(57)【要約】【課題】照明の同定用のセンサを備える波長≦１９３ｎｍ用の照明システム【解決手段】本発明は、波長≦１９３ｎｍ用の照明システムにおいて、照明システムが、平面で所定の照明を提供する光源と、ａ）第１のラスタ素子を有する第１の光学構成要素を含み、第１のラスタ素子が支持要素上に配置されており、照明が提供される平面の中または近くに第１の光学構成要素が配置されている照明システムに関する。本発明は、ｉ）第１の光学構成要素の支持要素上に、支持要素上に入射する光を検出するために少なくとも１つのセンサが配置され、ｉｉ）照明システムのミラーは、照明の位置と強さが一定に保持されるように、センサ信号の評価により調節されることを特徴とする。
2006501660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する光源を有し、放射された光が平面（５７）で光源に対して離して所定の照明（Ａ）を提供し、照明システムのフィールド面内のフィールドの照明に使用される所定の照明（Ａ）の光の部分が１つの利用領域を平面（５７）の中で規定する、波長≦１９３ｎｍ用の照明システムにおいて、
光を検出する少なくとも１つのセンサ（５００．１、５００．２、５００．３、５００．４）が、前記平面（５７）の中または近くで、前記利用領域の外部に配置されていることを特徴とする、照明システム。
【請求項２】
平面（５７）の中または近くに第１のラスタ素子を備える第１の光学素子（５６）が位置決めされており、少なくとも１つのセンサ（５００．１、５００．２、５００．３）がラスタ素子を備える第１の光学素子上に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記第１の光学素子（５６）は、１つの支持要素を有し、前記第１のラスタ素子は、前記支持要素上に配置されており、かつ前記支持要素は、平面（５７）の中に配置されており、前記ラスタ素子は平面（５７）の中の所定の照明Ａの内部で支持要素上に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記ラスタ素子（群）の平面は、利用領域を規定していることを特徴とする、請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
前記センサは支持要素上に、前記ラスタ素子が配置されていない領域で位置決めされていることを特徴とする、請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのセンサは、マルチレイヤー層を有する出力ミラーを有していることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項７】
平面（５７）の中または近くに所定の照明（Ａ）の周辺部（１６２）の横または中に配置された少なくとも１つのセンサ（５００．１、５００．２、５００．３、５００．４）を設けていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項８】
平面（５７）の中または近くに所定の照明の強度が強く変化される所定の照明（Ａ）の領域に配置された少なくとも１つのセンサ（５００．１、５００．２、５００．３）を設けていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項９】
光源（１）の中間像（Ｚ）が平面（７）の中に形成されるように、前記照明システムが構成されていることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記照明システムは、平面（７）の中または近くに配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の照明システム。
【請求項１１】
平面（５９）の中に、光源（１）の像または光源（１）の中間像（Ｚ）の像が形成され、平面（５９）の中または近くに、少なくとも１つの別のセンサ（６１）を設けるように、照明システムが構成されていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記照明システムは、平面（５７）の中または近くに、光源の中間像の像が形成される平面（５９）の中に向けるセンサ（６１）へ入射する光を導く光学構成要素を有していることを特徴とする、請求項９に記載の照明システム。
【請求項１３】
平面（５９）の中または近くに、第２のラスタ素子を備える第２の光学素子（５８）が位置決めされており、少なくとも１つのセンサが、ラスタ素子を備える第２の光学素子上に配置されていることを特徴とする、請求項１１もしくは１２に記載の照明システム。
【請求項１４】
平面（５９）の中に、象眼検出器（６５０）が配置されていることを特徴とする、請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１５】
所定の照明（Ａ）は、環状の照明であることを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１６】
前記センサは、光検出器を有していることを特徴とする、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記センサは放射線感受性−半導体−検出器または熱感受性検出器を有していることを特徴とする、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１８】
前記照明システムは、物体面（２）の中に配置された光源（１）を物体面に共役の平面内の中間像（Ｚ）の中に結像する第１の光学素子と、第２の光学部分系（５０）と、フィールド面（１００）の中でフィールドを照明する第２の光学素子とを備える第１の光学部分系（１２）を有していることを特徴とする、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記照明システムはミラー素子用の位置決め装置（１６）および／またはソースユニット（１１）を有していることを特徴とする、請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２０】
前記ミラー素子は格子スペクトルフィルタ素子（１４）であることを特徴とする、請求項１９に記載の照明システム。
【請求項２１】
前記照明システムは評価ユニット（３０４）を含み、評価ユニット（３０４）が平面（５７）の中に配置されている少なくとも１つのセンサ（５００．１、５００．２、５００．３）に接続されていることを特徴とする、請求項１５もしくは１６に記載の照明システム。
【請求項２２】
センサの測定値が自動的に評価されるように評価ユニットが構成されており、この評価ユニットがミラーおよび／またはソースユニットの位置決め用の少なくとも１つの位置決めユニットに接続されている、請求項２１に記載の照明システム。
【請求項２３】
センサ（５００．１、５００．２、５００．３）を利用して受容される実際の照明（ＴＡ）が所定の照明（Ａ）と比較され、偏差が同定されるように、評価ユニット（３０４）が構成されており、実際の照明（ＴＡ）がラスタ素子を備える第１の光学素子の支持要素（１５６）上の所定の照明と本質的に一致するように、前記評価に基づきミラー素子の位置決め装置（１６）が駆動されることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の照明システム。
【請求項２４】
請求項１ないし２３のいずれか１項に記載のＥＵＶ照明システムの調節方法であって、
