JP2012531759A - 反射要素のアレイの回転マウンティングおよびそれを組み入れたリソグラフィ装置 - Google Patents

反射要素のアレイの回転マウンティングおよびそれを組み入れたリソグラフィ装置 Download PDF

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Abstract

【解決手段】反射要素のアレイが開示される。反射要素の少なくともひとつはマウンティングに取り付けられる。そのマウンティングは少なくとも部分的にスリーブ内に位置するロッドを含む。ロッドの第1端はスリーブの第1端に固定され、ロッドの第2端は可動とされる。スリーブは、ロッドの第2端の動きが生じることを許すために曲がるよう構成された第1弾性柔軟部を含む。反射要素は、スリーブが曲がることで反射要素が回転するようにスリーブの第1端に取り付けられる。
【選択図】図11

Description

関連出願へのクロスリファレンス
本出願は、2009年6月30日に出願された米国仮出願(61/213659)の優先権の利益を享受する。その仮出願は参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
本発明はリソグラフィ装置および反射要素のアレイに関する。
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路(IC)の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の個々の層に対応する回路パターンを形成するために使用されうる。このパターンが基板(例えばシリコンウエハ)の(例えばひとつまたは複数のダイもしくはダイの一部を含む)ターゲット部分に転写される。パターン転写は典型的には基板に形成された放射感応性材料(レジスト)層への結像による。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群のターゲット部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、ターゲット部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各ターゲット部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向(「走査」方向)にビームによりパターンを走査するとともに基板をこの方向に平行または逆平行に同期して走査するようにして各ターゲット部分は照射を受ける。
一般にリソグラフィ装置は照明システムを含む。照明システムはレーザなどのソースから放射を受け、放射ビーム(ときに「投影」ビームと称される)を提供し、その放射ビームはパターニングデバイスに入射する。放射ビームはパターニングデバイスによってパターン付与され、次に投影システムによって基板上に投影される。
放射ビームを適切な照明モードで提供することによって、基板上に投影されるパターニングデバイスのイメージを改善できることがリソグラフィの分野において知られている。したがって、典型的には、リソグラフィ装置の照明システムは、強度分布調整装置を含む。この強度分布調整装置は、放射ビームが照明モードを有するよう、照明システムの瞳面内で、放射ビームの強度分布を方向付け、成形し、制御するよう構成される。
種々の強度分布調整装置は所望の照明モードを獲得するために照明ビームを制御することができる。例えば、環状照明モードを生成するためにズームアキシコンデバイス(ズームレンズとアキシコンの組み合わせ)を使用することができる。そこでは、照明モードの内側半径範囲および外側半径範囲(σinnerおよびσouter)が制御可能となっている。ズームアキシコンデバイスは通常、個々に移動可能な複数の屈折光学素子を備える。したがって、ズームアキシコンデバイスは、例えば極端紫外(EUV)放射(例えば、約13.5nmでの放射)での使用には適していない。この波長の放射は屈折材料を通過する際に大きく吸収されるからである。
空間フィルタを使用して照明モードを生成することができる。例えば、ダイポール照明モードを生成するために、ダイポール照明モードに対応する開口を有する空間フィルタを照明システムの瞳面に提供してもよい。異なる照明モードが望まれる場合、空間フィルタを除去し、異なる空間フィルタで置き換えてもよい。しかしながら、空間フィルタは放射ビームのかなりの割合を遮るので、放射ビームがパターニングデバイスに入射するときの放射ビームの強度は低減される。既知のEUVソースは、リソグラフィ装置が効率的に動作できるようになるのに十分な強度でEUV放射を提供しようと苦労している。したがって、照明モードを形成する際に放射ビームのかなりの部分を遮るのは望ましくない。
例えば、本明細書またはいずこかで説明されるひとつ以上の短所を軽減するまたは克服するために使用されうる反射要素のアレイを提供することが望ましい。
ある態様では、反射要素のアレイであって、反射要素の少なくともひとつはマウンティングに取り付けられており、そのマウンティングは少なくとも部分的にスリーブ内に位置するロッドを含み、ロッドの第1端はスリーブの第1端に固定され、ロッドの第2端は可動とされ、スリーブは、ロッドの第2端の動きが生じることを許すために曲がるよう構成された第1弾性柔軟部を含み、反射要素は、スリーブが曲がることで反射要素が回転するようにスリーブの第1端に取り付けられる、アレイが提供される。
反射要素のアレイはリソグラフィ装置の一部を形成してもよい。
本発明の実施の形態は、例示のみを目的として添付の模式的な図面を参照して説明される。図面では、対応する参照符号は、対応する部分を示す。
本発明の実施の形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。
図1のリソグラフィ装置の部分をより詳細に示す模式図である。
リソグラフィ装置の照明システムの可動反射要素の動作を示す図である。
リソグラフィ装置の照明システムの第1反射素子の主反射要素の動作の影響を示す図である。
図5aおよび図5bは、リソグラフィ装置の照明システムの可動反射要素の動作およびその結果得られるyダイポール照明モードを示す図である。
図6aおよび図6bは、リソグラフィ装置の照明システムの可動反射要素の動作およびその結果得られるxダイポール照明モードを示す図である。
瞳面の第1象限を示す図である。
図8a−eは、本発明の実施の形態を使用して獲得可能な5つの照明モードを示す図である。
瞳面の第1象限を示す図である。
図10a−gは、本発明の実施の形態を使用して獲得可能な7つの照明モードを示す図である。
本発明の実施の形態に係る複数のマウンティングおよび反射要素を示す図である。
図11のマウンティングのうちのひとつをより詳細に示す図である。
図11のマウンティングのうちのひとつの下面図である。
図11のマウンティングおよび反射要素の下面図である。
ある反射要素が隣の反射要素の陰になることを模式的に示す図である。
本明細書ではICの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、本明細書に記載されたリソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区メモリ用案内パターンおよび検出パターン、液晶ディスプレイ(LCD)、薄膜磁気ヘッドなどがある。これらの代替的な適用に際して、本明細書において「ウエハ」あるいは「ダイ」という用語が使用される場合はいつでも、それぞれ「基板」あるいは「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされうると、当業者であれば理解するであろう。本明細書で言及される基板は露光前または露光後において例えばトラック(典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像するツール)、メトロロジツール、及び/またはインスペクションツールにおいて処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ICを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は処理されている多数の層を既に含む基板をも意味してもよい。
本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、(例えば365nm、248nm、193nm、157nm、または126nmの波長を有する)紫外(UV)放射、(例えば5−20nmの範囲に含まれる波長を有する)極端紫外(EUV)放射を含むあらゆる電磁放射、及びイオンビームまたは電子ビーム等の粒子線を含む。
本明細書で使用される「パターニングデバイス」なる用語は、例えば基板のターゲット部分にパターンを生成するために放射ビームの断面にパターンを付与するのに使用される何らかのデバイスであると広義に解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、基板のターゲット部分における所望のパターンと厳密に対応していなくてもよいことを注意しておく。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、ターゲット部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。
パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。EUVリソグラフィ装置では典型的にはパターニングデバイスは反射型である。パターニングデバイスの例としては、例えばマスク(透過型)やプログラマブルミラーアレイ(反射型)、プログラマブルLCDパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。この方法で反射ビームはパターン形成される。
サポート構造はパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置のデザイン、及びパターニングデバイスが真空環境で保持されるか否か等のその他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポート構造は、機械的固定、真空固定、または、真空条件下での静電固定などの他の固定技術を用いてもよい。パターニングデバイスサポート構造は、例えばフレームまたはテーブルであってもよく、これらは固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証してもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義であるとみなされるものとする。
本明細書で使用される「投影システム」なる用語は、屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システムを含む種々のタイプの投影システムを指し示すものとして広義に解釈されるべきである。投影システムは、例えば使用される露光放射に応じて、あるいは特に真空の使用や液浸液の使用などのその他の要因に応じて適切とされる投影システムであってもよい。通常、EUV放射リソグラフィ装置では、投影システムの光学素子は反射型である。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用する場合はいつでも、より一般的な用語である「投影システム」と同義であると見なされうる。
本明細書で説明される照明システムは、反射素子およびオプションで放射ビームを方向付け、成形し、および制御するための各種の他の光学素子を含んでもよい。
リソグラフィ装置は2つ(デュアルステージ)またはそれ以上の基板テーブル(及び/または2つ以上のサポート構造)を有するタイプのものであってもよい。このような「多重ステージ」型の装置においては、追加的なテーブルが並行して使用されてもよく、あるいは1以上のテーブルが露光に使用されている間に1以上の他のテーブルで準備工程が実行されてもよい。
例えば米国特許出願公開第2007−0013890号公報に記載されるように、リソグラフィ装置は2以上のマスク間(または制御可能パターニングデバイスに設けられる複数のパターン間)での高速切り替えが可能なタイプのものであってもよい。
また、リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の高い液体、たとえば水で覆われ、それにより投影システムの最終要素と基板との間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。液浸液は例えばパターニングデバイスと投影システムの最初の要素との間などの、リソグラフィ装置の他の空間に与えられてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を大きくするため技術として周知である。
図1は、本発明の実施の形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、
−放射ビームB(例えばDUV放射やEUV放射)を調整する照明システムILと、
−パターニングデバイス(例えばマスク)MAを支持し、パターニングデバイスをアイテムPLに対して正確に位置決めする第1位置決め装置PMに接続されているサポート構造(例えば、マスクテーブル)MTと、
−基板(例えば、レジストでコーティングされたウエハ)Wを保持し、基板をアイテムPLに対して正確に位置決めする第2位置決め装置PWに接続されている基板テーブル(例えば、ウエハテーブル)WTと、
−パターニングデバイスMAによって放射ビームBに付与されたパターンを基板Wの(例えば1つまたは複数のダイを含む)ターゲット部分Cに結像させる投影システム(例えば反射投影レンズ)PLと、
を備える。
図1に示される通り、リソグラフィ装置は(例えば、上述のタイプの反射マスクまたはプログラマブルミラーアレイを使用する)反射型の装置である。あるいはまた、装置は(例えば透過マスクを使用する)透過型の装置であってもよい。
照明システムILは放射源SOから放射ビームBを受ける。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源SOからビーム搬送系を介して照明システムILへと到達する。このビーム搬送系は例えば適切な方向変更用ミラー及び/またはビームエキスパンダを含む。他の場合、例えば光源が水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源SOと照明システムILとは、またビーム搬送系が必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと称されることがある。
照明システムILは、放射ビームに所望の均一性および所望の照明モードを提供するように、放射ビームを調整する。照明システムILは、瞳面における放射ビームの空間強度分布を調整する(例えば、所望の照明モードを選択する)ための強度分布調整装置を含む。照明システムはインテグレータやカップリング光学素子などの種々の他の素子を有してもよい。
放射ビームBは、照明システムILを放れると、サポート構造MTに保持されているパターニングデバイス(例えばマスク)MAに入射する。パターニングデバイスMAを通過した後、放射ビームBは投影システムPLを通過する。投影システムPLはビームを基板Wのターゲット部分Cに合焦させる。第2位置決めデバイスPWと位置センサIF2(例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど)により基板テーブルWTは正確に移動される。例えば放射ビームBの経路に異なる複数のターゲット部分Cをそれぞれ位置決めするように移動される。同様に、第1位置決め装置PMおよび別の位置センサIF1を使用して、放射ビームBの経路に対してパターニングデバイスMAを正確に位置決めできる。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械検索後や走査中に行われる。一般に対象テーブルMTおよびWTの移動は、ロングストロークモジュール(粗い位置決め用)及びショートストロークモジュール(精細な位置決め用)により実現されうる。これらのモジュールは位置決めデバイスPMおよびPWの一部を形成する。しかしながら、ステッパでは(スキャナとは異なり)、サポート構造MTはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。パターニングデバイスMAと基板Wとは、パターニングデバイスアライメントマークM1、M2及び基板アライメントマークP1、P2を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用のターゲット部分を占拠しているが、基板アライメントマークはターゲット部分間のスペースに配置されてもよい(これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である)。同様に、パターニングデバイスMAに複数のダイがある場合にはパターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。
図1および図2の両方に示される装置は以下の好適なモードで使用することができる。
1.ステップモードにおいては、放射ビームPBに付与されたパターンの全体が1回の照射で1つのターゲット部分Cに投影される間、サポート構造MT及び基板テーブルWTは実質的に静止状態とされる(すなわち単一の静的な露光)。そして基板テーブルWTがX方向及び/またはY方向に移動されて、異なるターゲット部分Cが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写されるターゲット部分Cのサイズを制限することになる。
2.スキャンモードにおいては、放射ビームPBに付与されたパターンがターゲット部分Cに投影される間、サポート構造MT及び基板テーブルWTは同期して走査される(すなわち1回の動的な露光)。サポート構造MTに対する基板テーブルWTの速度及び方向は、投影システムPLの拡大(縮小)特性及び像反転特性により定められてもよい。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光でのターゲット部分の(非走査方向の)幅を制限し、走査移動距離がターゲット部分の(走査方向の)高さを決定する。
