JP4302526B2 - ホモジナイザ - Google Patents

Description

本発明は概して、空間的に可干渉性の放射線ビームの空間的輝度分布の均質化に関する。

一般的な光源では、光源から放出される光が通常は光学的に可干渉性が低く、したがって複数の波面を重ね合わせることにより、目標面で光の輝度が非常に均一な輪郭が獲得される。光学リソグラフィまたは測定学では、エキシマ・レーザが往々にして光源として使用され、通常はレーザからの放射線出力が放射線ビーム・スクランブル照明装置を通過し、特定の区域、例えばＳＬＭ区域にわたり光の輝度を均一に分布させる。異なるレーザ源は異なる可干渉性長さを有する。問題は、放射線ビームの可干渉性部分が、目標上に干渉パターンを引き起こすことがあることである。

したがって、空間的に可干渉性の放射線ビームの空間的輝度分布を均質化する装置で、放射線ビームの干渉パターンに関する上記の問題を克服する、または少なくとも軽減する装置を提供することが、本発明の目的である。

特にこの目的は、本発明の第一態様によると、電磁放射線源と、前記電磁放射線を受けるよう配置され、前記電磁放射線ビームを空間的に分離された無数のビームレットに偏向する第一アレイ（２０）の偏向要素（２５）と、前記第一レンズアレイから偏向した前記ビームレットを受け、前記空間的に分離したビームレットを目標面（４０）で重ね合わせるように構成された第二アレイ（３０）の偏向要素（３５）とを備え、それによって均質化した空間輝度分布を有する放射線ビームが形成される装置によって達成される。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイ（２０）中で隣接する偏向要素（２５）からの前記ビームレットは、前記第二アレイ（３０）中の隣接しない偏向要素（３５）に当たる。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイ（２０）にある偏向要素（２５）の少なくとも１つが、少なくとも１つのプリズムを備える。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイ（２０）にある偏向要素（２５）の少なくとも１つが、少なくとも１つの格子を備える。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイ（２０）にある偏向要素（２５）の少なくとも１つが、少なくとも１つのフレネル・レンズを備える。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイの隣接要素から偏向した前記少なくとも２つのビームレットが、前記第一アレイ（２０）と第二アレイ（３０）間で平行でなく透過する。

本発明による別の実施形態では、前記平行でないビームレットが、空間中の異なる面に配置される。

本発明による別の実施形態では、少なくとも１つのアレイ（２０、３０）が透過性である。

本発明による別の実施形態では、少なくとも１つのアレイ（２０、３０）が反射性である。

本発明による別の実施形態では、前記第一および第二アレイ（２０、３０）の照明区域の形状が異なる。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイ（２０）の少なくとも１つの偏向要素（２５）が、前記第二アレイ（３０）の少なくとも１つの偏向要素（３５）とは異なる形状を有する。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイおよび前記第二アレイにある偏向要素の配置構成パターンが異なる。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である。

本発明による別の実施形態では、前記第二アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である。

本発明による別の実施形態では、前記第一アレイおよび前記第二アレイの少なくとも一方が回転可能である。

本発明による別の実施形態では、前記偏向要素が集束力を備える。

本発明による別の実施形態では、集束力は、前記第一アレイと前記第二アレイ間および／または前記第二アレイと前記目標面間に配置された別個のレンズ構成によって達成される。

本発明のさらなる目的は、空間的に可干渉性の放射線ビームの空間輝度分布を均質化する方法で、放射線ビームの干渉パターンに関する上記の問題を克服するか、少なくとも軽減する方法を提供することである。

本発明の第二態様によると、電磁放射線のビームを均質化する方法で、前記電磁放射線ビームを偏向要素の第一アレイに当てる動作と、前記電磁放射線ビームを、前記第一アレイの偏向要素によって空間的に分離した無数のビームレットに偏向する動作と、前記偏向ビームレットを第二アレイの偏向要素に当てる動作と、第二アレイの偏向要素から来る前記ビームレットを目標面で重ね合わせる動作とを含み、それによって均質化した空間輝度分布を有する放射線ビームが形成される方法が提供される。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイにある少なくとも２つの隣接する偏向要素からの空間的に分離したビームレットが、前記第二アレイにある隣接しない偏向要素に当たる。

