TWI360158B

TWI360158B - Projection exposure device,exposure method and dev

Info

Publication number: TWI360158B
Application number: TW093131323A
Authority: TW
Inventors: Naomasa Shiraishi
Original assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2012-03-11
Also published as: KR101020378B1; KR101518188B1; JP2017054138A; TW201314385A; US20130242280A1; JP6323425B2; EP2654073A3; EP2645407A3; JPWO2005041277A1; JP2013211558A; KR20100061551A; US20060203214A1; EP3229076A3; TW201834020A; EP3229076A2; US9423697B2; TWI609409B; HK1189097A1; HK1189095A1; JP2015065441A

Description

1360158 14956pif.doc 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係有關於製造例如半導體積體電路(LSI等），攝影元件、或液晶顯示器等之各種元件的微影(Li-thography)製程所使用之一種曝光技術，更詳細而言，本發明係關於以規疋之偏光狀態的光來照明光罩圖案(mask pattern)的曝光技術。又，本發明係有關於以使用其曝光技術的元件製造技術。【先前技術】在形成半導體積體電路或液晶顯示器等之電子元件的微細圖案之際，係使用應該形成之圖案以4〜5倍程度加以比例放大所描繪的作為光罩(mask)用之光栅(reticle)(或光罩(photomask)等）的圖案，使圖案經由投影光學系統而在作為被曝光基板（感光體）用之晶圓（wafer)(或玻璃板等）上予以縮小且進行曝光轉印的方法。在圖案的曝光轉印之際，係使用步進式（step)等之靜止曝光型及掃描· 步進式(scanning step)等之掃描曝光型的投影曝光裝置。投影光學系統之解像度，係比例於將曝光波長除以投影光學系統之數值孔徑(NA)後所得之值。投影光學系統之數值孔徑(NA) ’係將曝光用之照明光向晶圓之最大入射角的正弦 (Sin)乘上該照明光的光束通過之介質的折射率後所得者。一因此，為對應於半導體積體電路等之微細化，投影曝光裝置之曝光波長已予以更短波長化。現在，曝光波長雖 k以KrF準分子雷射（excimer laser)之248nm為主流， 1360158 14956pif.doc 但更短波長之Αιί準分子雷義193nm也正在進入實用化 2段。錢，也正進行提案以使収域長之波長157圆 P雷射或波長126η_ΑΓ2雷射等的所謂真空紫外域之，先光源的投影曝光裝置。又，不僅藉由短波長化，亦可 2投影光學系統之大數值孔徑化（大财化）來達成高解像度化，所以正在進行使投影光學系統的να更大化的開發’現在最先進的投影光學系統之财為⑽左右。另-方面，雖然使用同一曝光波長，同一 να的投影光予系統’對於提昇所轉印之隨的解像度，亦可使用所，移相光栅(phase s臟峨le)之方法或亦可使照明光之向光栅的人㈣度分布控制成規定分佈的環帶照明、二極照明、及四極㈣等所謂超解像技術加以實用化。上述方式中’環帶照明，係使照明光之向光拇的入射角度範圍限制於所定角度，g卩，使照明光學系統之瞳面的照=光的分絲定於以_光⑽統之光軸為中心的規定領勒，藉此來發揮解像度及焦點深度向上提昇的效果(例如，參照曰本專利特開昭61_91662號公報）。另一方面’ 一極’日、?、明、四極照明，係並非僅在人射角度範圍的場合’且在光栅上之圖案是具有特定方向性之圖案的場合’對於酬光之人射方向也藉由限定細明光之與圖案之方向性㈣應的方向’以大财提昇解像度及焦點深度 (參照例h日本專利特開平4'1〇1148號公報、特開平 4-225357 號公報）。尚且，對於光栅上之圖案方向使照明光的偏光狀態為 1360158 14956pif.doc 最佳化，以提昇解像度及焦點深度的嘗試亦已被提出。此種方法，係藉由使照明光成為在直交於圖案之周期方向的方向中，即，在平行於圖案長度方向的方向中具有偏光方向（電場方向）之直線偏光光，使轉印像之對比（c〇ntrast) 等提升(例如，參照專利文獻1、非專利文獻丨）。又，在環帶照明中也進行提案，試圖使照明光之偏光方向，在照明光學系統之瞳面中於照明光所布之環帶領域中與照明光的圓周方向一致，以提昇投影像之解像度或對比等。【專利文獻1】曰本專利特開平5-109601號公報。【非專利文獻 1】Thimothy A. Brunner, et al.:，，High

