(57)【要約】【課題】  回折光学素子（ＤＯＥ）とこれを含む照明系及びこれを利用した半導体素子製造方法を提供する。【解決手段】  半導体素子製造のための露光工程で多重極照明形状を提供するＤＯＥであり、前記照明形状で使われる半径方向範囲によって相異なる形状の照明を作るように、照明形状の円周方向成分が半径と角度の関数になるよう凹凸面を具備する。これにより、一つのＤＯＥで作られる照明条件を調節してポールの大きさと位置とを変更できる。ズームレンズ、絞り及び本発明によるＤＯＥを組み合わせれば、半導体素子を製造するための多重極照明でポールの位置関係や相対的な大きさを連続的に変化できる。したがって、露光装置の拡張性の面で有利なだけでなく、最適化された一つの照明条件設計での施行錯誤を削減できる。露光装置の工程自由度も改善できる。【選択図】  図５
2005043869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子製造のための露光工程で多重極照明形状を提供する回折光学素子において、
前記照明形状で使われる半径方向範囲によって相異なる形状の照明を作るように、照明形状の円周方向成分が半径と角度の関数である照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備した回折光学素子。
【請求項２】
前記照明形状で使われる半径方向範囲によってポールの相対的な大きさが変わる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項３】
前記照明形状で使われる半径方向範囲が中心に近いほど垂直方向のポールが大きくなり、前記照明の使われる半径方向範囲が中心から遠くなるほど水平方向のポールが大きくなる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項２に記載の回折光学素子。
【請求項４】
前記照明形状を極座標系で表現したＩ（ｒ，Θ）は、半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（ｒ，Θ）との積であり、Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時だけ１で他の場合は０であり、Ｃ（ｒ，Θ）は０＜Θ＜ａｒ＋ｂである時とｃｒ＋ｄ＜Θ＜π／２である時だけ１で他の場合は０であって、ここでａ＞０、ｃ＜０、そしてポール間の大きさの比（ａｒ＋ｂ）／（π／２−（ｃｒ＋ｄ））がｒの関数であることを特徴とする請求項２に記載の回折光学素子。
【請求項５】
前記照明形状で使われる半径方向範囲によってポールの円周方向の位置が変わる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項６】
前記照明形状で使われる半径方向範囲が中心から遠くなるほど、ポールの位置がｘ軸から遠くなる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項５に記載の回折光学素子。
【請求項７】
前記照明形状を極座標系で表現したＩ（ｒ，Θ）は、半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（ｒ，Θ）との積であり、Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時だけ１で他の場合は０であり、Ｃ（ｒ，Θ）はａｒ＋ｂ＜Θ＜ａｒ＋ｃである時だけ１で他の場合は０であって、ここでａ＞０、ｂ＜ｃ、そして円周方向のポールの位置（２ａｒ＋ｂ＋ｃ）／２がｒの関数であることを特徴とする請求項５に記載の回折光学素子。
【請求項８】
前記照明形状は、四極またはクロスポールであることを特徴とする請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項９】
光源と、
前記光源からの光をいくつかのビームに分離して角度を決めて多重極照明形状に変える回折光学素子と、
前記回折光学素子からの前記多重極照明形状を拡大させる可変倍率ズームレンズと、
前記ズームレンズから拡大された前記多重極照明形状を選択的に通過させる環型絞りと、
前記絞りを通過した前記多重極照明形状を集光してレチクルに向けさせる集光レンズとを含み、
前記回折光学素子は、前記ズームレンズと前記絞りとの組合わせであり、前記多重極照明形状で使う半径方向範囲によって相異なる形状の照明を作れるように、照明形状の円周方向成分が半径と角度の関数である照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする半導体素子製造用照明系。
【請求項１０】
