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▶ カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5908028
(24)【登録日】2016年4月1日
(45)【発行日】2016年4月26日
(54)【発明の名称】マイクロリソグラフィのための照明系
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20160412BHJP
G02B 13/00 20060101ALI20160412BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20160412BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 521
G02B13/00
G02B3/00 A
【請求項の数】9
【全頁数】25
(21)【出願番号】特願2014-114073(P2014-114073)
(22)【出願日】2014年6月2日
(62)【分割の表示】特願2011-546698(P2011-546698)の分割
【原出願日】2010年1月25日
(65)【公開番号】特開2014-212327(P2014-212327A)
(43)【公開日】2014年11月13日
【審査請求日】2014年6月3日
(31)【優先権主張番号】102009006685.3
(32)【優先日】2009年1月29日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】503263355
【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100092093
【弁理士】
【氏名又は名称】辻居 幸一
(74)【代理人】
【識別番号】100082005
【弁理士】
【氏名又は名称】熊倉 禎男
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100164530
【弁理士】
【氏名又は名称】岸 慶憲
(72)【発明者】
【氏名】ショルツ アクセル
(72)【発明者】
【氏名】シュレゼナー フランク
(72)【発明者】
【氏名】ハーフェルカンプ ニルス
(72)【発明者】
【氏名】ダヴィデンコ ウラジミール
(72)【発明者】
【氏名】ゲルハルト ミハエル
(72)【発明者】
【氏名】ツィーグラー ゲルハルト ヴィルヘルム
(72)【発明者】
【氏名】ケルン ミルコ
(72)【発明者】
【氏名】ビショフ トーマス
(72)【発明者】
【氏名】シュタムラー トーマス
(72)【発明者】
【氏名】ケルナー シュテファン
(72)【発明者】
【氏名】マウル マンフレート
(72)【発明者】
【氏名】ヴァルドルフ ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】フレフィッヒ イゴール
(72)【発明者】
【氏名】デギュンター マルクス
【審査官】
赤尾 隼人
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２００７／０９３３９６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２００７／０９３４３３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開平０８−１７９２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−０９２７２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００８／１３１９２８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２００７−１５０２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００７−５０６２６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−１８２２４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００７−５２４２４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−１６０１０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０００−２５２２０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｇ０３Ｆ ７／２０
Ｇ０３Ｂ ３／００−３／１４；９／００−１７／０８；
２１／０２−２１／０４；２５／００−２５／０４；
２７／００−２７／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
１次光源（６）の照明光（８）による物体視野（３）の照明のためのマイクロリソグラフィのための照明系（５）であって、
２次光源のラスタ配列を生成するために照明系の第１の平面（１１）に配置されるか又は該平面（１１）に隣接して配置された光束を形成する第１のラスタ要素（２４）を有する第１のラスタ配列（１２）と、
前記２次光源の照明光（８）の伝達を照明視野（３）内に重ね合わせるための伝達光学系（１５，１７）であって、光束を形成する第２のラスタ要素（２６）を有する第２のラスタ配列（１５）を含む伝達光学系（１５，１７）と、
前記第２のラスタ配列（１５）に対して前記第１のラスタ配列（１２）の少なくとも１つのセグメント（２６；４５，４７）を変位させるための変位デバイス（４１）であって、変位デバイス（４１）を用いて変位可能である該少なくとも１つのセグメント（２６；４５，４７）が、前記ラスタ要素（２４）のうちの正確に１つ、所定のラスタ区域の群、又はラスタ要素（２４）のいくつかの群である変位デバイス（４１）と、
を含むことを特徴とする照明系。
２次光源のラスタ配列を生成するために照明系の第１の平面（１１）に配置されるか又は該平面（１１）に隣接して配置された光束を形成する第１のラスタ要素（２４）を有する第１のラスタ配列（１２）と、
前記２次光源の照明光（８）の伝達を照明視野（３）内に重ね合わせるための伝達光学系（１５，１７）であって、光束を形成する第２のラスタ要素（２６）を有する第２のラスタ配列（１５）を含む伝達光学系（１５，１７）と、
前記第２のラスタ配列（１５）に対して前記第１のラスタ配列（１２）の少なくとも１つのセグメント（２６；４５，４７）を変位させるための変位デバイス（４１）であって、変位デバイス（４１）を用いて変位可能である該少なくとも１つのセグメント（２６；４５，４７）が、前記ラスタ要素（２４）のうちの正確に１つ、所定のラスタ区域の群、又はラスタ要素（２４）のいくつかの群である変位デバイス（４１）と、
を含むことを特徴とする照明系。
【請求項2】
前記変位デバイス（４１）及び前記２つのラスタ配列（１２，１５）は、前記第１のラスタ配列（１２）の前記セグメント（２６；４５，４７）が、前記照明光のビーム方向に対して横断する方向に前記第２のラスタ配列（１５）に対して変位可能であるように互いに対して配置され、かつそのように設計されることを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項3】
前記変位デバイス（４１）及び前記２つのラスタ配列（１２，１５）は、前記第１のラスタ配列（１２）の前記セグメント（２６；４５，４７）が、前記第２のラスタ配列（１５）に対してピボット回転可能であるように互いに対して配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項4】
前記変位デバイス（４１）は、前記第２のラスタ配列（１５）に対する前記第１のラスタ配列（１２）の少なくとも１つのセグメントの周期的変位が、リソグラフィ投影露光中の前記照明視野（３）の露光時間に比較して小さい周期で発生するように設計されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項5】