3.別のモードにおいては、放射ビームPBに付与されたパターンがターゲット部分Cに投影される間、サポート構造MTはプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、基板テーブルWTは移動または走査される。このモードでは一般にパルス放射源が用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは走査中に基板テーブルWTが移動するたびに、または連続する放射パルスと放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に適用可能である。
上記の使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、使用モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別の使用モードを用いてもよい。
上述の通り、照明システムILは強度分布調整装置を備える。強度分布調整装置は、パターニングデバイスに入射する放射ビームの角強度分布を制御するために、照明システムの瞳面における放射ビームの空間強度分布を調整するよう構成される。強度分布調整装置を使用して、照明システムの瞳面において異なる照明モードを選択することができる。照明モードの選択は、例えばパターニングデバイスMAから基板W上へ投影されるべきパターンの性質に依存する。
照明システム瞳面における放射ビームの空間強度分布は、放射ビームがパターニングデバイス(例えばマスク)MAに入射する前に、角強度分布に変換される。言い換えると、照明システムの瞳面とパターニングデバイスMA(パターニングデバイスはフィールド面にある)との間にはフーリエ関係が存在する。照明システムの瞳面はパターニングデバイスMAが配置されている対物面のフーリエ変換面である。照明システムの瞳面は、投影システムの瞳面と共役となっている。
図2は、図1のリソグラフィ装置の部分をより詳細に示す模式図である。ソースSOは放射ビームBを生成し、放射ビームBは照明システムILに設けられた入り口アパーチャ20にある仮想ソース点収集フォーカス18へと集束される。放射ビームBは照明システムIL内で第1および第2反射素子22、24を介して反射され、サポート構造MTに保持されているパターニングデバイスMAへと導かれる。放射ビームBは次に、投影システムPL内で第1および第2反射素子28、30を介してイメージされ、基板テーブルWTに保持されている基板W上に投影される。
ソースSO、照明システムILおよび投影システムPLには一般に、図2に示されているよりも多くのまたは少ない要素が存在しうることは理解されるであろう。例えば、ある実施の形態では、リソグラフィ装置はひとつ以上の透過性または反射性スペクトル純度フィルタを備えてもよい。リソグラフィ装置には、より多くのまたはより少ない反射素子部分が存在してもよい。
図3は、照明システムの第1および第2反射素子22、24を含むリソグラフィ装置の部分を模式的に示す図である。第1反射素子22は、複数の主反射要素22a−d(フィールドファセットミラーとして広く知られている)を含む。第2反射素子24は、複数の二次反射要素24a−d、a’−d’(瞳ファセットミラーとして広く知られている)を含む。主反射要素22a−dは二次反射要素24a−d、a’−d’に向けて放射を導く(反射する)よう構成される。4つの主反射要素22a−dのみが示されているが、任意の数の主反射要素を提供してもよい。主反射要素は、二次元アレイ(または他の二次元配列)に配列されてもよい。8つの二次反射要素24a−d、a’−d’のみが示されているが、任意の数の二次反射要素を提供してもよい。二次反射要素は、二次元アレイ(または他の二次元配列)に配列されてもよい。
主反射要素22a−dは調整可能な向きを有し、選択された二次反射要素24a−d、a’−d’に向けて放射を導くために使用されてもよい。
第2反射素子24は照明システムILの瞳面Pと一致する。したがって、第2反射素子24は、パターニングデバイスMA上に放射を導く仮想放射源として作用する。第2反射素子24とパターニングデバイスMAとの間にコンデンサミラー(不図示)が設けられてもよい。コンデンサミラーはミラーシステムであってもよい。コンデンサミラーは主反射要素22a−dをパターニングデバイスMA上に結像するよう構成されてもよい。
第2反射素子24における放射ビームBの空間強度分布は、放射ビームの照明モードを決定する。主反射要素22a−dは調整可能な向きを有しているので、それらを使用して、瞳面Pに異なる空間強度分布を形成し、それによって異なる照明モードを提供することができる。
使用中、放射ビームBは第1反射素子22の主反射要素22a−dに入射する。各主反射要素22a−dは、第2反射素子24の異なる二次反射要素24a−d、a’−d’に向けて放射のサブビームを反射する。第1サブビームBaは、第1主反射要素22aによって第1二次反射要素24aに導かれる。第2、第3および第4サブビームBb−dは、第2、第3および第4主反射要素22b−dによって第2、第3および第4二次反射要素24b−dに導かれる。
サブビームBa−dは、二次反射要素24a−dによってパターニングデバイスMAに向けて反射される。それらのサブビームはまとめて単一の放射ビームBを形成するものとみなされうる。この単一の放射ビームBはパターニングデバイスMAの露光領域Eを照らす。露光領域Eの形状は、主反射要素22a−dの形状によって決定される。露光領域Eは例えば矩形、湾曲バンド、または他の形状であってもよい。
各主反射要素22a−dは、第2反射素子24の異なる二次反射要素24a−d、a’−d’に、仮想ソース点収集フォーカス18の像を形成する。実際、フォーカス18は点ではないであろう。むしろフォーカス18は有限の断面寸法(例えば4−6mmの直径)を有する仮想ソースである。
その結果、各主反射要素22a−dは、二次反射要素24a−d、a’−d’に、有限の断面寸法(例えば3−5mmの直径)を有する仮想ソースの像を形成するであろう。二次反射要素24a−d、a’−d’は、像の断面寸法よりも大きな断面寸法(例えば、直径)を有してもよい(放射が二次反射要素間に落ちて失われないようにするためである)。図では説明を簡単とするために、フォーカス18およびフォーカスの像は点として描かれている。
主および二次反射要素は光学パワーを有する。各主反射要素22a−dは負の光学パワーを有する。各主反射要素22a−dは仮想ソース18の像を形成するのであるが、その像は仮想ソースよりも小さい。各二次反射要素24a−d、a’−d’は正の光学パワーを有する。各二次反射要素24a−d、a’−d’は主反射要素22a−dの像を形成するのであるが、その像は主反射要素よりも大きい。上述の通り、主反射要素22a−dの像は露光領域Eである。
主反射要素22a−dの向きは、瞳面Pに形成される照明モードを決定する。例えば、主反射要素22a−dは、放射サブビームが4つの最も内側の二次反射要素24c、d、a’、b’に導かれるように方向付けられてもよい。これは、標準(ディスク形状)照明モードの1次元等価物とみなされうる照明モードを提供する。代替的な例では、主反射要素22a−dは、放射サブビームが第2反射素子24の左端の2つの二次反射要素24a−bに導かれるように、かつ、放射サブビームが第2反射素子の右端の2つの二次反射要素24c’−d’に導かれるように、方向付けられてもよい。これは、環状照明モードの1次元等価物とみなされうる照明モードを提供する。
主反射要素22a−dのそれぞれは、それが2つの特定の向きすなわち第1向きおよび第2向きのうちのひとつに向けられうるように構成される。第1向きは、主反射要素が放射のサブビームを第2反射素子24上の第1の所望の箇所に向けて反射するような向きである。第2向きは、主反射要素が放射のサブビームを第2反射素子24上の第2の所望の箇所に向けて反射するような向きである。ある実施の形態では、主反射要素は第3向きへ動くよう構成されてはおらず、代わりに第1向きと第2向きとの間でのみ可動である。
図4は、第1反射素子22の第1主反射要素22aを例として使用して、主反射要素の第1および第2向き間での動きを説明する。第1主反射要素22aが第1向きを向いているとき、その第1主反射要素22aは、第2反射素子24の第1二次反射要素24aに放射サブビームBaを導く。第1主反射要素22aが第2向きを向いているとき、その第1主反射要素22aは、第2反射素子24の第2二次反射要素24a’に放射サブビームBa’(点線により示されている)を導く。ある実施の形態では、第1主反射要素22aは他のどの向きへも動かないよう構成され、したがって他のどの二次反射要素24b−d、b’−d’にも放射サブビームを導かないよう構成されている。
上記説明は、二次反射要素24a−d、a’−d’に放射サブビームを導く各主反射要素22a−dに当てはまる。任意の実施の形態において、所与のサブビームによって照らされる二次反射要素は、瞳面上のまたは第2反射素子上の単一の箇所内に全てが配置された二次要素のグループの要素であってもよい。その箇所は、照明モードに関連する。この理由で、「箇所」という用語は、二次反射要素の代わりに使用されうる(「箇所」という用語は、単一の二次反射要素または複数の二次反射要素を包含することが意図されている)。
