【手続補正書】
【提出日】平成20年7月23日(2008.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ１、ＰＭ２１、ＰＭ３１、ＰＭ４１、ＰＭ５１、ＰＭ６１１，ＰＭ６２１、ＰＭ１１１）、第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ２、ＰＭ２２、ＰＭ３２、ＰＭ４２、ＰＭ５２、ＰＭ６１２，ＰＭ６２２、Ｐ１１２）、それらの間に配置される少なくとも１つの光学エレメント（Ｌ１，Ｌ２，１８，３０）を含むマイクロリソグラフィ用投影露光装置（ＰＥＡ）のための照明システムにおいて：
（ａ）前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ１、ＰＭ２１、ＰＭ３１、ＰＭ４１、ＰＭ５１、ＰＭ６１１，ＰＭ６２１、Ｐ１１１）に入る光線（Ｒ）の電界ベクトルが、時間的に固定されている第１の方向（ＰＤi）において振動し、
（ｂ）前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ１、ＰＭ２１、ＰＭ３１、ＰＭ４１、ＰＭ５１、ＰＭ６１１，ＰＭ６２１、Ｐ１１１）から放出される光線（Ｒ）の電界ベクトルが時間的に変化する第２の方向（ＰＤm）において振動し、
（ｃ）前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ２、ＰＭ２２、ＰＭ３２、ＰＭ４２、ＰＭ５２、ＰＭ６１２，ＰＭ６２２、Ｐ１１２）から放出される光線（Ｒ）の電界ベクトルが時間的に固定されている第３の方向（ＰＤo）において振動する、照明システム。
【請求項２】
前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ１、ＰＭ６１１）は、楕円偏光された光を生成する請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ２、ＰＭ６１２）は、楕円偏光された光を直線偏光された光に変換する請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ２１、ＰＭ３１、ＰＭ４１、ＰＭ５１、ＰＭ６２１）と、前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ２２、ＰＭ３２、ＰＭ４２、ＰＭ５２、ＰＭ６２２）は、それぞれ偏光回転子を含む請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ４１、ＰＭ５１）と前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ４２、ＰＭ５２）は、前記第２の方向を断続的に回転する請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
ｍ＝１、３、５、．．．として、前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ４１）が第１の方向をｍ×９０°回転させる請求項５に記載の照明システム。
【請求項７】
前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１１）と前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１２）との間に配置される第３の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１３）を含み、その第３の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１３）は、前記照明システム（１１１０）の光軸（ＯＡ）に平行な光学軸を有する光学的にアクティブな結晶（１１０１）を含み、その結晶（１１０１）は、前記光学軸の方向に沿って局所的に変化する厚さを有する請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１１）と前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１２）との間に配置され、偏光方向が放射方向から接線方向に変化する四重対称性を有する偏光分布を生成する第３の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１３）を含み、前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１１）は、ｍ＝１、３、５、．．．とするとき、第１の方向をｍ×９０°回転させ、前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ１１２）は、ｎ＝１、３、５、．．．とするとき、ｎ×４５°の角度で方向を変更することのできる光学軸を有する半波長プレート（１１９８）の機能を有する請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
前記第１の偏光マニピュレータ（ＰＭ２１、ＰＭ３１）と前記第２の偏光マニピュレータ（ＰＭ２２、ＰＭ３２）は、連続して第２の方向（ＰＤm）を回転させる請求項４に記載の照明システム。
【請求項１０】
（ａ）第１のペアの偏光マニピュレータ（ＰＭ６１１，ＰＭ６１２）と、
（ｂ）前記第１のペアの偏光マニピュレータ（ＰＭ６１１，ＰＭ６１２）に続く第２のペアの偏光マニピュレータ（ＰＭ６２１，ＰＭ６２２）と、
（ｃ）前記第１のペアの偏光マニピュレータ（ＰＭ６１１，ＰＭ６１２）と前記第２のペアの偏光マニピュレータ（ＰＭ６２１，ＰＭ６２２）の間に配置された、少なくとも１つの別の偏光マニピュレータ（ＰＭ３）と、
を含む請求項１に記載の照明システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
