JPH096011A - リソグラフィ用の照明装置 - Google Patents

リソグラフィ用の照明装置

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JPH096011A
JPH096011A JP8130363A JP13036396A JPH096011A JP H096011 A JPH096011 A JP H096011A JP 8130363 A JP8130363 A JP 8130363A JP 13036396 A JP13036396 A JP 13036396A JP H096011 A JPH096011 A JP H096011A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハ上へレティクルのイメージを
投影するための一様な照明プロフィールを形成するこ
と。 【解決手段】 ターゲットサブストレート上へイメージ
を投影するため安定した一様な照明プロフィールを生成
し、伝送損失を減少させ、それにより、サブストレート
に達する線（放射ビーム）を増大させ、マスクのイメー
ジにおける不所望のコヒーレントパターン、又は、スペ
ックルを除去すること。電磁線（電磁放射ビーム）源
と、該源から離隔された変形可能な鏡（ミラー）と、鏡
（ミラー）の表面輪郭を変化させるための複数のアクチ
ュエータと、レティクルより前の回折光学素子と、源か
ら発するプロフィールを検出し且つ出力信号を生ぜしめ
る検出器と、コントローラとを有すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、照明プロ
フィールを調節（調整）するための照明装置（システ
ム）及び手法（メソッド）に関する。例えば、本発明
は、照明源から発する照明プロフィールを調節（調整）
するため変形可能な鏡（ミラー）及び拡散性又は回折素
子を使用する照明装置（システム）及び手法（メソッ
ド）に関する。本発明の1つの適当な適用例は、ステッ
プ＆スキャン形ホトリソグラフィにおけるレーザ照明の
照明プロフィールを調節（調整）することである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の背景技術について説明する。
【０００３】ホトリソグラフィは、半導体およびフラッ
トパネルディスプレイの製造に通常使用される。ホトリ
ソグラフィにおいては、照明源は、レティクル又はマス
クにおける開口部を通して電磁線（電磁放射ビーム）を
伝送する。これによっては、感光性材料でコーティング
被覆されたサブストレート上に投影されるイメージが規
定される。所定の照明源の照明プロフィールは、ターゲ
ット、例えば、サブストレート上に当たる電磁放射ビー
ム強度を、当該サブストレート上での位置の関数として
（当該位置に依存して）表わす関係性の特性マップであ
る。サブストレートを適当に露光するには、照明プロフ
ィールは、比較的に一様である必要がある。
【０００４】従来は、集積回路の特性（寸法量）サイズ
は、比較的大であって、良好な特性の照明源を幾つかの
選択可能性を以て得ることができた。複数の適当な照明
源を青色の可視の紫外線（ＵＶ）及び遠紫外線（ＤＵ
Ｖ）領域（例えば、248ｎｍ）にて使用できた。
【０００５】半導体産業は、特性サイズ（寸法量）を減
少させているので、設計者は、回折に基づく分解能の制
限を回避するために、比較的小さい波長を生じる照明源
を使用することを余儀なくされた。しかしながら、比較
的小さい波長では、十分なエネルギーを送出し得る適当
なランプの数は限られている。当該の波長における代替
的レーザ又は線（放射ビーム）源は、劣悪な出力プロフ
ィール又は特性の不安定性を呈する傾向がある。それら
の欠点は、当該の波長領域における光学材料の一般に劣
悪な性能によりさらに悪化された。
【０００６】設計者は、照明源とサブストレートとの間
に複雑な光学系を付加、追加するこにより上記の問題に
対処するように努めた。しかしながら、非一様な照明プ
ロフィールを補償するために使用された当該の光学系
は、不十分な伝送及び高い製造コストを来すアナモルフ
ィックなデザイン（設計）をを有していた。アナモルフ
ィックな光学系は、一方の主子午線方向においては、他
方の子午線方向におけるとは異なった拡大率又は光学能
力を有する。下記文献を参照のこと。Modern Optical E
ngineering 第270ー273頁（1990）。Shibuya et al に
よる米国特許第4,619,508号明細書は、コヒーレントな
光ビームからインコヒーレントな照明源を形成する他の
照明装置（システム）を提示している。Kudo et al に
よる米国特許第4,918,583号明細書は、フライアイ（fly
-eye）タイプの積分器（インテグレータ）および複数の
レンズ素子と組合わさった内部反射形積分器（インテグ
レータ）を備えた他の照明装置（システム）を提示して
いる。
【０００７】一般に、従来の照明装置（システム）に関
連する光学系は、多数の回折光学レンズ素子を使用す
る。それにより（その結果）、線（放射ビーム）の、ポ
テンシアル的に高い吸収度及びサブストレートに達する
低い出力が結果的に生じる。複雑な照明器（系）におけ
るレンズ又はレンズのような素子の場合、当該損失は、
照明プロフィールの非一様性に加えて側方に変動し得
る。更に、遠紫外線（ＤＵＶ）領域におけるような比較
的小さい波長では、光学的な劣化なしで長い寿命又は受
容可能な伝送特性を有する回折材料の数は限られてい
る。亦、更に、ｘ−線光学系に対する高品質の回折素子
は、実質的に存在せず、そして、多数のｘ−線露光ツー
ルは、回折素子なしで機能し得なければならない。
【０００８】リソグラフィによる分解能に関する改善を
果たそうとする試行において照明源に対して193又は248
ｎｍの波長を有するレーザ、又は、ビームのようなパタ
ーンを投影するｘ−線放射ビーム源を使用している設計
者もいる。この場合にも欠点がある。例えば、エキシマ
レーザの照明プロフィールは、屡々一様でない。さら
に、レーザの強度プロフィールは、熱的変化、気体エー
ジング、放電ダイナミック特性、又は、その他のパラメ
ータにより変化し得る。多数のレーザをベースとした照
明装置（システム）では、所属の光学系は、劣化して、
時間に関して照明プロフィールを変化させ得る。更に、
レティクルに対して改善された一様性を生じさせるべく
試みる光学的設計は，所望の角度的照明特性について妥
協策をとり得る。
【０００９】従って、高いエネルギー送出能力をもって
の最適照明を紫外線（ＵＶ）領域又はもっと小さい波長
領域にてサブストレートに施す試行は、限られた成功し
か収めていない。而して、現存の照明装置（システム）
に関わる問題を解決し、そして、比較的コヒーレントな
光源、例えば、比較的小さい波長のレーザ及び/又は実
質的に指向性の線（放射ビーム）源の設計において新た
なアプローチを見いだす必要性がある。
【００１０】図２は、多数の従来技術のコンセプトと本
発明のコンセプトとの基本的な特徴点の差異を示す。従
来技術のコンセプトは、一様なフィールドを形成するた
めコーラー（Kohler)コンデンサレンズによるアプロー
チを駆使している。図2中従来のフライアイ（fly-eye）
レンズ100及びコンデンサレンズ101は、レティクル30を
照明している。本発明のコンセプトは、そのようなレン
ズ、又は、レンズ系を必要としないという点で有利であ
る。
【００１１】次に、本発明の要点について説明する。
【００１２】本発明は、ターゲットサブストレート上へ