各主反射要素22a−dは、放射サブビームを2つの異なる箇所に導くよう構成される。各主反射要素24a−dに関連する第1箇所および第2箇所は、他の主反射要素から放射サブビームを受ける箇所とは異なる一意のものである。各主反射要素22a−dを適切に設定することにより、所望の照明モードに対応する空間強度分布を生成するよう第2反射素子24の瞳面Pにおける必要な箇所に放射を導くことができる。
図3および図4は4つの主反射要素22a−dのみを示しているが、第1反射素子22はより多くの主反射要素を含んでいてもよい。第1反射素子22は例えば100程度、200程度または400程度の主反射要素を含んでいてもよい。第1反射素子22は例えば100−800の範囲のなかの任意の数の主反射要素を含んでいてもよい。反射要素はミラーであってもよい。第1反射素子22は、1024(例えば32x32)のミラーからなるアレイまたは4096(例えば64x64)のミラーからなるアレイもしくは任意の適切な数のミラーを含んでいてもよい。主反射要素は、二次元格子形状に配列されてもよい。主反射要素は、放射ビームを横切る面に配列されてもよい。
第1反射素子22は主反射要素のひとつ以上のアレイを含んでいてもよい。例えば、主反射要素は、複数のアレイを形成するよう配列またはグループ化されていてもよい。各アレイは例えば32x32のミラーを有する。本明細書では、「アレイ」という用語は単一のアレイまたはアレイのグループを意味してもよい。
二次反射要素24a−d、a’−d’は二次反射要素の向きが固定されるように取り付けられてもよい。
図5および図6は、瞳面Pにおける空間強度分布を変更し所望の照明モードを得るために、放射を再方向付けする原理を模式的に示す。図5bおよび図6bの紙面は、図5aおよび図6aに示される瞳面Pと一致する。図の説明を容易とするため、図5bおよび図6bにおいて直交座標系が示されている。示されている直交座標系は、得られうる空間強度分布の向きに対する制限を暗示するよう意図されるものではない。空間強度分布の半径範囲はσinner(内側半径範囲)およびσouter(外側半径範囲)によって定義される。内側および外側半径範囲は円形であってもよく、または他の形状を有していてもよい。
上述の通り、瞳面Pにおける放射ビームの空間強度分布(およびしたがって照明モード)は、主反射要素22a−dの向きによって決定される。照明モードは、主反射要素22a−dのそれぞれを選択し選択された主反射要素22a−dを例えば要求される通りにその第1向きまたは第2向きに動かすことによって制御される。
本例では16の主反射要素が存在し、そのうちの4つのみが示されている(22a−d)。図5aに示されているように、第1主反射要素22a−dが第1向きを向いているとき、放射のサブビームは関連する第1箇所24a−dに向けて反射される。図5bを参照すると、第1箇所24a−dは図5bの上部にあるかまたは上部に近い。他の主反射要素(不図示)もまた第1向きにあり、放射のサブビームを第1箇所に導く。これらの第1箇所には図5bの上部にあるかまたは上部に近いものがあり、また図5bの下部にあるかまたは下部に近いものもある。放射のサブビームを受ける箇所は点線を使用して網掛けされている。図5bから、主反射要素22a−dが第1向きにあるとき、極がy方向に分離されているダイポール照明モードが形成されることが分かる。
図6aに示されているように、第1主反射要素22a−dが第2向きを向いているとき、放射のサブビームは関連する第2箇所24a’−d’に向けて反射される。図6bを参照すると、第2箇所24a’−d’は図6bの右側にあるかまたは右側に近い。他の主反射要素(不図示)もまた第2向きにあり、放射のサブビームを第2箇所に導く。これらの第2箇所には図6bの右側にあるかまたは右側に近いものがあり、また図6bの左側にあるかまたは左側に近いものもある。放射のサブビームを受ける箇所は点線を使用して網掛けされている。図6bから、主反射要素22a−dが第2向きにあるとき、極がx方向に分離されているダイポール照明モードが形成されることが分かる。
y方向ダイポール照明モードからx方向ダイポール照明モードへの切り替えは、各主反射要素22a−dを第1向きから第2向きへ動かすことにより達成される。同様に、x方向ダイポール照明モードからy方向ダイポール照明モードへの切り替えは、各主反射要素22a−dを第2向きから第1向きへ動かすことにより達成される。
以下でさらに説明されるように、主反射要素22a−dのうちのいくつかを第1向きへと動かし、いくつかを第2向きへと動かすことによって、他のモードを形成することができる。各主反射要素の第1向きおよび第2向き(およびしたがって第1および第2関連箇所)は、生成されうる有益な照明モードの数を最大化するように選択されてもよい。
主反射要素を所定の軸の周りで回転させることによって主反射要素を第1向きと第2向きとの間で動かしてもよい。ひとつ以上のアクチュエータを使用して主反射要素を動かしてもよい。
ひとつ以上の主反射要素は、同じ軸の周りに回転するよう駆動されてもよい。ひとつ以上の他の主反射要素は、他の軸の周りに回転するよう駆動されてもよい。
ある実施の形態では、主反射要素は、その主反射要素を第1向きと第2向きとの間で動かすよう構成されたアクチュエータを含む。アクチュエータは例えばモータであってもよい。第1および第2向きはエンドストップによって決められてもよい。第1エンドストップは、主反射要素が第1向きを越えて動くのを防ぐ機械装置を含む。第2エンドストップは、主反射要素が第2向きを越えて動くのを防ぐ機械装置を含む。エンドストップを含む、主反射要素のための適切なマウントが、図11から図15に関連して以下にさらに説明される。
主反射要素の動きはエンドストップによって制限されてもよいので、主反射要素の位置を監視する必要はなく(例えば、位置監視センサおよびフィードバックシステムを使用する必要はなく)、主反射要素を正確に第1向きまたは第2向きへ動かすことができる。パターニングデバイスから基板上へのパターンのリソグラフィ投影において使用されるのに十分な質を有する照明モードを主反射要素が形成するのに十分な正確さで、主反射要素を方向付けることができる。
アクチュエータに供給される駆動信号はバイナリ信号であってもよい。アクチュエータは主反射要素を第1エンドストップまたは第2エンドストップへ動かしさえすればよいので、可変アナログ電圧や可変デジタル電圧などのより複雑な信号を使用する必要はないであろう。より複雑なシステムではなくむしろアクチュエータに対してバイナリ(2値)駆動信号を使用することにより、そうでない場合よりもシンプルな制御システムを使用することができる。
図5および図6に関連して上述された装置は、16の主反射要素を含む。実際は、より多くの主反射要素が設けられてもよい。しかしながら、いくつかの異なる照明モードを得ることができる方法の説明を可能とするには、16の主反射要素で十分である。以下の照明モードは16の主反射要素を使用して得られうる:環状、cクアッド(c-quad)、クエーサー(quasar)、ダイポールyおよびダイポールx。放射を照明システムの瞳面における32の関連する箇所に適切に導くよう16の主反射要素を構成することによって、これらの照明モードを形成することができる。
図7は、5つの異なる所望の照明モードを生成するよう構成された照明システム内の瞳面Q1の第1象限を示す。第1象限の各セグメント24a−d、24a’−d’は照明箇所(すなわち、主反射要素から放射サブビームを受ける箇所)に対応する。ある実施の形態では、照明箇所は、瞳面の周りに環状に配列される。照明箇所の内側半径範囲はσinnerと表記される。照明箇所の外側半径範囲はσouterと表記される。
各照明箇所に複数の二次反射要素が設けられてもよい。各照明箇所に、例えば10から20の間の二次反射要素が設けられてもよい。この場合、主反射要素の数はそれにしたがって増減する。例えば、所与の照明箇所に10の二次反射要素が存在する場合、その照明箇所へ放射を導くよう構成された10の主反射要素が存在する(各主反射要素は放射を異なる二次反射要素に導くよう構成される)。以下の説明では、「主反射要素」という用語が使用される場合、これは一斉に動くよう構成された複数の主反射要素を包含してもよい。
照明箇所の瞳面に亘る相対表面積は
Figure 2012531759
になる。したがって、エタンデュ比X(すなわち、相対的に使用されている瞳面面積の逆数)は、
Figure 2012531759
となる。
図7に示される象限Q1には8の照明箇所24a−d、24a’−d’が存在する(瞳面全体では32の照明箇所に対応する)。各照明箇所は、主反射要素によって反射された放射のサブビームによって照らされるようサイズが規定されまた形状が規定される。各主反射要素は、同じ象限の異なる部分から選択された2つの照明箇所を個々に照明するよう構成される。より具体的には、各主反射要素は、第1向きと第2向きとの間で動くことによって、同じ象限にある第1関連照明箇所または第2関連照明箇所のいずれかに放射を導き照らすよう構成される。
図7の同じ象限Q1に一対の照明箇所24a、a’(および他のもの)が提供されているが、これに限られる必要はない。例えば、第1照明箇所はひとつの象限に設けられ、その対は異なる象限に設けられてもよい。照明箇所の対に含まれる第1照明箇所と第2照明箇所との距離が増えると、放射サブビームをそれらの照明箇所に導くために主反射要素によって要求される回転量もまた増える。照明箇所の位置は、主反射要素に要求される回転量が最小化されるまたはどの主反射要素に対しても所定の最大回転量以上回転することが要求されないように選択されてもよい。照明箇所の位置は、照明モードの所望の組が得られうるような(例えば、図8に関連して後述されるような)ものであってもよい。