前記照明光（８）の照明強度分布を検出するための測定デバイス（４４）と、
前記測定デバイス（４４）及び前記変位デバイス（４１）と信号接続状態にある制御デバイスと、
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明系。
前記測定デバイス（４４）及び前記変位デバイス（４１）と信号接続状態にある制御デバイスと、
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項6】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明系（５）に使用するために、異なる光束影響効果を有し、かつ第１のラスタ要素タイプ（Ｉ）の少なくとも１つのラスタ要素（２４）を有する第１のラスタ区域（２９；２７，３１；３７，３９；３８）と、第２のラスタ要素タイプ（ＩＩＩ）の少なくとも１つのラスタ要素（２４）を有する第２のラスタ区域（２７，２８，３０，３１；２８から３０；３８；３７，３９）との間に少なくとも１つの距離ステップ（３６；４０）を含むラスタ要素（２４）の少なくとも２つのタイプ（ＩからＩＩＩ）、
を含むことを特徴とするラスタ配列（１２，１５）。
を含むことを特徴とするラスタ配列（１２，１５）。
【請求項7】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明系（５）に使用するための前記変位デバイス（４１）、
を含むことを特徴とするラスタ配列（１２，１５）。
を含むことを特徴とするラスタ配列（１２，１５）。
【請求項8】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明系（５）、
を含むことを特徴とする投影露光装置（１）。
を含むことを特徴とする投影露光装置（１）。
【請求項9】
微細構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造の方法であって、
少なくとも部分的に感光材料の層が設けられた基板を準備する段階と、
結像される構造が設けられたレチクルを準備する段階と、
前記結像される構造が照明視野に配置された請求項８に記載の投影露光装置（１）を準備する段階と、
前記投影露光装置（１）を用いて前記レチクルの少なくとも一部を前記層のある一定の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
少なくとも部分的に感光材料の層が設けられた基板を準備する段階と、
結像される構造が設けられたレチクルを準備する段階と、
前記結像される構造が照明視野に配置された請求項８に記載の投影露光装置（１）を準備する段階と、
前記投影露光装置（１）を用いて前記レチクルの少なくとも一部を前記層のある一定の領域上に投影する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明光を用いて照明視野を照明するためのマイクロリソグラフィのための照明系に関する。更に、本発明は、この種の照明系に使用するためのラスタ配列、この種の照明系を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置、微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素のためのマイクロリソグラフィ製造方法、及びこの種の方法に従って製造された構成要素に関する。
【背景技術】
【0002】
冒頭に挙げたタイプの照明系は、ＷＯ ２００７／０９３ ４３３ Ａ１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】ＷＯ ２００７／０９３ ４３３ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、照明視野又は物体視野の照明の特定の照明パラメータに影響を与えることが、他の照明パラメータに対する望ましくない影響を可能な最大の程度まで回避するような方法で可能であるような方法で冒頭に挙げたタイプの照明系を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の第１の態様により、この目的は、請求項１に示す特徴を有する照明系によって達成される。
【0006】
本発明により、照明系のラスタ配列のラスタ要素の間の距離タイプの割り当ては、第１のラスタ配列の異なるタイプの第１のラスタ要素によって割り当てられた部分光束に対して作用する異なる集光効果を部分的又は全体的に補償することを可能にすることが見出されている。そのような場合には、照明光の部分光束に影響を与える個別ラスタ要素タイプの間の他の効果の差異、特に、高次の効果は、多くの場合に不可避の異なるタイプの第１のラスタ要素の異なる集光効果を無視することができる程度まで利用することができる。屈折ラスタ要素が使用される場合には、例えば、異なるレンズ半径のラスタ要素によって作用する望ましくない効果を補償することができ、従って、非球面レンズ形状を使用する場合に他の形状寄与、例えば、高次の形状寄与を特定の照明パラメータの補償に利用することが可能になる。本発明による照明系は、特定の照明パラメータに対して補正又は事前補償のいずれかを行うことを可能にする。例えば、ラスタ配列のうちの少なくとも１つにおいて異なるタイプのラスタ要素を使用する場合には、異なる照明方向による強度分布に対する望ましくない影響が回避されるように、楕円度補正を実施することができる。反射ラスタ要素も同様に使用することができる。そのような場合には、異なるタイプのラスタ要素の間の差異は、ラスタ要素の異なる屈折効果に起因するものではなく、ラスタ要素の異なる反射効果によってもたらされる。傾斜レンズもまた、ラスタ要素としての使用に適している。ラスタ要素は、モノリシックとすることができ、すなわち、それらは、ラスタ配列がモノリシックレンズ又は基板ブロックから製造されるように単体で形成することができる。代替的に、複数の部分から構成されるラスタ要素を使用するように考えることができ、これらの部分のうちの１つは、ラスタ要素の群、又は更には個別ラスタ要素とすることができる。ラスタ配列の一方の特定のタイプのラスタ要素と他方のラスタ配列の割り当てられたラスタ要素との間の個別距離の変動は、ラスタ配列の光束誘導断面にわたる距離変動を表す厳密に単調な関数のグラフ形状を有することができる。代替的に、この関数は、光束誘導断面内に最大値又は最小値を有することができる。言い換えれば、断面にわたる距離変動は、特に、少なくとも１つの頂点を有する不規則な曲線のグラフ形状を有することができる。一般的に説明すると、２つのラスタ配列の各々には、１つのタイプのラスタ要素のみを設けることもでき、ラスタ配列の光束誘導断面にわたる距離変動は、次に、上記又は以下に説明する機能又は段階の方式で実施することができる。照明系には、１次光源を装備することができるが、これは必須ではない。照明系とは別の１次光源を有するレーザ使用のための照明系を準備するようにも考えることができる。２つのラスタ配列のラスタ要素の間の自由距離は、空隙、言い換えれば、いかなる固体も含まない中間の空間によって形成される。２つのラスタ配列は、互いから分離した構成要素とすることができる。異なる光束影響効果を有する少なくとも２つのタイプのラスタ要素を含むラスタ配列は、第１のラスタ配列、第２のラスタ配列、又は両方のラスタ配列とすることができる。
【0007】
請求項２に記載の少なくとも１つの距離ステップは、本発明による距離割り当ての個別の実施である。この種の距離ステップは、ラスタ配列の製造に使用される半製品において具備済みのものとすることができる。
【0008】
請求項３に記載のラスタ区域へのラスタ要素のタイプの割り当ては、照明系の再現可能な製造及び再現可能な設計を保証する。ラスタ区域は、各場合に同じタイプのラスタ要素を含むことができる。
【0009】