センサを利用して実際の照明が平面（５７）の中で受容される工程と、
受容された実際の照明が評価ユニット内の平面（５７）の中の照明と比較される工程と、
実際の照明が広範囲に所定の照明（Ａ）に相当するように、照明システムの少なくとも１つの光学素子が駆動される工程とを有している方法。
【請求項２５】
ＥＵＶ投影露光装置であって、
請求項１ないし２４のいずれか１項に記載の照明システムと、
像面内に配置されたマスクと、
支持システム上の光感受性の物体と、
マスクを光感受性の物体上に結像する投影対物レンズと、を備える、ＥＵＶ投影露光装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の投影露光装置を備える、マイクロエレクトロニクス素子、特に半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面内で所定の照明Ａを提供する光源を備える波長≦１９３ｎｍ用の照明システムに関する。この照明システムは、支持要素上に配置された第１のラスタ素子を備える第１の光学構成要素を含み、照明が提供される平面の中または近くに第１の光学構成要素が配置されている。波長は、好ましくは波長範囲≦１００ｎｍ、特に好ましくは極短紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィ用に利用できる波長範囲、すなわち１１ないし１４ｎｍ、特に１３．５ｎｍの範囲である。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス素子用の構造幅をさらに低減できるようにするため、特にサブミクロン領域で、マイクロリソグラフィに使用される光の波長を下げる必要がある。波長１００ｎｍ以下の光の使用、例えば軟Ｘ線を用いるリソグラフィ、いわゆるＥＵＶリソグラフィが考えられる。
【０００３】
ＥＵＶリソグラフィは、将来的に有望なリソグラフィ技術の一つである。ＥＵＶリソグラフィ用の波長としては、開口数０．２ないし０．３で目下１１ないし１４ｎｍ、特に１３．５ｎｍの範囲の波長が検討されている。ＥＵＶリソグラフィにおける像品質は、一方で投影対物レンズによって、他方では照明システムによって決定される。照明システムは、構造支持マスク、いわゆるレチクルが配置されたフィールド面に可能な限り均一な照明を提供する必要がある。投影対物レンズは、感光性の物体が配置される像面内のフィールド面、いわゆるウェハ面を結像する。ＥＵＶリソグラフィ用の投影露光装置は、反射光学素子を用いて構成されている。ＥＵＶ投影露光装置の像面内のフィールドの形状は、典型的に２ｍｍ（幅）×２２〜２６ｍｍ（円弧長）の高いアスペクト比を有するリングフィールドの形状である。投影システムは、通常、走査モードで駆動される。ＥＵＶ投影露光装置に関しては以下の出版物を参照されたい。
【０００４】
Ｗ．Ｕｌｒｉｃｈ，Ｓ．Ｂｅｉｅｒｓｄｏｒｆｅｒ，Ｈ．Ｊ．Ｍａｎｎ，「Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｅｎｓｅｓ  ｆｏｒ  ＵＶ−  ａｎｄ  ＥＵＶ−Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」  ｉｎ  Ｓｏｆｔ−Ｘ−Ｒａｙ  ａｎｄ  ＥＵＶ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｗ．Ｍ．Ｋａｉｓｅｒ，Ｒ．Ｈ．Ｓｔｕｌｅｎ（編），Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．４１４６（２０００），１３−２４頁。
【０００５】
Ｍ．Ａｎｔｏｎｉ，Ｗ．Ｓｉｎｇｅｒ，Ｊ．Ｓｃｈｕｌｔｚ，Ｊ．Ｗａｎｇｌｅｒ，Ｉ．Ｅｓｃｕｄｅｒｏ−Ｓａｎｚ，Ｂ．Ｋｒｕｌｚｉｎｇａ，「Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  ＥＵＶ−Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」ｉｎ  Ｓｏｆｔ  Ｘ  Ｒａｙ  ａｎｄ  ＥＵＶ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｗ．Ｍ．Ｋａｉｓｅｒ，Ｒ．Ｈ．Ｓｔｕｌｅｎ（編），Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．４１４６（２０００），２５−３４頁。
【０００６】
上記開示内容は参照してここに組み込まれる。
【０００７】
照明システムの像面内に配置されるマスクを、半導体素子の製造に使用できる感光性基板、例えばウェハ上に結像するために照明の形状と照明強度は、マスクが配置される像面内で露光プロセス中一定に維持する必要がある。照明の変化は出力でも位置でもソースの劣化もしくはソース位置の変化によって惹起され得る。
【０００８】
特に２つの部分系、すなわち光源と、実的に形成できる中間像に光源を結像する第１の光学素子とを有している。第１の部分系、およびフィールド面内でフィールドを照明する第２の光学素子を有している。第２の部分系とから構成される照明システムの場合、例えば光源の放射特性、光源の位置の変化または偏心性もしくは非調節（Ｄｅｊｕｓｔａｇｅ）、いわゆる第１のおよび第２の部分系のミスアライメントによって照明システムのフィールドの照明がフィールド面内で変動し、あるいは均一性損失がフィールド面内でならびにテレセントリック誤差がフィールド面内で惹起され得る。
【０００９】
欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書に、照明の強さ、いわゆる露光線量を決定できる装置を有している。投影露光装置が記載されている。さらに欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書に、光源と、第１の光学素子とを有している。第１の部分系を有する照明システムが記載されており、この第１の部分系が光源を中間像に結像する。さらに照明システムは、光源からフィールド面への光路内に光源の中間像に後置される第２の部分系を含み、この第２の部分系はフィールド面内でフィールドを照明する第２の光学素子を有している。
【００１０】
さらに欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書は、一般的に、第１のおよび第２の部分系を整列するために照明装置が検出装置を含み、該検出装置により光軸の位置偏差が第１の部分系、いわゆるソースシステムと第２の部分系との間で検出されることを記載している。そのために欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書は、一般的に、第２の部分系に配置された切子面ミラー上にセンサを配置することを提案する。光軸を検出された偏差に応じて整列できるようにするため、欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書に、集光器ミラーを位置決め可能に構成することを記載しており、それによって集光器ミラーの駆動により第１のおよび第２の部分系のミスアライメントを補正することが可能である。
【００１１】
欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書によるシステムの欠点は、照明システムの光軸の非調節もしくは偏心性が照明システムの一方または両方のファセット光学素子に現れる光電効果の変化を利用して検出されることである。つまり光電効果の変化は、ラスタ素子もしくはファセット素子の切子面によって惹起される。この同定は非常に費用がかかる。