第1主反射要素22a(図5および図6参照)は、第1向きを向いている場合に象限Q1の第1関連照明箇所24aを照らし、第2向きを向いている場合にその象限の第2関連照明箇所24a’を照らすよう構成される。第2主反射要素22bは、第1向きを向いている場合に第1関連照明箇所24bを照らし、第2向きを向いている場合に第2関連照明箇所24b’を照らすよう構成される。第3主反射要素22cは、第1向きを向いている場合に第1関連照明箇所24cを照らし、第2向きを向いている場合に第2関連照明箇所24c’を照らすよう構成される。第4主反射要素22dは、第1向きを向いている場合に第1関連照明箇所24dを照らし、第2向きを向いている場合に第2関連照明箇所24d’を照らすよう構成される。
他の象限(不図示)にも、照明箇所および関連する主反射領域についての同等な構成が適用されてもよい。
各主反射要素を所定の軸の周りで回転させることによってその主反射要素を第1向きと第2向きとの間で動かす。複数の主反射要素は、同じ軸の周りに回転するよう構成されてもよい。例えば、瞳面の同じ象限の隣接する照明箇所に関連する主反射要素は、同じ軸の周りで回転するよう構成されてもよい。説明されている例では、第1および第2主反射要素22a、22bは第1軸AAの周りで回転するよう構成され、第3および第4主反射要素22c、22dは第2軸BBの周りで回転するよう構成される。第1軸AAはQ1のx軸に対して56.25°をなすよう設けられ、第2軸BBはQ1のx軸に対して33.75°をなすよう設けられる。図7の面には第1および第2軸AA、BBが示されているが、これは説明の容易化のみを目的とする。それらの軸は主反射要素22a−dの面に存在するであろう。
追加的にまたは代替的に、瞳面の対向する象限において対応する照明箇所に関連する主反射要素は同じ軸の周りで回転するよう構成されてもよい。例えば、第1象限Q1に関連する主反射要素22a、bおよび第3象限に関連する対応する主反射要素は第1軸AAの周りで回転するよう構成されてもよい。同様に、第1象限Q1に関連する主反射要素22c、dおよび第3象限に関連する対応する主反射要素は第2軸BBの周りで回転するよう構成されてもよい。
第2象限に関連する主反射要素および第4象限に関連する主反射要素は第3軸(例えば、x軸に対して123.75°をなすよう設けられた軸)の周りで回転してもよい。加えて、第2象限に関連する主反射要素および第4象限に関連する主反射要素は第4軸(例えば、x軸に対して146.25°をなすよう設けられた軸)の周りで回転してもよい。これらの象限のいずれも図7に示されていない。
主反射要素は、同じ軸の周りで同じ向きまたは反対の向きに回転するよう構成されてもよい。
主反射要素が一緒に同じ軸の周りで同じ向きに回転するようグループ化されている場合、主反射要素を第1向きと第2向きとの間で動かすよう構成されたアクチュエータは単純化されうる。例えば、同じ軸の周りで回転するようグループ化された主反射要素に関連するアクチュエータは、それらの主反射要素を一斉に動かすよう構成されてもよい。したがって、4つの回転軸が存在する実施の形態では、4つのアクチュエータが存在する。
図8は、5つの異なる照明モードが、説明された装置を使用して(すなわち16の主反射要素および4つの回転軸を使用して)、照明システムの瞳面においてどのように形成されうるかを示す。照明モードは以下の通りである:環状照明モード(図8a)、ダイポールx照明モード(図8b)、ダイポールy照明モード(図8c)、クエーサー照明モード(図8d)、cクアッド照明モード(図8e)。
図8aに示されるような環状照明モードを生成するために、第1象限に関連する主反射要素22a−dは、照明箇所24b、24d、24a’、24c’が照らされるように方向付けられる。これは、第1主反射要素22aを第1軸AAの周りで第2向きへ回転させ、第2主反射要素22bを第1軸AAの周りで第1向きへ回転させ、第3主反射要素22cを第2軸BBの周りで第2向きへ回転させ、第4主反射要素22dを第2軸BBの周りで第1向きへ回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図8b(図6bも参照)に示されるようなダイポールx照明モードを生成するために、第1象限に関連する主反射要素は、照明箇所24b’、24a’24d’、24c’が照らされるように方向付けられる。これは、第1主反射要素22aを第1軸AAの周りで第2向きへ回転させ、第2主反射要素22bを第1軸AAの周りで第2向きへ回転させ、第3主反射要素22cを第2軸BBの周りで第2向きへ回転させ、第4主反射要素22dを第2軸BBの周りで第2向きへ回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図8c(図5bも参照)に示されるようなダイポールy照明モードを生成するために、第1象限に関連する主反射要素は、照明箇所24a、24b、24c、24dが照らされるように方向付けられる。これは、第1主反射要素22aを第1軸AAの周りで第1向きへ回転させ、第2主反射要素22bを第1軸AAの周りで第1向きへ回転させ、第3主反射要素22cを第2軸BBの周りで第1向きへ回転させ、第4主反射要素22dを第2軸BBの周りで第1向きへ回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図8dに示されるようなクエーサー照明モードを生成するために、第1象限に関連する主反射要素は、照明箇所24c、24d、24b’、24a’が照らされるように方向付けられる。これは、第1主反射要素22aを第1軸AAの周りで第2向きへ回転させ、第2主反射要素22bを第1軸AAの周りで第2向きへ回転させ、第3主反射要素22cを第2軸BBの周りで第1向きへ回転させ、第4主反射要素22dを第2軸BBの周りで第1向きへ回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図8eに示されるようなcクアッド照明モードを生成するために、第1象限に関連する主反射要素は、照明箇所24a、24b、24d’、24c’が照らされるように方向付けられる。これは、第1主反射要素22aを第1軸AAの周りで第1向きへ回転させ、第2主反射要素22bを第1軸AAの周りで第1向きへ回転させ、第3主反射要素22cを第2軸BBの周りで第2向きへ回転させ、第4主反射要素22dを第2軸BBの周りで第2向きへ回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図8に示される照明モードの上記説明では、第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は第1象限のそれと同様に方向付けられることは言及された。以下にこれがどのようになされるかが説明される。図8から、ダイポール、クエーサーおよびcクアッドモードはxおよびy軸について対称であることが分かる。しかしながら、図8aの環状モードはx軸、y軸のいずれについても対称ではない。環状モードは(90°またはその倍数の回転について)回転対称である。
照明モードが同じ対称性を共有しないという事実により、照明箇所の位置に対して制限が課される。その制限とは、照明箇所の各対は照明箇所の関連する対を有しており、その2つの対は象限を二等分する線SS(図7参照)について対称となっていることである。例えば、照明箇所24a、a’の第1対は、照明箇所24c、c’の第3対に関連する。これら2つの対は線SSについて対称となっている。照明箇所24b、b’の第2対は、照明箇所24d、d’の第4対に関連する。これら2つの対もまた線SSについて対称となっている。他の象限に対しても同じ制限が課される。
第2象限は第1象限の鏡像である。第3および第4象限は第1および第2象限の鏡像である。照明箇所をこのように配置することにより、図8に示される全ての照明モードを得ることが可能となる。図8b−dに示される照明モードのいずれかが生成されるとき、各象限の対応する主反射要素の向きは同じである。図8aの環状モードが生成されるとき、第1および第3象限の主反射要素の向きは、第2および第4象限の主反射要素に適用される向きと反対である。
ある実施の形態では、放射サブビームによって照らされる照明箇所は例えばディスクおよびリングとして提供されてもよい(または2つのリングとして提供されてもよい)。リングはディスクに隣接して設けられる。図9は、照明箇所のこの配置での瞳面の第1象限Q1を示す。象限Q1には24の照明箇所A1、A2〜L1、L2が存在する(瞳面全体では96の照明箇所となる)。12の主反射要素A〜L(不図示)は、象限Q1の関連する24の照明箇所を照らすよう構成される(48の主反射要素が全ての照明箇所を照らすよう構成される)。