請求項４及び請求項５に記載の少なくとも１つの距離ステップを含むラスタ配列の設計は、中心及びエッジに対するラスタ要素のタイプの割り当てに依存して対応する補償効果を与える。
【0010】
距離割り当ての利点は、請求項６及び請求項７に記載のラスタ要素の設計において特に明らかである。特定の照明パラメータ対する望ましい影響は、様々なタイプの第１のラスタ要素のいくつかの円錐定数を用いて得ることができる。代替的又は追加的に、異なるタイプのラスタ要素の光束影響面は、距離タイプの割り当てを用いて望ましい程度まで補償することができる異なる曲率半径を有することができる。言い換えれば、異なる曲率半径を有する異なるタイプによるラスタ要素の球面設計を考えることができる。異なる円錐定数は、補正、補償、又は事前補償の目的で、制御された強度変化を照明視野にわたって与えることを可能にする。代替的又は追加的に、異なる半径を用いて、又はより一般的に説明すると様々なタイプの第１のラスタ要素の個別に設計された非回転対称の自由曲面を用いて、特定の照明パラメータに対する望ましい影響を得ることができる。
【0011】
本発明の第２の態様では、冒頭に挙げた目的は、請求項８に提供する特徴を有する照明系により本発明によって達成される。
【0012】
本発明による変位デバイスは、基本的に照明光のビーム方向に沿った及び／又は基本的に照明光のビーム方向に対して横断方向の第２のラスタ配列に対する第１のラスタ配列の少なくとも１つのセグメントの変位に対して、及び／又はラスタ配列の一方を他方のラスタ配列に対してピボット回転させることに対して構成することができる。２つのラスタ配列が互いに対して変位した場合には、第１のラスタ配列を変位させることができ、第２のラスタ配列を変位させることができ、又は両方のラスタ配列を変位させることができる。変位デバイスを用いて変位させることができるセグメントは、ラスタ要素のうちの正確に１つ、いくつかのラスタ要素、特に、ラスタ行、ラスタ列、又は所定のラスタ区域の群、又はラスタ要素のいくつかの群を含むことができ、又は全てのラスタ要素、言い換えれば、ラスタ配列全体を含むことができる。変位デバイスを含む第１の態様による照明系は、異なる光束誘導効果を有する少なくとも２つのタイプのラスタ要素を含む第２の態様による照明系と組み合わせることができる。言い換えれば、上述の本発明の全ての特徴は、互いに組み合わせることができる。
【0013】
請求項９に記載の変位デバイスは、所定の照明パラメータによる平均化効果を利用するのに利用することができる。
【0014】
請求項１０に記載の照明系の設計は、フィードバック、言い換えれば、測定デバイスの測定結果に依存して変位デバイスの作動を実行することを可能にする。この種のフィードバックをオンラインフィードバックループとも呼ぶ。測定デバイスは、照明視野の視野平面又はそれに共役な平面内、及び／又は照明系の瞳平面又はそれに共役な平面内の照明強度分布を検出することができる。照明系の視野平面と瞳平面の間に配置された平面内の照明強度分布を検出することも同様に考えることができる。この点に関して、瞳平面は、照明光の強度分布が照明視野の照明の照明角度分布に対する尺度である平面である。
【0015】
請求項１１及び請求項１２に記載のラスタ配列の利点、請求項１３に記載の投影露光装置の利点、請求項１４に記載の製造方法の利点、及び請求項１５に記載の微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素の利点は、本発明による照明系を参照して上述したものに対応する。
【0016】
以下では、図面を用いて本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明によらない２段ラスタ配列を有するラスタモジュールを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置において本発明による照明系を通した概略子午断面図である。
【図4】図３に記載のラスタモジュールの第１のラスタ配列の合計で３つのラスタ要素タイプのうちの２つに対して照明系によって照明される照明視野にわたる距離補償されていない強度分布Ｉ（ｘ）を示すグラフの概略図である。
【図5】個別要素又は区域の間にステップが設けられたラスタ配列を含むラスタモジュールの更に別の実施形態の図である。
【図6】個別要素又は区域の間にステップが設けられたラスタ配列を含むラスタモジュールの更に別の実施形態の図である。
【図7】個別要素又は区域の間にステップが設けられたラスタ配列を含むラスタモジュールの更に別の実施形態の図である。
【図8】個別要素又は区域の間にステップが設けられたラスタ配列を含むラスタモジュールの更に別の実施形態の図である。
【図9】個別要素又は区域の間にステップが設けられたラスタ配列を含むラスタモジュールの更に別の実施形態の図である。
【図10】個別要素又は区域の間にステップが設けられたラスタ配列を含むラスタモジュールの更に別の実施形態の図である。
【図11】互いに割り当てられた２つのラスタ配列のラスタ要素の間の距離がタイプ毎に個別のものである２つの反射ラスタ配列を含むラスタモジュールを通した子午断面図である。
【図12】２つのラスタ配列が互いに対して変位した場合の自由度を略示する２つのラスタ配列を含むラスタモジュールの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１は、ウェーハスキャナであり、半導体構成要素及び他の微細構造化構成要素の製造に使用されるマイクロリソグラフィ投影露光装置１の概略図である。マイクロメートルの数分の１までの解像度を得るために、投影露光装置１は、特に深紫外線（ＶＵＶ）を使用する。
【0019】
位置関係の説明を容易にするために、以下の説明では直交ｘ−ｙ−ｚ座標系を使用する。図１では、ｘ軸は、上方に延びている。ｙ軸は、図１の作図面に対して垂直であり、閲覧者に向けて延びている。図１では、ｚ方向は右に延びている。投影露光装置１の走査方向はｙ方向と一致する。図１に記載の子午断面内では、投影露光装置１の全ての光学構成要素が、光軸２に沿って一列に配置される。当然ながら光軸２は、特に小型設計の投影露光装置１を得るために不規則に折り返すことができる。
【0020】
全体を参照番号５で表す投影露光装置１の照明系は、投影露光によって伝達される構造（詳細には示していない）であるレチクルの形態にある構造が配置されたレチクル平面４内の物体視野又は照明視野３の所定の照明を得るように機能する。物体視野３と照明視野とは、互いに一致することができる。通例、物体視野３は、照明視野に配置される。１５７ｎｍの作動波長を有するＦ2レーザが、光軸２と同軸の照明光ビームを有する１次光源６として機能する。１９３ｎｍの作動波長を有するＡｒＦエキシマレーザ、２４８ｎｍの作動波長を有するＫｒＦエキシマレーザ、及びより長い又は短い作動波長を有する他の１次光源を考えることができる。
【0021】
説明を容易にするために、照明系５の照明光学系の構成要素を屈折光学構成要素として表す。代替的又は追加的に、これらの構成要素は、反射構成要素、言い換えればミラーで置換するか又は補うことができる。従って、図１の基本的な屈折結像システムの代わりに、反射屈折システム又は反射システムを使用するように考えることができる。照明系５の反射設計は、特に、１次光源６が、５ｎｍと３０ｎｍの間の範囲、特に１３．５ｎｍ前後の波長を有する有用光を生成するＥＵＶ光源である場合に使用することができる。
【0022】
小さい矩形の断面を有する光ビーム６が、光源６によって放出された後に入射する第１の構成要素は、基本的に平行な光とより大きい矩形断面とを有する出力ビーム８を生成するビーム拡大光学系７である。照明光ビーム８は、１前後のものとすることができるｘ／ｙアスペクト比、更には１よりも大きいとすることができるｘ／ｙアスペクト比を有する。ビーム拡大光学系７は、照明光８の干渉低減のための要素を含むことができる。ビーム拡大光学系７によって基本的に平行化されると、次に、照明光８は、照明光角度分布を生成するためのコンピュータ生成ホログラム（ＣＧＨ）である回折光学要素（ＤＯＥ）上に入射する。フーリエレンズ配列、言い換えれば、非常に概略的な図で示しており、ＤＯＥ９に対してその焦点幅に対応する位置に配置されたコンデンサー１０を通過する時に、ＤＯＥ９によって生成された照明光８の角度分布は、２次元の照明光強度分布、言い換えれば光軸２に対して垂直な方向に位置依存する照明光強度分布に変換される。従って、上述のように生成された強度分布は、照明系５の第１の照明平面１１に存在する。従って、ＤＯＥ９はコンデンサー１０と共に、２次元照明光強度分布を生成するための光配分デバイスを形成する。この光配分デバイスを瞳定義要素（ＰＤＥ）とも呼ぶ。
