JP2003178951A5 - - Google Patents

Claims (32)

1. 被照射面を照明する照明光学系に用いられて、４極状の光強度分布を有する二次光源を照明瞳面に形成するために入射光束を４つの光束に変換する回折光学装置において、
   前記照明光学系の光軸にほぼ平行な第１軸線を中心として回転可能に構成された第１回折光学部材と、前記光軸にほぼ平行な第２軸線を中心として回転可能に構成され且つ前記光軸との直交面に沿って前記第１回折光学部材と隣り合うように配置された第２回折光学部材とを備えていることを特徴とする回折光学装置。
2. 前記直交面において、前記第１軸線と前記第２軸線とは前記光軸に関してほぼ対称な位置関係を有することを特徴とする請求項１に記載の回折光学装置。
3. 前記光軸にほぼ平行な第３軸線を中心として回転可能に構成され且つ前記直交面に沿って前記第１回折光学部材または前記第２回折光学部材と隣り合うように配置された第３回折光学部材と、前記光軸にほぼ平行な第４軸線を中心として回転可能に構成され且つ前記直交面に沿って前記第３回折光学部材と隣り合い且つ前記第２回折光学部材または前記第１回折光学部材と隣り合うように配置された第４回折光学部材とをさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の回折光学装置。
4. 前記直交面において前記第１軸線と前記第２軸線と前記第３軸線と前記第４軸線とを結ぶ四角形は前記光軸を中心としたほぼ正方形を形成することを特徴とする請求項３に記載の回折光学装置。
5. 被照射面を照明する照明光学系に用いられて、４極状の光強度分布を有する二次光源を照明瞳面に形成するために入射光束を４つの光束に変換する回折光学装置において、
   前記照明光学系の光軸にほぼ平行な所定の軸線を中心として回転可能に構成された第１回折光学部材と、前記所定の軸線を中心として回転可能に構成された第２回折光学部材とを備え、
   前記第１回折光学部材および前記第２回折光学部材には、複数の同心円によって規定された円形状および円環状の領域の少なくとも一部がほぼ同じように形成され、
   前記第１回折光学部材では、前記円形状または円環状の領域のうち、中心から奇数番目の領域に回折作用面が形成され、
   前記第２回折光学部材では、前記円形状または円環状の領域のうち、中心から偶数番目の領域に回折作用面が形成されていることを特徴とする回折光学装置。
6. 前記円形状の領域の半径の寸法と前記円環状の各領域の半径方向の寸法とは互いにほぼ等しいことを特徴とする請求項５に記載の回折光学装置。
7. 前記第１回折光学部材および前記第２回折光学部材には、複数の同心円によって規定された円形状および円環状の領域の全部がほぼ同じように形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の回折光学装置。
8. 前記第１回折光学部材と前記第２回折光学部材とのアライメント誤差は、前記円形状の領域の半径の寸法または前記円環状の各領域の半径方向の寸法をＬとするとき、Ｌ／２０よりも小さいことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の回折光学装置。
9. 前記第１回折光学部材の回折作用面と前記第２回折光学部材の回折作用面とは対向していることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の回折光学装置。
10. 前記第１回折光学部材の回折作用面と前記第２回折光学部材の回折作用面との光軸に沿った間隔は、前記円形状の領域の半径の寸法または前記円環状の各領域の半径方向の寸法をＬとし、前記回折光学装置における回折角に対応する開口数をＮＡとするとき、（１／ＮＡ）×（Ｌ／２０）よりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の回折光学装置。
11. 前記第１回折光学部材および前記第２回折光学部材には、複数の同心円によって規定された円形状または円環状の領域の一部が形成され、
    前記第１回折光学部材および前記第２回折光学部材のうちの少なくとも一方における前記円形状または円環状の領域とは異なる箇所には、前記入射光束を所定の光束に変換するための回折面または屈折面が形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の回折光学装置。
12. 被照射面を照明する照明光学系に用いられて、４極状の光強度分布を有する二次光源を照明瞳面に形成するために入射光束を４つの光束に変換する屈折光学装置において、
    前記照明光学系の光軸にほぼ平行な第１軸線を中心として回転可能に構成された第１屈折光学部材と、前記光軸にほぼ平行な第２軸線を中心として回転可能に構成され且つ前記光軸との直交面に沿って前記第１屈折光学部材と隣り合うように配置された第２屈折光学部材とを備えていることを特徴とする屈折光学装置。
13. 前記直交面において、前記第１軸線と前記第２軸線とは前記光軸に関してほぼ対称な位置関係を有することを特徴とする請求項１２に記載の屈折光学装置。
14. 前記光軸にほぼ平行な第３軸線を中心として回転可能に構成され且つ前記直交面に沿って前記第１屈折光学部材または前記第２屈折光学部材と隣り合うように配置された第３屈折光学部材と、前記光軸にほぼ平行な第４軸線を中心として回転可能に構成され且つ前記直交面に沿って前記第３屈折光学部材と隣り合い且つ前記第２屈折光学部材または前記第１屈折光学部材と隣り合うように配置された第４屈折光学部材とをさらに備えていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の屈折光学装置。
15. 前記直交面において前記第１軸線と前記第２軸線と前記第３軸線と前記第４軸線とを結ぶ四角形は前記光軸を中心としたほぼ正方形を形成することを特徴とする請求項１４に記載の屈折光学装置。
16. 被照射面を照明する照明光学系に用いられて、４極状の光強度分布を有する二次光源を照明瞳面に形成するために入射光束を４つの光束に変換する屈折光学装置において、