各照明箇所に複数の二次反射要素が設けられてもよい。各照明箇所に、例えば10から20の間の二次反射要素が設けられてもよい。この場合、主反射要素の数はそれにしたがって増減する。例えば、所与の照明箇所に10の二次反射要素が存在する場合、その照明箇所へ放射を導くよう構成された10の主反射要素が存在する(各主反射要素は放射を異なる二次反射要素に導くよう構成される)。本説明では、「主反射要素」という用語が使用される場合、これは一斉に動くよう構成された複数の主反射要素を包含してもよい。
照明箇所は、内側照明箇所グループと外側照明箇所グループとに分類されてもよい。内側照明箇所グループの照明箇所は、関連する主反射要素が第1向きにあるときに照らされる。外側照明箇所グループの照明箇所は、関連する主反射要素が第2向きにあるときに照らされる。
内側照明箇所グループは内側半径範囲σinnerおよび外側半径範囲σを有する。外側照明箇所グループは内側半径範囲σおよび外側半径範囲σを有する。
照明箇所の瞳面に亘る相対表面積は
Figure 2012531759
になる。したがって、エタンデュ比X(すなわち、相対的に使用されている瞳面面積の逆数)は、
Figure 2012531759
となる。
各主反射要素は、同じ象限(例えば、Q1)の異なる部分から選択された2つの照明箇所を個々に照明するよう構成される。より具体的には、各主反射要素は、第1向きと第2向きとの間で動くよう構成される。主反射要素が第1向きを向いているとき、放射サブビームは内側照明箇所グループの第1関連照明箇所に導かれる。主反射要素が第2向きを向いているとき、放射サブビームは外側照明箇所グループの第2関連照明箇所に導かれる(両方の箇所は同じ象限にある)。
図3および図9を参照すると、主反射要素22aは第1向きを向いている場合に第1関連照明箇所A1を照らし、第2向きを向いている場合に第2関連照明箇所A2を照らすよう構成されてもよい。異なる主反射要素22bは、第1向きを向いている場合に第1関連照明箇所B1を照らし、第2向きを向いている場合に第2関連照明箇所B2を照らすよう構成されてもよい。他の主反射要素も同様に構成されてもよい。
照明箇所の位置に対して制限が課される。その制限とは、照明箇所の各対は照明箇所の関連する対を有しており、その2つの対は象限を二等分する線SSについて対称となっていることである。例えば、照明箇所A1、A2の第1対は、照明箇所G1、G2の第7対に関連する。これら2つの対は線SSについて対称となっている。第2の例では、照明箇所B1、B2の第2対は、照明箇所H1、H2の第4対に関連する。これら2つの対もまた線SSについて対称となっている。照明箇所の他の対に対しても同じ制限が課される。さらに、他の象限に対しても同じ制限が課される。
照明箇所および関連する主反射領域の構成は、瞳面の各象限について同じであってもよい。例えば、第2象限は第1象限の鏡像であってもよい。第3および第4象限は第1および第2象限の鏡像であってもよい。
各主反射要素を所定の軸の周りで回転させることによってその主反射要素を第1向きと第2向きとの間で動かしてもよい。回転はひとつ以上のエンドストップによって制限されてもよい。外側照明グループの照明箇所および内側照明グループの照明箇所を照らすために、軸は照明システムの光軸を通過しなくてもよい。
図3および図9を参照すると、第1主反射要素22aは第1関連照明箇所A1、A2を照らし、第1軸AAの周りで回転してもよい。第2主反射要素22bは第2関連照明箇所L1、L2を照らし、第2軸BBの周りで回転してもよい。他の主反射要素は他の軸(不図示)の周りで回転してもよい。第1象限Q1には全部で12の回転軸が存在する。第3象限の回転軸は第1象限の回転軸と平行である。第2象限には12の回転軸が存在し、これらの回転軸は第4象限の回転軸と平行である。したがって、全部で24の回転軸が存在する。
瞳面の対向する象限において対応する照明箇所に関連する主反射要素は同じ軸の周りで回転するよう構成されてもよい。図9に示される例では、例えば全部で12の回転軸が存在してもよい。これは、Q1およびQ3に亘って延びる6つの軸とQ2およびQ4に亘って延びる6つの軸とを含む。
主反射要素は7つの異なる照明モードを生成するために使用されてもよい。図10に照明モードが示される。照明モードは、通常(ディスク)モード、環状モード、第2ディスクモード、ダイポールモードおよび四極モードである。
図10aに示されるような通常(ディスク)モードを生成するために、象限Q1に関連する主反射要素は、照明箇所A1〜L1が照らされるように方向付けられる。これは、全ての主反射要素をその軸の周りで第1向きへと回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。内側半径範囲σinnerがゼロでなく代わりに有限値である場合、このモードは通常(ディスク)モードではなくむしろ環状モードとなるであろう。
図10bに示されるような環状照明モードを生成するために、象限Q1に関連する主反射要素は、照明箇所A2〜L2が照らされるように方向付けられる。これは、全ての主反射要素をその軸の周りで第2向きへと回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図10cに示されるような第2ディスク照明モードを生成するために、象限Q1に関連する主反射要素は、照明箇所A2、B1、C2、D1、E2、F1、G2、H1、I2、J1、K2およびL1が照らされるように方向付けられる。これは、照明箇所A、C、E、G、IおよびKに関連する主反射要素をその軸の周りで第2向きへと回転させ、照明箇所B、D、F、H、JおよびLに関連する主反射要素をその軸の周りで第1向きへと回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図10dに示されるようなyダイポールモード照明モードを生成するために、象限Q1に関連する主反射要素は、照明箇所A2〜F2およびG1〜L1が照らされるように方向付けられる。これは、照明箇所A〜Fに関連する主反射要素をその軸の周りで第2向きへと回転させ、照明箇所G〜Lに関連する主反射要素をその軸の周りで第1向きへと回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図10eに示されるようなxダイポール照明モードを生成するために、象限Q1に関連する主反射要素は、照明箇所A1〜F1およびG2〜L2が照らされるように方向付けられる。これは、照明箇所A〜Fに関連する主反射要素をその軸の周りで第1向きへと回転させ、照明箇所G〜Lに関連する主反射要素をその軸の周りで第2向きへと回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図10fに示されるような四極照明モードを生成するために、象限Q1に関連する主反射要素は、照明箇所D1〜I1、J2〜L2およびA2〜C2が照らされるように方向付けられる。これは、照明箇所D〜Iに関連する主反射要素をその軸の周りで第1向きへと回転させ、照明箇所J〜LおよびA〜Cに関連する主反射要素をその軸の周りで第2向きへと回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
図10gに示されるような代替的な四極照明モードを生成するために、象限Q1に関連する主反射要素は、照明箇所A1〜C1、G2〜I2、J1〜L1およびD2〜F2が照らされるように方向付けられる。これは、照明箇所A〜CおよびJ〜Lに関連する主反射要素をその軸の周りで第1向きへと回転させ、照明箇所G〜IおよびD〜Fに関連する主反射要素をその軸の周りで第2向きへと回転させることにより達成される。第2、第3および第4象限の照明箇所に関連する主反射要素は同様に方向付けられる。
瞳面において他の所望の照明モードを生成するために主反射要素を方向付けてもよい。
図11は、8のマウンティングの斜視図である。8のマウンティングのそれぞれは異なる主反射要素(以下、ミラーと称す)を保持する。より明確とするために、第1ミラー22aおよび第1マウンティング40にのみ符号が付される。
図12には、マウンティング40のひとつが拡大された形で示される。マウンティングの構造を見えるようにするために、マウンティングの部分は半透明に示される。マウンティング40は、スリーブ42内に含まれたロッド41を含む。ある実施の形態では、ロッド41の断面は円柱形であり、ロッド41は最上端41aから最下端41bに向けてテーパしている。ロッド41の最上端41aには(円形の)プラットフォーム43が設けられる。
図11では半透明化されていないので、スリーブ42は図11においてより明確に示されうる。スリーブ42は(環状の)最上端42aおよび(環状の)最下端42bを有する。スリーブ42の最上端42aと最下端42bとの間に、2つの弾性柔軟部51、44が設けられる。弾性柔軟部51、44は、スリーブの中間(環状)部42cによって分離される。以下、弾性柔軟部51、44を第1弾性柔軟部51および第2弾性柔軟部44と称す。
第1弾性柔軟部51は2つの剛体中間セクション45a、45bを含む。これらの剛体中間セクション45a、45bは、スリーブの最上端42aとスリーブの中間部42cとの間に接続される。剛体中間セクション45a、bのそれぞれの上端は、弾性接続部46a、b(以下、最上弾性接続部46a、bと称す)によってスリーブの最上端42aと接続される。剛体中間セクションのそれぞれの下端は、弾性接続部47a、b(以下、最下弾性接続部47a、bと称す)によってスリーブの中間部42cと接続される。剛体中間セクション45a、bは、剛体中間セクションの上端同士が剛体中間セクションの下端同士よりも近くなるように、内向きに角度がつけられている。