【0023】
第１の照明平面１１の領域内には、ハニカムコンデンサーとも呼ぶラスタモジュール１３の第１のラスタ配列１２が配置される。ラスタモジュール１３を視野定義要素（ＦＤＥ）とも呼ぶ。ラスタモジュール１３は、照明光８の所定の強度分布及び照明角度分布を生成するように機能する。図１では、ラスタモジュール１３の基本的な機能原理を説明するために、ラスタモジュール１３を概略的な図にしか示していない。図２及び図５、並びにそれ以降の図は、本発明によるラスタモジュール１３の他の実施形態を示している。
【0024】
第２のラスタモジュール１５は、第１の照明平面１１の下流にある別の照明平面１４に配置される。２つのラスタ配列１２、１５は、照明系５のハニカムコンデンサー１３を形成する。他方の照明平面１４の下流には、照明系５の瞳平面１６が配置される。
【0025】
ラスタモジュール１３の下流には、視野レンズとも呼ぶ別のコンデンサー１７が配置される。コンデンサー１７は第２のラスタ配列１５と共に、第１の照明平面１１を照明系５の中間視野平面１８に近似的に結像する。中間視野平面１８内には、照明光強度分布の鮮明なエッジを生成するための調節可能な遮光絞りであるレチクルマスキングシステム（ＲＥＭＡ）１９を配置することができる。中継対物系とも呼ぶ下流対物系２０は、中間視野平面１８をレチクル、言い換えればリソグラフィテンプレート上に結像する。投影対物系２１は、物体視野３を像平面２３内の像視野２２に配置されたウェーハ（図１には示していない）上に結像するのに使用され、ウェーハは、ｙ方向に沿って断続的又は連続的に変位する。図１では、投影対物系２１の瞳平面を２３ａに示している。レチクル及びウェーハが断続的に変位するように投影露光装置１が作動される場合には、投影露光装置１をステッパとも呼ぶ。レチクル及びウェーハが連続的に変位するように投影露光装置１が作動される場合には、投影露光装置１をスキャナとも呼ぶ。
【0026】
第１のラスタ配列１２は、列と行で配置された個別の第１のラスタ要素２４を有する。第１のラスタ要素２４は、例えば、２／１のｘ／ｙアスペクト比を有する矩形の開口部を有する。他の特に大きいアスペクト比の第１のラスタ要素２４を考えることができる。説明を容易にするために、以下の図８から図１０では、第１のラスタ要素２４が１／１のｘ／ｙアスペクト比を有するものとして示している。
【0027】
代替的に、ラスタ配列１２及び１５は、各場合に交差方向に配置されて互いに隣り合って配置された円柱レンズで構成することができる。ラスタ配列１２、１５の各々は、この場合、モノリシックレンズブロックとして設計することができる。この場合、レンズブロックの２つの光学面の一方は、第１の方向に向けられた円柱レンズ面を含み、それに対して２つの光学面のうちの反対のものは、第１の方向に対して垂直な方向に向けられた円柱レンズ面を含む。
【0028】
図１に記載の子午断面は、ｘラスタ列に沿って延びている。第１のラスタ要素２４は、正の屈折力を有するマイクロレンズである。図１に記載の図では、これらのマイクロレンズを平凸のものとして示している。図１に記載の概略図では、２つのラスタ配列１２、１５の平面は互いに対面する。以下で図２及び図５、並びにそれ以降の図を用いて説明するように、２つのラスタ配列１２、１５の凸面を同様に互いに対面するように配置することができる。両凸設計を考えることもできる。第１のラスタ要素２４の矩形形状は、照明視野３の矩形形状に対応する。第１のラスタ要素２４は、第１のラスタ要素２４の矩形形状に対応するラスタの状態で互いに直接に接するように配置され、言い換えれば、第１のラスタ要素２４は、基本的に全体の面を埋め尽くす。第１のラスタ要素２４を第１のハニカムとも呼ぶ。
【0029】
第１のラスタ配列１２の第１のラスタ要素２４の光束形成効果は、照明光８が、照明される第１のラスタ要素２４の数に一致する数の部分光束２５（例えば、図２を参照されたい）に分割されるという結果をもたらし、これらの部分光束２５は、最初に互いに別々にラスタモジュール１３を通じてもたらされるので、これらの部分光束２５を光チャンネル又は照明チャンネルとも呼ぶ。ラスタモジュール１３には、各場合にｘ又はｙの方向に見てそれぞれのｘ又はｙのラスタサイズだけ互いに対してオフセットされた数百のそのような光チャンネルを設けることができる。これらの光チャンネルは、物体視野３内で重ね合わされる。
【0030】
それぞれの部分光束２５を伝達するために、第１のラスタ配列１２の第１のラスタ要素２４には、第２のラスタ配列１５の第２のラスタ要素２６が割り当てられる。第２のラスタ要素２６も、正の屈折力を有するマイクロレンズである。
【0031】
図１は、ｘ方向に見て互いに隣に配置された５つのこの種の光チャンネルを示している。本発明によるラスタモジュール１３の実施形態では、ｘ方向に見て互いに隣に配置された７つの隣接する部分光束又は光チャンネル２５を生成するための合計で７つのラスタ要素２４、２６を図２及び図５、並びにそれ以降の図に示している。
【0032】
第１のラスタ配列１２からの第２のラスタ配列１５の距離は、ラスタ要素２４の焦点幅にほぼ対応する。一方、第２のラスタ配列１５からの瞳平面１６の距離は、第２のラスタ要素２６の焦点幅に対応する。
【0033】
ラスタ要素２４、２６は非球面レンズである。ラスタ要素２４、２６のレンズ面の各々のサジタル高さｈは、以下の非球面式によって表すことができる。ｈ（ｘ）は、ｘ座標（視野座標又はレンズ座標）の関数としてのサジタル高さを表し、
Ｒは、頂点におけるマイクロレンズ面の半径であり、
Ｃは、円錐定数であり、
Ａnは、非球面膨張率である。
【0034】
第１のラスタ配列１２は、様々なタイプの第１のラスタ要素２４、言い換えれば様々なタイプの非球面マイクロレンズを有する。これらのタイプの第１のラスタ要素２４は、異なる光束影響効果、言い換えれば屈折効果を有する。
【0035】
図３は、合計で５つのラスタ区域２７から３１へのラスタモジュール１３の第１のラスタ配列１２の分割を示している。ラスタ区域２７から３１の各々は、列の形状でｙ方向に延びている。ｘ方向に見ると、ラスタ区域２７から３１の各々は、正確に１つのラスタ要素２４又は複数のラスタ要素２４を含むことができる。通常、ラスタ区域２７から３１の各々は複数のラスタ要素２４を有する。ラスタ区域２７から３１の各々は、正確に１つのタイプのラスタ要素２４から構成され、言い換えれば、これらのラスタ区域は、正確に１つの屈折効果を有する。
【0036】
以下の説明では、ｘ方向に見て互いに隣に配置された合計で７つのラスタ要素２４を含む図２に記載の概略的な分割は以下の通りである。図２に記載の最上部のラスタ要素２４はラスタ区域２７の一部であり、この部分の最もの近くに配置された２つのラスタ要素２４は、ラスタ区域２８の一部であり、図２の中心のラスタ要素２４は、ラスタ区域２９の一部であり、この部分の最もの近くに配置された２つのラスタ要素２４は、ラスタ区域３０の一部であり、図２の最下部のラスタ要素２４は、ラスタ区域３１の一部である。
【0037】