前記回折光学素子が前記照明形状で使われる半径方向範囲によってポールの相対的な大きさが変わる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項９に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１１】
前記回折光学素子が前記照明形状で使われる半径方向範囲が中心に近いほど垂直方向のポールが大きくなり、前記照明の使われる半径方向範囲が中心から遠くなるほど水平方向のポールが大きくなる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１２】
前記照明形状を極座標系で表現したＩ（ｒ，Θ）は、半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（ｒ，Θ）との積であり、Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時だけ１で他の場合は０であり、Ｃ（ｒ，Θ）は０＜Θ＜ａｒ＋ｂである時とｃｒ＋ｄ＜Θ＜π／２である時だけ１で他の場合は０であって、ここでａ＞０、ｃ＜０、そしてポール間の大きさの比（ａｒ＋ｂ）／（π／２−（ｃｒ＋ｄ））がｒの関数であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１３】
前記回折光学素子が前記照明形状で使われる半径方向範囲によってポールの円周方向の位置が変わる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項９に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１４】
前記回折光学素子が前記照明形状で使われる半径方向範囲が中心から遠くなるほどポールの位置がｘ軸から遠くなる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備することを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１５】
前記照明形状を極座標系で表現したＩ（ｒ，Θ）は、半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（ｒ，Θ）との積であり、Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時だけ１で他の場合は０であり、Ｃ（ｒ，Θ）はａｒ＋ｂ＜Θ＜ａｒ＋ｃである時だけ１で他の場合は０であって、ここでａ＞０、ｂ＜ｃ、そして円周方向位置（２ａｒ＋ｂ＋ｃ）／２がｒの関数であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１６】
前記照明形状は、四極またはクロスポールであることを特徴とする請求項９に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１７】
前記ズームレンズから拡大された前記照明形状の強さを均一にする均一化レンズをさらに有することを特徴とする請求項９に記載の半導体素子製造用照明系。
【請求項１８】
感光膜が塗布された基板を提供する段階と、
前記基板上にマスクパターンを有するレチクルを提供する段階と、
前記感光膜に前記マスクパターンを転写するためにレーザー光源を使う段階とを含み、
前記レーザー光源を使う段階は、多重極照明形状を提供する回折光学素子を用い、このとき、前記照明形状の円周方向成分が半径と角度の関数である照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備した回折光学素子を使って、前記照明形状で使われる半径方向範囲によって相異なる形状の照明を生成して用いる段階を含むことを特徴とする半導体素子製造方法。
【請求項１９】
ポールの相対的な大きさが変わる照明形状を生成して用いることを特徴とする請求項１８に記載の半導体素子製造方法。
【請求項２０】
ポールの円周方向の位置が変わる照明形状を生成して用いることを特徴とする請求項１８に記載の半導体素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造のための露光装置の照明系に係り、特に多重極照明を提供するため回折光学素子（Diffｒactive Optical Element：ＤＯＥ）を使う照明系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造のために使う微細パターンの形成技術において、最適の照明条件を具現するため、従来には図１のような照明系１００を含む露光装置を使っている。ここでの照明系１００は、光軸上にない多数の点または光線が生成される多重極照明モードを提供するＤＯＥ １０やマイクロレンズを含んでいる。
【０００３】
ＤＯＥ １０とは、図２で示したように母材１１の表面に任意のピッチと深さとに形成された凹凸面１３を具備して非球面化されることで、光を回折させる素子を言う。