イメージを投影するため安定した一様な照明プロフィー
ルを生成し、伝送損失を減少させ、それにより（その結
果）、サブストレートに達する線（放射ビーム）を増大
させるものである。本発明は、マスクのイメージ形成に
おける不所望のコヒーレントパターン、又は、スペック
ルを除去するものである。
【００１３】本発明の1つの実施例（実施形態）では、
電磁線（電磁放射ビーム）源と、該源から離隔された変
形可能な鏡（ミラー）と、鏡（ミラー）の表面輪郭を変
化させるための複数のアクチュエータと、レティクルよ
り前に位置する回折光学素子と、源から発するプロフィ
ールを検出し且つ出力信号を生ぜしめる検出器と、コン
トローラとを有し、該コントローラは、出力信号を受信
し、所望の表面輪郭を計算し、そして、アクチュエータ
を制御して、それにより（その結果）、変形可能な鏡
（ミラー）が所定の手法で照明プロフィールを変化させ
るのである。
【００１４】本発明の他の実施例（実施形態）では、ビ
ームスプリッターと、カメラをベースとするプロフィー
ル形成器を備える。ビームスプリッターは、線（放射ビ
ーム）源から放射される電磁線（放射ビーム）の一部を
プロフィール形成器へ反射する。プロフィール形成器
は、当該線源により発せられた線（放射ビーム）のグロ
ーバル（広範）な一様性を求めるし、そして、コントロ
ーラへの出力信号を生ぜしめる。それに応じてコントロ
ーラは、鏡（ミラー）を所望の位置へ変形するためアク
チュエータを作動する。而して、アクチュエータは、変
形可能な鏡（ミラー）を調節（調整）して、サブストレ
ートにおける照明プロフィールの所望の変化を行わせ得
る。
【００１５】更に、本発明の他の実施例（実施形態）で
は、回折光学素子、例えば、マイクロレンズアレイを有
し、該マイクロレンズアレイは、合わ（適合化）された
回折光学素子として機能し、それにより、ローカル（局
所的）一様性、インコヒーレント加算、角度的広がりが
果たされる。受容可能なテレセントリック特性は、小さ
なデフォーカスに基づくイメージ歪み（歪曲）に関連
（関係）する。著しく一様な、安定した照明プロフィー
ルは、それにより、著しく僅かな伝送損失を以て得るこ
とができる。
【００１６】亦、本発明の他の実施例（実施形態）で
は、少なくとも1つの拡散性、又は、回折光学素子を有
し、そして、有利には拡散性素子は、単一の平面内にて
移動又は振動せしめられる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題ないし目
的とするところは、半導体ウェーハ上へレティクルのイ
メージを投影するための一様な照明プロフィールを形成
することである。
【００１８】本発明の他の課題ないし目的とするところ
は、スループットを増大させ、且つ、伝送損失を低減す
ることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前記課題は、特許請求の
範囲に規定された構成要件により解決される。
【００２０】本発明の利点となるのは、コヒーレント波
面（波頭）の干渉が低減され、スペックルが除去される
ことである。
【００２１】本発明の他の利点となるのは、レーザ源プ
ロフィールの、時間に関する変動が補償されることであ
る。
【００２２】本発明の更に他の利点となるのは、コスト
及び維持費が低減されることである。
【００２３】本発明の更に特長点となるのは、変形可能
な鏡（ミラー）が使用されることである。
【００２４】本発明のなお更に特徴点となるのは、少な
くとも1つの回折光学素子が使用されることである。
【００２５】本発明のなお更に特長点となるのは、回折
光学素子が単一平面内で可動、又は、振動せしめられる
ことである。
【００２６】当該の、および他の目的、利点並びに特徴
点を、以下、詳細な説明に照らして明瞭にする。
【００２７】
【実施例】図1には、本発明の装置（システム）のダイ
ヤグラムを示す。1つの実施例（実施形態）では、当該
装置（システム）は、変形可能な鏡（ミラー）12上へ電
磁線（電磁放射ビーム）を投影する照明源10を有する。
プロフィール形成器16は、鏡（ミラー）12から反射する
線（放射ビーム）を検出し、そして、それを指示する信
号をコントローラ18へ送信する。コントローラ18は、鏡
（ミラー）12の表面輪郭を変化するため複数のアクチュ
エータ20へ相応の信号を送信し、所望の照明プロフィー
ルを生成する。その際生じる線（電磁放射ビーム）は、
マスク30の開口部と、投影光学系29を通ってターゲット
サブストレート31上へ当たる。
【００２８】照明源10は、任意の適当な実質的に指向性
の線（放射ビーム）源であり得る。1つの実施例（実施
形態）では、実質的に指向性の短波長の線（電磁放射ビ
ーム）ビームを投影する。例えば、照明源のためエキシ
マレーザを使用した場合、有利な成果が得られた。193n
m又は248nmで動作する適当なレーザは、下記のものによ
り入手、購入し得る。即ち、Cymer Laser Technologies
of San Diego 又は、Lambda Physik Inc.of Acton,Mas
sachusettes,(Cymer Model No.Els-4000 又はLambda Ph
ysik Model No.Litho. のようなもの）から入手、購入
し得る。
【００２９】本発明の説明の都合上照明源10は、一様な
強度プロフィールを有しないものと仮定する。図1に示
すように、照明源10からの線（放射ビーム）は、変形可
能な鏡（ミラー）12から反射される。鏡（ミラー）12
は、ゼロデュア(zerodur)又は普通の顕微鏡スライドサ
ブストレート（遠紫外線（ＤＵＶ）の領域に対して、ほ
ぼ1ｍｍ厚さで、約0.2ミクロンまで研磨されている）か
ら作製され得る。適当な遠紫外線（ＤＵＶ）反射性コー
ティングは、Rocky Mountain Instruments, Longmont,C
oloradoから入手し得る。鏡（ミラー）12は、変形可能
な表面を有し、該変形可能な表面は、照明源10からの線
（放射ビーム）の照明プロフィールを変化させるために
使用し得る。
【００３０】当該の装置（システム）は、照明源10から
発する線（放射ビーム）の照明プロフィールを検出する
ための手段を有する。検出手段は、照明プロフィールが
容易に得られる限り（間中）は、光路内の何処にでも配
置され得る。例えば、可動のシリコンホトダイオード検
出器１６Ａは、図3に示すようにサブストレート31の平
面内に配置され得、そして、サブストレート31を露光す
べき時には妨害をしないように動かすことができる。図
4は、一次元のインテグレートプロフィール測定の様子
を示す（Ｉ（ｙ））。図3に示す検出器16Ａは、スロッ
ト（スリット）アパーチャ25の後方に位置し、該スロッ
ト（スリット）アパーチャにより、矩形フィールドに対
して横断的にスキャンニング（スキャン）が行われる。
光は、スロット（スリット）25に沿って加算され、二次
元プロフィールの積分（インテグレート）を生じさせ
る。
【００３１】図1に示す実施例（実施形態）では、検出
手段は、ビームスプリッタ14及びプロフィール形成器16
を有する。ビームスプリッタ14は、鏡（ミラー）12から
反射された線（放射ビーム）の光路内に位置する。ビー
ムスプリッタ14は、任意の適当な構造体であり得、部分
的に反射性のコーティング付きの光学級鏡（ミラー）又
は光学級キューブを有するものであり得る。或1つの適
当なビームスプリッタは、 Rocky Mountain Instrument
s, Longmont,Coloradoから入手、購入し得る。