中心ラスタ区域２９内のラスタ要素２４は、０．２前後の円錐定数Ｃ及び最小のレンズ半径Ｒを有するタイプＩのラスタ要素に属する、言い換えればこれらのラスタ要素は最も高い屈折効果を有する。ラスタ区域２８及び３０内のラスタ要素２４は、０．０５前後の円錐定数Ｃ及びラスタ区域２９内のラスタ要素２４のものよりも低い屈折効果を有するタイプＩＩのものである、言い換えればこれらのラスタ要素は僅かに大きいレンズ半径Ｒを有する。ラスタ区域２７及び３１内のラスタ要素２４は、−０．１前後の円錐定数Ｃ及び最低の屈折効果を有し、言い換えれば最大レンズ半径Ｒを有するタイプＩＩＩのものである。従って、タイプＩとタイプＩＩＩとの間では、円錐定数Ｃは０．３だけ異なる。タイプＩ、ＩＩ、ＩＩＩの円錐定数Ｃは、−０．３と＋０．３の間の円錐定数Ｃの値範囲からの他の値を提供することができ、最も高い屈折効果を有するタイプは、最も大きい円錐定数Ｃを有し、それに対して最も低い屈折効果を有するタイプは、最も小さい円錐定数Ｃを有する。別の実施形態では、円錐定数Ｃは、タイプＩＩでは０．０５前後、タイプＩでは０．１前後、及びタイプＩＩＩでは０．０前後である。タイプＩの円錐定数Ｃは、例えば、０．０９と０．２５の間の範囲で異なるとすることができる。タイプＩＩの円錐定数は、−０．０９と＋０．０９の間の範囲で異なるとすることができる。タイプＩＩＩの円錐定数Ｃは、−０．２５と−０．０９の間の範囲で異なるとすることができる。
【0038】
図４は、異なる屈折力の理由から、距離補償されないタイプＩ及びＩＩＩのラスタ要素２４の効果を示しており、言い換えればこのラスタ要素は本発明によらない。この図は、物体視野３の領域内の視野座標ｘにわたる強度Ｉを示している。タイプＩのラスタ要素２４の高い屈折効果は、割り当てられた部分光束２５を割り当てられた第２のラスタ要素２６の割り当て入射面上で重度に収縮させ、それによって次に視野座標ｘにわたる強度曲線３２も同様に収縮される。タイプＩのラスタ要素２４の円錐定数Ｃは、物体視野３にわたって「凹の」強度曲線３２をもたらし、言い換えれば強度曲線３２は、上方に開くように湾曲する。
【0039】
タイプＩＩＩのラスタ要素２４の低い屈折力に起因して、これらのラスタ要素２４の光束誘導効果は、第２のラスタ要素２６上で部分光束を小さくしか収縮させず、それによって次に視野座標ｘにわたって幅広の強度曲線３３がもたらされる。タイプＩＩＩのラスタ要素２４の円錐定数Ｃは、物体視野３にわたって「凸の」強度曲線３３をもたらし、言い換えれば強度曲線３３は下向きに開く。
【0040】
以下に説明するようにいかなる距離補償も存在しない場合には、タイプＩＩＩのラスタ要素２４よりも高い屈折効果を有するタイプＩのラスタ要素２４の収縮効果は、図４の物体視野３にわたる強度曲線３２、３３の強度レベルを比較すると明らかなように、物体視野３にわたって積分された場合にタイプＩの強度寄与がタイプＩＩＩのものよりも高いという結果をもたらす。
【0041】
本発明により、物体視野３にわたる曲線３２、３３のこの強度差分は、部分光束２５を通じて互いに対して割り当てられたラスタ要素２４、２６の間の距離Δの変更によって補償される。以下ではこれを図２を用いて説明する。上述のように、タイプＩのラスタ要素２４は、タイプＩＩＩのラスタ要素よりも高い屈折効果を有する。従って、タイプＩのラスタ要素２４によって形成される部分光束２５Iは、タイプＩＩＩのラスタ要素２４によって生成される部分光束２５IIIのものよりも高く収束するエッジ光線を有する。一方、ラスタ区域２９内のラスタ要素２４、２６の間の距離ΔIは、ラスタ区域２７及び３１のラスタ要素２４、２６の間の距離ΔIIIよりも小さい。従って、タイプＩ又はＩＩＩのいずれのものであるかに関わらず、割り当てられたラスタ要素２６上に入射する部分光束２５は、タイプＩＩＩと比較して高いタイプＩのラスタ要素２４の屈折効果にも関わらず、ｘ寸法において同じ広がりｘ0を有する。同様に、大きい距離ΔIIIは、部分光束２５Iと同じｘ寸法ｘ0に沿って部分光束２５IIIが集光されるという結果をもたらすので、低い屈折効果を有するタイプＩＩＩのラスタ要素は、物体視野３にわたって高い強度効果を有する。従って、物体視野３の領域内では、タイプＩＩＩによって生成された強度曲線３３は、一点鎖線によって例示している強度曲線３４に増大する。物体視野３にわたって積分されると、２つのタイプＩとＩＩＩとは、これらの異なる屈折効果にも関わらず、タイプＩとＩＩＩとの異なる円錐定数に起因して凹曲線又は凸曲線に関してしか異ならない同じ強度寄与を与える。従って、タイプＩとＩＩＩとの異なる屈折効果は、使用物体視野３にわたって強度オフセット補正を実施することを可能にし、図４にはこれを「Ｅ−オフセット」及び強度軸に沿って延びる双方向矢印によって示している。
【0042】
ラスタ区域２８、３０内のタイプＩＩのラスタ要素２４の屈折効果は、タイプＩの屈折効果とタイプＩＩＩの屈折効果の間にあり、その結果、タイプＩＩは、対応する強度調節効果を有する。図２に記載のラスタモジュール１３の概略図は、ラスタ区域２８、３０内の割り当てられたラスタ要素２４、２６の間に２つの異なる距離Δを示しており、その結果、第２のラスタ配列１５の個別要素の間で距離変動が得られる。代替的に、第２のラスタ配列１５の第２のラスタ要素２６は、図２に３５の破線によって示しているように、第１のラスタ配列１２の割り当てられたラスタ要素２４からの均一な距離Δの位置に配置することができ、従って、この場合、均一な距離ΔIIが設けられる。
【0043】
異なる距離ΔI、ΔII、ΔIIIによる距離変動は、リッジ方式でｘ方向にわたって延びる第２のラスタ配列１５の厚み変化によって得られる。第２のラスタ配列１５は、中心、言い換えればラスタ区域２９内で最も高いラスタ厚ＳIを有し、エッジ、言い換えればラスタ区域２７、３１において最低厚ＳIIIを有する。実線で表す第２のラスタ配列１５を見ると、ｚ方向に測定される厚みＳは、距離ステップ３６によって要素毎に減少する。
【0045】
以下の表は、それぞれの第１のラスタ要素２４の円錐定数Ｃ又は曲率半径が変更された場合に必要とされる絶対距離変動又は空隙変化の例を示している。第１の表では、円錐定数Ｃ変化をΔＣと記している。
【0046】
円錐定数Ｃが、例えば、０．０５だけ変更されると、補償のために１３μｍの距離変動Δが必要である。
【0047】
第２の表では、半径変化をパーセントで提供している。
【0048】
（表）【0049】
（表）【0050】
図３は、第１のラスタ配列１２、従って、投影露光装置１の照明系５のラスタモジュール１３の例示的四重極照明を示している。第１のラスタ配列１２は、第１のラスタ配列１２上に菱形のコーナで入射する合計で４つの部分光束に露光される。言い換えれば、中心ラスタ区域２９には、ｙ方向に見た時に、各場合にラスタ区域２９の２つのエッジに近い２つの部分光束２５が入射する。ラスタ区域２７及び３１内では、第１のラスタ配列１２に、ｙ方向に見て中心に部分光束２５のそれぞれの１つが入射する。この四重極照明では、異なるタイプＩ及びＩＩＩのラスタ要素２４は、投影露光装置１の他の光学構成要素によってもたらされ、物体視野３の照明の楕円度変化を補償することを可能にする。
【0051】
楕円度は、物体平面４内の物体視野３の照明の品質を評価するための尺度である。楕円度を判断することにより、投影対物系２１の入射瞳にわたるエネルギ又は強度の分布をより確実に予測することが可能になる。この目的のために、投影対物系２１の入射瞳は、数学における一般的な慣習と同様に反計時方向にＯ1からＯ8と番号が振られた８つの八分円に分割される。以下では、八分円Ｏ1からＯ8によって与えられる、視野点を照明するためのエネルギ寄与又は強度寄与をエネルギ寄与又は強度の寄与Ｉ1からＩ8と呼ぶ。
【0052】
以下の量を−４５°／４５°楕円度（Ｅｌｌｙ、Ｅ-45°/45°）と呼ぶ。【0053】
第１のラスタ要素２４の非球面形状は、多段形成工程において生成される。この工程では、ラスタ配列１２は、最初に１つの同じ円錐定数を有するラスタ要素２４を有するように生成される。その後に、円錐定数の望ましい変更が実施され、それによって異なるタイプＩ、ＩＩ、ＩＩＩがもたらされる。それによって更に異なるレンズ半径、従って、タイプＩからＩＩＩの異なる屈折効果がもたらされる。代替的に、ラスタ配列１２には、タイプＩからＩＩＩの異なるレンズ半径を単一の生成段階で設けることができる。
【0054】
図５は、個別要素の間の距離変動が与えられたラスタモジュール１３の別の実施形態を示している。図１から図４を参照して上述したものに対応する構成要素及び効果を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0055】