【０００４】
図１に図示したように、ＤＯＥ １０はレーザー光源（図示せず）から出射されたレーザービーム５をいくつかのビームに分離して互いの角度を決めて四極、双極、あるいはクロスポールなどで多重極照明形状を設定する。図１には、四極照明１５の例を図示した。この四極照明１５は、ズームレンズ２０を通過しながら内部及び外部シグマ（σ）が決まる。その後、ミラーＭ１、Ｍ２を通じて反射され、集光レンズ２５を通じて集光された後でレチクル３０に照明され、レチクル３０のマスクパターンが投影レンズ３５によってウェーハ４０上に映って転写される。
【０００５】
このような照明系１００を含む露光装置を使う場合、多重極を形成するためのアパチャで光の一部を遮断しなくても良いので、光の強さが減少されない長所がある。そして、ズームレンズ２０を使ってポールの全体的な拡大と縮小、そして使用半径方向の範囲などを変化できる。
【０００６】
しかし、ＤＯＥによって一つの照明条件、すなわち四極、双極、クロス−ポールなどが一度設定されると、円周方向の位置とポール間の相対的な大きさとの調節はできないのが現状である。これを図３及び図４を参照して説明する。
【０００７】
図３は、従来のＤＯＥによる四極照明１５の様子を示した図面である。ここでの照明形状を極座標系で表現するなら、照明形状Ｉ（ｒ，Θ）は半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（Θ）との積で表す。Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterの時にだけ１であり、他の場合は０である。そして、Ｃ（Θ）は、ｂ＜Θ＜ｃである時にだけ１で他の場合は０であり、ここで、ｂとｃとは定数である。このように、従来の四極照明１５は、すべてのポール１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの大きさが等しく、ｘ軸とｙ軸とに対して対称的である。
【０００８】
図４は、従来の他のＤＯＥによるクロス−ポール照明５５の様子を示した図面である。ここでも照明形状を極座標系で表現するなら、Ｉ（ｒ，Θ）は半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（Θ）との積で表し、Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時にだけ１で他の場合は０である。そして、Ｃ（Θ）は０＜Θ＜ｂである時とｄ＜Θ＜π／２である時にだけ１で他の場合は０である。すなわち、クロス−ポール照明５５は、すべてのポール５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄの相互間隔がπ／２でｘ軸とｙ軸上に置かれる。
【０００９】
以上のように、従来のＤＯＥによって形成される照明形状はその円周方向成分であるＣ（Θ）がΘのみの関数でｒに無関係であるから、使用半径方向の範囲を異にしてもポールの円周方向の位置とポール間の相対的な大きさとは全然変わらない。そのため、固定された照明モードを有し、その結果柔軟性が少なくなる。そして、最適の照明を設計する場合、いくつかの相異なる大きさのポールを利用しなければならない場合が生じるが、これまでのところ一つの最適の照明条件を具現する特定ＤＯＥを使って他の照明条件を具現するのは非常に難しいのが実情である。
【００１０】
このように先行技術での問題点として、固定された照明モードしかないために照明系の柔軟性が低下すること、さらにポールの位置や大きさを変更するのが難しいこと、または他の照明条件の選択や組み合わせが難しいことなどがある。
【００１１】
一方、関連の従来技術としては、特許文献１に開示されているが、その技術は、既存の半導体素子製造のための写真感光のための照明システム形成時、固定された照明モードのみを有する問題点を解決するためのもので、調整可能な軸円錐、可変型ズーム素子及び多重極照明モードの生成素子で構成されたすべての変形装置を構成することで、通常モード、環状モード、多重極モードの変更が可能な照明システムを提供する。
【００１２】
しかし、装置構成が複雑であり、ポールの位置や大きさの変更は依然として難しい。
【特許文献１】欧州特許出願第９８２０１１１０.８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする技術的課題は、使われる半径範囲によってポールの大きさと位置とを変更できるＤＯＥを提供することである。