    前記照明光学系の光軸にほぼ平行な所定の軸線を中心として回転可能に構成された第１屈折光学部材と、前記所定の軸線を中心として回転可能に設けられた第２屈折光学部材とを備え、
    前記第１屈折光学部材および前記第２屈折光学部材には、複数の同心円によって規定された円形状または円環状の領域の少なくとも一部がほぼ同じように形成され、
    前記第１屈折光学部材では、前記円形状または円環状の領域のうち、中心から奇数番目の領域に屈折作用面が形成され、
    前記第２屈折光学部材では、前記円形状または円環状の領域のうち、中心から偶数番目の領域に屈折作用面が形成されていることを特徴とする屈折光学装置。
17. 前記円形状の領域の半径の寸法と前記円環状の各領域の半径方向の寸法とは互いにほぼ等しいことを特徴とする請求項１６に記載の屈折光学装置。
18. 前記第１屈折光学部材および前記第２屈折光学部材には、複数の同心円によって規定された円形状または円環状の領域の全部がほぼ同じように形成されていることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の屈折光学装置。
19. 前記第１屈折光学部材および前記第２屈折光学部材には、複数の同心円によって規定された円形状または円環状の領域の一部が形成され、
    前記第１屈折光学部材および前記第２屈折光学部材のうちの少なくとも一方における前記円形状または円環状の領域とは異なる箇所には、前記入射光束を所定の光束に変換するための回折作用面または屈折作用面が形成されていることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の屈折光学装置。
20. 前記第１屈折光学部材および前記第２屈折光学部材の前記領域内の前記屈折作用面には、プリズムアレイが形成されていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の屈折光学装置。
21. 被照射面を照明する照明光学装置において、
    ４極状の光強度分布を有する二次光源を照明瞳面に形成するために、入射光束を４つの 光束に変換して前記光軸を中心とした４点状または４極状の光束をファーフィールドに形成する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回折光学装置または請求項１２乃至２０のいずれか１項に記載の屈折光学装置を備えていることを特徴とする照明光学装置。
22. 光束を供給するための光源手段と、
    前記光源手段からの光束を、光軸に対して様々な角度成分を有する光束に変換して、第１の所定面へ入射させるための角度光束形成手段と、
    前記第１の所定面に入射した前記様々な角度成分を有する光束に基づいて、前記光軸を中心とした４つの照野を第２の所定面上に形成するために前記回折光学装置または前記屈折光学装置を含む照野形成手段と、
    前記第２の所定面上に形成された前記４つの照野からの光束に基づいて、前記４つの照野とほぼ同じ光強度分布を有する４極状の二次光源を形成するためのオプティカルインテグレータと、
    前記オプティカルインテグレータからの光束を前記被照射面へ導くための導光光学系とを備えていることを特徴とする請求項２１に記載の照明光学装置。
23. 前記角度光束形成手段は、前記光源手段からのほぼ平行な光束を、前記光軸に対して様々な角度で発散する光束に変換するための発散光束形成素子と、前記発散光束形成素子を介して形成された発散光束を集光して前記第１の所定面へ導くための第１光学系とを有することを特徴とする請求項２２に記載の照明光学装置。
24. 前記第１光学系は、前記二次光源として形成される４つの面光源の各中心と前記光軸との距離を変化させることなく各面光源の大きさを変化させるための第１変倍光学系を有することを特徴とする請求項２３に記載の照明光学装置。
25. 前記第１変倍光学系は、前記発散光束形成素子と前記第１の所定面とを光学的にほぼ共役に結ぶアフォーカルズームレンズを有することを特徴とする請求項２４に記載の照明光学装置。
26. 前記角度光束形成手段は、二次元状に配列された複数の第１単位光学素子を有する第１光学素子アレイと、前記複数の第１単位光学素子と光学的に対応するように配置された複数の第２単位光学素子を有する第２光学素子アレイとから構成された波面分割型オプティカルインテグレータを有し、
    前記波面分割型オプティカルインテグレータの後側焦点面は前記第１の所定面またはその近傍に配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の照明光学装置。
27. 前記二次光源として形成される４つの面光源の各中心と前記光軸との距離を変化させることなく各面光源の大きさを変化させるために、前記第１光学素子アレイと前記第２光学素子アレイとの間隔が可変に構成されていることを特徴とする請求項２６に記載の照明光学装置。
28. 前記回折光学装置または前記屈折光学装置からの光束を前記第２の所定面へ導くための第２光学系を備えていることを特徴とする請求項２２乃至２７のいずれか１項に記載の照明光学装置。
29. 前記第２光学系は、前記二次光源を相似的に拡大または縮小させるための第２変倍光学系を有することを特徴とする請求項２８に記載の照明光学装置。
30. 前記第２変倍光学系は、前記回折光学装置または前記屈折光学装置と前記第２の所定面とを実質的にフーリエ変換の関係に結ぶズームレンズを有することを特徴とする請求項２９に記載の照明光学装置。
31. 請求項２１乃至３０のいずれか１項に記載の照明光学装置と、前記被照射面に配置されたマスクのパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
32. 請求項２１乃至３０のいずれか１項に記載の照明光学装置を介してマスクを照明し、照明された前記マスクに形成されたパターンの像を感光性基板上に投影露光することを特徴とする露光方法。