図５に記載のラスタモジュール１３の実施形態では、個別要素の間のリッジ方式での距離変動は第１のラスタ配列１２に与えられる。その結果、中心ラスタ区域２９内の割り当てられたラスタ要素２４と２６の間に最小距離ΔIが存在し、それに対して割り当てられたラスタ要素２４と２６の間には最大距離ΔIIIが存在する。図２に記載の実施形態に関する以上の説明と同様に、ラスタ要素２４によって部分光束２５Iから２５IIIに対して作用するタイプＩ及びＩＩＩの異なる収縮効果はまた、距離補償され、その結果、ここでもまた、部分光束２５Iから２５IIIは、第２のラスタ配列１５のラスタ要素２６上で同じｘ広がりｘ0を有する。これから、図４を参照して上記に既に解説したように、異なる強度曲線を有する同じオフセット補償が得られる。
【0057】
図６に記載のラスタ配列１２は、逆位リッジの方式で設計され、言い換えれば、中心領域で最小厚みＳ3を有し、エッジにおいて最大厚みＳ1を有する。同様に、図６に記載の第１のラスタ配列の実施形態におけるタイプＩからＩＩＩの第１のラスタ要素２４も、逆位方式で第１のラスタ配列１２のｘ寸法にわたって分散される。
【0058】
最低の屈折効果を有するタイプＩＩＩは、中心、言い換えればラスタ区域２９に配置される。タイプＩのラスタ要素２４、言い換えれば、最も高い屈折力を有するラスタ要素２４は、エッジ、言い換えればラスタ区域２７、３１に配置される。タイプＩＩのラスタ要素２４は、その間、言い換えればラスタ区域２８及び３０に配置される。図６に記載のラスタ配列１２にも、個別要素の間の距離ステップ３６が設けられる。
【0059】
距離ΔIと比較して大きい距離ΔIIIは、タイプＩのものよりも低いタイプＩＩＩの屈折効果を補償し、その結果、ラスタ要素２６にタイプＩ、ＩＩ、又はＩＩＩのいずれが装備されるかに関わらず、部分光束２５1から２５3は、図６に記載のラスタモジュール１３においても同じｘ広がりｘ0を有する。
【0061】
図７では、図６に記載のラスタモジュール１３とは対照的に、中心に最小厚みＳIIIを有し、エッジに最大厚みＳIを有する逆位リッジ形状の要素であるのは第１のラスタ配列１２ではなく第２のラスタ配列１５である。その結果、距離ΔIからΔIIIは、図６に記載のラスタモジュール１３を参照して上述したように、部分光束２５1から２５3に対して対応する補償効果を有する。
【0063】
図８に記載のラスタモジュール１３では、両方のラスタ配列１２、１５に、個別要素の間のリッジ様のステップが設けられる。ラスタ配列１２、１５の２つのリッジは互いに対面し、その結果、ラスタ区域２９内に最短距離ΔIが存在し、それに対してエッジにあるラスタ要素２４、２６の間に最大距離ΔIIIが存在する。図８に記載のラスタモジュール１３の配列は、タイプＩ及びＩＩＩが、その屈折効果に関して図２及び図５に記載の配列のものよりも大きい差分を有する場合に選択される。
【0065】
上述の図２及び図５から図８に記載の実施形態とは異なり、図９に記載の実施形態には３つのラスタ区域、すなわち、ラスタ区域３７、３８、及び３９のみが設けられる。図９に記載の概略図では、図９に記載のラスタモジュール１３の第１のラスタ配列１２は、ここでもまた、ｘ方向に見た時に合計で７つの第１のラスタ要素２４を有する。ラスタ区域３７及び３９内のラスタ要素２４は、高い屈折力を有するタイプＩのものである。第１のラスタ配列１２の中心ラスタ区域２８内のラスタ要素２４は、低い屈折力を有するタイプＩＩＩのものである。ラスタ区域３７及び３９内には、各場合にタイプＩの２つのラスタ要素が存在する。ラスタ区域３８内には、互いに隣に配置されたタイプＩＩＩの３つのラスタ要素２４が存在する。
【0066】
一方でラスタ区域３７と３８との間、他方でラスタ区域３８と３９との間では、第１のラスタ配列１２は、各場合に１つの距離ステップ４０を含む。ラスタ区域３７内のラスタ要素２４と第２のラスタ配列１５の割り当てられたラスタ要素２６の間の距離ΔIは、ラスタ区域３８内の第１のラスタ要素２４と割り当てられた第２のラスタ要素２６の間の距離ΔIIIよりも小さい。その結果、図６に記載のラスタモジュール１３を参照して上述したように、異なる距離ΔIとΔIIIとは、タイプＩとＩＩＩとの異なる屈折効果を補償する。
【0067】
図１０は、ラスタモジュール１３の別の実施形態を示している。図１から図８を参照して、更には特に図９を参照して上述したものに対応する構成要素及び効果を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0068】
図１０に記載のラスタモジュール１３では、第１のラスタ配列１２は、図９に記載のラスタ配列１２に対して逆位にされる。高い屈折力を有するタイプＩのラスタ要素２４は、中心ラスタ区域３８に配置され、それに対して低い屈折力を有するタイプＩＩＩのラスタ要素２４は、エッジにあるラスタ区域３７及び３９に配置される。この場合、エッジにおける距離ΔIIIは距離ΔIを超えるので、図５に記載のラスタモジュール１３の実施形態を参照して上述したような補償効果が得られる。
【0069】
投影露光装置１を用いた微細構造化構成要素又はナノ構造化構成要素のマイクロリソグラフィ製造中には、感光材料の層が少なくとも部分的に設けられた基板が準備される。通常、基板はウェーハである。更に、結像される構造が設けられたレチクルが準備される。次に、レチクルの少なくとも一部分を基板上の感光層の区域上に投影するのに投影露光装置１が使用される。
【0070】
以下は、図１１に記載のラスタモジュール１３の別の実施形態の説明である。図１から図１０を参照して上述したものに対応する構成要素及び効果を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0071】
図１１に記載のラスタモジュール１３では、２つのラスタ配列１２、１５には、反射性の第１のラスタ要素２４及び反射性の第２のラスタ要素２６が設けられる。これらのラスタ要素の反射力の理由から、図１１に記載の実施形態にある第１のラスタ配列１２のラスタ要素２４は、異なる屈折効果の代わりに異なる光束影響効果を有する。従って、図１１の上部に示しているタイプＩＩＩのラスタ要素２４IIIは、部分光束２５IIIに対して最も低い集束効果を作用するように設計することができ、それに対して図１１の下部に示しているタイプＩのラスタ要素２４Iは、部分光束２５Iに対して最も高い集束効果を有するように設計することができる。これらの間に示しているラスタ要素２４IIによって部分光束２５IIに対して作用する集束効果は、ラスタ要素２４I及び２４IIIの２つの集束効果の間に位置する。
【0072】
２つのラスタ配列１２、１５は、第１のラスタ要素２４のうちの１つと、それに割り当てられた第２のラスタ配列１５の第２のラスタ要素２６との間の光路長Δが、次式の関係が適用されるようなものであるように互いに対して空間的に配置される。ΔI＜ΔII＜ΔIII
【0073】
第１のラスタ要素２４のタイプＩからＩＩＩへの距離ΔIからΔIIIの個別割り当ては、例えば、図２に記載のラスタモジュール１３を参照して上述した補償効果をもたらす。
【0074】
上述の実施形態の２つのラスタ配列１２、１５は、照明光８のビーム経路に反対の順序で配置することができる。
【0075】
図１２は、ラスタ要素２４、２６を有するラスタ配列１２、１５を含むラスタモジュール１３の別の実施形態の概略図である。図１から図１１を参照して上述したものに対応する構成要素及び効果を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0076】
図１２に記載のラスタモジュール１３では、２つのラスタ配列１２、１５は、ｚ方向、言い換えれば、２つのラスタ配列１２、１５によって張られたｘｙ平面と垂直に変位行程ΔZに沿って変位させることができる。図１２に図示の実施形態では、ｚ方向に変位したのは第２のラスタ配列１５である。この目的のために、第２のラスタ配列１５は、変位デバイス４１に機械的に接続される。変位デバイス４１は、光学構成要素の変位に適する直線変位ユニット又はマイクロ機械アクチュエータとすることができる。