ΝΑ Lithographic imaging at Brewster，s Angel，，，SPIE (美國）Vol.4691，pp.l〜24(2002)。【發明内容】 ^如在上述之習知技術，在進行環帶照明之場合於照明光學系統之瞳面，如使照明光之偏光狀態以實質上成為一致於環帶領域之圓周方向的直線偏光時，照明光量之損失變多，有照明效率低降之問題。、關於此加以詳述時，從近年來主流之狹帶化KrF準分子雷射H騎出之朗光係為—樣之直線偏光。如將此以保持原樣之偏光狀㈣以導向光栅時，由於光拇係以一奴之直線偏光光來照明，因此，當然不能實現與上述之昭明光學系統之瞳面的環帶領域之圓周方向—軸直線偏= 光0 1360158 14956pif.doc 因此，為實現上述之偏光狀態，使從光源所射出之直線偏光光以一次轉換成任意(random)偏光之光後，在其環帶領域之各部分，使用偏光遽光器(fi〗ter)或偏光射束分裂斋（beam splitter)等之偏光選擇元件，有必要採用從任意偏光所構成之照明光來選擇所期望之偏光成分的方法等。在此方法，任意偏光之照明光的能量（energy)中僅以所定的直線偏光成分所含之能量，即，大略僅一车署作向光栅之照明光，所以照明光量之損失大== 之曝光功率(power)的損失大，會有曝光裝置之處理能力 (throughtput)低降之問題。同樣，在使用二極照明或四極照明等之多極照明的場 σ在知、明光學系統之瞳面，二極或四極之領域的照明光 1偏光狀態如要設定於較狀態時，也有_效率低降的問題。 ^發明係#於此等課題所設計者.，本發明之第一目的光技術，可將光柵等之光罩以所定偏光狀態勺，、V、月光來照明之際的光量損失減少。明光S统的係f供—種曝光技術’將照明光之偏光狀態蚊於=二=_轉之領_照低m里“ 狀態際，可減少照明光量之又::發明之ΐΐΐ處理能力低降即能提昇解像度等。用上过、暖可提供一種元件製造技術，係使力來製造高性能元件。 x 铰影曝光裝置係包括照明光學系統 14956pif,d〇, (ILS)與投影光學系統(25)之投影曝光裝置，其中，照明光學系統（ILS)係使從光源（1)之照明光照射於第—物體 (R) ’投影光學系統(25)係將第一物體上之圖案的像投影於第二物體(W)上，該光源實質上以單一之偏光狀態來產生其照明光’其照明光學系統係具有沿照明光之進行方向所配置之多個複折射構件（12,13)，並且該多個複折射構件之中至少一個複折射構件之進相軸的方向係與其他複折射構件之進相軸的方向為相異者，該照明光中，以特定之入射角度範圍照射於第一物體的特定照明光，係成為以s偏光為主成份之偏光狀態的光。 ^依照上述之本發明，例如使其多個複折射構件之厚度分布各別設定於所定分布，藉此使從光源所射出之照明光通過^多個複折射構件後的偏光狀態，例如在以光轴為中心之環帶狀領域中可使偏光於以其光軸為中心之圓周方向的狀態成為主成分。於是，將多個複折射構件之射出面例於接近照縣學系統之瞳面的位置時，藉此使通過狀領域之照明光（特定照明光）在幾乎無光量損失 ’可使其第—物體在以Μ光為主成份之所定的偏先狀態下受到照明。，也可具有光束限制構件(9a、9b)，其將照 -物體#以3之照明光限制在該特^照明^。藉此，該第照明Γ 概為環帶照明的條件而受到照明。在此環帶第一物體上之體上之照縣大概成為Μ光時’在該思方向以微細間距所排列的線•和•空間 1360158 14956pif.doc (Line · and · space)圖案之投影像係以主要偏光方向由平行於線圖案之長度方向的照明光來成像，因此可改善對比、解像度、焦點深度之成像特性。又，該光束限制構件更可使照射於第一物體之照明光的入射方向也限制於特定之實施上的離散之多個方向中。藉此，以二極照明或四極照明等來進行照明，因此可在所定方向中使以微細間距所排列之線·和·空間圖案的成像特性獲得改善。 ^ 其次，依照本發明之第二投影曝光裝置，係包括照明光學系統(ILS)與投影光學系統(25)之投影曝光裝置，其中’照明光學系、統(ILS)係使從光源⑴而來之照明光照射於第一物體(R) ’投影光學系統(25)係將第一物體上之圖案的像投影於第二物體(W)上，該光源實質上是在單—之偏光狀態下產生該照明光，該照明光學系統係具有沿其照明光 =進行方向所配置之多個複折射構件(12，13)，並且該多個複折=構件之巾至少—個複折射構件的進相_方向係與其他複折㈣件之進相_額為相異者，在該照明光^ 系統中之瞳面或其近傍之面内，通過以該照明光學系統之巧為中心的所定環帶領域之特定環帶領域⑽内的至少 =刀領域之糾光’係成為以其特定環帶領域之圓周方向為偏光方㈣以直線糾為域分之偏光狀態。依照上述之發明’例如使該多倾折射構件之厚度分成所定分布’使從該光源所射出之照明光中通疋％^領域的照明光之至少一部分的偏光狀態，係 12 14956pif.doc 以幾乎無光量損失之狀態，方向為偏光方向的以直線偏光定環帶領域之圓周光狀態）。為主成分之狀態（所定的偏分布之光束在其特定環帶領域内之實質射;種’也可具有光束限制構件(9a、9b)，並將昭射於第一物體之照明光實質 J八肘…、分亦m β^限制於該特^環帶領域内所巧限制構件，也可將其光束更限制上離散之多個領域内。此等場 -極照使照明光量低锋’即可實現環帶照明、明或四極照明等。又複折射槿:=辦之一例’係包含在光源⑴與多個 i )之間所配置之繞射光學元件。藉由使用、·％射光學元件，可更減少光量損失。又，對於-例，其多個複折射構件中至少一構件，係在透射光中平行於進相軸之直線偏光成分與平行於遲相轴之直線偏光成分間所給與之相位差的偏光間相位差，對於此構件之位置以非線形而變化之不均一波長板(12，13)。藉此，可將通過其多個複折射構件後之照明光的偏光狀態二高精度控制成所定的狀態。此種場合’該不均一波長板，對於其特定照明光或分布於其特定ί哀帶領域之照明光，也可包含以照明光學系李先之光軸為中心而施加具有二次旋轉對稱性之偏光間相位差的第一不均一波長板(12)。又，該不均一波長板，對於其特定照明光或分佈於其特定環帶領域之照明光，也可更包含以照明光學系統之光 13 1360158 14956pif.doc 軸為中心而施加具有一次旋轉對稱性之偏光間相位差的第二不均一波長板(13)。又，作為一例，該第一及第二不均一波長板，其進相轴之方向是以其照明光學系統之光轴為旋轉中心而互相偏離45。者。藉此，可容易地控制通過兩個不均一波長板後之照明光的偏光狀態。又’也可更包含配置於該多個複折射構件與第一物體間之光學積分器(optical integrator)(14)。藉此，可提昇第— 物體上之照度分布的均一性。又，可更包含配置於該多個複折射構件與該光學積分器間之變焦（zoom)光學系統，間隔可變之圓錐稜鏡群 (41，42)，或多面體稜鏡群。按照該第一物體上之圖案間距等來使用該變焦光學系統等，可控制其特環帶領域（或環帶狀領域或者其中之實質上離散之部分領域）的大小和^ 置，藉此，可使曝光種種間距的圖案時之成像特性提高。又，該光學積分器，係以複眼透鏡(fly-eye lens)為其一例〇又，也可具有配置於該光源與該多個複折射構件間且麦換從該光源而來之照明光的偏光狀態之偏光控制構件 (4)。藉此’可將從該光源而來之照明光的偏光狀態以無光量損失之狀態’變換為適合於多個複折射構件之偏光狀熊。又，也可具有將該多個複折射構件之一部分或全部，以其照明光學系統之光軸為中心予以旋轉之旋轉機構，葬此，可將從該光源而來之照明光，以適合於複折射構件之 14 14956pif.doc 偏光狀態供給至複折射構件。機構i具換機構’複折射構件交換複折射構件以可交換方構件:將該複數組之多個可對應於轉印對象之種_案。;㈣光學糸助。以此，曝光方法，係使財發明之投影塞-二，作為第—物體之光罩(r)的圖案的像使作為 =一，之感光體(w)曝^。藉料mm# 體以壤帶㈣、二極照明、或四極照明等來照明，同時可使入射於其第-物體之照明光的偏光狀態大略以S偏光為主成刀。因jtb ’可幾乎以無光量損失讀態在光罩上在所定方向以良好之成雜性來對崎細間賴形成的圖案進行轉印。又’依照本發明之元件製造方法，係包含微影 (lithography)製程之元件製造方*，在其微影製財使用本發明之曝光方法將圖案轉印於感光體上。依照本發明時，可以高處理能力且以高成像特性將圖案予以轉印。【發明的效果】依照本發明，可得到以下的效果。 (1)依據申請專利範圍第！項或第36項的發明，使用多個複折射構件來控制照明光之偏光狀態，因此可減少將第一物體（光罩）以所定偏光狀態之照明光加以照明之際的光量損失。又，更藉由使用光束限制構件，在將第一物體以環帶 14956pif.doc =Ί照明'或四極照明等加使照明光量低降，即可將通定’以幾乎不 :_明光之偏光狀態，設定成以—部分域之圓周方㈣直線偏以主成分之^=特疋環帶領沿該第-物體上之直線偏光的方向具有；产方將提昇。因=以曝光之際的成像特性可口此了扶供能貫現成像特性之提昇、會低降的投料缝置轉光方法或朗光學裝^力不 +(2)依據申請專利範圍第Μ.項或第*項二 A著照明細進行方向而制序、^ :复折射構件以控制照明光的偏光狀態，因此照明光來對第—物體(光罩)進行㈣時的光量損失，為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 '' 【貫施方式】以下’對於本發明之較佳實施形態之一例以參照圖面加以5兒明。本例係由步進掃描(stepandscan)方式所構成之掃描曝光型的投影曝光裝置(scanning stepper)，其在進行曝光的場合適用本發明。圖1係表示將本例之投影曝光裝置之概略構成之一部分加以切開之圖，在此圖1，本例之投影曝光裝置係包括照明光學系統ILS與投影光學系統25。前者之照明光學系 1360158 14956pif.doc 統ILS係包括沿著從曝光光源丨（光源）至聚焦透鏡 (condenser lens)20為止之光轴（照明系統光軸）AX1、 AX2、AX3所配置之多個光學構件(詳細後述），利用從曝光光源1而來之作為曝光光束(beam)之曝光用的照明光(曝光光)IL來對作為光罩用之光柵r之圖案面（光柵面）的照射視野以均一的照度分布加以照明。後者之投影光學系統 25，係在其照明光之下，將光柵尺之照明視野内之圖案以投影倍率Μ (M係例如為1/4、1/5等之縮小倍率）加以縮小後之像，投影於被曝光基板（基板）或塗佈著作為感光體之光阻(photoresist)的晶圓W上之一攝影(sh〇t)領域上的曝光領域。光柵R及晶圓W係各可視為第一物體及第二物體。晶圓w係例如為半導體(矽等）或絕緣體上的矽s〇l (silicon on insulator)等之直徑2〇〇〜3〇〇mm程度之圓板狀基板本例之投影光學糸統25雖係例如為折射光學系统，但也可使用反射折射系統等。以下，在圖1中，關於投影光學系統25、光柵尺、及晶圓w，係以平行於投影光學系統25之光軸Αχ4取為z 軸’垂直於Ζ軸之平面（χγ平面）内以沿掃描曝光時之光柵尺及晶圓W之掃描方向（平行於圖丨之紙面的方向）取為Y車由’以沿非掃描方向（垂直於圖1之紙面的方向)取為X軸來說明。此種場合，光柵R之照明視犏 :向之X方向的細長領域，晶圓w上之曝光領== ,¾明視野為共軛之細長領域。又，投影光學系統25之光 AX4係與光柵R上之照明系統光軸Αχ3為—致。 17 1360158 14956pif.doc 首先，已形成應曝光轉印之圖案的光柵尺係 ^^etide stage)2^，^,21#^ °P(retlclebase)22上以一定速度於γ方向中移動，同時以補正同步誤差之方式在X軸方向、Υ㈣向、2轴之周圍的旋轉方向中微動，以進行光柵R之掃描。光柵機台21 之X方向、Y方向之位置及旋轉角，係由設在其上面之移動鏡23及雷射干涉儀(Laser interfer〇meter)24來計測。依據此計測值及從主控制系統34而來之控制資訊，光拇機台焉區動系統32係藉由線性馬達等之驅動機構(未圖示）來控制光，機台21之位置及速度。在光柵R之週邊部的上方配置著光栅對準(alignment)用之光柵對準顯微鏡(未圖示）。另.方面，aa圓係經由晶圓保持器（未圖示）以吸附保持於晶圓機台27上，晶圓機台27可在晶圓基部(waf: base)30上以一定速度於γ方向中移動，同時能在χ方向、 Υ方向以步進(step)移動之方式而被載置著。又，晶圓機台 27上也組裝著z位準(levding)機構，其依據未圖示之光聚焦感測器(photofocus sensor)之計測值，使晶圓w之表面與投影光學系統25之像面一致。晶圓機台27之χ方向、γ 方向位置及旋轉角係藉由設在其上面之移動鏡28及雷射干涉儀29來計測。依據此計測值及從主控制系統34而來之控制資訊，晶圓機台驅動系統33經由線性馬達等之驅動機構(未圖示）來控制晶圓機台27之位置及速度。又，在投影光學系統25之近傍，為了使晶圓對準，須配置以離軸 (〇ff_axis)方式，例如，場影像對準（FIA，Field Image 18 1360158 14956pif.doc

