数も３個に限られず、それよりはるかに多くすることもできる。最後になるが、透過率配列が無段階のフィルタ・エレメントを使用することもできる。
【００５９】
数学的には、円形のフィルタ・エレメントを持つフィルタの透過率を、一般的な形で次のように記述することができる。
【００６０】
フィルタはこの場合、前後に重なって位置するｎ個のフィルタ・エレメントからなり、これらはそれぞれｍ個の円周部分を備えるものとする。このようなフィルタ・エレメントの１つの円周部分内部にある１つの点の透過率配列ｔを次のように記述することができる。
ｔij（ｒ，β）
略号の意味は次の通りである。
ｉ：円周部分を表す添え字。１からｍまでにわたる。
ｊ：フィルタ・エレメントを表す添え字。１からｎまでにわたる。
ｒ：フィルタ軸からその点までの距離。
β：その点の極座標角度。固定標準軸（たとえば図５の境界線Ａ）から測ったもの。
【００６１】
そうするとフィルタの１つの円周部分の総透過Ｔを、個々のフィルタ・エレメントの透過率の積として記述することができる。
【数１】
0004778642.tif 000002
フィルタ・エレメントの円周部分ｔijはこの場合、当初位置を中心として、角度αij（ｉ＝１．．．ｍ、ｊ＝１．．．ｎ）だけ回転されている。
【００６２】
個々のフィルタ・ゾーンｔijにおいて、透過に何ら半径依存性がない場合は、単純化して次のように記述することができる：ｔij（ｒ，β）＝ｔij（β）
【００６３】
透過率配列が連続的である場合、この記述はつねにｒおよびβで表示される。それに代わる方法として、上記に各図面と関連して説明したように、透過率配列を離散的、または段階的とすることもできる。
【００６４】
投影露光装置１は次のように機能する。
【００６５】
投影露光装置１によって投影される対象物の構造の形態に応じて、瞳面１３における投影光束５の光度プロフィールをいかなる態様とすべきかをあらかじめ定める。
【００６６】
瞳面１３における投影光束５の所望の光度プロフィールは、たとえば光束プロフィール上の光度配列が一定なものとすることができる。結像すべき構造によっては、瞳面１３における投影光束５の光度分布いわゆる照明セッティングとして、そのほか任意のものをもあらかじめ定めることができる。特定の構造にはたとえば次のようなリング状の照明が適している。すなわち、瞳面１３における光度分布が、光軸１４を中心とするリング状の領域で最大の光度を示すような照明タイプが適している。レチクル２上の構造の対称性によっては、最適な投影のためにそのほかの照明セッティングを設定することもできる。たとえば、図６から８の個別表示に示す吸収配列に応じた多数個構造の対称性を持つ照明セッティングである。
【００６７】
照明光学装置６の前でＣＣＤ配列１６により測定された投影光束５の光度プロフィールと、対物面１０における照明角度分布および照明光度の目標値とから、瞳フィルタ７の目標透過率配列が計算される。この計算は制御装置１８のここには図示しないプロセッサで行われる。この計算のため、新たな方法または追加的方法として、対物面１０における照明光度分布または照明角度分布に対する検出装置３０の測定データを援用することができる。
【００６８】
回転可能なフィルタ・エレメント２２’を回転させることにより所望の透過率配列が設定されるように、制御装置１８を介して駆動装置２０を制御する。それに続いて投影露光を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投影露光装置の概略図である。
【図２〜図４】図１の投影露光装置用の本発明によるフィルタのフィルタ・エレメントの実施形態を示す図である。
【図５】図２の固定フィルタ・エレメントおよび回転可能なフィルタ・エレメントを持つフィルタの略図である。
【図６〜図８】２つの互いに回転可能なフィルタ・エレメントを持つフィルタの実施形態を示す、様々な相対角度位置における上面図である。
【符号の説明】
１  投影露光装置
２  レチクル
３  ウェハ
４  ＵＶレーザ
５  投影光束
６  照明光学装置
７、１０７、２０７  瞳フィルタ
８  投影光学装置
９  結像光束
１０  対物面
１１  投影面
１２  投影光学装置の瞳面
１３  瞳面
１４  光軸
１５  結像光学装置
１６  ＣＣＤ配列
１７  信号線
１８  制御装置
１９  信号線
２０  駆動装置
２１  駆動伝達手段
２２、１２２、２２２、３２２、４２２  フィルタ・エレメント
２３、１２３、２２３  透過四分円
２４、１２４、２２４  吸収四分円
３０  検出装置
３２  入射開口部
３３  信号線
３４  制御装置
３５  信号線
４０  部分透過性の光学的プレート
３３０、３３１、３３２、４３５、４３６、４３７、４３８  同心円状の部分
【図１】
0004778642.tif 000003
【図２】
0004778642.tif 000004
【図３】
0004778642.tif 000005
【図４】
0004778642.tif 000006
【図５】
0004778642.tif 000007
【図６】
0004778642.tif 000008
【図７】
0004778642.tif 000009
【図８】
0004778642.tif 000010