【００３２】有利には、照明源10からの反射光の僅かな
一部分は、プロフィール形成器16へ向けられる。プロフ
ィール形成器16は、カメラとしての作用をし、鏡（ミラ
ー）12及びビームスプリッタ14から反射した線（放射ビ
ーム）の放射ビーム強度の空間分布を検出する。
【００３３】プロフィール形成器16の出力は、コントロ
ーラ16へ、例えば、ＲＳ−170ビデオフォーマットにて
送信されるが、他の多数のフォーマットも可能である。
1つの有利な実施例（実施形態）では、コントローラ18
は、プログラマブル（プログラミング可能）コントロー
ラを有する。プロフィール形成器からの情報に基づいて
コントローラ18は、鏡（ミラー）12の表面輪郭を計算
し、所望の照明プロフィール、例えば、一様な照明プロ
フィールを達成する。コントローラ18は、相応のデジタ
ル信号を鏡（ミラー）アクチュエータ20に送信する。複
数の鏡（ミラー）アクチュエータ20は、鏡（ミラー）12
に作用結合されており、コントローラ18により送信され
た信号に従って鏡（ミラー）12の表面輪郭を調節（調
整）して、ターゲット平面、例えば、サブストレート31
にて所望の照明プロフィールが得られる。
【００３４】コントローラ18は、鏡（ミラー）12の所望
の表面輪郭の計算のため複数の種々異なる計算技術又は
アルゴリズムの任意のものを使用し得る。典型的には所
望の表面輪郭によっては、サブストレートにて一様な強
度プロフィールが得られる；しかしながら、他の照明プ
ロフィールも可能である。他の実施例（実施形態）で
は、コントローラ18は、試行錯誤(trial-and-error)手
法を使用し、表面輪郭を計算し、グローバル（広範）に
一様な最良の放射ビーム強度が得られる。
【００３５】どのようなアルゴリズムが使用されようと
も、鏡（ミラー）12の表面輪郭における何れの変化も所
望の成果を得るのに必要な程度にしかならないように最
小化される、例えば、一様なプロフィールを得るのに必
要な程度にしかならないように最小化されるのが極めて
望ましい。それにより（その結果）、不必要な過度の鏡
（ミラー）歪み及びビームデコリメーションが除去され
る。
【００３６】当該の目標の達成のために一次元のの場合
に適用可能な或1つのアルゴリズムは、照明プロフィー
ルデータを複数の等しいエリアセグメントに分割するス
テップを含む。典型的には、いく百かのセグメントが使
用される。当該の等しいエリアセグメントは、典型的に
は様々のエネルギー量を含む。
【００３７】ターゲット照明プロフィール、通常一定の
方形関数は、セグメントに亘って必要とされるような線
（放射ビーム）により要求されるようなターゲット照明
プロフィールの相応のエリアセグメントの幅を変化させ
ることにより得られる。このことは、図5及び図6に示さ
れている。夫夫の相応のセグメントプロフィールカーブ
のもとでの線（放射ビーム）エネルギー又はエリアは。
それにより（その結果）、一定であるが、カーブセグメ
ントの幅及び高さは、異なる。
【００３８】相異なる幅のセグメントの新たなセット
は、1つの新たなプロフィールデータセットを得るため
プロフィールの分割の元の（当初の）シーケンス（順
序）にてスタック（積み重ね）される。それにより、鏡
（ミラー）12の変形により生ぜしめられるべき変位（シ
フト）（Ｓ1）が求めるされる。そのようにして、比較
的高いプロフィールポイントから比較的低いプロフィー
ルポイントへの線（放射ビーム）の最小の横方向シフト
（ずれ）が得られ、而して、線（放射ビーム）は、決し
て、レイ（線）の交差を来すようなシフト（ずれ）が生
ぜしめられることはない。鏡（ミラー）の計算された表
面は、反射の法則に従ってローカル（局所的）スロープ
を有するものであり、而して、所望のセグメント変位
（シフト）の得られる反射されたレイ（線）角度変化を
生ぜしめる。それにより（その結果）、グローバル（広
範）に一様な所望の照明プロフィールのため鏡（ミラ
ー）12の最小の表面変形が得られる.これが最小となる
訳は、そのようにして得られたセグメント変位（シフ
ト）には最小の鏡（ミラー）スロープしか必要とされな
いからである。参照図7,8,9及び10。
【００３９】変形可能な鏡（ミラー）12は、鏡（ミラ
ー）12自体の材料撓み（曲げ）限界と共にアクチュエー
タ20の有限の変位（シフト）範囲に基づき変形に対して
実際上の制約を有する。撓み（曲げ）限界は、鏡（ミラ
ー）の破損、又は、アクチュエータ20の動きに対する鏡
（ミラー）12の抵抗（性）により生じる。
【００４０】有利には、鏡（ミラー）12の変形の角度量
の大きさ（サイズ）は、サブストレート30の露光におい
て使用される線（放射ビーム）のダウンストリーム（下
流）ビームデコリメーションに対して無視可能な影響
（作用）を及ぼす。回折光学素子に投影（プロジェクシ
ョン）されたビームは、実質的に、それに加えられる小
さい角度偏差に基づいて指向性を保ったままである。こ
のことは、レティクルの照明のテレセントリック特性が
コリメーションに依存する場合には要求される。従っ
て、サブストレート31にて新たな照明プロフィールを生
成するには照明源から発する所定のプロフィールを変更
する鏡（ミラー）12の表面の最小の変形を見出すことが
重要である。
【００４１】1つのプロフィールデータセットは、多数
の等しいセグメントに分割されるが、必ずしもアクチュ
エータ20の数に関連（関係）しない。使用されるセグメ
ントの数は、究極的には（結局）計算精度の問題であ
る。しかしながら、少なくとも数百のセグメントが、典
型的には±1％の一様性目標のため使用されるべきであ
る。データは、各セグメントにて受け取られたエネルギ
ーの量を確定するため数値的に（数量的に）積分（イン
テグレート）され、そして、すべてのセグメントに亘っ
てのトータル（総合的）エネルギーは、和として得るこ
とができる。該トータル（総合的）エネルギーは究極的
には（結局）次のような意味合いで何れの有意の変形の
ためにも保存される、即ち、変形可能な鏡（ミラー）12
からターゲットプロフィール表面へ供給されるという意
味合いで何れの有意の変形のためにも保存される。
【００４２】次に、”実行（ランニング）積分（インテ
グレート）”アルゴリズムは、コントローラ18において
開始される。当該のアルゴリズムは、インクリメント
（増分））的にターゲットプロフィールを積分（インテ
グレート）する。ターゲットプロフィールが一様である
場合には、積分（インテグレート）値は、常に同じであ
り、単に、セグメント数により分割されるトータル（総
合的）エネルギーである。最初（第1の）積分（インテ
グレート）は、何れのインクリメント（増分））でもテ
ストされる。当該の積分（インテグレート）が元のプロ
フィールの最初（第1）のセグメントにおけるエネルギ
ー値を越すと、どのセグメントが最も近いかに関して求
める（判別）がなされる。このことは、セグメント休止
（ブレーク）となり、そして、順次、次の積分（インテ
グレート）に対するスタート値となる。参照、図5及び
6。
【００４３】当該のシーケンス（順序）は、次のような
時点まで継続する、即ち、等しい夫夫の源セグメント
が、データセットにより表されるカーブのもとでエネル
ギー又はエリアにマッチ（適合）するために要求される
長さのターゲットセグメントに一致（適合）せしめられ
るまで継続する。而して、ターゲットセグメントは、相
等しくないセグメントに分割されることとなり、該相等
しくないセグメントは、究極的には（結局）順次（相次
いで）適当な大きさ（サイズ）にスタック（積み重ね）