Alignment)方式，的對準感測器(alignmentsens〇r)3i，其用來檢出晶圓w上之位置對準用之標識(mark)的位置。’、在依據本例之投影曝光裝置的曝光之前，由上述光拇對準顯微鏡來進行光柵R之對準，藉由對準翻器Μ來檢出晶圓W上在以前之曝光過程中與電路圖案—起形成之位置對準用標識的位置，以進行晶圓w之對準。其後，在光柵、R上之卿視野上明明光IL加以照射的狀態 :二光柵機台21及晶圓機台27加以驅動’將光栅見與 Γ命上之—個攝影領域在Y方向中進行同步掃猫的動曰吏、明光1L之發光停止，然後驅動晶圓機台27使曰曰以步進方式移動於X方向、Y方向的動作，重複動作。該同步掃描時之光柵機台21與晶圓機台 h 度的比為了保持著經由投影光學系統25而形 25之與晶圓W之成像關係，係等於投影光學系統圓^影倍率M。藉由上述的動作，以步進掃晦方式在晶其^全部攝影領域上曝光轉印該光栅R之圖案像。明。i次，對本例之照明光學系統1LS的構成加以詳細說一、I 1中，對於本例之曝光光源1係使用ArF (氟化 Ξ可使;If射(波長193nm)。尚且，對於曝光光源1係 F 八，、他之KrF (氣化氪）準分子雷射(波長248nm)、 1^6^子^雷射(波長157nm)、或ΚΓ2 (氪分子）雷射(波 1、孫等之雷射光源等。此等雷射光源（包含曝光光源所射出狹t化之雷射或已選擇波長之雷射’從曝光光源1 ' “'、月光IL由於上述狹帶化或波長選擇而成為以 19 1360158 14956pif.doc 直線偏光為主成分之偏光狀態。以下，在圖1中，剛從曝光光源1所射出之照明光IL，係以偏光方向（電場方向）與圖1中之X方向一致的直線偏光光為主成分加以說明。從曝光光源1所發出之照明光IL係沿照明系統光軸 AX1經由中繼透鏡(relay lens)2、3而入射於作為偏光控制機構之偏光控制構件4 (詳細後述）。從偏光控制機構4 所發出之照明光IL經過凹透鏡5與凸透鏡6的組合所構成之變焦(zoom)光學系統(5、6)而在光路彎曲用之鏡面7上反射’然後沿照明系統光軸AX2入射於繞射光學元件 (DOE . Diffractive Optical Element)9a。繞射光學元件 9a 係由相位型之繞射格子所構成，入射之照明光IL係於規定的方向中繞射前進。如後所述，從作為光束限制構件用之繞射光學元件9a 而來之各繞射光之繞射角及方向，係對應於照明光學系統 ILS之瞳面15上的照明光il之位置或照明光正之向光栅 R的入射角及方向。又，繞射光學元件％及具有與其相異之繞射作用之別的繞射光學元件％等在小塔(turret)狀之構件8上有複數個排膽。然後，例如在主控制系統料之控制下藉由交換機構1〇來驅動該構件8，將構件8上之任思位置的㈣光學元件％等魏於照明光學系統光軸 AX2上之位置，按照光栅R之圖案，使向光柵r之照明光的入射角度範圍及方向（或曈面15上之照明光的位置)設定 ^所期望之·而構成將構成上述變域學系統(5、 6)之凹透鏡5及凸魏6藉由各別移動频 20 1360158 i4956pif.doc 軸AX1之方向」則該入射角度範圍可進行補助性的微 /繞射光學兀件9a射出之照明光(繞射光)IL，係沿照系統光轴AX2而經過巾繼透鏡u，㈣次人射^ 發明之多個複折射構件的第一複折射構件12及第二複折射構件I3。對於此等複折射構件之詳細情雜於後述本實施形射，係在複折射構件ls之後，配置著光學積分器(opticai integrate^照度均一化構件）的複 … 1㈣14。複眼透鏡14射出之照明光IL，係經過中4; W視野光圈17及聚焦透鏡心至、g 用之鏡面19,在此鏡面19上反射之照日絲明系統光軸AX3經過聚焦透鏡2〇而對光拇r進行昭明二、如此已照社光柵R上的_，係如上所補由投影光學系統25投影於晶圓w上且予以轉印。、尚且，按照需要使視野光圈17為掃描型， ^光:機台21及晶圓機台27之掃插來進行掃描。此種場二—圈與可動視野光圈明光= 位於照視野光圈17、聚线鏡18、= $用上成為-種對於光減之__‘^= 面5 里茱(Fourier)變換面。即，瞳面15 ]尤子得光大概成為平行絲且明㈣騎出的照明八射角及入射方向照射該 21 1360158 14956pif.doc 光柵R。該入射角度及入射方向係按照該光束之瞳面15 上之位置來決定。尚且，光程彎曲用之鏡面7 ' 19在光學性能上雖係並非必需，但如將照明光學系統1LS配置於一直線上時為了使曝光裝置之全高(z方向之高度)增大，則須以省空間化為目的將鏡面7、19配置於照明光學系統ILS内之適當處。照明系統光轴AX1藉由鏡面7之反射而與照明系統光軸 AX2 —致’且照明系統光軸AX2藉由鏡面19之反射而與照明系統光轴AX3 —致。以下’參照圖2〜圖5’對於圖1中之第一及第二複折射構件12、13之第一實施例加以說明。第一複折射構件12係由一軸結晶等之複折射材料所構成之圓板狀構件，其光學軸係在其面内方向（與垂直於照明光學系統光軸AX2之平面平行）。然後，第一複折射構件12之在其面内方向的大小（直徑），係比配置該複折射構件12之位置的照明光江之光束直徑還大。圖2A，係將圖！之複折射構件12沿照明系統光軸Αχ2 :在:方向所見之圖，如圖2Α所示，在複折射構件η I兔t料與光軸平行之偏光方㈣直線偏光先使折射 xz座俨&轴方向的進_ nf’係在與圖1相同座標軸之 :率以，_之偏光方向的直=: =為軸方向的遲相車“’當然直乂也向料X轴及Z轴之雙方旋轉45。之方向。 22 1360158 14956pif.doc 第一複折射構件12之厚度在平行於圖2A之紙面的面