【００１２】
欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書に記載されたシステムの欠点は、このシステムによってフィールド面内で充分正確な照明の検出が達成されないことである。検出されるのは本質的に、第１の部分系は光源ユニットであり、第２の部分系はフィールド面の照明用の光学素子を有している。２つの部分系から構成される照明システム内の光軸の偏心性だけである。
【００１３】
欧州特許出願公開第０９８７６０１号明細書の装置のもう１つの欠点は、光電的に生成される電子の数が表面の純度に左右されることである。ミラー表面は長い稼動で多かれ少なかれ汚れるので、駆動時の出力信号の強い変化を考慮する必要がある。さらに一般的に、特に第１のマルチレイヤー層を設けたミラー上に多数の光波長が衝突し、それによって測定結果は異なるスペクトル分布によって歪曲される。
【００１４】
集光器を利用する第１の部分系から第２の部分系への偏心性の補正は、集光器が単に１つの非点収差のない結像を際立たせた軸、集光器軸上に可能にするだけなので、集光器位置の変化が収差を生じる欠点を有する。さらに、例えば冷却装置に接続される集光器は、機械的に大きくかつ重く、費用をかけてのみ操作される構造ユニットを有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、上記の欠点が回避される照明システムを提示することであり、特に照明Ａおよび照射方向が平面内で正確に検出されることを可能にする照明システムを提示することである。特に、それによってフィールド面内での可能な限り均一的な照明および少ないテレセントリック誤差が保証されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この課題を解決するために、
光源または光源の中間像の位置が同定され、
光源の場所または中間像で照射方向が同定され、
ソースの場所または中間像の場所で積分流が測定される必要がある。
【００１７】
この課題は本発明により請求項１に記載の照明装置によって解決される。
【００１８】
本発明に係る装置は、第１の実施形態において、少なくとも１つの検出器および１つのシャッタを設けており、少なくとも１つの検出器が光源からフィールド面への光路内で光源に対して離して位置決めされた平面内に配置したことを特徴とする。
【００１９】
光源の中間像が形成される照明システムの場合は、検出器が光源からフィールド面への光路内に、好ましくは中間像に対して離して置かれる平面内に配置される。シャッタは、好ましくは中間像が形成される平面の近くまたは中に配置されている。
【００２０】
光源の位置および強度ならびにそれらの積分流が同定されるだけでなく、これらの情報によって可能な限り全時間にわたる一様の照明をフィールド内に供給されるべきである場合、照明システムは、有利な一実施形態において、制御−およびコントロールユニットを有している。
【００２１】
光源に対して離した光路内の少なくとも１つの感光性検出器を利用して、特に中間焦点によって、相対的な流れ測定が可能になる。１つ以上の検出器を使用すると、検知性が改善され、光源の後の、特に中間像Ｚの後の放射ローブにおける横の強度変動に感度が低減される。
【００２２】
光源または光源の中間像Ｚの方向−および位置同定は、特に好ましい配列において、放射の進入が特に中間像もしくは中間焦点で固定シャッタによって強制されることによって解決できる。横の非調節は、その場合に流れの中の減少によって検出可能であり、前記検出器によって識別される。残る方向情報は、シャッタの後部に形成されるような放射ローブすなわち光束の測定によって行われる。そのために、好ましくは２つ以上の検出器が強度不均一性で光束の中例えば中間焦点の後部に配置されることになろう。検出器は、特に好ましい方法で光束によって平面内に惹起される所定の照明の周辺部の横にまたは近くに配置される。センサのこの種の配列は、検出器が配置される平面内に実際の照明があらかじめ決められているとき、すなわち所定の照明と異なるとき、所定の照明の周辺部の横または近くの配置によってセンサが照明の強度増加領域に位置決めされており、すでに例えば光源の劣化または非調節による照明の少ない変化が結果的に大きな強度変化を伴うので、非常に敏感に検出できる利点を有する。
【００２３】
本発明の好ましい一実施形態において、センサを支持要素上に配置することを考慮している。好ましくは、この支持要素はフィールド切子面ミラーの部分であり、センサのほかに切子面照明システムにおいて、米国特許第６，４３８，１９９号明細書に開示されているように、反射系でフィールド切子面とも呼ばれる第１のラスタ素子も支持する。
【００２４】
特に好ましい一実施形態において、少なくとも４つのセンサが支持基板上に配置されており、それらの４つのセンサの１つが出力検出器として形成されており、放射出力の同定と共に線量コントロールとして利用される。放射の一部が出力される線量コントロールと異なり、本発明の特別の実施態様において第１のラスタ素子も配置されている支持基板上へのこの種の出力検出器の配置は、直接フィールド面内の照明に使用される出力が同定される利点を有する。
【００２５】
二重の切子面の照明システムにおいては、例えば国際公開第０２／０６５４８２号明細書または米国特許第６，４３８，１９９号明細書に記載されているように、好ましくは第１のラスタ素子が第１の光学素子、いわゆるフィールドハニカムミラー上に所定の照明Ａの領域のみに配置されている。特に好ましいのは、各フィールド切子面が完全に照明されるように、フィールド切子面とも呼ばれる第１のラスタ素子が配置される場合である。しかしこの場合、支持基板上には、この領域にラスタ素子が配置されないので、照明システムに利用されない照明される領域がある。本発明の好ましい一実施形態において、センサは、支持要素上にファセット素子が取り付けられない非利用領域内でもしくはその中へ支持要素上に配置される。
【００２６】
本発明の継続形成された一実施形態において、光源の位置と方向は２つの異なる場所に位置決めされた検出器を利用して達成される。すなわち第１の場所での第１の検出器または第１の検出器の第１のセット、および第２の場所での第２の検出器の第２の検出器または第２の検出器の第２のセットである。
【００２７】
第１の検出器または検出器の第１のセットは、上記のように光源または光源の中間像に相当の距離をあけて配置されており、伸びた放射ローブすなわち、例えば２つの横座標方向への光束の方向を検出する。用語「光源に対して離して配置」で何が理解されているかは、図６の説明で定義している。しかもこの距離は、光源または光源の中間像から検出器への光路の長さを表す。第２の検出器または第２の検出器の第２のセットは、光源または光源の中間像に対して第１の検出器または第１のセット検出器よりも大きい距離で配置されている。好ましくは第２の検出器または第２のセット検出器からの距離は、光源から第１の検出器もしくは検出器の第１のセットへの距離の１．５倍以上になる。
【００２８】
第２の検出器または検出器の第２のセットは、同様により大きい距離でのローブもしくは光束の横座標方向を検出する。この２つの距離への放射円錐の置き場の計算によって焦点位置と方向を同定することができる。以下の演繹では、光束の位置が例えば光束の重心を介してまたは割り付けたビームを利用して平面ｚ＝Ｚ１およびｚ＝Ｚ２で同定されることを仮定しており、これらの平面は光束の重ビームに対してほぼ垂直に向けられている。光束の空間的位置および方向が目標位置と方向から外れるとき、平面Ｚ１およびＺ２で位置測定Ｘ１およびＸ２の差から偏位するビーム角αを次式で同定することができる。