本発明の別の実施形態では、前記第一および／または前記第二アレイにある偏向要素の少なくとも１つが、少なくとも１つのプリズムを備える。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイおよび／または第二アレイにある偏向要素の少なくとも１つが、少なくとも１つの格子を備える。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイおよび／または第二アレイにある偏向要素の少なくとも１つが、少なくとも１つのフレネル・レンズを備える。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイの隣接要素からの少なくとも２つのビームレットが、前記第一と第二アレイ間で平行でなく透過する。

本発明の別の実施形態では、前記平行でないビームレットが、空間中の異なる面に配置される。

本発明の別の実施形態では、少なくとも１つのアレイが透過性である。

本発明の別の実施形態では、少なくとも１つのアレイが反射性である。

本発明の別の実施形態では、前記第一および第二アレイの照明区域の形状が異なる。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイの少なくとも１つの偏向要素が、前記第二アレイの少なくとも１つの偏向要素とは異なる形状を有する。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイおよび前記第二アレイにある偏向要素の配置構成パターンが異なる。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である。

本発明の別の実施形態では、前記第二アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である。

本発明の別の実施形態では、前記第一アレイおよび前記第二アレイの少なくとも一方が回転可能である。

本発明の別の実施形態では、前記偏向要素が集束力を備える。

本発明の別の実施形態では、集束力は、前記第一アレイと前記第二アレイ間および／または前記第二アレイと前記目標面間に配置された別個のレンズ構成によって達成される。

本発明の他の態様は、詳細な説明、図面および請求の範囲に反映されている。

以下の詳細な説明は、図面を参照して行う。好ましい実施形態は、本発明を例示するために説明するものであり、その範囲を制限するものではなく、本発明は請求の範囲によって定義される。当業者は、以下の説明に関して多様な等価の変形態様を認識しうるものである。

図１は、本発明による空間的に可干渉性の放射線ビームを均質化する装置の第一実施形態の概略斜視図を示す。前記装置は、第一アレイ２０の偏向要素２５および第二アレイ３０の偏向要素３５を備える。

空間的に可干渉性の放射線ビームは、放射線源から生成することができ、これは通常、例えば３ｍｍ×６ｍｍなどの長方形断面の広帯域レーザ・ビームを生成するエキシマ・レーザである。

図１では、１０で指示する前記放射線ビームが、放射線源（図示せず）から生成された円形の形状を有する。前記放射線ビームは、フレネル・レンズ、格子構造またはプリズムなど、前記第一アレイ２０の偏向要素２５に入射する。前記偏向要素２５は、任意の種類の幾何学的形状を有することができる。図１では、形状は長方形になるよう図示されているが、任意の多角形を適用することができる。図１では、前記長方形偏向要素が多少不規則に配置されている。つまり前記偏向要素は、相互にきちんと重なっていない。

前記アレイ２０の偏向要素の切子面は、集束力を有することができる。あるいは、前記集束力は、前記第一アレイ２０と前記第二アレイ３０の間に配置された少なくとも１つの別個のレンズ構成によって達成される。

第一および第二アレイ２０は、２００個の偏向要素、好ましくは４００個を超える偏向要素を有することができる。

偏向要素２５は、入射する放射線ビーム１０を偏向要素の数と等しい数のビームレットに偏向する。前記ビームレットは、前記偏向要素２５によって１つの全体方向へと偏向される。ビームレットは全て、空間的に異なる方向に分散する。前記第一アレイ２０内で隣接する２つの偏向要素２５から発生するビームレットは、最終的には、前記第二アレイ３０内で隣接しない２つの偏向要素３５に入る。少なくとも２つのビームレット、好ましくは全てのビームレットが、前記第一アレイ２０と第二アレイ３０との間でそれぞれ平行ではない。これはｘ方向とｙ方向の両方で平行ではなく、同じ面にないことが好ましい。