内係不一樣，按照X座標（X方向之位置）而變化。圖2B

係沿圖2A之AA’線的複折射構件12之斷面圖，如圖2B 所不，複折射構件12係在X方向上形成中心（照明系統光轴）較薄而周邊較厚的形狀。另一方面，第一複折射構件12之厚度在圖2A之Z方向係為一樣，複折辦構件12 係全體成為如負的圓柱透鏡(Cylinder lens)般的形狀。透射如此之複折射構件的光束，一般而言會在其偏光方向（即「光之電場的振動方向」，以下也相同。）與進相轴nf之方向一致的直線偏光成分以及與遲相軸仍之方向二致的直線偏光成分之間產生光程差(偏光間相位差）。對平行於進相軸nf之直線偏光⑼言，複折射構件的折射率低因此，同偏光光之進行速度較快，另一方面，對於平於遲相軸ns之直線偏絲而言，複折射構件之折射率此’同偏光光的進行速度較遲，在兩偏光光間產生位差）。因此，第-複魏構件12在功 =曰為第―不均―波長板，其使施加至透過光的偏光間相位差依據場所而不同。满拆將第一複折射構件12之厚度加以最佳化，藉由複折射構件12所產生之上述光程差時，兩光束之相位在實皙不正σ 程差m 在不棘別，以形成實質上無光 Τ1 π —在本例，係將複折射構件12之中心部的厚度 H s又疋為此種屋卞又 η(Χ=0)Α 又在乂下，如圖2Β所示，以X軸之原點(χο)為贿射構件12之中心(照射系統光轴）。 23 1360158 14956pif.d〇c 另一方面，對於第一複折射構件12之離開士1的位置(1是基準長度，在較第-複折射構件12之夕= 更内側處)處’僅以產生偏光間相位差G 5 (單位係 = 長）之方式’來設定該複折射構件12的形以狀/ =中係將複折射構件12之厚度m，對於又=置 X ’為以下函數所表不之厚度。 ΤΑ=Τ1+αΧ(1.7χχ4-〇.7χχ2)......⑴ 此處，α係比例係數，α值係與中心部之厚度耵 :::使用之複折射材料的上述進相軸與遲相:之折射_差寺而吳。對於構成第-複折射構件12之複折射材料，若結晶之水晶時，水晶之折射率在波長193nm之祕準分子射光的常光騎射铸為U638，異常光線 ^ =線藉之此偏=轴係為常光線之偏光方向，遲相轴係為水B曰中之常it線、異常光線之波長，係將直空中之波長 (mrnn⑽各別的折射率所相除後所得之值，各為Μ 〇〇ΐΜ、 115·〇56ΠΠ1 ’在水晶中每進行-波長時，在兩光束間形成 0.945nm之光程差。因此，當進行⑵了（=166 〇_則波長時’兩光束間大約形成-波長之光程差。實際上若光程差剛好為-波長或整數波長時’兩光束實f上與無絲差為同價。 122.7波長之水晶厚度係相當於&⑽計算而得的14239nm，即14.239㈣。同樣，如在常光線與異常光線中形成半波長之絲差時’水晶之厚度若成為上述之一半的 24 1360158 14956pif.doc 7.12呵即可。藉此’财晶來形成第-不均—波長板 12時，將上述⑴式之中心部的厚心，折射構件 $倍，在周邊近旁之基準位置㈣的厚;，各加厚= 可，即，使上述比例係數江設定為712卿即可。.卿即 △ Ρ1=0.5χ(1.7χΧ4-〇.7χχ2)...…（2) j且，對於第-複折射構件12；；厚度，係為其人射面以，射出面〗2b之間隔，如形成上述相位差之上述厚度與χ方 $之位置關係獲得滿足時’則入射面以與射出面必之各形狀也可為任意。但是，面形狀之加工上，係以任何-面作為^ 面而使加工成為容易’所以實際上係如圖2B所示，期望使射出面12b成為平面。此種場合，以射出面12b之厚度值為 2之際的入射面12a之厚度TA值係成為如以⑴式所求得的 A。當然’也可使入射面12a為平面。圖4 A係表不以(2)式所表示之偏光間相位差△ p 單位係照Γ光ΐ波長）與位置X的關係圖。又，圖5係表示從本例之第:複折射構件12所射出之照明光的偏光狀態圖.，在圖5 中’分布於XZ座標上之各位置之照明光的偏光狀態係以各位置為中心之線段、圓或橢圓來表示.。又，圖5之X軸及2：軸的原點(X=0、Z=0) ’係設定於複折射構件12之中心，χ方向和ζ方向之比例尺，係將x=：ta、ζ=±1之位置(共同由原點、Ζ=0離開基準長度之位置)設定成位於圖5中之四隅。 25 丄：>0U丄 14956pif.doc 你罢^圖5之以各^絲所識別之位置中，以線段所表示之方^枝成相直顧光為絲分之偏光狀態，線段之 :、不偏光方向。又’在以橢騎表示之位置處該照明光係 2以麵偏料域分之偏光狀態，橢圓之長邊方向係表示 :偏光所含之直線偏光成分成為最大之方向。X，在以圓所、不之位置處’照明光成為關偏光為域分之偏光狀態。如圖4Α所示，在從中心向χ方向離财之位置，第一複折射構件12作用成所謂1/2波長板。在此，從圖】之曝光