第2弾性柔軟部44は第1弾性柔軟部51と同じ構造を有する。第2弾性柔軟部44は第1弾性柔軟部51に対して、スリーブ42の中心軸の周りで90度回転している。その結果、第1および第2弾性柔軟部51、44は互いに横となる関係にある。
第2弾性柔軟部44は2つの剛体中間セクション48a、bを含む。これらの剛体中間セクション48a、bは、スリーブの最下端42bとスリーブの中間部42cとの間に弾性的に接続される。剛体中間セクション48a、bのそれぞれの上端は、弾性接続部49a、b(以下、最上弾性接続部49a、bと称す)によって中間部42cと接続される。剛体中間セクション48a、bのそれぞれの下端は、弾性接続部50a、b(以下、最下弾性接続部50a、bと称す)によってスリーブの最下端42bと接続される。剛体中間セクション48a、bは、剛体中間セクションの上端同士が剛体中間セクションの下端同士よりも近くなるように、内向きに角度がつけられている。
説明における「上」および「下」という用語の使用は、単に図の説明を助けるためのものであり、マウンティング40やミラー22aや他の要素の向きに対するいかなる限定をも意図するものではない。図3を参照すると、ミラー22aの反射面は下を向いていることが分かる。この場合、マウンティング40は実質的にひっくり返されるであろう。
スリーブの最下端42bは基板(不図示)に固定されてもよい。
スリーブ42は金属(または合金)から形成されてもよい。上述のスリーブの種々の特徴は、円柱からスタートし、そのような特徴が形成されるようにその円柱から材料を除去することによって形成されうる。材料は例えばワイヤ放電を使用して除去されてもよい。
弾性接続部46、47、49、50はスリーブの一部を含み、その一部では、スリーブ材料はそれが曲がるのに十分なほど薄い。弾性接続部は直線的である。直線的接続部は対(例えば46a、b)で設けられ、その対は互いに実質的に平行に走る。このような構成により、ロッド41が移動するとき弾性接続部は曲がることができる。弾性接続部は、ある程度の復元力を提供し、したがってロッド41に力が加えられないときに元の向きに戻るのに十分なほど厚い。
第2弾性柔軟部44の弾性接続部は、第1弾性柔軟部51の弾性接続部よりも厚い。その結果、第2弾性柔軟部44は第1弾性柔軟部51よりも柔軟性に劣る。
第1弾性柔軟部51は2以上の剛体中間セクションおよび関連する弾性接続部を有してもよい。例えば、4以上の剛体中間セクションおよび関連する弾性接続部が提供されてもよい。同じことが第2弾性柔軟部44にも当てはまる。
ロッド41の第1弾性柔軟部51における断面寸法(例えば直径)は、最上弾性接続部46a、b間の距離よりも大きい。このため、最上弾性接続部46a、bの一部はロッド41を収容するため切り取られる。ロッド41の断面寸法は剛体中間セクション45a、bの間の距離よりも大きい。このため、剛体中間セクション45a、bの一部はロッド41を収容するため切り取られる。第2弾性柔軟部44の最上弾性接続部49a、bは同様の理由で部分的に切り取られる。
スリーブ42の両側に2つのバイメタルストリップ60a、b(図12参照)が設けられる。図12において右側のバイメタルストリップは部分的に隠されているので、左側のバイメタルストリップが説明される。バイメタルストリップ60aは、スリーブ42の中間点からスリーブの最下端に隣接する位置まで延びる屈曲部61を有する。バイメタルストリップはさらに接続部62を有する。接続部62は屈曲部61と接続される。接続部62はスリーブ42の途中位置からスリーブの外側に沿って下向きに延びる。接続部62および屈曲部61は、自身に重なるよう曲げられた細長いU字形状に形成される。その結果、接続部62は第1アーム63aおよび第2アーム63bを有する。アーム63a、bのそれぞれは開口64a、bを備える。開口64a、bのそれぞれは、ワイヤ(不図示)または他の電気コネクタを受けるよう構成される。バイメタルストリップ60aは、互いに重ね合わされた2つの金属から形成される。2つの金属は異なる熱膨張係数を有するので、バイメタルストリップを熱するとバイメタルストリップは曲がる。
使用中、第1バイメタルストリップ60aを通じて電流が流れ、それによってバイメタルストリップが熱せられる。これにより、バイメタルストリップの屈曲部61が内向き(すなわち、ロッド41に向けて)に曲がる。屈曲部61はロッド41を押し、ロッドの最下端41bは第1位置70a(円形の線により示される)に移動する。第1弾性柔軟部51の弾性接続部46a、b、47a、bは曲がり、それによって最上端42aおよびプラットフォーム43の回転が可能となる。プラットフォーム43は、図12の底部に示されている軸71に平行な軸の周りで回転する。図11を参照すると、ミラー22aはプラットフォーム43と接続されているので、ミラーもまた軸71に平行な軸の周りで回転する。再度図12を参照すると、ロッド41は、それがワッシャー52a、bに押しつけられるまで移動する。ワッシャー52a、bは、ロッド41の動きを制限するエンドストップとして機能する。
第1バイメタルストリップ60aの上述の動作によりミラー22aは第1向きへと回転する(ミラー22aの第1および第2向きは上で詳述されている)。第2バイメタルストリップは、ミラー22aを第2向きへ回転させるために使用されてもよい。第1バイメタルストリップ60aへの電流の供給が停止され、それにより第1バイメタルストリップは冷やされその元の向きに戻ることが可能となる。第2バイメタルストリップ60bを通じて電流が流れる。第2バイメタルストリップ60bの屈曲部はロッド41を押し、ロッドの最下端41bは第2位置70b(円形の線により示される)に移動する。第1弾性柔軟部51の弾性接続部46a、b、47a、bは曲がり、それによって最上端42aおよびプラットフォーム43の回転が可能となる。プラットフォーム43は、軸71に平行な軸の周りで回転する。ロッド41は、それがワッシャー52c、dに押しつけられるまで移動する。ワッシャー52c、dは、ロッド41の動きを制限するエンドストップとして機能する。ロッド41の第2位置への移動により、ミラー22aは第2向きへ回転する。
バイメタルストリップ60a、bは、ロッド41の動きを介して、ミラー22aを第1向きと第2向きとの間で駆動するための、シンプルで頑丈なアクチュエータを提供する。他のアクチュエータが使用されてもよい。ロッド41の移動方向は線72によって示される。
上の説明は、ロッド41が動くとき、第1弾性柔軟部51の弾性接続部46a、b、47a、bが曲がることに関する。このことは、ロッド41の移動方向72が第1弾性柔軟部51の弾性接続部46a、b、47a、bの向きと正確に直交する場合に生じる。しかしながら、ロッド41の移動方向はこれとは異なってもよい。この場合、ロッド41が動くとき、第2弾性柔軟部44の弾性接続部49a、b、50a、bは曲がるであろう。第2弾性柔軟部44の弾性接続部49a、b、50a、bに必要な曲がり量は、第1弾性柔軟部51の弾性接続部46a、b、47a、bに必要な曲がり量よりも少ない。このため、第2弾性柔軟部44の弾性接続部49a、b、50a、bは、第1弾性柔軟部51の弾性接続部46a、b、47a、bよりも柔軟性に劣る。
図9に関して上述されたように、異なるミラーを異なる軸の周りで回転させることが望ましい。図13に関連して説明されるように、マウンティング40は、異なる選択された軸の周りでの回転が達成されることを可能とする。図13は下から見たマウンティング40を示す。ロッド41の最下端およびスリーブ42の最下端を見ることができる。4つのワッシャー52a−dはボルト53によってその位置に保持されている。一方のバイメタルストリップ60aが示されている(他方のバイメタルストリップは示されていない)。ロッド41の移動方向は線72によって示され、ミラー22aの対応する回転軸は線71によって示される。
粗いレベルでは、ロッド41の移動方向72は、第1弾性柔軟部51の弾性接続部46、47の向きによって決定される。これは、第1弾性柔軟部51の弾性接続部46、47は第2弾性柔軟部44の弾性接続部49、50よりも柔軟性に富み、ロッド41はそれにしたがって動こうとするからである。精緻なレベルでは、ロッド41の動きの終点を決めるのはワッシャーである(ワッシャーはエンドストップとして機能する)から、移動方向はワッシャー52a−dの位置によって決定される。
ロッド41の所望の移動方向を得るため、したがってミラー22aの所望の回転軸を得るため、ミラー22aをマウンティング40に取り付ける前に、マウンティング40には適切な向きが与えられる。マウンティングを保持する基板(不図示)にマウンティングを取り付けることによって、マウンティング40の向きが固定される。マウンティングの向きは、粗いレベルにおいて、ロッド41の移動方向を決定する。ミラー22aがマウンティング40に取り付けられてしまうと、ワッシャー52a−dのひとつ以上の位置を変えることによってロッドの移動方向の微調整を行うことができる。