【００２９】
ｔａｎα＝（Ｘ２−Ｘ１）／（Ｚ２−Ｚ１）
同時にビームオフセットＸ０は平面ｚ＝０で次式により決定できる。
【００３０】
Ｘ０＝Ｘ１−Ｚ１ｔａｎα
従って放射円錐の拡散方向に互いに離して配置した２つの検出器を介して放射円錐の位置および方向を同定可能である。
【００３１】
択一的に、特に好ましい実施態様において、第２の検出器または第２のセット検出器が合焦補助光学系を利用して光源または光源の中間像の放射の非利用部分光束が結像される平面内に位置決めされる。
【００３２】
この平面内に側方の位置測定用の第２の検出器または第２のセット検出器、例えば象眼検出器が配置される。これは、例えばそこへ向けて結像される光源の相対位置偏差を同定することができる。この配列の特殊性は、再合焦像が光源または光源の中間像の側方の位置変化の場合にのみ側方へ移動し、もしくは例えば集光器のような別の光学構成要素が誤って調節される場合もしくは熱効果によってその調節状態が変化する場合に側方へ検出器上の別の場所に置かれることである。この検出器の形式によって光束の位置と方向の完全な減結合を達成することができる。それによって、例えば調節もしくは非調節システムの動的制御が本質的に容易になる。
【００３３】
特に好ましくは、この補助光学系は有効波長が、例えば１３．５ｎｍでのみ反射される多層被覆ミラーとして形成されている。それによって調節が別の波長の光によって妨害されることが阻止される。
【００３４】
検出器は、光学素子を基準として相対位置情報の間の安定した関係を得るために、好ましい方法で光学素子またはこれらの支持装置に取り付けられる。特に好ましい一実施態様において、検出器は照明システムの非利用領域に配置される。照明システムの非利用領域は、照明システムの光源からフィールド面へ照明される光束によって照明され、フィールド面内のフィールドの照明に利用されない照明システムの領域である。このような領域は、例えば第１のファセット素子または完全に照明されたフィールド切子面のみを有するフィールド切子面ミラーの近くで発生する。
【００３５】
第１の検出器もしくは第１のセット検出器が配置された平面内の所定の照明Ａは、好ましくは、ほぼ回転対称の、例えば環状または楕円形の照明である。このような場合において、ラスタ素子を備える第１の構成要素の支持要素上に配置された３つのセンサを用いて、例えば光軸が調節されない事実に基づく実際の照明の移動も、照明された領域の大きさの変化も検出することができる。
【００３６】
好ましくはセンサとして、例えばシリコンから構成される放射感受性の半導体検出器が使用される。同様に温度感受性の検出器例えばパイロエレクトリック型またはボロメトリック型を使用することができる。これらのセンサは高い感度を提供し、空間解像度を高めるために複数の素子から構成することができる。照明システムは、好ましい一実施形態において第１の光学素子を有している、第１の部分系を有している。照明システムであり、物体面に対して共役の平面内に結像する中間像と、フィールド面内のフィールドを照明する第２の光学素子を有している。第２の光学部分系とに分割される。これは１つの物体面内の１つの物体例えば１つの光源である。
【００３７】
第１の光学部分系は、しばしばソース集光器ユニットとしても記載されており、第２の光学部分系は主照明システムとして記載されている。
【００３８】
第１のおよび第２の部分系を有する照明システムにおいて、例えば第１のラスタ素子を有する第１の光学構成要素の支持要素上に、すなわちフィールド切子面ミラー上に配置された少なくとも１つの検出器により、第２の部分系に対する第１の部分系の偏心性を検出し、次いで得られた信号から両部分系相互の調節を行うことができる。支持基板上の本発明に係るセンサの配置は、特に少なくとも２つのセンサにより実際の放射位置の同定も、第２の部分系と相対的な第１の部分系の放射方向の同定も可能にする。これらの情報により第１の部分系を第２の部分系へ向けることが可能である。
【００３９】
第２の部分系と相対的な第１の部分系の整列のために、第１の光学部分系内に位置決め装置を備えるミラー素子が配置されている場合に有利である。このミラー素子は、好ましくは米国特許出願公開第２の００２−１８６８１１号明細書に記載されているように、格子スペクトルフィルタとしてよく、その開示内容は参照してここに組み込まれる。択一的な実施形態において、格子スペクトルフィルタは平面ミラーに置き換えてもよく、またはソース集光器ユニット自体のソースは、位置決めユニットを介して移動可能に設計してもよい。
【００４０】
好ましくは、照明システムは制御−およびコントロールユニットを含み、この制御−およびコントロールユニットは支持要素上で少なくとも１つのセンサと接続されており、ならびに例えばミラー素子の位置決め装置と接続されている。制御−およびコントロールユニットは、好ましくは、例えばセンサを利用して受容された実際の位置および／または照明の強さが所定の位置および／または照明の強さと比較され、その偏差を同定できるように形成されている。次にこの信号によって照明システムの光学素子、好ましくはミラー素子用の位置決め装置、特にミラー素子用の格子スペクトルフィルタが駆動され、ミラー素子が回転および移動によって、所定の位置および／または照明の強さが、例えば中間像でもしくは照明システムの第１の光学素子の支持要素上で達成されるように移動および方向づけられる。ミラー素子の回転および移動によって、本質的に光源の中間像が移動、調節され、および放射方向が調節される。ミラー素子の駆動は露光中でも可能なので、この種の構造は露光過程中の両部分系の整列もしくは調節を可能にする。調整システムが２つ以上の調整軸を提供するとき、光束の位置および方向は互いに独立して調節することができる。そのために、例えば２つの回転軸および２つの並進軸をもつミラーが好適であり、または各々２つの回転軸をもつ２つのミラーも好適である。格子スペクトルフィルタの調節のために特に有利な装置は、米国特許第４の４９００４１号に示されており、その開示内容は参照してここに組み込まれる。米国特許第４の４９００４１号において、指定した回転点周りに回転することによって、反射光線がその方向へ移動するが、常に一定の位置でミラー表面に入射することを可能にするミラー素子の保持装置が記載されており、すなわち光束のビームの入射点は、ミラーが回転されるとき本質的に一定にとどまる。装置が、米国特許第４の４９００４１号に記載されているように、位置決め装置として使用されるとき、ミラー素子、特に格子スペクトルフィルタは、この位置決め装置によって、分離した方向調節および位置調節が可能であるように移動および回転させることができる。そのために格子スペクトルフィルタは、米国特許第４の４９００４１号に記載された回転軸を規定する回転点周りに回転可能に支承される。例えば中間像の領域における光束の方向誤差は、これが上記検出器によって確定されたように、ここでこの指定した回転点周りの回転によってのみ補正することができ、側方の位置は失われない。それによって特に簡単な調節を実現することができる。
【００４１】
照明の位置決め方法と並んで、本発明は照明システム内の照明の強さの制御方法も提供する。そのために、上記のように、例えば支持要素上に配置したセンサを利用して実際の位置および／または照明の強さが記録され、これらが評価ユニットで評価され、照明の所定の位置および／または強さと比較され、それらから独立して、実際の位置および／または照明の強さを調節するために位置決め装置が駆動される。