所發iij (日㈣光jl係如前所述以偏光於X 方向之直線偏光光作為域分，此1/2波長板’係以其進相軸nf及遲相轴 ns對於入射光之(照明光之)偏光方向的χ方向旋轉45。而形成者。因此，如圖5所示，在第一複折射構件12中從中心向χ 方向離，±1(基準長度)的位置附近所透射之照明光的偏向狀態，係藉由此1/2波長板之作用，變換成以ζ方向之直線偏光為主成分的偏光狀態。又’由圖4Α ’對於在第一複折射構件12之中從中心向χ 方向離開±0.6的位置附近所透射之照明光，偏光間相位差am 係為0.25 ’第一複折射構件丨2作用成所謂1/4波長板。因此，透過此部分之照明光變換成以圓偏光為主成分之偏光狀態。另一方面，對於X方向中透射中心之光束，在進相轴nf 方向及遲相軸ns方向之各直線偏光間不產生光程差，所以透射光之偏光狀態未變換。因此，在χ方向之中心入射於複折射構件12之光束，係以原樣保持著χ方向之直線偏光狀態為主成分的狀態而從複折射構件12射出。然後，在上述X=0、 26 丄湖158 14956pif.doc :二1,之各位置以外之位置所透射之枝，係按照位置而，為城姆之翻偏光為域分的偏絲態，崎折射構件12。此偏光狀態係如圖5所示。光狀’對應於已透過第—複折射構件12之場所而偏相異的照明光IL入射至第二複折射構件13。第二複折射構件13也是由複折射材料所構成之圓板狀構件。圖3Α係沿照明系統光軸從向+γ方向所見之圖工的第 =折射構们3之圖，與上狀帛—撕賴件u相異，如 π奸 1不’第二複折射構件13之進絲证，係設定成與圖1 絲的2辦行，遲姊nS係奴成與X軸 =仃。對於第二複折射構件13，其面内方向之大小(直也= =第二複折射構#13所配置之位置的姐的光束還大。二射「Γ如’第—複折射構件12及第二複折射構件U之形狀， >*、裕i以上叙連續並且微分連續的函數所表示之形狀，也可斤疋位置以階段性之形狀而變化的階段狀之形狀。的研種ΐ段狀之形狀的形成中，#代機械或機械化學 V研磨方法時，適合由钱刻來形成。」 Η 第二複折射構件13其厚度也非—樣，其厚度係按昭圖Μ中之χζ座標系的函數2=χ之方向，即，圖μ ‘ 向(以下，稱此為％方向」。）的位置而變化。圖3Β ^圖Μ之ΒΒ，線的第二複折射構件13之斷面圖。如圖犯不複折射構件13係左端部(Β之近傍)為較薄右端 k傍)為較厚之形狀。另—方面’第二複折射構件13之厚度在 27