【００１４】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、ＤＯＥを使って多重極照明形状を提供するものの、使われる半径範囲によってポールの円周方向位置と大きさとを変更できる半導体素子製造用照明系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記技術的課題を果たすために、本発明によるＤＯＥは、半導体素子製造のための露光工程で多重極照明形状を提供するＤＯＥであり、前記照明形状で使われる半径方向範囲によって相異なる形状の照明を形成できるように、照明形状の円周方向成分が半径と角度の関数になるよう凹凸面を具備したものである。
【００１６】
本発明によるＤＯＥは、前記照明形状で使われる半径方向範囲によってポールの相対的な大きさが変わる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備するものとすることができる。例えば、前記照明形状で使われる半径方向範囲が中心に近いほど垂直方向のポールが大きくなり、前記照明の使われる半径方向範囲が中心から遠くなるほど水平方向のポールが大きくなる照明形状を提供できる。
【００１７】
本発明による他のＤＯＥは、前記照明形状で使われる半径方向範囲によってポールの円周方向の位置が変わる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備するものでありうる。例えば、前記照明形状で使われる半径方向範囲が中心から遠くなるほどポールの位置がｘ軸から遠くなる照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備するものでありうる。
【００１８】
前記他の技術的課題を果たすために、本発明による半導体素子製造用照明系は、ズームレンズ、絞り及び本発明によるＤＯＥを組み合わせてポールの位置関係や相対的な大きさを連続的に変化させることができる。
【００１９】
照明系の望ましい実施例は、光源からの光をいくつかのビームに分離して角度を決めて多重極照明形状に変えるＤＯＥと、前記ＤＯＥからの前記多重極照明形状を拡大させる可変倍率ズームレンズと、前記ズームレンズから拡大された前記多重極照明形状を選択的に通過させる環型絞りと、前記絞りを通過した前記多重極照明形状を集光してレチクルに向けるようにする集光レンズとを含み、前記ＤＯＥは前記ズームレンズと前記絞りとの組合わせで前記多重極照明形状で使う半径方向範囲によって相異なる形状の照明を作るように、照明形状の円周方向成分が半径と角度の関数である照明形状を提供するように形成された凹凸面を具備したものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、一つのＤＯＥで作られる照明条件を調節してポールの大きさと位置とを変更できる。ズームレンズ、絞り及び本発明によるＤＯＥを組み合わせれば、半導体素子を製造するための多重極照明でポールの位置関係や相対的な大きさを連続的に変化できる。したがって、露光装置の拡張性の側面で有利なだけでなく、最適化された一つの照明条件設計での施行錯誤を削減できる。露光装置の工程自由度も改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。図面で同じ参照符号は同じ要素を示す。しかし、本発明の実施例は多くの他の形態で変形でき、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるものではない。本発明は、請求範囲によって定義される本発明の思想及び範囲内に含まれる代案、変形及び等価を含む。また、本発明の詳細な説明で多数の特定な詳細事項は本発明の完全な理解のため提供されたものである。しかし、当該技術分野の当業者ならこれら特定詳細事項がなくても本発明が実施できると分かるであろう。後述する実施例は、多重極照明の特定実施例として四極照明、クロスポール照明に関するものである。しかし、ポールの数がこれより多い他の照明モードも本発明のＤＯＥとして具現できる。
【００２２】
図５は、本発明の実施例による半導体素子の製造用照明系を説明するための図面である。
【００２３】
ＤＯＥ １１０は、レーザー光源１０５からの光をいくつかのビームに分離し、角度を決めて第１多重極照明形状１１５に変える。ＤＯＥ １１０からの第１多重極照明形状１１５は可変倍率ズームレンズ１２０を通過しながら拡大される。ズームレンズ１２０から拡大された第１多重極照明形状１１５は、均一化レンズ１２５によってその強さが均一された後、環型絞り１３０を通過しながら使用される半径範囲が決まり、第２多重極照明形状１１６を形成する。次いで、絞り１３０を通過した第２多重極照明形状１１６は、集光レンズ１３５により集光されてマスクパターンを有したレチクル１４０に映る。ここで、ＤＯＥ １１０は、照明形状の円周方向成分が半径と角度の関数である第１多重極照明形状１１５を生成する凹凸面を具備し、ズームレンズ１２０及び絞り１３０と組合わせて用いられることで、使用する半径方向範囲によって相異なる形状の照明とされた第２多重極照明形状１１６を作るように構成されている。。
【００２４】