【００４２】
本発明は、特にマイクロリソグラフィ用のＥＵＶ投影露光装置に使用される。本発明は、以下、実施例を利用して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１ａに、第１のラスタ素子を有する第１の光学素子上に支持要素に衝突する光の検出用のセンサが配置されたＥＵＶ投影露光装置を示している。ＥＵＶ投影露光装置は、ＥＵＶビームを放射する、ソースプラズマを有する光源１と、収集する光学構成要素と、国際公開第０２／０６５４８２号に記載の入れ子型集光器として形成され、その開示内容が参照してここに組み込まれる、いわゆる集光器３とを有している。この集光器３は、照明システムの物体面にある光源１を光源１の中間像Ｚに結像し、または２次光源を物体面２に対して共役の平面７に結像する。物体面２に対して共役の平面７の中または近くに物理的シャッタ２２が配置されている。
【００４４】
ここで、例えばレーザプラズマ−ソースまたはプラズマ放電源としてよい光源１が照明システムの物体面２に配置されている。物体面２に対して共役の照明システム１０の平面７に、２次光源とも呼ばれる１次光源１の中間像Ｚがおかれる。
【００４５】
本出願における照明システム１０の第１の光学部分系１２として、光源１から光源１の中間像Ｚまでの光学部分系が解されている。
【００４６】
ソース集光器ユニットとも呼ばれる第１の部分系１２は、集光器３のほかにミラー素子として格子素子１４と位置決め装置１６とを有している。
【００４７】
格子スペクトルフィルタとも呼ばれるこのような格子素子１４は、例えば米国特許出願公開第２の００２−１８６８１１号明細書に示されており、その開示内容は参照してここに組み込まれる。米国特許第２の００２−１８６８１１号明細書に記載されているように、シャッタ２２が配置された平面７に−１次の焦点がおかれる。すなわち光源は−１次回折の中の集光器および格子素子によってほぼ非点収差のないシャッタの平面へ結像され、そこで２次光源もしくは光源１の中間像Ｚが生じる。その他すべての屈折次数、例えば０次屈折は、長波光、例えばＤＵＶ光用のシャッタ２２によって阻止される。
【００４８】
さらに、投影システムの照明システム１０は、環状フィールドを備えるフィールド面１００の成形および照明のための第２の光学部分系５０と、米国特許第６４３８１９９号に記載されているような、その開示内容が参照してここに組み込まれる投影光学系の入射瞳の可能な限り中心の装填とを含んでいる。フィールド面１００の中に局所的なｘ、ｙ、ｚ座標系も描かれている。第２の光学部分系５０は、フィールドの均一な照明用の混合ユニット５２として第１のラスタ素子を備える第１の光学構成要素５６と、第２のラスタ素子を備える第２の光学構成要素とを有している。第１のおよび第２のラスタ素子は、第１のおよび第２の支持要素に配置されている。これについては第１の光学素子に関して図５を参照されたい。第１のもしくは第２のラスタ素子を備える第１の光学構成要素５６および第２の光学構成要素５８は、反射型の実施形態において、フィールド切子面ミラーおよび瞳切子面ミラーとも呼ばれる。さらに第２の光学部分系５０は混合ユニット５２に加えて２つの結像ミラー６２、６４と、フィールド形成かすり入射ミラー７０とを備える結像光学系６３を有している。
【００４９】
フィールド切子面ミラー５６は多数の光源像を生成する。本事例のように光源の中間像Ｚが形成されるとき、前記光源像の多くは第３の光源とも呼ばれる。この第３の光源は光源の平面２もしくは中間像７の平面７と共役である平面５９にある。この平面５９の中または近くには、二重切子面照明システムにおいて、図１に示したような、瞳切子面ミラー５８が配置されている。この瞳切子面ミラーは、多数の瞳切子面が配置された支持要素を有している。
【００５０】
瞳切子面ミラーの支持要素の上もしくは近くには、例えば平面５９に、本発明の実施形態において、第１のおよび第２の部分系１２、５０の位置非調節用の検出用の少なくとも１つの検出器６１が配置されている。これは、好ましくは象眼検出器６５０である。択一的に、本発明の図３ｅに示した実施形態において独立して配置した、例えば瞳切子面ミラーの横にまたは離して配置した象眼検出器６５０へ照射を向けることができる。象眼検出器６５０は、さらに好ましくは第３の光源像が形成される平面に配置されている。
【００５１】
光を象眼検出器６５０に向けるために、例えばフィールド切子面ミラー上に、図５に示したような、出力ミラーが配置されている。しかも出力ミラーの傾斜角および曲率半径は、光源像が象眼検出器上に形成されるように選ばれている。このようなミラーのレイアウトは当業者の能力の範囲内にある。
【００５２】
光路内で光源１からフィールド面１００に続く結像光学系６３は、投影対物レンズ２０２の入射瞳２００におかれる照明システムの射出瞳の中に瞳切子面ミラーを結像する。投影対物レンズ２０２の入射瞳２００は、投影対物レンズ２０２の光軸ＨＡと、例えばフィールド面１００で照明されたフィールドの中心フィールド点（０、０）から出る光束の主ビームＣＲの交点によって与えられている。
【００５３】
フィールド−５６および瞳切子面ミラー５８の個々の切子面の傾斜角は、フィールド切子面ミラーの個々のフィールド切子面の像が照明システムのフィールド面１００の中に重ね合わされ、それによって広範囲に均一化された、前記フィールド面におかれる構造支持マスク１０１の照明が可能になるように設計されている。リングフィールドのセグメントは、例えばかすり入射によって作動されるフィールド形成かすり入射ミラー７０を介して形成される。択一的な実施形態において、通常の方法でフィールド切子面自体が被照明フィールドの形状を有することができる。つまり、リングセグメント状とすることができる。
【００５４】
フィールド面１００に配置されたレチクルとも呼ばれる構造支持マスク１０１は、投影対物レンズ２０２を利用してフィールド面１００の像面２０４に結像される。投影対物レンズは、例えば米国特許第６，３５３，４７０号に開示されているような、６ミラー投影対物レンズであり、その開示内容は参照してここに組み込まれる。投影対物レンズの像面２０４の中に被露光物体例えばウエハが配置されている。
【００５５】
本発明に従って光源１または光源の中間像Ｚに対して離した平面５７の中に実際の照明ＴＡを前記平面で検出する少なくとも１つのセンサが配置されている。本発明により、少なくとも１つのセンサが所定の照明Ａによって規定されている平面５７の領域に配置されているが、投影露光装置のフィールド面１００の中のフィールドの照明に利用されない。少なくとも１つのセンサ３００を本発明による実施形態におけるフィールド切子面ミラー５６の支持要素上に配置することが特に有利である。センサ３００は第１の切子面ミラー５６の支持要素上に実際の照明ＴＡを検出する。第１の切子面ミラーは平面５７の中に、所定の照明Ａが提供されるべきである光源の中間像Ｚに対して離して配置されている。支持要素上に配置されたセンサの詳細な図は、図５に示す。センサ３００の信号は、例えば電気接続３０２を介して調整−および制御ユニット３０４へ伝達される。調整−および制御ユニットで実際に測定された照明ＴＡは、例えば調節されたシステムの所定の照明Ａと比較され、位置決め装置１６を利用して確定された偏差との関係で格子素子１４が図示した回転軸ＲＡ周りに回転され、もしくは図示した局部ｙ軸に沿って移動される。この方法により照明システムで中間像Ｚとともに中間像Ｚがその位置で移動され、第１のおよび第２の部分系を互いに図３ａないし図３ｂに記載のような該中間像の方向へ調節することができる。