前記第一および第二アレイ２０および３０それぞれの照明される区域の形状は、異なってよい。

偏向要素２５は、偏向要素３５と比較すると異なる形状を有することができる。アレイ２０または３０にある個々の偏向要素は異なってよい。偏向要素２５、３５は全て異なる形状を有することができる。偏向要素２５、３５のアレイ２０、３０は、スイスのＣＳＥＭ、フィンランドのＨｅｘａｇｏｎまたは米国ノースカロライナのＤＯＣより入手できる。

アレイ２０、３０の一方は、回転自在に配置することができる。一方のアレイを他方に対して回転することにより、均質化をさらに向上させることができる。

回折性の偏向要素は、隣接する偏向要素間で位相を変化させるので目標面４０の均質化された区域で異なる位相の平均化が生じる。

図１では、前記第一および第二アレイは透過性になるよう作成される。図２では、前記アレイは反射性になるよう作成される。透過性の回折アレイの場合は、レジストのパターンを光子または電子に露光することが好ましい。表面の輪郭が作成され、前記輪郭が、通常は溶融シリカまたはフッ化カルシウム製の基板にエッチングされる。反射性アレイの場合は、パターンを透明基板に転写する必要がない。その代わり、ミラー薄膜をレジストに付着させるか、電着銅、無電解めっきニッケル、熱可塑性または硬化性ポリマでの成形など、成形したレプリカを作成することにより、レジストの輪郭を直接使用することが可能である。反射性の回折パターンは、透過性パターンよりはるかに小さい輪郭の深さしか必要とせず、したがって例えば露光後のレジスト・ロスなど、従来とは異なるレジスト・プロセスを使用して、表面の輪郭を生成することができる。レジストが露光した位置でのみ反応し、厚さを加えるシラン化合物などの選択的作用物質を加えることも可能である。

放射線源は、ＵＶ、ＤＵＶ、ＥＵＶなど、任意の波長のエキシマ・レーザでよい。特に、本発明は、エキシマ・レーザまたは他の電磁放射線源による均一な照明を使用するパターン生成装置および測定装置および検査システムで使用することに適している。

以上の例は、方法に関するものであるが、この方法を使用するデバイスおよびシステムが容易に理解される。記載された方法を実践することができるプログラムを含む磁気メモリは、このようなデバイスの一つである。記載された方法を実践するプログラムをロードしたメモリを有するコンピュータ・システムも、別のこのようなデバイスである。

本発明は、上記で詳述した好ましい実施形態および例に関して開示されているが、これらの例は制限的ではなく例示的であるよう意図されていることが理解される。当業者には変形および組合せが容易に想起され、この変形および組合せが本発明の精神および請求の範囲に入ることが意図される。

本発明のホモジナイザの第一実施形態の斜視図を示す。 本発明のホモジナイザの第二実施形態の斜視図を示す。

Claims (28)