又は連結される。順次プロセスに内在するスタック（積
み重ね）手続き（手順）は、最も少ない距離（間隔）し
か変位（シフト）しない。このことは、図7,8,9に示さ
れており、”バケットブリゲード”アナロジーにより説
明される。
【００４４】究極的には（結局）”レイー変位（シフ
ト）”角度は、図10に示すように、引き出され（導出さ
れ）、該角度は、変形可能な鏡（ミラー）12からサブス
トレート31への、”スロー”（投射）throw"長さＬにて
生じるセグメントセンタの横方向シフト（ずれ）Ｓｉ
を表わすものである。一旦角度値が計算されると、反射
の法則が、表面スロープセットを規定するために利用さ
れる。そして、これからコンピュータ（計算機）アルゴ
リズムは、図11に示すように表面変位（シフト）関数を
見出すために積分（インテグレート）する。表面変位
（シフト）関数は、実際のアクチュエータの数より大き
いエントリを有するデータセットにより表わされる。而
して、アクチュエータ制御信号は、限られた変位（シフ
ト）のセットとして求めるされ、この限られた変位（シ
フト）のセットによっては、鏡（ミラー）12の”ガラス
("glass")が数学的表面に緻密に近似せしめられる。こ
のことは、任意の標準の外挿によってもなされ、ここ
で、アクチュエータ20は、当該の表現、表示に最良にフ
ィットする変位（シフト）値を割り当てられる。
【００４５】当該の種類のアルゴリズムを用いて、鏡
（ミラー）12が照明プロフィールを最適化するのに必要
とされる変形は、最小化される、それというのは、光
は、交差光を生ぜしめるような仕方では決して変位（シ
フト）されないからである。このことは、図9に示すよ
うなバケットブリゲードに類似する。もし、幾つかのバ
ケットが任意の高さまで満たされ、そして、水の新たな
分布が所望される場合には、水を動かすために、何れの
バケットの内容物も最も少ない距離（間隔）だけ移動さ
れるようにしたアルゴリズムを見出すのがよい、夫夫の
バケットは、それの最も近い隣接のものから水を与えた
り、又は、受け取ったりするに過ぎず、然も究極的には
（結局）多量の水を動かし得る。
【００４６】1つの実施例（実施形態）では照明源10か
らの線（放射ビーム）をより一層グローバル（広範）に
一様にした後、線（放射ビーム）の強度プロフィール
は、拡散性又は回折光学素子の角度的な広がり特性によ
る照明プロフィールのコンボリューションに基づいて一
層ローカル（局所的）に一様にされる。それというの
は、当該の線（放射ビーム）は、マスク30へ短い距離
（間隔）だけ伝搬するからである。例えば、1つの適当
な拡散性又は回折性光学素子は、マイクロレンズアレイ
22であり、該レンズアレイは、不所望の顕微鏡的なコヒ
ーレントなパターンの除去のため必要に応じて動かし得
る。マイクロレンズアレイ22は、直交ドライブ(quadrat
ure drive）により単一の平面内で2つの軸に沿って、有
利には相互に直交する方向に、ドライブされる。
【００４７】回折素子又はマイクロレンズアレイ22のグ
リッド大きさ（サイズ）及びフェーズ（位相）レリーフ
は、適用例に応じて変化する。しかしながら、典型的素
子は、1つのアレイ中に個個の単位素子エレメントを有
する。当該の単位素子エレメントは、有利には可及的に
小さい。1つの実施例（実施形態）では、レンズアレイ
の個個のレンズ素子は、一様なフィールドの約1/1000よ
り大でないようにすべきである。
【００４８】回折素子又はマイクロレンズアレイ22は、
一般に、何らかの繰り返しベースユニットを有するフェ
ーズ（位相）レリーフ又は光路長変調された素子であ
る。当該のベースユニットの物理的な横方向大きさ（サ
イズ）は、ユニット大きさ（サイズ）と称される。当該
ユニットが擬似ランダム又は拡散性であるの場合には、
上記ユニット大きさ（サイズ）は、最大の横方向ディメ
ンションの大きさ（サイズ）であり、その大きさ（サイ
ズ）に亘って、放射された光の明確なローカル（局所
的）な特性が見出され得るものである。通常、ユニット
大きさ（サイズ）は、任意の不所望のコヒーレントなパ
ターンの何らかの繰り返し特性の特徴的（特性的）大き
さ（サイズ）である。
【００４９】他の実施例（実施形態）では、第2のマイ
クロレンズアレイ26は、最初（第1）のマイクロレンズ
アレイ22に隣接して配置され得る。このような特別のア
プローチによっては、作製の容易性及び設計の融通性が
与えられる。第二のマイクロレンズアレイ26は亦、小さ
い動きの拡大性に基づいて最初（第1）のマイクロレン
ズアレイ22を有する装置（システム）において有利に使
用され得る。前記の2つのマイクロレンズアレイ22,26
は、有利には、マイクロレンズアレイ22,26の個個のエ
レメントの焦点距離の100倍及び500倍間の距離（間隔）
により分離される。当該の実施例（実施形態）のマイク
ロレンズアレイ22,26は、20ミクロン幅の収束レンズの
繰り返しｘ−ｙグリッドから作られている。前記レンズ
の曲率は、所定のホトリソグラフィ光学系にて使用向け
の所望の瞳フィル（充填）又は角度広がりに近似させる
ものである。この手法の主な利点は、回折素子の設計に
より当該の角度特性を適合化させ得る能力である。マイ
クロレンズアレイ及び適当な特性を有する他の回折光学
素子は、Teledyne Brown Engineering.Huntsville, Ala
bamaから購入、入手し得る。
【００５０】デリミタ（区切り体）28は、ターゲット平
面又はマスク30のところに、又は、その近くに配置され
ている。デリミタ（区切り体）28は、マスク30又はサブ
ストレート31にて、不所望の線（放射ビーム）がターゲ
ット平面に達するのを防止するのに役立つ。グローバル
（広範）に、又は、ローカル（局所的）に、一様な照明
プロフィールは、レティクル又はマスク30を通って投影
（プロジェクション）光学系29へ投影（プロジェクショ
ン）される。2つの適当な投影（プロジェクション）光
学系は、第4米国特許,952,960号明細書”Color Correct
ed Optical Reduction System Using One Material"及
び米国特許出願第08/009,284号明細書”High Numerical
Aperture Catadioptic Reduction Lens"に記載されて
おり、前記刊行物の開示内容は、参考のためのものであ
る。
【００５１】投影（プロジェクション）光学系29は、サ
ブストレート31上にレティクル又はマスク20をイメージ
し得る。マスク30およびサブストレート31は、図12に示
すように矢印Ｓａにより表わされている1つのスキャン
軸に沿って精確に共役の関連（関係）でスキャンされ得
る。これによって、照明又はイメージングフィールドよ
り大のサブストレート上へレティクル又はマスク30のイ
メージングが可能になる。亦、それにより、一次元の変
形を有利にする。
【００５２】スキャンニング（スキャン）マイクロリソ
グラフィ露光系は、対象物が動いており、イメージ形成
表面が精確に共役的関連（関係）にある場合精確なイメ
ージングを行い得るという利点がある。投影（プロジェ
クション）光学系（ＰＯ）29（即ち、レンズ）は、及び
照明源10は、固定されている。任意の瞬時のイメージに
おける投影（プロジェクション）光学系29は、”スロッ
ト”と見なされる方形フィールド内にて、フル（完全）
レティクル又はマスク30の1セクションをイメージする
に過ぎない。前記の”スロット”は、適当に照明され、
非スキャンニング（スキャン）方向で一様でなければな
らない。スキャンニング（スキャン）方向における照明