このためアクチュエータ７４０は、モータｍによって回転される歯付きローラ７４２を含む。レンズＬ１、Ｌ２の外周には、歯付きホイール・リム７４４、７４６が取り付けられている。歯付きホイール・リム７４４、７４６は、歯付きローラ７４２とともに、歯車係合を構成し、それが、モータｍとレンズＬ１、Ｌ２の間の伝達を提供する。したがって、モータｍの付勢は、レンズＬ１、Ｌ２の共通回転対称軸周りの回転をもたらす。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
モータｍは、コントロール・ユニット７４８に接続されており、それによりあらかじめ決定済みのコントロール・パターンに従ってモータｍをコントロールすることが可能になる。図示の実施形態においてはこのパターンが、照明システム７１０の露光動作の間にわたって、レンズＬ１、Ｌ２が連続的に、ゆっくりと回転されるように設定される。これは、偏光方向ＰＤiを有する直線偏光された光によって、レンズＬ１、Ｌ２が作られている材料内に偏光誘起複屈折が生じ得ないことを保証する。これは、レンズＬ１、Ｌ２の連続的な回転に起因して、偏光方向ＰＤiとレンズＬ１、Ｌ２の材料の間に固定された空間的関係が存在しないことによる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
コントロール・ユニット７４８は、上記に代えて、照明システム７１０の露光動作期間と露光動作期間の間の一時停止間にのみレンズＬ１、Ｌ２が回転されるような方法でモータｍをコントロールすることもできる。これは、光学エレメントが回転対称性を有してなく、多重対称性だけを有している場合に有利である。すなわち、光学エレメントの形状が任意角度の回転の下に一様性を保つのではなく、特定の角度、たとえば９０°の回転の下に一様性を保つことを意味する。この場合、その光学エレメントの光学特性は、特定の角度の回転が行われたときに限って同一となる。一時停止間に光学エレメントを回転することは、光学エレメントの形状だけが回転対称であり、それ自体の材料（たとえば、その結晶構造）が回転対称でない場合においても有利である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
この状況が、ＸＶＩ‐ＸＶＩ線に沿った照明システム７１０の断面が示されている図１６に例示されており。両方向矢印ＰＤiは、入射光の偏光方向を示す。参照番号７５０は、レンズＬ２と固定的に関連付けられた基準方向を示す。レンズＬ１、Ｌ２が、照明システム７１０の動作期間と動作期間の間における一時停止の間に、矢印７５２によって示されるように９０°の回転角度で回転した場合には、続いて生じる基準方向７５０が偏光方向ＰＤiに一致する動作期間の間に、レンズＬ２（およびレンズＬ１）が入射光にさらされることになる。これは、その前と同様に密度変動を誘起するが、方向が直交する。２つの角度ポジションの間における動作期間の持続時間が同一であれば、複屈折が生じない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
モータｍのコントロールについては、このほかの種々のコントロール・パターンが可能であることを理解すべきである。たとえば、レンズＬ１、Ｌ２を照明システム７１０の動作の間に、レンズＬ１、Ｌ２の合計の回転角度が９０°となるまで、１０°の回転角度で断続的にレンズＬ１、Ｌ２を回転させることも可能である。その後、レンズＬ１、Ｌ２が、それらのオリジナルのポジションに戻るまで、同一の手順を逆行させればよい。偏光誘起密度変動のある種の『ぼかし』は、最大回転角度が４５°に満たない場合であっても達成することができる。これが、偏光誘起複屈折の発生の抑圧に充分となることもある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
図２２は、第１１の実施形態に従った照明システムの第１の動作モードを示している。全体が１１１０によって示されるこの照明システムは、図１０、１３及び１４に示されている照明システムと同様に第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３を含み、接線状偏光分布を生成することが意図されている。しかしながら、第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３は、以下から明らかになるとおり、放射状または接線状の偏光分布のいずれも生成しない。まず、図２３〜２５を参照して第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３の構造について説明する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
図２３に示されている実施形態においては、結晶１１０１が、実質的にディスク形状であり、平坦なベース表面１１０３と、その反対側の２つのエリア１１０５ａ、１１０５ｂも分割されたトップ表面を有する。第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３のエレメント軸ＥＡは、光学軸１１０１と平行に整列され、照明システム１１１０の光軸ＯＡと一致する。エレメント軸ＥＡと垂直に、エレメント軸ＥＡと交差し、アジマス角θの基準軸として機能する基準軸ＲＡを定義することができる。図２３の例示においては、２つのエリア１１０５ａ、１１０５ｂに、それぞれ０°から１８０°まで、および１８０°から３６０°までのアジマス角範囲が割り当てられている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
エレメント軸ＥＡに対して垂直であり、かつ基準軸ＲＡと角度θをなす任意の半径ｒに沿って、結晶１１０１は、一定の厚さｄを有する。この『厚さ』という用語は、結晶１１０１の、その光学軸に沿ったかさに関係する。したがって、結晶１１０１の厚さプロファイルは、純粋にアジマス角θの関数であり、エレメント軸ＥＡからの半径方向距離の関数ではない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