丄丄JO 14956pif.doc ί 因:，第二複折射構件13 間相位差對應於場所而不同板’其使施加至透過光的偏光向之牛13之厚度TB ’對於泣方 χ7古“店下w數來表不°尚且’如圖3Β所示，以方向之原點(xz=0)作為複折射構件13的中心(照明系統光軸）’以該中心處之厚度為T2。，、、·· ΤΒ=Τ2+βχ(2.5χχζ5-1.5χΧ23)......⑶ 由於之係常數’與令心部之厚度τ2同樣，Ρ值係蓉而星h讀射材料的上述軸轴與遲姉之折射率差專而異’在此，中心都夕歷痒π .a . Λ_ 子又Τ2，係使第二複折射構件13之 =二㈡位係照明光之波長)之方式，甲°卩°又疋成在功旎上作為1/4波長板。 ^ ’在複折射構件13中，在向泣方向顯+1 (基準長二” 置處’係將偏光間相位差他各設定為+0.75 f示與中心之間形成各為逍5及·α5之偏光間相位差的差之意思。例之第二複折射構件13中，以下式來表示偏光間相位差ΛΡ2之方式以設定其厚度。 ΔΡ2-〇.25+〇.5χ(2.5χχζ5-ΐ.5χΧΖ3). . . . (4) *對於第一複折射構件13也以與上述之例同樣由水晶來形^，以中心部之厚度T2為14 239μιη之(整數+1/4)倍， 7’12_ ^卩可° ^ 4β，絲示⑷式之偏光間相位差/\Ρ2與位置χζ的關係之圖。 28 1360158 14956pif.doc 光狀態按照場所而變換。圖4C中表示從 ^ 〃所射出之照明光IL的偏光狀態。第一複折射構们3 圖4C之麵方法，係與前狀圖5的表示方法同樣，4C中’在χζ座標上之纽置齡布的卿 ^ f各=置為中心讀段(直線偏光），或以__偏先^ =射軸及取原獅、，也設定於與第====== 之射面係配置於光學系統Μ中之曈面15 因此’第—複折射構件12與第二複折射構件 3大透概^明光學系統1LS中之瞳面15為等價之場所。明光：，=0:=Γ與第二複折射構件13之照於光柵btt 所決定之人射肖度狀财向入射成所_C2 ’係對於纖為構徑，決定上述第-複折 29 14956pif.doc 之厚度形狀(厚度分布) 之半徑為1.15、内圓^」基準長度為早位，以外圓C1 環帶比_之袍咖。即’對於環帶照明之 -般所使用之所謂「3/4 难絲為G·74。此係雖設想為者，但適帶照明（内雜：外半㈣：4)」從圖扣可料ΤΐΓ條件#财限於此。内，成為將該特定I域之環帶領域的特定環帶領域36 光為主成分之偏光狀Ϊ。之固周方向作為偏光方向的直線偏偏光ί 比較時’X軸上及z軸上之照明光的声之付ϋ ®既目等。但是，以原點為中心從各軸離開45。程 ^位置(在圖4C及圖5中’右上、左上、左下、右下之位置）處的偏光狀態，圖5大概為圓偏光，對此而言，在圖4C中係變換成特定環帶領域之圓财向的錄偏光。此係由於第二複折射構件13之作用所引起者，第二複折射構件13在圖4C中上及右下的領域作為1/4波長板而發揮機能，在左下及右上之領域各作為_1/4波長板及與其等價之3/4波長板而發揮機能。尚且，實際上之曝光裝置中，其特定環帶領域36之外圓 C1的實際半徑’係由圖1之投影光學系統25之光柵R側的數值孔fe(NA)、照明光學系統ILS中之中繼透鏡16及聚焦透鏡18、20所構成之光學系統的焦點距離，以及應設定之相參係數(coherencefactor)(照明σ)的值來決定，内圓C2之半徑係由更應设定之環帶比所決定之值。然後，對於此環帶照明之 1360158 14956pif.doc ^牛’當然，在其特定環帶領域36中所分布之昭明光的偏光 :向^以與各位置中之環帶領域·方向」致Ϊ 決疋第-複騎财12鮮二撕職件13之 12 -之厚度m義係使其形狀在泣關例縮小，且對於丫方向(光之進行方向)不變化其凹^ 以上’對於第-與第二複折射構及，均-波長二= 的偏光^ 〜、下’可使特謂帶領域巾所分布之照明光，與各位置中之環帶領域_方向相一致。

光栅尺二3月^照明光中’通過該特定環帶領域36以照射至之特定照明W即，以特定的入射角度範圍照射至光栅R 偏光爲^八’成為其偏光方向對於人射面以11直方向的S 周期性箄光狀態的光。藉此’藉由轉印對象之圖案的等升㈣崎解像度，及焦點深度楚一ίί ’參照圖6A〜6C對於圖1之照明光學系統ILS中之 ίΪΓΪ折射構件12、13的第二實施例加以說明。 am ^ /第—複折射構件12與第二複折射構件13之構杜L 上述第一實施例所示者同樣。即，第一複折射構所轉掏_向及厚度形狀，係如®3Α及圖3Β所示具有進相轴方向 # w s ’在本例中係將與兩複折射構件12、13之厚度有關的函數的形式加以變更。丄場158 14956pif.doc 圖6A係對應於圖4A，在此第二實施例中顯示對於第一複折射構件12所形成之偏光間相位差Ap〗的乂方向的位置之特性。圖6A之偏光間相位差Αρι是一種如下所示的包含一與位置X有關之三角函數的函數。 △Pl = 0.265x{l-cos(nxX2)}· · · .(5) 此種偏光間相位差ΔΡ1，係將第一複折射構件12之厚度 TA，對於X方向之位置藉由以下函數來表示可加以實現。 ΤΑ =Τΐ+，χ{ΐ-(^(πχχ2 )}.···⑹ 在此，r係比例係數。與第一實施例同樣，以水晶形成第一複折射構件12之場合，使中心之厚度B設定成14 239μιη 之整數倍’將比例係數r設定為3 77μιη即可。3 77卿，係已施加1波長之偏光間相位差之水晶的厚度14239μιη，成為上述(5)式之係數倍之0.265倍所得的值。、圖6Β’係表示在本第二實施例之第二複折射構件13所形成之偏光間相位差ΛΡ2的對於χζ方向之位置的特性。圖6Β