【0077】
第２のラスタ配列１５の下流のビーム経路には、照明光８に対して部分的に透過性を有する出力結合ミラー４２が配置される。この出力結合ミラー４２により、照明光８の部分ビーム４３が、ＣＣＤアレイのような位置感知検出器４４に伝達される。検出器４４は、図面内には示していない中央制御デバイスによって変位デバイス４１と信号接続状態にある。検出器４４は、部分ビーム４３の照明強度分布を検出し、それによって物体平面４内の照明光８の照明強度分布及び／又は照明角度分布に関する結論を引き出すことが可能になる。
【0078】
ラスタ配列１２に対するラスタ配列１５のΔZ変位は、図４を参照して上述したように、使用物体視野３にわたる強度のオフセット補正を実施することを可能にする。２つのラスタ配列１２、１５の間の距離Ｚが大きい程、照明視野のｘ広がりは小さく、その結果、強度は物体視野３内でより強く集束される。
【0079】
更に、ΔZ変位は、楕円度のオフセット、言い換えれば、上記に既に解説した例えば量Ｅ-45°/45°又はＥ0°/90°のオフセットを得るために使用することができる。ΔZ変位は、物体視野３の照明の均一性を調節することも可能にする。均一性は、物体視野３内のｘ値、言い換えれば視野高さに対して走査積分された正規化合計エネルギＳＥ（ｘ）として定められる。均一性Ｕは、ＳＥ（ｘmax）が、最も高い走査積分合計エネルギを有するｘ値ｘmaxにおける合計エネルギである場合に次式のようになる。Ｕ（パーセント）＝１００（ＳＥ（ｘmax）−ＳＥ（ｘmin））／（ＳＥ（ｘmax）＋ＳＥ（ｘmin））
一方でＳＥ（ｘmin）は、最も低い走査積分合計エネルギを有するｘ値ｘminにおける合計エネルギである。
【0080】
更に、ΔZ変位は、テレセントリック性のオフセット補正を実施するのに使用することができる。
【0081】
テレセントリック性は、物体視野３上に入射する照明光のエネルギ又は強度の主照明角度方向の尺度である。
【0082】
視野点に割り当てられる光束の主光線は、照明される物体視野の各視野点に対して定められる。主光線は、この視野点によって放出される光束のエネルギ重み付き方向を有する。理想的には、各視野点の主光線は、照明光学系又は投影対物系２１によって判断される主要光線と平行である。
【0083】
主要光線の方向：【0084】
Ｅ（ｕ，ｖ，ｘ，ｙ）は、視野点ｘ，ｙにおける瞳座標ｕ，ｖの関数としてのエネルギ分布である、言い換えれば、それぞれの視野点ｘ，ｙが受ける照明角度に依存する。【0085】
例えば、中心視野点ｘ0，ｙ0は、第２のラスタ配列１５上のそれぞれのラスタ要素２６の位置によって定められる方向ｕ，ｖからの部分放射線束の放射を受ける。この照明例では、ラスタ要素２６に割り当てられた部分放射線束又は照明チャンネルが有する異なるエネルギ又は強度が組み合わされて、全てのラスタ要素２６にわたって積分された照明光８の主光線方向と平行な主光線を形成する場合にのみ、主光線ｓは、主要光線に沿って進む。これは、理想的な状況下の場合のみである。実際の用途では、テレセントリック性誤差：【0086】
投影露光装置１の実際的な用途では、補正しなくてはならないのは特定の物体視野点（ｘ，ｙ）における局所テレセントリック性誤差ではなく、ｘ＝ｘ0において走査積分されるテレセントリック性誤差である。このテレセントリック性誤差は次式として得られる。【0087】
言い換えれば、走査処理中に物体平面４内の物体視野３を通じて移動するレチクル上の点（ｘ、例えば、ｘ0）によって積分されるテレセントリック性誤差が補正され、この場合ｘテレセントリック性誤差とｙテレセントリック性誤差との間で区別がつけられる。ｘテレセントリック性誤差Ｔxは、主要光線からの主光線の走査方向に対して垂直な方向の、言い換えれば、視野高さにわたる偏位として定められる。ｙテレセントリック性誤差Ｔyは、主要光線からの主光線の走査方向の偏位として定められる。
【0088】
照明パラメータは、検出器４４、中央制御デバイス、及び変位デバイス４１を用いて制御することができ、従って、ラスタモジュール１３を作動中に、照明パラメータの実際の値を所定の望ましい値に調節するのに使用することができる補正要素として作動させることを可能にする。この目的のために、中央制御デバイスは、検出器４４によって検出された部分ビーム４３の照明パラメータを評価し、それによって照明光８の照明パラメータに関する結論を引き出すことが可能になる。このようにして判断された照明パラメータの実際の値に基づいて、次に、中央制御デバイスによって変位デバイス４１を相応に作動させることによって第２のラスタ配列１５が変位する。
【0089】
図１３は、２つのラスタ配列１２と１５の間の変位において異なる自由度を有するラスタモジュール１３の別の実施形態の図１２と類似の図である。上記に記載した実施形態を参照して、特に図１２に記載の実施形態を参照して上述したものに対応する構成要素を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0090】
図１３に記載のラスタモジュール１３では、第２のラスタ配列１５は、第１のラスタ配列１２に対してｘ方向及びｙ方向に変位行程Δx、Δyに沿って変位させることができる。この目的のために、ここでもまた、ラスタモジュール１３には、第２のラスタモジュール１５と機械的に結合された変位デバイス４１が装備される。
【0091】
第１のラスタ配列１２に対する第２のラスタ配列１５のΔx変位又はΔy変位は、照明視野の相対的なｘ位置又はｙ位置を物体視野３に対して定めることを可能にする。視野高さｘにわたるテレセントリック性の傾斜依存性、いわゆるテレセントリック性傾斜、並びに視野高さｘにわたる楕円度の傾斜依存性も、Δx変位又はΔy変位によって調節することができる。
【0092】
Δx変位又はΔy変位との組合せで、図１２に記載のラスタモジュール１３の説明に対応して図１３に記載のラスタモジュール１３においても考えることができる更に別のΔz変位は、照明光８の強度オフセットを物体視野３にわたって調節することを可能にする。
【0093】
ラスタモジュールが、図３に記載のラスタ区域２７から３１のような、異なる光束影響効果を有するラスタ区域に分割されたラスタ配列１２のようなラスタ配列を含む場合には、Δx変位又はΔy変位は、物体視野３にわたる楕円度の傾斜変化をもたらす。これは、視野高さｘにわたって楕円度の傾斜を調節するのに使用することができる。
【0095】
図１４は、２つのラスタ配列１２と１５の間の変位において異なる自由度を有するラスタモジュール１３の別の実施形態の図１２と類似の図である。上記に記載した実施形態を参照して、特に図１２に記載の実施形態を参照して上述したものに対応する構成要素を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0096】
図１４に記載のラスタモジュール１３では、ここでもまた、第２のラスタ配列１５が、第１のラスタ配列１２に対してｚ方向に沿って変位可能である。第２のラスタ配列１５の個別ラスタ要素２６は、個別に互いに独立して変位行程ΔZ1、ΔZ2、．．．、ΔZNに沿って変位させることができる。ラスタ要素２６の各々は、図１４に略示しているように、割り当て変位デバイス４１と機械的に結合される。変位デバイス４１は、ラスタ要素２６のｚ方向の個別変位を可能にする。個別変位デバイス４１は、ラスタ要素２６の各々に割り当てることができる。変位デバイス４１によるラスタ要素２６の変位は、図示していない中央制御デバイスによって前と同様に制御される。図１２に記載のラスタモジュール１３に対して上述の検出器及び中央制御デバイスによる照明パラメータ制御は、図１４に記載のラスタモジュール１３においても考えることができる。
【0097】
ｚ変位したラスタ要素２６の位置に基づいて、局所的に異なる距離ΔZiは、照明チャンネルに属する照明視野セグメントのサイズを調節可能な方式で定めることを可能にし、照明視野セグメントのサイズは、この関連付けられた照明チャンネルによって判断される。その結果、楕円オフセットを調節することができる。物体視野３にわたる楕円の進路には、例えば、所定の分布が得られるように距離ΔZiを変更することによって影響を与えることができる。それによって楕円を補正することが可能になる。同様に、距離ΔZiを変更することによって均一性を調節することができる。