【００５６】
位置決め装置１６の実施形態は図７に示されている。
【００５７】
択一的実施形態において、格子素子１４の代わりにソースプラズマ１の位置が可変に設計することができる。すなわちこのソースはソース１１の機械的もしくは電気的構成要素によって移動可能に構成することができ、これは、特にソースプラズマ１が老朽化現象によって操作中にその場所を変える場合に長所となる。特に有利には、複数の構成要素、例えばソース１１、格子素子１４、または全ソース集光器ユニット１２が操作可能に設計される。
【００５８】
図１ｂに、光源から第１の中間焦点Ｚまでの投影露光装置の別の実施形態の部分を示している。入れ子型集光器３に加えて、図１ｂ記載の実施形態において光源１の後部の半空間の中に配置されたもう１つの集光器４を設けている。この集光器は、後部の半空間の中で放射された光を受光し、この光を光源１の中または近くで再合焦し、それによって光源の中または近くで光源の像が形成される。戻り反射して光源の像の中に合焦された放射および光源から前部の半空間内で放出された放射が集光器によって受容され、投影露光装置の中間像面７の中間像Ｚへ結像される。この方法により、特に１３．５ｎｍをもつＥＵＶ光を大きい空間角でほぼ全方向へ放射するレーザ−プラズマ−ソースとの関係で、投影露光装置の中に提供される光源の出力を、例えば１．５倍高めるために、放射することを可能にする。
【００５９】
特に有利な本発明の実施形態において、少なくとも１つの検出器６１が、光源像例えば第３の光源が形成される平面５９の中に配置されている。この検出器６１によって提供される信号を利用して、システムの位置調節が図３ｃないし図３ｅに記載されているように達成することができる。検出器６１から提供される信号は、そのために位置決め装置１６、ここでは格子素子を対応して駆動する評価ユニット３０４へ伝達される。
【００６０】
図２ａないし図２ｄに、照明システムの第１の光源の中間像Ｚが形成される照明システムの可能な非調節を示している。中間像Ｚは、照明システムを第１の部分系１２と第２の部分系５０とに分割する。図２ａに第１の部分系１２が第２の部分系５０と相対的に調節されている。第１のおよび第２の部分系の光軸４００．１、４００．２が一致し、光源の中間像Ｚは照明システムの光源１が位置決めされている平面２と共役である平面７におかれる。光源像面２に共役な平面７の中に、好ましくは物理的シャッタ２２を配置することができる。
【００６１】
図２ｂないし図２ｄに、照明システムの第１のおよび第２の部分系１２、５０の３つの可能な非調節を示している。
【００６２】
図２ｂに第１のおよび第２の部分系１２、５０の方向非調節を示している。方向非調節は、中間像Ｚがおかれる平面７が、物理的シャッタ２２が配置された平面２３によってカバーされることを意味する。しかし第１の部分系の光軸４００．１は第２の部分系の光軸４００．２に対して傾斜している。中間像面７と距離をあけて配置された少なくとも１つの検出器を利用して、第２の部分系の光軸４００．２に対する第１の部分系の光軸４００．１の傾きを同定し、第１の光軸４００．１を第２の光軸４００．２に向けることを可能にする。すなわちこのシステムを放射方向を基準にして調節することを可能にする。本出願における距離とは、中間像面７から検出器上の衝突点まで光の区間と解される。この場合ソースもしくはソースの中間像と検出器の距離が解像度もしくは測定精度に影響することに注意する必要がある。距離を大きく選ぶほど、解像度がより高くなる。典型的には、この解像度は１ｍｒａｄ未満の範囲で移動されるべきである。検出器と光源との間の距離が約１ｍのとき、１ｍｒａｄの角度誤差は１ｍｍの照明の側面オフセットを生じる。それによって大きさ約１ｍｍの検出器により距離１ｍで１ｍｒａｄより本質的に良好な角度解像度を達成することができる。この場合測定精度は距離のほかに中間焦点にも側方の照明分布のグラジエントにも左右される。すなわち、どうしても照明の側面オフセットで検出器信号が変化する。図４で説明するように、検出器位置は、好ましくは照明分布の最大グラジエントの領域、例えば照明の周辺部で選ばれる。
【００６３】
本出願において、検出器が光源または光の中間像に対して離して配置されていることが記載されている場合、これは、一般的に所定の検出器サイズで１ｍｒａｄ未満の解像度が達成されるように距離が選ばれることを意味する。
【００６４】
好ましくは、中間像面７と距離をあけて配置された少なくとも１つの検出器が照明システムのフィールド面１００と共役な平面、特に第１のラスタ素子を備える第１の光学素子が、例えばフィールド切子面ミラー５６の反射システムに配置されている照明システムの平面５７で位置決めされる。好ましくは、少なくとも１つの検出器の位置決めがフィールド面と共役の平面で調節されたシステムで利用される領域の外部で選ばれる。本出願において利用領域とは、この領域が平面５７でフィールド面１００の照明に寄与することである。フィールド切子面ミラー内の利用領域は、本出願の意味において、所定の照明Ａによって照明される領域と、光を照明された領域の中で受光および反射するフィールド切子面に配置されており、それによってフィールドがフィールド面で照明される。
【００６５】
これは図５の明細書でより詳しく説明している。
【００６６】
図２ｃは第１のおよび第２の部分系１２．５０の側方の位置非調節の場合を示す。側方の位置非調節の場合は、光源の中間像Ｚが中間像面７におかれるが、この平面は物理的シャッタ２２が配置されている第２の光学システムの光軸４００．２に対して中心で突き抜けない。すなわちシャッタは第２の部分系への放射の進入を阻止する。第１のおよび第２の部分系１２、５０のこのいわゆる側方の位置非調節は、調節されたシステムで中間像面７と共役な平面５９に配置され、生じる光点の大きさと位置を検出する少なくとも１つの検出器を利用して検出される。
【００６７】
図２ｄは、第１のおよび第２の部分系の軸線方向の位置非調節の場合を示す。軸線方向の位置非調節の場合は、光源の中間像Ｚが中間像面７におかれる。この中間像面は、例えば光源からフィールド面への光路内で物理的シャッタ２２が配置されたシャッタ面２３の後部におかれる。すなわち中間像面７とシャッタ面２３は、この場合もはや一致しない。このいわゆる第１のおよび第２の部分系１２、５０の位置非調節は、調節されたシステムで中間像面７と共役な平面５９の中に配置された少なくとも１つの検出器を利用して検出することができる。理想的に調節されたシステムにおいて光点の拡大は最小になる。軸線方向の非調節の場合、光点の拡大が増加し、それによって検出可能である。好ましくは、軸線方向の位置非調節の検出のためのこの種の検出器は、照明システムの平面に配置され、前記平面の中にラスタ素子を備える第２の光学素子が、例えば瞳切子面ミラー５８の反射型二重切子面システムで位置決めされている。
【００６８】
位置でも方向でも非調節システムが調節されるとき、好ましくは第１の工程で方向調節が行われる。第１の部分系１２の光軸４００．１および第２の部分系の光軸４００．２はこの場合互いに整列されている。それに続く第２の工程で位置が調節される。それによってこの過程は、所望の調節状態が達成されるまで繰り返すことができる。
【００６９】
図３ａ並びに図３ｂは、各場合について図２ａ並びに図２ｂで生じる実際の照明は、第１の検出器もしくは第１の検出器群が配置される平面に示している。
【００７０】