このような照明系を用いて半導体素子を製造するためには、感光膜が塗布された基板（図示せず）をレチクル１４０下に配置した後、感光膜にマスクパターンを転写する。この時、ズームレンズ１２０と絞り１３０との組合わせを利用して、照明形状で使われる半径方向範囲によって相異なる形状の照明を形成して用いる段階が含まれている。この段階によって、マスクパターンに応じて最適化された照明を選択して使用できる。
【００２５】
ＤＯＥ １１０の初期照明形状を角度の関数にすることで、各ポールの半径位置はズームレンズ１２０と絞り１３０とを調整することで変更可能になり、各ポールの半径幅はズームレンズ１２０を調整することで変更可能になる。これは次に参照する図６、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ及び図９Ｂの説明からすぐ理解できるであろう。
【００２６】
図６は、本発明の実施例によるＤＯＥの初期照明形状を示した図面である。
【００２７】
図６に図示した第１多重極照明形状１１５は、四極照明に当たるが、中心から遠くなるほど各ポール１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄの分布がｘ軸から遠くなる。
【００２８】
その形状を極座標系で表現すると、照明形状Ｉ（ｒ，Θ）は半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（ｒ，Θ）との積からなる。Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時だけ１で他の場合は０であり、第１象限のＣ（ｒ，Θ）はａｒ＋ｂ＜Θ＜ａｒ＋ｃである時だけ１で他の場合は０である（第２象限〜第４象限のＣ（ｒ，Θ）は、第１象限のＣ（ｒ，Θ）をｘ軸ないしｙ軸に対称とされている）。この時、ａ＞０、ｂ＜ｃ、そして有効ポール位置である（２ａｒ＋ｂ＋ｃ）／２は一定ではなく、ｒによって変化するｒの関数である。このような数式をＤＯＥデザインプログラムに入力すれば、図６のような初期照明形状が得られるようにビームを分離して角度を決める凹凸面がデザインできる。このようなＤＯＥデザインを適用してＤＯＥを製造する方法には、当該技術分野においてよく知られているように、食刻、機械加工法、エポキシ成形、または射出成形などがある。ＤＯＥの母材には、よく知られているようにＰＮＭＡ（Polymethyl Methacｒylate）を使用できる。本発明によるＤＯＥは食刻で製造する場合が一番好ましい。
【００２９】
図７Ａ及び７Ｂは、図６のような初期照明形状を有して半径方向範囲によって使用できる多様な照明形状を図示した図面である。
【００３０】
図７Ａは、図７Ｂより中心に近い半径範囲を選択したものである。言い換えれば、図７Ａは、図６で照明形状を提供できるＤＯＥを図５のような照明系に装着し、図６のｒ１部分が絞り１３０を通過するようにズームレンズ１２０を調整して得た第２多重極照明形状１１６である。そして、図７Ｂは、図６の照明形状でｒ２部分が絞り１３０を通過するようにズームレンズ１２０を調整して得た第２多重極照明形状１１６である。
【００３１】
中心に近い部分を使う場合（図７Ａ）には、ポール１１６ａ１、１１６ｂ１、１１６ｃ１、１１６ｄ１の位置がｘ軸に近い。中心から遠い部分を使う場合（図７Ｂ）には、ポール１１６ａ２、１１６ｂ２、１１６ｃ２、１１６ｄ２の位置がｘ軸から遠くなる。このように、本発明によるＤＯＥを使えば照明形状で使う半径方向範囲によって円周方向のポールの位置が変わる。
【００３２】
これとは対照的に、図３のような従来の四極照明１５を図５に図示した本発明の照明系を使えば、ズームレンズ１２０と絞り１３０とを組み合わせても、照明形状で使う半径方向範囲によって円周方向ポールの位置が変わらない。
【００３３】
図８は、本発明の他の実施例によるＤＯＥの初期照明形状を示した図面である。
【００３４】
図８のように設計する場合、第１多重極照明形状２１５はクロス−ポール照明であり、垂直方向（ｙ軸）のポール２１５ａ、２１５ｃは、中心に近いほど大きくなり、水平方向（ｘ軸）のポール２１５ｂ、２１５ｄは、中心から遠くなるほど大きくなる。このような照明形状を極座標系で表現したＩ（ｒ，Θ）は、半径方向範囲成分であるＡ（ｒ）と円周方向成分であるＣ（ｒ，Θ）とを有して、Ａ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時だけ１で他の場合は０である。そして、第１象限でＣ（ｒ，Θ）は０＜Θ＜ａｒ＋ｂである時とｃｒ＋ｄ＜Θ＜π／２である時だけ１で他の場合は０である（第２象限〜第４象限のＣ（ｒ，Θ）は、第１象限のＣ（ｒ，Θ）をｘ軸ないしｙ軸に対称とされている）。ここで、ａ＞０、ｃ＜０、そしてポール間の大きさの比（ａｒ＋ｂ）／（π／２−（ｃｒ＋ｄ））が一定ではなくｒの関数である。
【００３５】