【0098】
図１２から図１４に記載のラスタモジュール１３では、上述の変位デバイス４１は、第１のラスタ配列１２の少なくとも１つのセグメント、言い換えればラスタ要素２４のうちの少なくとも１つ、ラスタ要素２４の群、又はラスタ配列１２の全体の第２のラスタ配列１５の少なくとも１つのセグメント、言い換えれば少なくとも１つのラスタ要素２６、ラスタ要素２６の少なくともー群、又はラスタ配列１５の全体に対する周期的な変位が、物体視野又は照明視野３の露光時間に比較して小さい周期で発生するように設計することができる。この種の周期的変位を実施することができる変位デバイス４１をウォブラーとも呼ぶ。
【0099】
この種のウォブラーは、１次光源６によって光パルスが生成される度に照明チャンネルが変位するような時定数でラスタ配列１５又はそのセグメントを変位させる。投影露光装置１を用いた照明されるウェーハ上の特定のセグメントの露光の時間中に、このセグメントは、光源６の例えば、３０個の光パルスによる入射を受ける。これらの３０個の光パルスの間に、ウォブラーの周期的変位を発生させることができる。
【0100】
図１５は、２つのラスタ配列１２と１５の間の変位において異なる自由度を有するラスタモジュール１３の別の実施形態の図１２と類似の図である。上記に記載した実施形態を参照して、特に図１２に記載の実施形態を参照して上述したものに対応する構成要素を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0101】
第２のラスタ配列１５のラスタ要素２６のための変位デバイス４１は、変位行程ΔX1、ΔX2、．．．、ΔXN又はΔY1、ΔY2、．．．、ΔYNそれぞれに沿ったラスタ要素２６の個別ｘ，ｙ変位を保証する。このｘ，ｙ変位は、物体視野３内で変位した照明チャンネルの瞳依存変位をもたらす。この瞳依存変位は、物体視野３内での照明チャンネルの重ね合わせを最適化するために、従って、物体視野３にわたる強度分布を最適化するために使用することができる。ｘ又はｙの変位ΔXi、ΔYiは、変位したラスタ要素２６のそれぞれの照明チャンネルの強度分布の傾斜依存性をもたらし、この依存性は、均一性に対する対応する効果を有する。それによってテレセントリック性の傾斜依存性を補正することが可能になる。
【0102】
以下では、第１のラスタ配列１２のラスタ区域のｘ変位の効果を図１６から図１８を用いてより詳細に以下に説明する。図１から図１５を参照して上記に既に解説したものに対応する構成要素又は機能を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には説明しない。
【0103】
図１６に記載の第１のラスタ配列１２は、異なる光束影響効果を有する３つのラスタ区域４５、４６、４７を有し、言い換えれば、これらのラスタ区域は、例えば、図３に記載の第１のラスタ配列１２のラスタ区域２７から３１に関する以上の説明に対応する異なる円錐定数を有するラスタ要素２４を含む。
【0104】
３つのラスタ区域４５から４７の互いに対する基準位置から始めて、図１６の左手側にあるラスタ区域４５は、中心ラスタ区域４６に対して行程−ΔXだけ左に変位し、それに対して図１６の右手側にあるラスタ区域４７は、固定の中心ラスタ区域４６に対して行程ΔXだけ右に変位する。
【0105】
２つの変位−ΔX、ΔXは、図１７に示しているように、物体視野にわたる強度曲線が変化するという結果をもたらす。図４に対応して、図１７は、視野高さｘにわたる走査積分強度のＩ（ｘ）グラフを示している。ラスタ区域４５が行程−ΔXだけ変位したと、図１７に記載の物体視野３の左手エッジにおいて最も高い強度を有し、図１７に記載の物体視野３の右手エッジにおいて最も低い強度を有する傾斜した強度曲線４８がもたらされる。ラスタ区域４７を行程ΔXだけ変位させることにより、反対の傾斜を有し、言い換えれば、図１７の左手視野エッジにおいて最も低い強度を有し、図１７の右手視野エッジにおいて最も高い強度を有する強度曲線４９がもたらされる。
【0106】
傾斜した強度曲線４８、４９は、図１８に示しているように、物体視野３にわたるテレセントリック性曲線５０をもたらす。これは、図１８に記載の物体視野３の左手エッジでは、最も優勢なのはラスタ区域４７からの強度寄与であり、それに対して図１８に記載の物体視野３の右手エッジでは、最も優勢なのはしたラスタ区域４５からの強度寄与であることに起因する。
【0107】
物体視野３の照明の特定の照明パラメータに対する第２のラスタ配列１５の固定の中心ラスタ区域４６に対するラスタ区域４５、４７の相対変位の効果を図１９から図２１を用いて説明する。図１から図１８を参照して、特に図１６から図１８を参照して上述したものに対応する構成要素を同じ参照番号で表しており、これらに対しては再度詳細には解説しない。
【0109】
ラスタ区域４５から４７の互いに対する基準位置から始めて、図１９に記載の変位は、ラスタ区域４５が、図１９のラスタ区域４６に対して行程ΔXだけ右に変位し、同時にラスタ区域４７も、固定の中心ラスタ区域４６に対して同じく行程ΔXだけ変位するように実施される。従って、２つの外側ラスタ区域４５、４７は、両方共に、中心ラスタ区域４６に対して同じ方向に、すなわち、正のｘ方向に変位する。
【0110】
一方で中心ラスタ区域４６と、他方で２つの外側ラスタ区域４５、４７とは、異なる光束誘導効果を有するラスタ要素から構成される。中心ラスタ区域４６は、例えば、第１の円錐定数を有する第１の光束影響タイプＩのラスタ要素を含む。２つの外側ラスタ区域４５、４７は、別の光束影響効果、特にタイプＩのものとは異なる円錐定数を有する第２のタイプＩＩのラスタ要素２６を含む。
【0111】
中心ラスタ区域４６に対する２つの最外側ラスタ区域４５、４７のΔX変位は、左の視野エッジが右の視野エッジよりも高い強度による入射を受けるようなタイプＩＩの視野依存強度分布の傾斜をもたらす（図２０の強度曲線５１と比べられたい）。中心ラスタ区域４６は変位しないので、その強度曲線５２は、物体視野３にわたって変更されないままに残る。
【0112】
強度曲線５１の傾斜は、図２１に示している楕円度曲線５３の対応する傾斜をもたらす。図２１に示している楕円度曲線５３は、楕円度Ｅ-45°/45°の曲線又はＥ0°/90°の曲線とすることができる。楕円度曲線５３の傾斜は、図２１に記載の物体視野３の右手側の楕円度オフセット５４をもたらす。
【0113】
基準位置から始めて、ラスタ配列１２、１５、ラスタ要素２４、２６の群又は区域、又は個別ラスタ要素２４、２６における変位行程ΔX、ΔYは、−１０μｍと＋１０μｍの間の範囲のものとすることができる。従って、絶対合計変位行程は、２０μｍとすることができる。ラスタ配列１２、１５、ラスタ要素２４、２６の群又は区域、又は個別ラスタ要素２４、２６における絶対ΔZ変位行程は、３０μｍとすることができる。
【0114】
ｚ方向の変位は、基本的に照明光のビーム方向に沿って実行される変位である。ｘ又はｙの変位は、基本的に照明光８のビーム方向に対して横断方向に実行される変位である。
【0115】
代替的に、変位デバイス４１は、２つのラスタ配列１２、１５の一方が、２つのラスタ配列１５、１２のうちの他方のものに対して、例えば、ｘ軸又はｙ軸と平行であるピボット軸の回りにピボット回転可能であるように設計することができる。この場合、変位デバイス４１は、２つのラスタ配列１２、１５のうちの少なくとも一方のためのピボットデバイスとして設計される。
【0116】
ラスタモジュールの設計に基づいて、上述のタイプのラスタ要素は、第１のラスタ配列１２の一部及び／又は第２のラスタ配列１５の一部とすることができる。
【符号の説明】
【0117】
１２ 第１のラスタ配列１３ ラスタモジュール
１５ 第２のラスタ配列
２４ 第１のラスタ要素
２６ 第２のラスタ要素
２７、２８、２９、３０、３１ ラスタ区域
３６ 距離ステップ