之偏光間相位差ΑΡ2 ’係可如以下以包含一與位置双相三角函數的函數來表示。 △P2=0.25+0.5xsin(0.5>^xXZ3) . ·..⑺ 此種偏光間相位差AP2 ’係以第二複折射構件13之 TB ’對於XZ方向之位置χζ藉由以下函數來表示而。又 ΤΒ =Τ2+δχ8ίη(0.5χπχΧΖ3) · · · · (8) 、時，且將在此’ δ係比例係數。财晶為第二複折射構件ΐ3 將中心之厚度Τ2設定為14·239μηι之（整數+ 1/4) ρ，比例係數δ設定為7.12μιη即可。 "’ 32 14956pif.doc 在本例中’第一複折射構件12與第能上係作為第一及第二 = 斤射構件13在功光間相位細駭各場所光之偏射構件12上之偏光於X方向的Ξ線偏第如所不之偏光分布，再從第二複觸餅13射出。之第f圖圖4C加⑽較時即可明瞭，以本第二實施例 -4=1件12及第二複折射構件13的—方，比上述第領=’可料圓C1及關C2賴繞之特定環帶 . 77布之-明光的偏光狀態，較接近於平行於圓周向的直線偏光。此係由於本第二實施例 12與第二複折罐13 _職三織之高次厚度形狀(即’面形狀），因此可進行更高精度之偏光控制。然而，在第-實施例所示之第一複折射構件12及第二複折射構件13，係以至五次之高次函數加以構成，所以在偏光控制特丨生上轉但有加王容胃可使製造成本控制成較低廉的優點。尚且，為更再抑制第一、第二複折射構件12、13之製造成本’例如也可將第-複折射構件12之表面形狀作成為圓筒狀的(cylindrical)面（對於X方向之斷面成為圓形的面），使第二複折射構件13之表面形狀亦可成為錐形(taper)面（傾斜面）。此種場合之偏光控制特性雖比第一實施形態者還差，但藉由投影曝光裝置之用途可獲得充分效果，一方面可達成上述製造成本之低廉化，一方面可實現高性能的曝光裝置。如此使第二複折射構件13之表面形狀成為錐形面，在意 33 1360158 14956pif.doc 義上是指透過了第二複折射構件13之光束的偏光間相位差可按照第二複折射構件13之面内的位置而以線形（一次函數）來決定。可是，圖1之第一複折射構件12與第二複折射構件13 之形狀並非限定於上述之第—及第二實施例所示之形狀，只要其透過光之上述特定環帶領域内的偏光狀態，在其各部分中可與其圓周方向一致的形狀時，任何形狀均可。尚且，為實現此種偏光狀•態，如入射至第一複折射構件 I2之光束的偏光狀態是以直線偏光為主成分之單—偏光狀態所構成的照明光之場合，腳—複折射構件昭 f光軸奶以㈣可杨料二魏騎稱〇frev〇luti〇n)性之偏光間相位差者。此當然如上述第-及第二實施例所示，包含對x方向具有偶函數的厚度、且對γ方向具有一定厚度之不均—波長板。而複折射構件13，係以照明系統光轴您為中心旋轉對稱性之偏光間相位差的不均一波長直交於照㈣_您之兩=：==^ ==稱。所謂反對稱，-般係對== 轉…研值雖為相等但符制為反對稱函數中，除了當盤靜,從山数此處，在一般之此當然如上述第1 =，( et)以外之函數亦包括在内。對:二示’包含不均-波長板，其輿此直交之方向奇函數所決定的厚度、且對於 34 1360158 14956pif.(j〇^ 中所一複折射構件n及第二複_&^^=於第述特定環帶領域之場所，雖然其形於上有特別之問題，此不必說即可明白。帛足上祕件時也不會數^^對於第一複折射構件12及第二複折射構件13之個者實施例所示系:中光轴广)而㈣地排列著心先軸ΑΧ2為中心的旋轉關係也並非限於45。。又二的多個複，件沿著照明光之進行方向串列= :之直線偏編，物_====: 件的3軸的方向與其他複折射構件之進她方向不= 射可構也可====7之材質也不限於上述之水晶，也了使用其他摘射⑽，也刊應她_複折概，㈣作複折射構過性ίί上’也可在無複折射性之透人^上，各種貼合者具有複折射性材料的構件。此種場 :上&之厚衫職是指具有複折糖之材制厚度。此處’所謂貼合不僅是指以枯著、屢接等之機械方式的接合，也 35 14956pif.doc 可在透過性基板上使用蒸鍍之手段使具有複折射性之薄膜形成成膜的方法。如上所述，上述第一、第二實施例所示之第一複折射構件12及第二複折射構件13之厚度形狀等，雖係由於斤使用材料之複折射的大小而有所變化，但即使在使用水晶以外之材料的場合，也可適用上述之形狀決定方法，以決定其形狀，這很明顯而不必再說明。。 “在此’在上述之環帶照明中，對於分布於環帶領域内之照明光的偏光狀態，以與其環帶領域之圓周方向一致的照明光之優點，以參照圖7A、7B、7C及圖8A、8B、8C加以簡單說明。圖7A係表示在圖〗之光柵R上所形成之微細周期圖案 PX的一例。周期圖案PX係在與圖1同一 XYZ座標系之又方向具有周期性關案’其間距ρτ係考慮顧丨之投影光學系、.先25的投影倍率而換算成晶圓w上之比例尺的值為 l^Onm ® 7Β係將此圖案，使用波長193nm之照明光以相又因數_ σ)為0.9 ’環帶比為0.74之環帶照絲照明之場 a，表不晶圓側之數值孔徑_)為_之投影光學系統乃之睹面26(參照圖n内所形成之繞射光(di£fraetedii^之分布。圖7C，係表示對該圖案ρχ進行照明之環帶照明的條件之圖，在圖1之照明光學系統！LS的瞳面15中 ¥ V照明條件的環帶領域IL⑽來之照明圖 = :從周期圖案PX而來之圖州次繞射光面Μ内，且透射投影光學系統25而到達晶圓: u光Dm及D1L ’係僅一部分可透過瞳面26及投影光 36 上·158 14956pif.doc 學系統25。光栅R之圖案pi的像雖以〇次繞射光DO與一次繞射光DIR、D1L之干涉條紋(mow fringe)而形成於晶圓W 上，但干涉條紋之形成，係限於照明光學系統ILS之瞳面15 中從同一位置所發出之照明光所產生之〇次繞射光與1次繞射光的一對(pair)中。在圖7B中位置於瞳面26之左端部之一次繞射光D1L，係與0次繞射光DO中位於右端部之部分成為一對’此等繞射光’係從圖7C中之環帶領域IL0中之右端部分領域ILR所照明之照明光。另一方面，位於圖7B中之瞳面26的右端部之一次繞射光D1R ’係與〇次繞射光D0中之位於左端部的部分成為一對’此等繞射光，係從圖7C中之環帶領域！L〇中之左端部分領域ILL所照射之照明光。即’在進行如此種在X方向中具有微細間距之圖案ρχ 的曝光時，從照明光學系統ILS之瞳面15上的環帶領域IL0 所發出之照明光中，有助於圖案PX之成像的光束，係限於部分領域ILR及部分領域ill ’從環帶領IL0内之其他領域所發出之照明光，係為無助於圖案ρχ之成像的照明光。可是’在進行如圖案ρχ在X方向具有周期性，在γ方向具有長度方向之圖案的曝光之際，如在光柵R上以具有γ 方向之偏光方向的直線偏光來照明時，可提昇投影像之對比，這已在上述之非專利文獻1 (ThimothyA. Brunner, et al.: “High ΝΑ Lithographic imaging at Brewster’s angle”，SPIE Vol. 4691 ppl〜24(2001)等有報告。 ’ 「又，不用說，上述之實施形態中所示之投影曝光裝置所 37 1360158 14956pif.doc 含之照明光學系統2〜20，係也可適用為照明該光柵R等之第一物體的照明光學裝置。」因此，將圖7C之部分領域及部分領域!χχ内所分布之照明光，使成為各別偏光於圖7C中之平行於z方向之PR方向及PL方向(考慮圖丨中之鏡面19之作用時在光栅R上係對應於Y方向）的直線偏光光時，可有效地使圖案ρχ之投影像的對比提昇’進而使解像度及焦點深度提昇。其次，光柵圖案與圖7Α之圖案ρχ在旋轉9〇。之後在γ 方向具有微細間距之周期圖案時，圖7Β所示之繞射光分佈也成為旋轉90。此結果，有助於周期圖案之像形成的照明光所通過分領域也配置於圖％中所示之部分領域正r及部分領域虹旋轉9〇。後之位置(即，圖7C中之上端及下端），並且好的偏光狀態係成為偏光方向在χ方向一致之直線偏光。由以上使/、同包含X方向中具有微細周期性之圖案ΡΧ與Υ軸方向中具有微細周期性之圖案ΡΥ的光柵R曝光之際，係以使用具有如® 8A〜8C所*之偏絲態的卿光為較有效。圖8A:係將圖！之照明光學系統w的瞳面15與光拇r 之關係以簡單地表示的斜視圖，圖〗中之中繼透鏡Μ ^鏡^ 20等省略。如上所述，分佈欄8A巾之環帶親