図３ａに、照明は方向非調節の検出のために少なくとも１つの検出器が位置決めされている中間像Ｚに対して離して配置した平面５７の中で理想的に調節されたシステムの場合で示している。好ましくは、平面５７は、ラスタ素子を備える第１の光学素子５８が配置された平面である。実際の照明ＴＡは、この平面内の所定の照明Ａに相当する。所定の照明Ａは、この平面で理想的に調節されたシステムに期待される照明である。照明は、例えば円形、わずかな楕円形および／または環状とすることができる。例として環状の照明が示されている。全体的に検出器５００．１、５００．２、５００．３は、平面５７の中間像Ｚから離れており、それぞれここに例示した環状の所定の照明Ａの周辺部に配置されている。好ましくは、平面５７にフィールド切子面ミラー５６が位置決めされている。フィールド切子面ミラー５６は、例えば支持板および支持板上に取り付けられた多数の切子面ミラーを有している。詳細は、その上に配置されたセンサを備える切子面ミラーを図５に示している。検出器またはセンサ５００．１、５００．２、５００．３が所定の照明Ａの周辺部に配置されていることを良く識別できる。
【００７１】
ここでシステムが方向非調節されると、実際の照明ＴＡは、検出器が配置された平面５７で、図３ｂに示すように、横方向へオフセットされる。明らかに識別できるように、実際の照明ＴＡの重心ＳＡは、図３ａに示しているように、所定の照明Ａの重心ＳＡに対して右上方へシフトされる。これはセンサ５００．１がより多くの光強度を検出することを意味し、他方、センサ５００．２、５００．３はより少ない光強度を検出する。これは図３ｂに強く誇張して示しており、この誇張した場合において検出器５００．２および５００．３は、さらにまったく光強度を検出しないことになろう。実際のシステムにおける照明の強度は、図４に示すように、瞬間的に消滅せず、幅数ｍｍの連続的な移行領域が形成される。シフトがこの移行領域よりも小さくなるとき、例えば３つの異なる強度が検出器５００．１ないし５００．３により測定される。３つのセンサ５００．１、５００．２、５００．３の強度信号から評価ユニットでシステムの非調節を同定することができ、位置決め装置１６、例えば格子スペクトルフィルタ１４の回転もしくは処理するためのアクチュエータを駆動することができる。所定の照明Ａと実際の照明ＴＡの比較によって算出された信号に基づき、位置決め装置１６を利用して、第１の部分系の光軸が第２の部分系の光軸に対して調節され、図３ａ記載の所定の照明Ａが、好ましくはフィールド切子面ミラーが配置された平面５７で調節されるように回転および／または処理することができる。
【００７２】
上記の本発明に係わる検出ユニットは、決して３つの検出器に制限されるものではない。側方のシフトの同定のために、２つの検出器だけが提供される場合でも充分である。しかし、冗長性のために、すなわち個々の検出器の故障に対する安全性のために、複数の検出器を取り付けることが特に有利である。これは、特に、投影露光装置がＥＵＶ放射で稼動中に操作で排気されなければならず、すなわち一般的に近接できず、そのため誤差を簡単に真空容器の外部での確認および除去ができないので特に有利である。
【００７３】
図３ｃは、例えば瞳切子面ミラーが配置されている光源の中間像Ｚと共役な平面５９の中の照明を示す。平面５９に、フィールド切子面ミラーによって生成される光源１の多数の像６００が形成される。この光源像の数は照明されたフィールド切子面の数に相当する。これは符号６００で表している。本発明により位置非調節の検出のために瞳切子面ミラーの支持要素上に少なくとも１つの検出器６０２が配置されている。好ましくは、光が瞳切子面ミラーの支持要素上に取り付けられた検出器６０２へ再合焦光学系、例えばフィールド切子面ミラー上に配置された出力ミラーを利用して、図５に示すように、向けられる。検出器６０２の大きさは、光源像が可能な限り非調節を含み検出器面に生じることができるように寸法決めされている。すなわち検出器の横の拡大は、必要な場合は再合焦光学系の結像尺度で乗じられる２つの最大の検出可能の側方の非調節を加算した光源像の大きさに相当する。第１のおよび第２のシステムの側方の位置非調節が発生すると、光源の中間像Ｚは、図２ｃに示すように、物理的シャッタ２２が配置された軸の横の平面５９にある。これは、検出器６０２が配置された場所に、例えば瞳切子面ミラー上で再合焦光学系を利用して生成された光源の像がまったく検出できなくなるか、または光がまだシャッタ２２を通して入射する場合にシフトされることを生ぜしめる。光点は、その場合に、好ましくは象眼検出器６５０として構成された検出器上の中心に入射しなくなる。これは結果的に、センサの４つの検出器によって提供される非対称性の信号は側方の位置で非調節システムでゼロにならないことが生じる。それによって、この非対称の信号から非調節の横方向当接を同定することができ、例えば格子の位置決め装置１６を駆動できる信号を再び誘導することができる。
【００７４】
さらに全検出器の信号を加算することができ、その場合は関係する信号が積分放射流を提供する。
【００７５】
特に好ましいのは、フィールド切子面ミラーに入射する光が多層ミラーを利用して出力される場合である。多層ミラーの被覆によって、例えば１３．５ｎｍの有効波長の放射のみが検出器の１つに達することが保証される。この光源からさらにソースの別の体積領域からも派生できる別の波長の放射も放出されるので、この種の配列によって正確にソースもしくは有効波長のみの中間像の位置を同定することが可能である。シリコン（Ｓｉ）半導体検出器は可視光に対しても感受性があるが、この放射はあまり熱くないプラズマ源の領域とそれによって明らかに別の位置でも発生する。フィルタ処理する構成要素がないと、この調節プロセスは誤りを生じ得、見かけ上の最大値例えば可視光を最適化することができる。
【００７６】
図３に、側方の位置非調節の測定に使用されるような象眼検出器が示されている。記載しているのは、象眼検出器６５０として構成されている検出器６０２に入射する光点１０００である。この象眼検出器は４つのシリコン検出器６５２．１、６５２．２、６５２．３、６５２．４である。
【００７７】
同様に記載しているのは、局部ｘ−、ｙ−座標系と、各象眼検出器によって測定され、制御−およびコントロールユニットへ転送される測定強度Ｉ１ないしＩ４である。この測定量Ｉ１ないしＩ４から非対称性信号：
Ａ１＝（Ｉ１−Ｉ３）／（Ｉ２＋Ｉ４）
Ａ２＝（Ｉ２−Ｉ４）／（Ｉ１＋Ｉ３）
および合計信号：
Ｓ１＝Ｉ１＋Ｉ３
Ｓ２＝Ｉ２＋Ｉ４
を得ることができる。それによって非調節システムの側方の位置を上記のように決定することができる。また位置決定を行うことができる別の評価も可能である。
【００７８】
図３ｅに、対角線方向Δｘへの調節に依存する非対称信号Ａ１の経過を示している。好適な調節はゼロ通過にある。
【００７９】
逆に、軸線方向の非調節は、図２ｄに示すように、検出器が平面５９で照射密度または再合焦中間焦点の拡大を検出しなければならない。そのために、例えば象眼検出器は図３ｆに示すように変更しなければならない。象眼検出器６５２．１、６５２．２、６５２．３、６５２．４に加えて、好ましくは平面５９で再合焦シャッタ１０００の直径より明らかに小さい付加的な検出器面６５４が中心に配置されている。それによって検出器によって照射密度を測定し、中間像の軸線方向の非調節を検出することができる。光源の非合焦像の直径は６１２で表している。このような軸線方向の非調節があるときは、一般に平面５９で照射強度Ｉが減少し、対応する補正信号は、評価ユニットもしくは操作ユニットに送ることができる。
【００８０】