プロフィールは、次のような間はクリティカルでない、
即ち、スロット幅を横切ってスキャンニング（スキャ
ン）の期間中適当な数のパルスが使用されている間はク
リティカルでない。それというのは、照明プロフィール
はスキャンニング（スキャン）により実質的にスミア
（塗り付け）されて、1つの一様なプロフィールが形成
される。図13は、照明系（システム）11により生ぜしめ
られる非一様なスロットプロフィールＳｐ’及び一様な
スキャンニング（スキャン）プロフィールＳｐを示す。
【００５３】図１４は、一次元の変形可能な鏡（ミラ
ー）12を示す。鏡（ミラー）12の表面は単に1つの横断
面に沿って或ベース表面から出発する。一次元変形可能
な鏡（ミラー）12は、スキャンニング（スキャン）光学
系において使用するのに適当ななもであり得る。変形可
能な鏡（ミラー）12は、フレキシブル（可撓性）又は変
形可能な鏡（ミラー）面付きの表面32であり得る。表面
32の下方には複数のアクチュエータ34が設けられてい
る。アクチュエータ34は、本例では、ねじ山付きのシャ
フト又はねじ36により動かされる。鏡（ミラー）12の各
端部における取り付用けねじ山38は、ビーム送出又は照
明系（システム）シャシーにて変形可能な鏡（ミラー）
12を取り付けるのに使用される。
【００５４】図１５は変形可能なミラー１２とアクチュ
エータ３４との関係を描いている。アクチュエータ３４
の各々は粘着材４０によって表面３２に接着されてい
る。１つの適当な粘着材は、ミネソタ州セントパウロの
ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリング社か
ら入手できる３Ｍパーツ番号第２２１６である。アクチ
ュエータ３４は、加えられた負荷および解放された横負
荷の実際ポイントを規定するフレクチュアカットを含ん
でいる。各アクチュエータ３４の内部には、スレッデド
ホール４４がある。スレッデドシャフト３６は各スレッ
デドホール４４内にねじ込まれる。サポートまたはガイ
ド４６はその中に複数のボア４８を持っている。各ボア
４８は相応するスレッデドシャフト３６の外径５０より
もわずかに大きな直径を有している。センターアクチュ
エータ３４はボルト５２によって固定された位置にあ
る。シャフト３６はドライブ５４によって移動する。ド
ライブ５４はスレッデドシャフト３６を回転させるか、
または回転なしで上方および下方に移動させることがで
き、これによってアクチュエータ３４を移動させること
ができる。
【００５５】前に説明したように、制御器１８は、必要
なグローバル（広範）に均等な強度プロフィールを得る
のに最低必要とされるデフォーメーションの量を達成す
るために、選択的にドライブ５４を制御する。変形可能
なミラーからターゲット平面またはレチクル３０への、
約１メートルの、図１に描かれているスルー距離（すな
わちイメージングなしの光学伝搬）を用いることによっ
て、単に約フレキシブル表面３２の１ラジアン局部角度
変形が標準的に必要となる。このことは、約１ミリメー
タ厚さの薄い反射型表面の移動の許容範囲内に収まって
いる。加えて、小さな角度変形とともに、小さなデコリ
メーションが存在する。デコリメーションは、図１に描
かれたマイクロレンズアレー２２および２６から発散す
る放射ビーム（線）の望ましい遠中心特性を生じさせる
にはわずかすぎ、そして逆にわずかに焦点外れした、イ
メージの許容できる小さな歪みを生じさせる。
【００５６】図１６および１７は図１に概略的に描かれ
た変形可能なミラーの第２の実施例を描いたものであ
る。第２実施例の変形可能なミラー１２は、図１５に描
かれている第１実施例に類似である。しかし、この第２
の実施例は、２つのピエゾ電気トランスジューサアクチ
ュエータ１５４およびワイヤ曲げ部（材）１５６の２つ
のローを持っている。
【００５７】図１６においては、ミラー１３２は、サポ
ート１６０間に設けられたワイヤフレクチュア１５６に
よって、ピエゾ電気変換器アクチュエータ１５４に取り
付けられている。適切なピエゾ電気変換器はサウスカロ
ライナ州コンウエイのＡＶＸ社から得ることができる。
１つの適切な変換器はＡＶＸモデル番号第Ｃ３．５００
１０−Ｃである。ピエゾ電気変換器アクチュエータ１５
４はベース１５８に取り付けられる。ミラー１３２、サ
ポート１６０、アクチュエータ１５４およびベース１５
８の背面は、３Ｍ社のパーツ番号第２２１６のような粘
着材１４０によって互いに接着されている。ピエゾ電気
変換器アクチュエータ１５４は、望ましいグローバル
（広範）な照明均等さを得るために、変形していない状
態から１０ミクロンよりも少ない変形可能なミラー１３
２の反射型表面を制御可能な状態で移動させるために単
に必要とされているだけである。
【００５８】図１７は、ミラー表面１３２を変形させる
ために用いられるピエゾ電気変換器アクチュエータ一５
４の２つのローを描いている。ミラー表面１３２の各長
さ方向エッジにおけるピエゾ電気変換器アクチュエータ
１５４組立のローの設置は、ミラー１３２の望ましくな
い捻れ変形を除去するのに助けとなる。ワイヤフレクチ
ュアは、望ましくない横方向引っ張りを解放すると同時
に、望ましい一次元方法によってミラーを指示しそして
引っ張る。
【００５９】図１８は、補正されていないエキシマレー
ザの照明プロフィールを描いている。放射ビーム（線）
の相対強度が図１８のグラフにおける濃淡によって表さ
れている。より暗い範囲はより大きな放射ビーム（線）
強度を表している。
【００６０】図１９は図１８におけるｙ軸の断面に沿っ
た放射ビーム（線）強度を描いている。相対強度がｙ軸
に沿った変化に応じてかなり変化していることが明らか
に理解できる。この影響は、曲線の中央部分を超えてか
らも存在する。
【００６１】図２０は、図１８におけるｘ軸に沿った放
射ビーム（線）の強度を描いている。ｘ軸に沿った照明
はＡｒＦエキシマレーザに関しては比較的安定的であり
そして予言できるということが知られている。さらに、
走査装置において使用されるとき、走査軸または走査の
方向に平行なこの軸は、均等な露光を得るためにはそれ
ほどクリチカルではない。走査軸または走査の方向に垂
直なｙ軸はよりクリチカルであり、そしてより変動に敏
感であることが知られている。経時的な変動またはレー
ザ劣化は、他の変化要因よりも、整列における変化、工
学的品質、ガス品質、放電力学及び温度によるものであ
る。
【００６２】図２１−２３は図１８−２０において見ら
れたそれと類似である。しかし、図２１−２３における
グラフは、図１８−２０において描かれたような同じレ
ーザ源に本発明を適用した結果の照明強度を描いたもの
である。クリチカルなｙ軸に沿った照明強度の均等さは
大幅に改善されている。このことは図２２における曲線
の実質的にフラット（平坦）な中央部分によって描かれ
ている。このため、照明源の元来的に貧弱なプロフィー
ルの大部分が利用できる。
【００６３】図２２は、走査動作の間に均等な露光を得
ることができる極めて望ましい、照明強度曲線のフラッ
ト（平坦）な中央部分を描いている。実際の走査露光装
置においては、プロフィールセンサーおよび／または信
号処理はｘに亘る平均から結果として得られるｙに沿っ
たプロフィールを表示すべきである。そのように行う上
でデータは図４において示されるように、走査の平均作
用を表すように作られる。本発明で達成される照明強度
曲線のフラット（平坦）な中央部分は１％未満の変化が
認められる。
【００６４】３つの異なる空間的サイズのカテゴリ−が
グローバル（広範）、局部的または顕微鏡的として均等