図９Ａ及び９Ｂは、図８のような初期照明形状を用いて半径方向範囲によって使用できる多様な照明形状を図示している。
【００３６】
図９Ａは、図９Ｂより中心に近い半径範囲を選択した図面である。すなわち、図９Ａは図８の照明形状でｒ１部分が絞り１３０を通過するようにズームレンズ１２０を調整して得た第２多重極照明形状２１６であり、図９Ｂは図８の照明形状でｒ２部分が絞り１３０を通過するようにズームレンズ１２０を調整して得た第２多重極照明形状２１６である。
【００３７】
中心に近い部分を使う場合（図９Ａ）には、ｙ軸に置かれたポール２１６ａ１、２１６ｃ１がｘ軸に置かれたポール２１６ｂ１、２１６ｄ１より大きい。しかし、中心から遠い部分を使う場合（図９Ｂ）には、ｙ軸に置かれたポール２１６ａ２、２１６ｃ２がｘ軸に置かれたポール２１６ｂ２、２１６ｄ２より小さい。このように、本発明のＤＯＥを使えば、使う半径方向範囲によって円周方向ポールの相対的な大きさが変わる。
【００３８】
これとは対照的に、図４のような従来のクロス−ポール照明５５を図５に図示した本発明の照明系に使かうと、ズームレンズ１２０と絞り１３０とを組み合わせても、照明形状で使う半径方向範囲によって円周方向ポールの相対的な大きさは一定で不変である。
【００３９】
図１０Ａ及び１０Ｂは、初期照明形状をデザインした後、ＤＯＥを製造する方法を説明するための図面である。
【００４０】
例えば、図１０Ａのような環状モードの初期照明形状をデザインした場合には、この照明を表現する数式をＤＯＥデザインプログラムに入力する。例えば、図１０Ａのような照明形状は、Θに無関係でｒだけの関数であるとみなされる。したがって、その形状を極座標系でＩ（ｒ）であると表現でき、Ｉ（ｒ）はｒinner＜ｒ＜ｒouterである時にだけ１で他の場合は０である。このような数式をＤＯＥデザインプログラムに入力すれば、図１０Ｂのような凹凸面が得られる。このような凹凸面形状をＰＮＭＡのような母材表面に形成すれば、図１０Ａのような初期照明形状を提供するＤＯＥを製造できる。このような方法は、当該技術分野では知られており、図６及び図８を参照して説明したような初期照明形状を提供する本発明のＤＯＥもこのような方法で製造できる。
【００４１】
本発明のＤＯＥは、ポールの半径方向位置によって円周方向分布を変化させ、使用半径方向範囲によって他の照明条件が発生するようにデザインしたものである。初期照明形状の中で円周方向の成分がさらに角度の関数になるようにデザインすることで、ポールの位置と大きさとが変化する効果を得られるので、単純な設計の変更とは言えない。
【００４２】
以上、本発明を望ましい実施例を有して詳細に説明したが、本発明は前記実施例たちに限定されず、本発明の技術的思想内で当業者によってさまざまな多い変形が可能であることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のＤＯＥは、露光装置の照明系に使われるのが一番好ましいが、これに限定されず、例えば撮影装置や観測装置の照明系にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ＤＯＥを有した従来の照明系を説明するための図である。
【図２】従来のＤＯＥの断面図である。
【図３】従来のＤＯＥによる四極照明形状を示した図である。
【図４】従来の他のＤＯＥによるクロス−ポール照明形状を示した図である。
【図５】本発明の実施例による半導体素子製造用照明系を概略的に示した図である。
【図６】本発明の実施例によるＤＯＥの初期照明形状を示した図である。
【図７Ａ】図６のような初期照明形状を用いて、半径方向範囲によって使用できる多様な照明形状を示す図である。
【図７Ｂ】図６のような初期照明形状を用いて、半径方向範囲によって使用できる多様な照明形状を示す図である。
【図８】本発明の他の実施例によるＤＯＥの初期照明形状を示した図である。
【図９Ａ】図８のような初期照明形状を用いて、半径方向範囲によって使用できる多様な照明形状を示す図である。
【図９Ｂ】図８のような初期照明形状を用いて、半径方向範囲によって使用できる多様な照明形状を示す図である。
【図１０Ａ】初期照明形状をデザインした後、ＤＯＥを製造する方法を説明するための図である。
【図１０Ｂ】初期照明形状をデザインした後、ＤＯＥを製造する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０５…レーザー光源
１１０…ＤＯＥ
１１５…第１多重極照明形状
１１６…第２多重極照明形状
１２０…ズームレンズ
１２５…均一化レンズ
１３０…絞り
１３５…集光レンズ
１４０…レチクル
【図１】
2005043869.tif 000003
【図２】
2005043869.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2005043869.tif 000015