図３ｇに、検出器６５４によって検出される照射強度の経過を示している。図３ｆに符号６１０で表している光源像を生じる合焦システムで照射強度６６０．１が生じる。システムが軸線方向に調節されたとき、光源像１０００が平面５９で最小の直径すなわち最大の強度で形成されている。検出器によって受容される非調節システムでの照射の強さの強度は、符号６６０．２で表している。
【００８１】
中間像Ｚに対して離して、例えばフィールド切子面ミラー上に配置された場所に、さらに光源もしくは中間像の平面と共役である平面に検出器を備える照明システムが有利であるが、決して本発明の実施に対して必須ではない。検出器が中間像に対して離してのみ、例えばフィールド切子面ミラー上に位置決めされた実施形態も考えることができる。検出器として、検出器のアレー、例えばＣＣＤカメラも考慮されており、これを用いて平面５７で直接光源を観察することができる。このような配列は、照明システムが例えばソースの中間像をもたず、光源１が受容された信号に基づいて位置決めし、このように照明システムを調節することができる場合に提供される。
【００８２】
当然ながら図２ｂおよび図２ｄに示した光軸の非調節と中間像の位置の組合せも可能である。またこの種の非調節は、本発明に係るシステムによって検出し、ミラー素子を、ここでは格子素子を対応して位置決めする位置決め装置を利用して露光プロセス中にも補正することができる。
【００８３】
特に感受性の検出は、センサ５００．１、５００．２、５００．３がフィールド切子面ミラーの支持要素上に所定の照明の周辺部に配置された場合に可能である。図３ａ記載のｘ軸の方向へ延びる部分Ａ−Ａに沿った強度延長を利用して図４に示したように、好ましくはセンサ５００．１、５００．２、５００．３が強度上昇の領域にあり、つまり照明の周辺部に配置され、そのため照明のわずかな移動のみで大きい強度差を検出する。特に好ましいセンサの場所は、最大強度値の半分Ｉｍａｘ／２が達成される場所の配列である。
【００８４】
図５に、第１のラスタ素子１５０を備える図１記載の第１の光学構成要素５６が示している。第１のラスタ素子１５０は相互に離間した１０のブロック１５２．１、１５２．２、１５２．３、１５２．４、１５２．５、１５２．６、１５２．７、１５２．８、１５２．９、１５２．１０が配置されている。
【００８５】
集光器３の中央ハッチング部１５４による非照明領域にはラスタ素子１５０が配置されない。
【００８６】
本発明の反射型実施形態において第１のラスタ素子は切子面ミラーである。これは可能であるが、光学作用をもつ必要はない。第１のラスタ素子１５０は支持要素１５６に配置されている。明らかに識別されるのは、支持要素１５６上の１２２の第１のラスタ素子１５０の配列である。また記載しているのは、所定の環状の、すなわちリング状の調節システムで入る照明Ａである。リング状の照明Ａは外周部１６２および内周部１６４によって規定される。全ての第１のラスタ素子１５０は、所定の環状の照明Ａの内部にあり、完全に照明される。第１のラスタ素子が配置されない支持要素上の照明された領域は、この非利用領域に入る光がラスタ素子によって反射されず、従ってフィールド面の照明になるので、本出願の意味において非利用領域と呼ばれない。
【００８７】
全体的に支持要素上に非利用領域１６６に３つのセンサ５００．１、５００．２、５００．３が外周部１６２の近くに配置されている。これらのセンサ５００．１、５００．２、５００．３を用いて照明Ａの位置がフィールド切子面ミラーの支持要素上で検出される。これらのデータは、位置決め装置の駆動と、第１のおよび第２の部分系の調節のために、特に方向調節で利用することができる。センサの数は３つ以上としてもよい。さらに非利用領域に少なくとも１つの出力ミラー１７０も配置されている。出力ミラー１７０を利用して第１のラスタ素子を備える第１の光学素子に入射する放射が出力され、例えば図３ｃないし図３ｇに記載しているように、４象眼検出器に向けられる。４象眼検出器は、調節システムで光源の像もしくは光源の中間像Ｚの像が形成される平面に配置されている。第１のおよび第２の部分系の位置非調節により中間像の位置シフトが生じるとき、この位置シフトは、図３ｃないし図３ｇに記載したように、４象眼検出器を用いて検出され、照明システムの位置決め装置が対応して駆動することができる。
【００８８】
図７に、例えば位置決め装置１６は、米国特許第４の４９００４１号の原理に従って、光源の中間像の位置の調整のために受容される信号を利用して示している。
【００８９】
位置決め装置は、格子１４として形成できるミラー素子を有している。ミラー素子は、ある角度で機械的に回転軸２０００と接続されている。アクチュエータ２００２を利用してミラー素子を回転軸２０００周りに回転させることができる。
【００９０】
従って、アクチュエータ２０００は回転用のアクチュエータである。入射する光束２００６は、格子素子および集光器ユニットから−１次屈折へ屈折され、そこで光源の中間像Ｚに合焦される。シャッタ２２も記載されている。回転用のアクチュエータの運動時に中間像Ｚの位置が常に中間像面の中に変わらずに残る。並進運動用のアクチュエータとしてアクチュエータ２０１０を設けている。上記および米国特許第４の４９００４１号に記載されているように、図示した調節装置によって並進運動が中間焦点の調節のための並進運動から連結を外すことができる。
【００９１】
本発明により初めて、簡単な方法で照明システムの調節が確定し、かつ監視できる照明システムが提示される。それによって、マスクの照明の時間的および空間的な定数と、瞳の中心照明が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１ａ】位置決め装置を備えるミラー素子を備えるＥＵＶ投影露光装置の全体図である。
【図１ｂ】二重集光器を有するＥＵＶ投影露光装置の実施形態である。
【図２ａ】２つの光学部分系に分割されたＥＵＶ照明システムにおける調節誤りの原理図である。
【図２ｂ】２つの光学部分系に分割されたＥＵＶ照明システムにおける調節誤りの原理図である。
【図２ｃ】２つの光学部分系に分割されたＥＵＶ照明システムにおける調節誤りの原理図である。
【図２ｄ】２つの光学部分系に分割されたＥＵＶ照明システムにおける調節誤りの原理図である。
【図３ａ】例えば調節誤差に依存する第１のラスタ素子を有する第１の光学素子の支持板上の、光源またはソースの像から離れた平面（５７）内のセンサ（群）の照明および配置を示す図である。
【図３ｂ】例えば調節誤差に依存する第１のラスタ素子を有する第１の光学素子の支持板上の、光源またはソースの像から離れた平面（５７）内のセンサ（群）の照明および配置を示す図である。
【図３ｃ】光源の像が形成される平面内のセンサ（群）の照明および配置を示す図である。
【図３ｄ】光源の像が形成される平面内のセンサ（群）の照明および配置を示す図である。
【図３ｅ】光源の像が形成される平面内のセンサ（群）の照明および配置を示す図である。
【図３ｆ】光源の像が形成される平面内のセンサ（群）の照明および配置を示す図である。
【図３ｇ】光源の像が形成される平面内のセンサ（群）の照明および配置を示す図である。
【図４】図３ａの部分Ａ−Ａに沿った強度分布を示す図である。
【図５】非利用領域に配置したセンサを有する第１のラスタ素子を有するフィールド切子面ミラーとして形成された第１の光学素子の平面図である。
【図６】中間焦点における回転および横調節の機械的減結合のための格子スペクトルフィルタ用の調節装置の側面図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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