さの規定に適用される。「グローバル（広範）」は照明
されるフィールド（視野）のサイズを大ざっぱにするこ
とを意味し、そして横の広さは回折性素子の伝搬作用に
よってコンボリューション（重畳）されるプロフィール
の広がりよりも大きい。ミラー変形は基本的には単に一
様性（均等性）のこの規定上に作用するにすぎない。変
形によっては十分には補正されない「リップル」または
微構造はコンボリューション（重畳）効果によって除去
できる「局所的」非一様性（不均等性）である。これは
単に、多くのパルスが発生している間に、回折素子の移
動を通して除去される「スペックル」または望ましくな
い「顕微鏡的」干渉パターンを取り除くことである。こ
れらはすべて図２４に描かれている。図２４において
は、線ＧＮは「グローバル（広範）」非一様性（不均等
性）を、線ＬＮは「局所的」非一様性（不均等性）を、
そして線ＭＮは「顕微鏡的」非一様性（不均等性）を表
している。線ＩＰは照明プロフィールを表している。
【００６５】再び図１を参照すると、マイクローレンズ
アレーまたはアレー対は２２が角度づけられて作られた
拡散器として働いている。回折性素子（単数または複
数）またはマイクロレンズアレー対２２は空間パターン
の周波数のローバンドパスフィルタに似た局部ミキシン
グによって作用する。これはレチクルまたはマスク３０
において見られるように、プロフィールにおける微細な
構造欠点を取り除く。カットオフは観察される平面への
距離の関数であるため、これは調子合わせできるフィル
タとして考えることができる。微細な構造の巻き付きに
よる平均化は距離の関数である。
【００６６】マイクロレンズアレー２６が物理的に制限
平面２８に近いことが望ましい。例えば、１つの実施例
においては、最終または第２マイクロレンズアレー２６
は制限平面２８から約１０ミリメートルである。しか
し、他の実施例においては、マイクロレンズアレー２６
の位置は、用途によってこの値からかなり変化すること
ができる。この距離は、数１００のアレーユニットが何
らかの均等なフィールド（視野）ポイント上に角度的に
光線を照射することを標準的に確立する。
【００６７】フォトリソグラフ装置の照射光学装置２９
が無限遠における瞳（ピューピル）を持っているとき、
瞳（ピューピル）フィルは、そしてそのためレチクルに
おける放射ビーム（線）の角度作用は、マイクロレンズ
アレー２２、２６の遠視（例えば無限距離）回折パター
ンからもたらされる。遠視パターンはパターン伝搬とし
ての輪郭における無視できる変化を持って発散すること
によって特徴付けられる。マイクロレンズアレー２２、
２６において極めて多数のレンズがあるため、すべての
レチクルポイントは基本的に二次源の同じ角度分配に見
える。こうして、一般的な「ケーラー」照明器具設計の
標準と同様、瞳（ピューピル）上に二次照明源またはマ
イクロレンズアレー２６を再イメージするのにコンデン
サは必要ではない。
【００６８】レーザ源１０のようなコヒーレント放射ビ
ーム（線）源が用いられるとき、時々「スペックル」と
呼ばれる安定的な干渉パターンがレチクルまたはマスク
３０の平面に発生する。この望ましくないパターンは拡
散性または回折性素子またはマイクロレンズアレー２
２，２６の近フィールド（視野）回折パターンである。
レチクル平面３０におけるどのような点においても位相
相関された寄与はマイクロレンズアレー２２，２６と関
連した静止座標系において明視できる縞模様パターンを
発生させる。これは望ましい回路特色イメージに重なる
望ましくない特色である。
【００６９】パルス化されたビーム源に関しては、エネ
ルギー不安定性のために、標準的には少なくとも３０パ
ルスを用いて、加算されることが必要である。経時的に
加算された中から望ましくない干渉パターンを除去する
ため、パルス加算は２つの方法を提案する。第一は拡散
性および回折性素子を、干渉パターンが約１ユニット
（単位量）の距離だけ、それ自身２次元的に移動するよ
うにして、結果として干渉パターンの存在しない加算が
行われるように移動させることである。第二は拡散素子
２２におけるコヒーレント波面の入射角度を、線形位相
シフト関数を、そしてそのため同じパターン移動を、生
じさせるようにシフトさせることである。このことは望
ましくないパターンを除去する。図２６および２７は、
この移動の特性を示しており、図２７は移動からの結果
がない時のスペックルパターンを描いている。
【００７０】レーザのようなコヒーレント放射ビーム
（線）源は、スペックル、すなわち干渉によって照明源
に局限された非一様性（均等性）によって作られる望ま
しくないイメージ、の問題を発現させる。エキシマレー
ザに関しては、コンデンサレンズで実行されるようなビ
ームのインコヒーレント領域の有効な交差ミキシングを
作り出す配列が使用されるまで素子を移動させなくては
スペックルは除去できない。スペックルを除去するのに
コンデンサレンズを必要としない本発明は、こうして簡
単で、しかもより少ない伝送損失を持っている。回折素
子２２は単一平面内の２つの直交軸に沿って直交（関
係）的に移動する。マイクロレンズアレー２２のこの回
転的な移動は、移動のベクトルが偶然的な対称軸内に存
在するという可能性を回避する。
【００７１】直交（関係）ドライブ２４によるマイクロ
レンズアレー２２の移動は、小さな移動によって生じさ
せられることが望ましく、低慣性アクチュエータが直交
（関係）的に作用し、そして図２５に示されるような遠
隔的にモータ駆動されるアクチュエータ装置によって空
気圧的に駆動される。図２５においては、モータ２１０
がベルト２１２によって第一ホイール２１４および第二
ホイール２１６を駆動する。一方、ホイール２１４およ
び２１６は、空気ホース２２０に供給する空気コンプレ
ッサ２１８を駆動する。空気の圧力およびフローは２つ
の空気圧アクチュエータ２２４を直交（関係）的に駆動
するのに使用される。ドライブ２２４の各々は、回折性
素子またはマイクロレンズアレー２２を保持しているフ
レーム２２８に取り付けられている。このフレームは曲
げ部（材）２２６によって保持され、そしてサポート２
３０によってサポートされている。これは不必要な振動
を除去する。単一平面における結果（合成、生成）的に
生じる移動は、ランダムである。マイクロレンズアレー
２２に結合されている空気圧的なアクチュエータ２２４
は、いくらか離れたドライブモータ２１０によって駆動
される。可動性のマイクロレンズアレー２２はコンパク
トであり、そして極めて小さな慣性質量を持っている。
付加的に、空気圧的なアクチュエータ２２４のストロー
クは周波数の変更なしでプレッシャドロップ法により容
易に可変できる。こうして、スペックルは可能な最も小
さいストロークにより除去できる。一般的には、回折性
または拡散性素子またはマイクロレンズアレー２２にお
いて必要とされる移動は、極めて小さく、普通２０ミク
ロンか、それ以下である。この小さな移動はフォトリソ
グラフィック装置に望ましからぬ振動を引き起こす可能
性を減少させる。
【００７２】変形可能なミラー１２は、源１０からの照
明プロフィールの変化に従って調節される。源１０から
の照明プロフィールの変化は迅速なものではなく、そし
て短い時間周期、すなわちいくつかのウェファを露光す
るのに必要な時間、においては比較的安定的である。こ
のためエキシマレーザを用いるときには、変形可能なミ
ラー１２は源１０の初期スタートアップ時、および源１
０の出力が変化したことを検出（感知）用装置が検出し
た時、に調整を必要とするだけである。変形可能なミラ
ーアクチュエータ２０は、それほど迅速に応答する必要