図２２に示されている第１の動作モードにおいては、回転子１１８１が交換ホルダ１１７１から引き出され、その結果、入射光がその初期偏光方向ＰＤiを維持する。これが図２６に示されており、そこには、照明システム１１１０の光軸ＯＡに沿った種々の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４における瞳全体にわたる偏光分布を図式的に例示されている。図２２に矢印によって示されているとおり、参照番号Ｐ１は、第１の偏光マニピュレータＰＭ１１１の直前のポジションを表す。参照番号Ｐ２およびＰ３は、それぞれ第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３の直前および直後のポジションに対応する。参照番号Ｐ４は、第２の偏光マニピュレータＰＭ１１２の直後のポジションに対応する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
ここで、投影光束が瞳平面２８の環状領域のみを通過するように照明システム１１１０が設定されているものと仮定する。これは、たとえば図２に示されているようにアキシコン・エレメント２７ａ、２７ｂを離すことによって達成することができる。その結果、図２６に示されている瞳にわたる偏光分布についても環状領域に制限される。回転子１１８１が引き出される第１の動作モードでは、位置Ｐ２において、すなわち第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３の直前において、投影光が初期の偏光方向ＰＤiを伴って完全に直線偏光されたままとなる。このとき、第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３が、結晶１１０１を光線が通過する場所に応じて偏光方向を回転する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
照明システム１１１０において結晶１１０１が、基準軸ＲＡが紙面内に横たわるように配向されているとすれば、これが結果として位置Ｐ３に示される偏光分布をもたらす。この偏光分布は、放射状と接線状の偏光方向が交番する四重対称性によって特徴付けされる。図示の構成においては、接線状偏光がアジマス角０°、９０°、１８０°、２７０°において達成され、放射状偏光がアジマス角４５°、１３５°、２２５°、３１５°において達成される。結晶１１０１が直線的な厚さプロファイルを有することから、偏光方向が接線方向と放射方向の間において連続的に変化する。結晶１１０１がステップ状の厚さプロファイルを伴って設計されている場合には、偏光方向が滑らかにならず、放射状偏光方向と接線状偏光方向の間においてステップ状に変化する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
図２２に示されている第１の動作モードにおいては、半波長プレート１１９８が、その光学軸が初期偏光方向ＰＤiと平行に走るような角度ポジションにある。図２６にはこれが軸の向きＡＯによって略図的に示されている。この向きにおいては、半波長プレート１１９８が位置Ｐ３における偏光分布を、位置Ｐ４について示されているとおりのマスクＭに望ましい接線状偏光分布に変換する。これは、事実上、半波長プレートがその光学軸において偏光方向のミラーリングを行うことを考えれば容易に理解することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
図２８は、第２の動作モードにおける偏光分布を、図２６に類似の表現を用いて示している。回転子１１８１の挿入に起因して、位置Ｐ２、すなわち第３の偏光マニピュレータＰＭ１１３の直前における偏光方向は、この場合９０°の回転を受ける。第３の偏光マニピュレータＰ１１３は、この偏光分布を位置Ｐ３に示されている偏光分布に変換する。この偏光分布は、図２６に示されている位置Ｐ３の偏光分布を、すべての偏光方向を９０°回転することによって得ることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
図２８には、回転された半波長プレート１１９８の光学軸の向きＡＯ’が略図的に示されている。この回転された軸の向きＡＯ’に起因して、位置Ｐ３における偏光分布は、この場合にもマスクＭの近傍において接線状偏光分布に変換される。したがって、照明システム１１１０は、両方の動作モードにおいて接線状偏光分布を得ることが可能であり、しかも第１、第２の偏光マニピュレータＰＭ１１１、ＰＭ１１２の間における偏光方向を交番させる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
図１３に示されている第５の実施形態とは対照的に、照明システム１１１０は、第２の偏光マニピュレータＰＭ１１２用に半波長プレートを１つだけしか必要としない。この半波長プレート１１９８は、ゼロ次のプレートとして構成することができる。これは、位置Ｐ４において生じる、より大きな入射角の観点から有利である。同じ理由から、入射角に応じて幾何学的パス長が異なるため、照明システムのこの部分に光学的にアクティブな結晶の使用は困難である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
【図１】照明システムを含む投影露光装置の簡略化した斜視図である。
【図２】偏光マニピュレータとして１／４波長プレートと３／４波長プレートを含む図１の照明システムを通る断面を示したメリジオナル平面の断面図である。
【図３】図２の照明システムを、さらに簡略化して示した説明図である。