1. 空間的に可干渉性の電磁放射線のビームの空間的強度分布を均質化してパターンの干渉を減少する方法で、
   前記電磁放射線ビームを偏向要素の第一アレイに当て、
   前記電磁放射線ビームを、前記第一アレイの偏向要素によって空間的に離れた無数のビームレットに分散し、
   前記ビームレットを偏向要素の第一アレイによって偏向し、
   前記偏向したビームレットを第二アレイの偏向要素に衝突させ、
   前記ビームレットを目標面で重ね合わせて均質化した空間輝度分布を有する放射線ビームを形成し、
   前記第一アレイの二つの隣接した偏向要素によって分散された前記空間的に離れたビームレットのうちの少なくとも二つが平行ではなく且つ異なる面にあり、
   前記第一アレイの二つの隣接した偏向要素によって分散された前記空間的に離れたビームレットのうちの前記少なくとも二つが前記第二アレイの偏向要素のうちの隣接しない二つに当たり、前記重ね合わせの際に、前記目標面の干渉パターンが減少するビームレットを形成する、方法。
2. 前記第一および／または前記第二アレイにある偏向要素が、前記ビームレットを偏向するためのプリズムである、請求項１に記載の方法。
3. 前記第一アレイおよび／または第二アレイにある偏向要素が、前記ビームレットを偏向するための回折格子である、請求項１に記載の方法。
4. 前記第一アレイおよび／または第二アレイにある偏向要素が、前記ビームレットを偏向するためフレネル・レンズである、請求項１に記載の方法。
5. 少なくとも１つのアレイが透過性である、請求項１に記載の方法。
6. 少なくとも１つのアレイが反射性である、請求項１に記載の方法。
7. 前記第一および第二アレイの照明される領域の形状が異なる、請求項１に記載の方法。
8. 前記第一アレイの少なくとも１つの偏向要素が、前記第二アレイの少なくとも１つの偏向要素とは異なる形状を有する、請求項１に記載の方法。
9. 前記第一アレイの構成パターンと前記第二アレイの偏向要素の構成パターンが異なる、請求項１に記載の方法。
10. 前記第一アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である、請求項１に記載の方法。
11. 前記第二アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である、請求項１に記載の方法。
12. 前記第一アレイおよび前記第二アレイの少なくとも一方が回転可能である、請求項１に記載の方法。
13. 前記偏向要素が集束力を備える、請求項１に記載の方法。
14. さらに、前記第一アレイと前記第二アレイ間および／または前記第二アレイと前記目標面間に配置された別個のレンズ構成を通して偏向したビームレットを集束する、請求項１に記載の方法。
15. 空間的に可干渉性の電磁放射線のビーム１０の空間的強度分布を均質化してパターンの干渉を減少する装置において、
    電磁放射線源と、
    前記電磁放射線を受けるよう配置され、前記電磁放射線ビームを空間的に離れた無数のビームレットに偏向する第一アレイ（２０）の偏向要素（２５）と、
    前記第一レンズアレイから偏向した前記ビームレットを受け、前記空間的に離れたビームレットを目標面（４０）で重ね合わせるように構成された第二アレイ（３０）の偏向要素（３５）とを備え、
    前記第一アレイ（２０）の二つの隣接した偏向要素（２５）によって分散された前記空間的に離れたビームレットのうちの少なくとも二つが平行ではなく且つ異なる面にあり
    前記第一アレイの二つの隣接した偏向要素によって分散された前記空間的に離れたビームレットのうちの前記少なくとも二つが前記第二アレイ（３０）の偏向要素（３５）のうちの隣接しない二つに当たり、前記重ね合わせの際に、前記目標面の干渉パターンが減少するビームレットを形成する、装置。
16. 前記第一アレイ（２０）にある偏向要素（２５）が、前記ビームレットを偏向するためのプリズムである、請求項１５に記載の装置。
17. 前記第一アレイ（２０）にある偏向要素（２５）が、前記ビームレットを偏向するための回折格子である、請求項１５に記載の装置。
18. 前記第一アレイ（２０）にある偏向要素（２５）が、前記ビームレットを偏向するためのフレネル・レンズである、請求項１５に記載の装置。
19. 少なくとも１つのアレイ（２０、３０）が透過性である、請求項１５に記載の装置。
20. 少なくとも１つのアレイ（２０、３０）が反射性である、請求項１５に記載の装置。
21. 前記第一および第二アレイ（２０、３０）の照明される領域の形状が異なる、請求項１５に記載の装置。
22. 前記第一アレイ（２０）の少なくとも１つの偏向要素（２５）が、前記第二アレイ（３０）の少なくとも１つの偏向要素（３５）とは異なる形状を有する、請求項１５に記載の装置。
23. 前記第一アレイの構成パターンと前記第二アレイの偏向要素の構成パターンが異なる、請求項１５に記載の装置。
24. 前記第一アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である、請求項１５に記載の装置。
25. 前記第二アレイにある少なくとも２つの偏向要素が異なる形状である、請求項１５に記載の装置。
26. 前記第一アレイおよび前記第二アレイの少なくとも一方が回転可能である、請求項１５に記載の装置。
27. 前記偏向要素が集束力を備える、請求項１５に記載の装置。
28. 集束力が、前記第一アレイと前記第二アレイ間および／または前記第二アレイと前記目標面間に配置された別個のレンズ構成によって達成される、請求項１５に記載の装置。

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