はない。付加的に、望ましいフィールド（視野）を覆う
±１％以内の望ましい均等な照明プロフィールを得るた
めには、図１４−１５に描かれているような、近似的で
あるにすぎない７つの１次元アクチュエータ３４が必要
とされていることが知られている。
【００７３】図２８は本発明の別の実施例を描いてい
る。図２８においては、反射型回折素子２２’が使用さ
れている。反射型回折素子２２’は変形可能なミラー１
２から受けた電磁放射ビーム（線）をレチクル３０上に
反射する。反射型回折素子２２’は、照明されたレチク
ルフィールド（視野）が、反射型回折素子２２’の入射
側の特定の角度場所において望ましい放射ビーム（線）
の特性を生じさせるための回折特色の可能性によっても
たらされる鏡面反射、拡散反射、またはいかなる任意の
反射角度、を含む反射で生ずるように方向付けされてい
る。
【００７４】その結果、本発明は照明プロフィール一様
性（均等性）において劇的改善を提供できることは容易
に明らかである。加えて、コヒーレント放射ビーム
（線）源の使用によるスペックルの影響が除去できる。
このことは高価でない、しかも極めて低い伝送損失を持
つ、簡単な設計によって達成される。短い波長源に適切
な材料およびコーティングが、極めて少数のビームが横
断する素子に関して用いられる。結果として従来可能で
あったよりも、より均等な照明プロフィールが、同じ電
力の照明源から得られる。
【００７５】本願開示において使用される、回折性素子
または回折性光学素子という用語、概念は、入射する電
磁放射ビーム（線）の電磁界への、その効果が、放射ビ
ーム（線）の回折セオリーによって支配されており、し
かも光線−屈折性または幾何学モデルまたは分析によっ
ては十分に規定され得ない、いかなる素子をも意味して
いる。このカテゴリーは、振幅および／または位相変調
を持つ透過性または反射性の材料の基板または素子、ま
たは特定のフィールド（視野）または空間位置において
明瞭な振幅、位相、および強度パターンを発生するパタ
ーンを含む。現在の説明は伝送に用いられる素子を強調
しているが、しかし同じ特性の反射型実施例が、例えば
図２８に描かれている実施例が、含まれている。同様
に、実質的に指向性の、またはビーム状の放射ビーム
（線）フィールド（電磁界）への、その効果が、明瞭な
２次放射ビーム（線）源の多数の効果を発生させること
によって、その指向性特性を、ある程度にまで減少させ
る何らかの素子として、拡散型素子が規定される。
【００７６】ここでの規定によれば、そのような拡散性
素子は、回折性素子のカテゴリーのメンバーであるとも
考えられる。
【００７７】望ましい実施例が記載され、そして説明さ
れたが、当業技術者にとっては本発明の精神と範囲から
離れることのない種々の変更が行えるということは明ら
かであろう。１つの望ましい実施例がエキシマレーザ源
を用いて説明されたが、この照明装置は他の照明源に
も、そして変形可能なミラーコーティングおよび拡散性
素子のために適切な材料を使用することによって、実質
的に指向性のある放射ビーム（線）源にも、都合良く適
用できる。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば、半導体ウェーハ上へレ
ティクルのイメージを投影するための一様な照明プロフ
ィールを形成すること、スループットを増大させ、且
つ、伝送損失を低減すること、そして、コヒーレント波
面（波頭）の干渉が低減され、スペックルが除去される
こと、並びに、レーザ源プロフィールの、時間に関する
変動が補償されること、更に、コスト及び維持費が低減
されることという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置（システム）の実施例（実施形
態）の概念図である。
【図２】多数の従来照明器におけるケーラー（Kohler)
コンデンサレンズとの対比を示す概念図である。
【図３】プロフィール検出のためのスキャンニング（ス
キャン）検出器の使用される様子を示す概念図である。
【図４】スロットによりスキャンニング（スキャン）さ
れる方形フィールドを示す概念図である。
【図５】夫夫のセグメントへのプロフィールの分割の様
子を示す概念図である。
【図６】1つの新たなプロフィールを得るためのセグメ
ントのリアセンブリの様子を示す概念図である。
【図７】交差のないようなプロフィールセグメントの横
方向シフト（ずれ）の様子を示す概念図である。
【図８】交差を伴ってのプロフィールセグメントの横方
向シフト（ずれ）の様子を示す概念図である。
【図９】水のバケットのアナロジーを示す概念図であ
る。
【図１０】スロー("throw")長さの様子を示す概念図で
ある。
【図１１】ローカル（局所的）的スロープ付き鏡（ミラ
ー）表面上への反射の影響（作用）を示す概念図であ
る。
【図１２】レティクル及びウェーハのスキャンニング
（スキャン）の様子を示す概念図である。
【図１３】一様なプロフィールの生成される手法を示す
概念図である。
【図１４】図1にて示す変形可能な鏡（ミラー）の最初
（第1）の実施例（実施形態）の平面図である。
【図１５】図14における変形可能な鏡（ミラー）の正面
図である。
【図１６】図1に示す第2の変形可能な鏡（ミラー）の実
施例（実施形態）の正面図である。
【図１７】図16にて示す第2の変形可能な鏡（ミラー）
の実施例（実施形態）の側面図である。
【図１８】レーザ源からの照明プロフィールを示すグラ
フの図である。
【図１９】図18におけるｙ−軸に沿っての照明強度を示
すグラフの図である。
【図２０】図18におけるｘ−軸に沿っての照明強度を示
すグラフの図である。
【図２１】本発明により補正されるレーザ源の照明プロ
フィールを示すグラフの図である
【図２２】図２１におけるｙ−軸に沿っての照明強度を
示すグラフの図である。
【図２３】図２１におけるｘ−軸に沿っての照明強度を
示すグラフの図である
【図２４】グローバル（広範）、ローカル（局所的）及
び顕微鏡的一様性スケール並びにプロフィールコンボリ
ューションジオメトリック特性関係を示す概念図であ
る。
【図２５】回折光学素子をジャイレーションさせるため
の1つの可能な手法を示す概念図である。
【図２６】回折光学素子のジャイレーションにより惹起
される、横断面平面における円状の運動を示す概念図で
ある。
【図２７】回折光学素子のジャイレーションによる影響
（作用）を説明するための概念図である。
【図２８】反射性回折光学素子を用いた本発明の他の実
施例（実施形態）を示す概念図である。
【符号の説明】
１０ 照明源 １２ 鏡（ミラー） １４ ビームスプリッタ １８ コントローラ ２０ アクチュエータ

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁放射ビーム（線）の源と、 変形可能なミラーと、 変形可能なミラーの表面輪郭を変化させるために変形可
    能なミラーに結合されたアクチュエータ装置と、 源から発せられた（放射された）放射ビーム（線）の強
    度プロフィールを求めるするためのプロフィール検出
    （感知）用装置と、 変形可能なミラーに関する表面輪郭を計算し、そしてア
    クチュエータ装置を制御するために、プロフィール検出
    （感知）用装置およびアクチュエータ装置に配属された
    コントローラ手段（制御装置）と、そして拡散性または
    回折性の光学素子とを有しこれによって前記源からの放
    射ビーム（線）が変形可能なミラーから反射され、そし
    て少なくとも１つの拡散性素子を通り、結果として改善