各ワッシャー52a−dはボルト53を使用してマウンティングに固定される。ボルト53はワッシャーのアパーチャを通過しスリーブ42に入る。各ワッシャーのアパーチャはワッシャーの中心とは同軸ではなく、代わりに中心からオフセットしている。アパーチャはオフセットしているので、ワッシャー52a−dを回転させることにより、ワッシャーのエッジをロッド41に近づけたり離したりすることができる。したがって、ワッシャーの向きを調整することで、ロッド41の第1位置70aや第2位置70bの場所を調整することができる。これにより、ワッシャー52a−dはロッド41の移動方向の微調整を提供する(移動方向は、第1ロッド位置70aと第2ロッド位置70bとを結ぶ直線と見なされてもよい)。
図11に見られるように、マウンティング40はミラー22aよりも幅が広い。マウンティング40は例えば10mmより大きい幅を有してもよく、また20mmよりも小さい幅を有してもよい。マウンティングは16mmの幅を有してもよい。対して、ミラーは例えば10mmより小さい幅を有してもよく、また例えば5mmよりも小さい幅を有してもよい。ミラー22aよりも幅が広いマウンティング40を提供することは、マウンティングがミラーと同じ幅を有する場合よりも高いロバスト性を提供できるという利点を有する。加えて、マウンティング40はミラー22aから熱をより効率的に伝達して除去することができるであろう。マウンティング40は高度な機械的安定性および熱的安定性を提供しうる。
ミラーを互いに隣接して配置することを可能とするために、マウンティング40はミラーの下に分散される。図14は8のミラー22a−hおよび8の関連するマウンティング40a−hを下から見た図である。マウンティング40a−hのそれぞれはそれに関連するミラーと、ミラー22a−hに沿った異なる位置で接続されていることが示されている。各ロッド41の移動方向は長い矢印で示され、各ミラーの回転軸は短い矢印で示される。
図14には4つの回転軸A−Dが示される。2つの回転軸A、Bは、ミラーを横切るように走る軸(ここではy軸として示されている)により近い。2つの回転軸C、Dは直交軸(ここではx軸として示されている)により近い。図14および図15における直交座標の使用は、図の説明を助けるためのものであり、ミラー22a−hやマウンティング40a−hの向きを制限するよう意図されたものではない。
y軸により近い回転軸A、Bを提供するマウンティング40b、c、g、fは、ミラー22b、c、g、fの中心のより近くに配置される。x軸により近い回転軸C、Dを提供するマウンティング40a、d、e、hは、ミラー22a、d、e、hの中心からより離れた位置に配置される。マウンティング40a−hをこれらの位置に設けることは、ミラーにより生じる陰影に関して有利な効果を有する。
図15は、2対のミラー122a−dを上から見た模式図である。説明を容易とするために、また、幾何的解析を容易とするために、ミラーは曲がったものではなくむしろ矩形のものとして示される。まず図15の左側を参照すると、左側ミラー122aは回転軸Eの周りで回転する。回転軸Eはミラーを横切るよう(ここではy方向として示される)に延び、ミラーの一端側に配置される。右側ミラー122bは固定である。ミラー122aは、ミラーの上部が図の紙面に向かう向きに動き、ミラーの下部が図の紙面から出て行く向きに動くよう、回転することができる。図の紙面から出て延びる法線の左側(yの負の向き)に10度の角度をなす方向から、放射がミラー122a、bに入射しうる。この状況では、左側ミラー122aは右側ミラー122b上に影123を投じるこれは望ましくない。影はリソグラフィ装置のパターニングデバイスに形成される露光領域の一様性を低減するからである。
図15の右側を参照すると、回転軸Fはミラー122cを横切るように延びるが、ミラーの中心に配置される。ミラー122cの回転は、右側ミラー122d上により小さい影124を生じさせる。
図15の左側に示されるミラーは矩形であり、種々の寸法符号を含む。影の幅Wを決めるために幾何学を使用してもよい。
Figure 2012531759
ここで、jはミラーの回転角であり、Lはミラーの長さであり、Rは回転軸とミラーの中心との距離であり、θは法線に対する入射放射の角度であり(yの負の向きから来る放射)、Dはミラー間の離間距離である。
影の長さLを決めるために幾何学を使用してもよい。
Figure 2012531759
式1と式2とを組み合わせることにより、影の面積Aを決めることができる。
Figure 2012531759
最大の影領域は、R=L/2およびD=0のとき得られる。これは、式3の右側の式を生む。
図15の右側の影領域124は、R=0のとき、式3から直接導かれる。
Figure 2012531759
上記の式は、ミラー間の距離Dが小さいとき、回転軸をミラーの中心から端へと動かすことにより、影領域のサイズが係数4で増大することを示す。
ミラーに影が生じる度合いを最小化するために、ミラーの横断方向に近い軸の周りで回転するミラーは、ミラーの中心の近くに配置されるマウンティングに保持される。ミラーを横切るのからは遠い軸の周りで回転するミラーは、ミラーの中心からより離れて配置されるマウンティングに保持される。このような構成の一例は図14に示されており、上でさらに説明されている。
説明された実施の形態は、16の主反射要素または48の主反射要素について言及したが、任意の適切な数の主反射要素が使用されてもよい。同様に、任意の適切な数の二次反射要素が使用されてもよい。主反射要素の数の2倍の数の二次反射要素が存在してもよい。
上記説明は反射型の照明システム(例えば、EUVリソグラフィ装置の一部を含む)について言及した。しかしながら、本発明の実施の形態は、屈折要素を含む照明システムに提供されてもよい。例えば、本発明の実施の形態はDUVリソグラフィ装置に提供されてもよい。反射光学素子に代えてまたは加えて、屈折光学素子が照明システムの瞳面に提供されてもよい。
本発明の説明された実施の形態はリソグラフィ装置の照明システムに関するものであるが、本発明の実施の形態はリソグラフィ装置の任意の適切な位置に提供されてもよい。
反射要素のアレイはリソグラフィ装置の文脈の中で説明されたが、そのアレイは他の装置に設けられてもよい。
本発明の具体的な実施の形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。説明は本発明を限定することを意図するものではない。
本発明の特徴は本発明の全ての態様に適用可能であり、任意の組み合わせで使用可能である。

Claims (13)

  1. 反射要素のアレイであって、反射要素の少なくともひとつはマウンティングに取り付けられており、そのマウンティングは少なくとも部分的にスリーブ内に位置するロッドを含み、
    ロッドの第1端はスリーブの第1端に固定され、ロッドの第2端は可動とされ、
    スリーブは、ロッドの第2端の動きが生じることを許すために曲がるよう構成された第1弾性柔軟部を含み、
    反射要素は、スリーブが曲がることで反射要素が回転するようにスリーブの第1端に取り付けられる、アレイ。
  2. スリーブは、ロッドの動きが生じることを許すために曲がるよう構成された第2弾性柔軟部を含む、請求項1に記載のアレイ。
  3. 第1弾性柔軟部は第1向きに曲がるよう構成され、第2弾性柔軟部は第2向きに曲がるよう構成され、第1および第2向きは実質的に交差する、請求項2に記載のアレイ。
  4. 第1弾性柔軟部は少なくとも2つの剛体部を含み、少なくとも2つの剛体部は両端で弾性接続部によってスリーブの他の部分と接続される、請求項1から3のいずれかに記載のアレイ。
  5. 第1弾性柔軟部は少なくとも4つの剛体部を含み、少なくとも4つの剛体部は両端で弾性接続部によってスリーブの他の部分と接続される、請求項4に記載のアレイ。
  6. 少なくともひとつの弾性接続部は、曲げが生じることを許すのに十分なほど薄いスリーブの直線的延在部を含む、請求項4または5に記載のアレイ。
  7. 剛体部の少なくともひとつは、スリーブの中心軸に対してある角度をなすよう方向付けられている、請求項4から6のいずれかに記載のアレイ。
  8. スリーブは略円筒形である、請求項1から7のいずれかに記載のアレイ。
  9. マウンティングは調整可能なエンドストップを備え、エンドストップはロッドの移動方向の調整を可能とするよう構成される、請求項1から8のいずれかに記載のアレイ。
  10. エンドストップは、ロッドの動きを制限することによって、反射要素の第1向きおよび第2向きを規定する、請求項9に記載のアレイ。
  11. マウンティングの幅は、マウンティングに取り付けられている反射要素の幅よりも大きい、請求項1から10のいずれかに記載のアレイ。
  12. 各反射要素はひとつのマウンティングに取り付けられ、
    第1マウンティングは第1反射要素が第1軸の周りに回転することができるよう構成され、
    第2マウンティングは第2反射要素が第2軸の周りに回転することができるよう構成され、
    向きについて、第1軸は第2軸よりも反射要素を横切るように走る軸に近く、
    第1マウンティングから第1反射要素の中心までの距離は、第2マウンティングから第2反射要素の中心までの距離よりも大きい、請求項1から11のいずれかに記載のアレイ。
  13. 請求項1から12のいずれかに記載のアレイを備えるリソグラフィ装置。
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