【図４】照明システムの入口側の偏光方向を示した説明図（ａ）、円偏光された光の電界ベクトルを示した説明図（ｂ）、照明システムの出口側の偏光方向を示した説明図（ｃ）である。
【図５】偏光マニピュレータとして液晶を含む本発明の第２の実施形態に従った照明システムを、図３と類似の態様で例示した説明図である。
【図６】液晶によってもたらされる偏光方向の回転を示した説明図である。
【図７】回転角αの時間的変化を例示したグラフである。
【図８】偏光マニピュレータとして半波長プレートを含む本発明の第３の実施形態に従った照明システムを、図３と類似の態様で例示した説明図である。
【図９】図８に示されている第３の実施形態について回転角αの時間的変化を例示したグラフである。
【図１０】第３の偏光マニピュレータを含み、かつ液晶を偏光マニピュレータとして含む本発明の第４の実施形態に従った照明システムを、図３と類似の態様で例示した説明図である。
【図１１】放射状偏光分布を略図的に表現した説明図である。
【図１２】図１０に示されている第４の実施形態について回転角αの時間的変化を例示したグラフである。
【図１３】第３の偏光マニピュレータを含み、かつ２つの移動可能な偏光マニピュレータを含む本発明の第５の実施形態に従った照明システムを、図３と類似の態様で例示した説明図である。
【図１４】２ペアの偏光マニピュレータおよびそれらのペアの間に配置される第３の偏光マニピュレータを含む本発明の第６の実施形態に従った照明システムを、図３と類似の態様で例示した説明図である。
【図１５】照明システムの動作の間に２つのレンズを回転するためのアクチュエータを含む本発明の第７の実施形態に従った照明システムを、図３と類似の態様で例示した説明図である。
【図１６】図１５に示されている照明システムのＸＶＩ‐ＸＶＩ線に沿った断面図である。
【図１７ａ】本発明の第８の実施形態に従った投影露光装置を、投影モードについてかなり簡略化して示した説明図である。
【図１７ｂ】図１７ａの投影露光装置を、補償モードについて示した説明図である。
【図１８】光学エレメントの第１のポイントにおける偏光方向を、それぞれ投影モードおよび補償モードについて示した説明図である。
【図１９】光学エレメントの第２のポイントにおける偏光方向を、それぞれ投影モードおよび補償モードについて示した説明図である。
【図２０】装置の露光動作の間に偏光誘起複屈折の補償が行われる本発明の第９の実施形態に従った投影露光装置をかなり簡略化して示した説明図である。
【図２１】装置の露光動作の間に照明システムの中だけで偏光誘起複屈折の補償が行われる本発明の第１０の実施形態に従った投影露光装置をかなり簡略化して示した説明図である。
【図２２】第３の偏光マニピュレータを含み、かつ挿入可能な回転子を第１の偏光マニピュレータとして、回転可能な半波長プレートを第２の偏光マニピュレータとして含む本発明の第１１の実施形態に従った照明システムを、第１の動作モードについて示した説明図である。
【図２３】図２２に例示されている第３の偏光マニピュレータの斜視図である。
【図２４】図２３に示されている第１のマニピュレータの厚さプロファイルを、ｄ旋光性の光学的にアクティブな結晶について例示したグラフである。
【図２５】図２３に示されている第１のマニピュレータの厚さプロファイルを、ｌ旋光性の光学的にアクティブな結晶について例示したグラフである。
【図２６】光軸に沿った種々のポジションにおける瞳偏光分布を、第１の動作モードについて示した説明図である。
【図２７】図２２の照明システムを第２の動作モードについて示した説明図である。
【図２８】光軸に沿った種々のポジションにおける瞳偏光分布を、第２の動作モードについて示した説明図である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006041540.tif 000001
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006041540.tif 000002
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006041540.tif 000003
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2006041540.tif 000004
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2006041540.tif 000005
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2006041540.tif 000006
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2006041540.tif 000007
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７ａ】
2006041540.tif 000008
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２】
2006041540.tif 000009
【手続補正２７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２６】
2006041540.tif 000010
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２３】
2006041540.tif 000011
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２７】
2006041540.tif 000012
【手続補正３０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２８】
2006041540.tif 000013