    されたグローバル（広範）およびローカル（局所的）放
    射ビーム（線）強度の一様性（均等性）が得られること
    を特徴とするリソグラフィ用の照明装置。
  2. 【請求項２】 拡散性または回折性の素子が、望ましい
    均等なフィールド（視野）のサイズのおおよそ１／１０
    ００のサイズの、個別のレンズ素子を持つマイクロレン
    ズアレーであるような、請求項第１項記載の照明装置。
  3. 【請求項３】 第一拡散性または回折性素子が移動可能
    であるような、請求項第１項記載の照明装置。
  4. 【請求項４】 第一拡散性または回折性素子が単一の平
    面内で移動可能であるような、請求項第１項記載の照明
    装置。
  5. 【請求項５】 第一拡散性または回折性素子が、露光の
    間に横平面における１単位量（ユニットサイズ）よりも
    少ない移動をするような、請求項第１項記載の照明装
    置。
  6. 【請求項６】 さらに第一マイクロレンズアレーに隣接
    して設けられた第二マイクロレンズアレーを含むよう
    な、請求項第２項記載の照明装置。
  7. 【請求項７】 第一および第二マイクロレンズアレーの
    一方が移動できるような、請求項第６項記載の照明装
    置。
  8. 【請求項８】 第一マイクロレンズアレーが複数のレン
    ズから作られるような、請求項第１項記載の照明装置。
  9. 【請求項９】 複数のレンズの各々が、２０ミクロンま
    たはそれ以下の幅であるような、請求項第８項記載の照
    明装置。
  10. 【請求項１０】 変形可能なミラーが主に１次元におい
    て変形可能である、請求項第１項記載の照明装置。
  11. 【請求項１１】 さらに変形可能なミラーに取り付けら
    れた複数の独立したアクチュエータを含むような、請求
    項第１項記載の照明装置。
  12. 【請求項１２】 フォトリソグラフィにおいて使用する
    ための照明装置において、 複数の独立したアクチュエータの数が、フラット（平
    坦）でも球形でもない輪郭を表面に得させるのに十分大
    きいような、請求項第１１項記載の照明装置。
  13. 【請求項１３】 アクチュエータ装置がさらに、 変形可能なミラーの第一長さ方向エッジに沿って取り付
    けられたワイヤ曲げ部（材）の第一ローと、 変形可能なミラーの第二長さ方向エッジに沿って取り付
    けられたワイヤ曲げ部（材）の第二ローと、 ワイヤ曲げ部（材）の第一ローに取り付けられたアクチ
    ュエータの第一ローと、 ワイヤ曲げ部（材）の第二ローに取り付けられたアクチ
    ュエータの第二ローと、 ベースに取り付けられたアクチュエータの第一および第
    二ローとを有し、そして、変形可能なミラーを変形させ
    るために、アクチュエータの第一および第二ローがコン
    トローラ（制御装置）によって制御されるような、請求
    項第１項記載の照明装置。
  14. 【請求項１４】 アクチュエータの第一および第二ロー
    における各アクチュエータが１０ミクロンよりも小さい
    移動の範囲を持つような、請求項第１３項記載の照明装
    置。
  15. 【請求項１５】 アクチュエータの第一および第二ロー
    における各アクチュエータがピエゾ電気変換器であるよ
    うな、請求項第１４項記載の照明装置。
  16. 【請求項１６】 近フィールド（視野）回折パターン内
    の照明を得るために、第一拡散性または回折性素子また
    はマイクロレンズアレーがターゲット平面に十分に接近
    して設けられるような、請求項第１項記載の照明装置。
  17. 【請求項１７】 フォトリソグラフィに使用するための
    照明装置において、 レーザまたは放射ビーム源と、 変形可能なミラーと、 変形可能なミラーの表面輪郭を変化させるために、変形
    可能なミラーに配属されたアクチュエータ装置と、 レーザ源から発散される放射ビーム（線）の強度プロフ
    ィールを求めるためのプロフィール検出（感知）用装置
    と、 変形可能なミラーに関する表面輪郭を計算し、そしてア
    クチュエータ装置を制御するために、プロフィール検出
    （感知）装置およびアクチュエータ装置に配属されたコ
    ントローラ（制御装置）と、そして第一マイクロレンズ
    アレーとを有し、 これによってレーザ源からの放射ビーム（線）が変形可
    能なミラーから反射され、そして第一マイクロレンズア
    レーを通って、改善されたグローバル（広範）および局
    所的な放射ビーム（線）強度一様性（均等性）が結果的
    に得られることを特徴とする照明装置。
  18. 【請求項１８】 対象物およびイメージ平面を持つ、フ
    ォトリソグラフィにおいて使用するためのレーザ照明装
    置において、 レーザ源と、 変形可能なミラーと、 変形可能なミラーの表面輪郭を変化させるために変形可
    能なミラーに配属されたアクチュエータ装置、このアク
    チュエータ装置はどの１つの場所においてでも変形可能
    なミラーの表面を変形させることが可能である、と、 レーザ源から発散される放射ビーム（線）の強度プロフ
    ィールを求めるためのプロフィール検出（感知）装置
    と、 変形可能なミラーに関する表面輪郭を計算し、そしてア
    クチュエータ装置を制御するために、プロフィール検出
    （感知）装置およびアクチュエータ装置に配属されたコ
    ントローラ（制御装置）と、 ２０ミクロン以下の単一平面において２軸に沿って移動
    の範囲を持つ第一可動マイクロレンズアレーと、そして
    第一マイクロレンズアレーの近くに位置決めされる第二
    マイクロレンズアレーと、 近フィールド（視野）回折パターン内の照明を得るため
    に、ターゲット平面に十分に近く設けられた第二マイク
    ロレンズアレーとを有し、 これによってレーザ源からの放射ビーム（線）が変形可
    能なミラーから反射され、第一およびせ第二マイクロレ
    ンズアレーを通して、改善されたグローバル（広範）お
    よび局所的放射ビーム（線）強度一様性（均等性）が結
    果として得られることを特徴とするレーザ照明装置。
  19. 【請求項１９】 前記回折性または拡散性素子またはマ
    イクロレンズアレーが、放射ビーム（線）の回折によっ
    て優勢な作用を持ち、そして光線または屈折モデルまた
    は分析によっては十分に決められないような、請求項第
    １項、第２項、第６項、第１６項、第１７項または第１
    ８項記載の照明装置。
  20. 【請求項２０】 前記回折性または拡散性素子またはマ
    イクロレンズアレーが、ステップ的または連続的いずれ
    かの特性の位相レリーフ（起伏）または光路変調を持
    つ、何らかの実質的にフラット（平坦）な光学表面を含
    むような、請求項第１９項記載の照明装置。
  21. 【請求項２１】 前記回折性または拡散性素子が反射型
    であり、そしてこれによって電磁放射ビーム（線）の源
    からの放射ビーム（線）が回折性または拡散性素子を通
    過伝送されるよりは反射され、結果として改善されたグ
    ローバル（広範）および局所的放射ビーム（線）強度一
    様性（均等性）が得られるような、請求項第１項記載の
    照明装置。
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