之明先，為了提昇在X方向中具有周期性的圖案PX =成像性π，係在其x方向之端部ILL、ILR中以γ方向(圖 8Α之紙面深度的方向)之直線偏光為佳，周期性的圖案ΡΥ之成像性能，Μ γ古Α 一万的具有

〈祕Γ生月匕&在Y方向之端部ILU、ILD 向之直線偏光為佳。即，以使用其偏光方向大概與

3S 14956pif.doc 環帶領域ILO之K财向—致的直線偏光為佳。 $，在光柵R中，不僅為χ方向及γ方向中在包含其 D⑷及135。方向)之圖案的場合，也考慮到此等圖案。性，細使財絲方向與環帶領域之關方向一致的直線偏光為佳。可是’上述之偏光狀態’對於與適合於環帶領域瓦〇内各科之偏絲態的方向性圖案直交之職，並不一定可實現有 =的偏光狀態。例如，從部分領域肋向χ方向偏光之照明 “對在X方向具有周期性而長度方向成為γ方向之圖案ρχ ^成像而言，係為不好之偏光狀態。但是，從圖％可加以明瞭圖7C係表示有助於衫方向中具有微細間距之圖案的成像 ^光源’在圖7C中相當於環帶領域正〇之上端的部分領域 ^，畢竟是對在X方向中具有微_距之圖賴成像無任何貝獻之光源’所以不管部分領域肋之偏光狀縣任何者，完全不會使其成像特性惡化。尚且’如圖8A所示，在照明光學系統ILS之曈面15中大略與環帶躺ILG之圓周方向—朗直線偏光，對於光樹R 以所謂S偏光人射’所謂S絲’餘躲光束人射至物體之入射面（包含物體之法線與光束的平面）為直交的直線偏光。即’從與壞帶領域IL0之圓周方向一致的方向之直線偏光所構成的部分領域ILL而來之照明光ILL1，係如圖8B所示，偏光方向EF1對於入射面(圖8B之紙面)以垂直之3偏光入射至光柵R。又，對於同樣之部分領域ILD上之照明光ILDl，如圖8C所示，偏光方向EF2也對於入射面（圖8C之紙面)成 39 1360158 14956pif.doc 為垂直之s偏光而入射至光柵r。理所當然，從上述部分領域虹'正〇與對於照明光學系統之光軸AX41成為對稱位置的部分領域脱、肋而來之照明光’也在部分領域ILR、ILU上各照明光具有與環帶領域腳之圓周方向-致之偏光方向’所以從對稱性而言也同樣成為s 偏光而入射至光栅R。對於環帶照明之—般性質，在環帶領域 IL0亡所分布之卿光的向光栅R之人射肖度，係成為從照明光學系統之光軸AX4l(即，對於光柵R之垂線)以角度^為中心之所糾角度範ϋ «>以此人射角度於細R之光束以下無為「特定照明光」。此角度p及角度範圍可以依據照明光之波長或光柵R上之應轉印的贿之間距縣決定。 '之第、第一複折射構件12、13，雖係將從二構件巾财之形輯決定騎定的外半徑(外ϋ C1)與内半 =(内圓C2)間之特定環帶領域⑽分佈之照明細偏光狀 ^交換成平行於該特定環帶.領域之_方向的直線偏光為主成为之偏光狀態，但其半徑(C2、C1)不容易變更。可是 h 如上所述，在有必要賴紐之環帶镇依據光柵，'轉印之圖案的間距等來變更的場合，係在圖1之第一、如:複折射構件12、13與複眼透鏡14等的光學積分器之間，圖H斤示，加設變焦型之多個圓錐稜鏡41、42，以使上述 3定環帶領域之半縣為可變為佳。在® 9巾，所謂變焦型鱼=1]錐稜鏡，係將具有凹型圓料41b之凹圓錐棱鏡^ 型圓錐面42a之凸圓錐稜鏡42，以其間隔DD為可又的方式沿著_純絲AX2而配置者。 1360158 14956pif.doc 隹此禮場合，迓過第一於以平均半彳iRI朴坤特定^=+12、13’分佈變焦型之圓錐棱鏡41、42，在複眼透鏡14 3=及= =明光學系統的瞳面15中，擴大為半_射^^射出擴大，= 周方向之直線偏光===分:的:將二行於其，以任何半幽成，可將環帶照明之二條件二帶二^ 柵尺上的圖案來變更。 ”、、應轉印之先焦二替代上述變焦型棱鏡41、42時，當然也可使用變雖然’在以上之實施職巾，郷献圖丨之照統之瞳面15上所形成的照明光量分布為環帶領域，即了以適用於環帶照明之前提來加以說明，但由圖！置可實現的照明條件，未必限定於環帶照明。即，圖丨^複^ $構件U、13細9之變錢圓錐稜鏡4卜42，係使分佈於照明光學ί、統之瞳面15内的特定環帶領域内所分佈之照明光」扁光狀心°又疋成上述所期望的偏光狀態，所以即使將照明刀佈限疋於其特定環帶領域内的更特定之部分領域内的 ’即’例如即使限定於圖7C中之部分領域辽丄、ILR的 %合j不用說亦可將分佈於其部分領域内之照明光轉換成以具有平行於該特定環帶領域_周方向的偏光方向之直線偏光為主成分的照明光。 41 1360158 149S6pif.d( 如此’使卿賴聚絲狀 =^更換®丨中之繞射光學元件9a，使從其 ==_明先)，集中於第-複折射構二Γ 13上之特定環帶領域中的更特定的離散之領t ° 4如、明光集中之場所，例如在圖7 = ILL、ILR的兩場所’但不限於此，也可隼中於:上，域也可為•其選定，= 之成為曝先對象的圖案形狀來決定即可。内的針於特定環帶領勒之更特定領域田收a二替代上述之變焦型之圓錐稜鏡41、42時，也可伟字金字塔型#之凸形面體魏與變更間m切組合而成的絲構件群。稜鏡以可上述對等特定領域以外之照明光由於不適於作為時為二=圖另案=光量分佈實質上成為〇另方面，由於繞射光學元件9a等之製造 it向所賊方向之外也產生繞射光分佈° 述之部分領域以外也有照明面㈣」例如可在圖1之複眼透鏡14的入射 rit側設置光圈，以構成為對此誤差光加以遮光的結散者。2 24之多個特定領域之照明光量分布係完全成為離的圖牵;^ ’在光拇R上也有成為上述曝光對象之圖案以外為i效“产由於也具有對此等對象外之圖案成像分佈成為01場合定要使特定領域以外之照明光量 42 14956pif.doc 之明疋右者眼於如明光之向光拇R的入射，將瞳面15上時^^量的分布，限定於特定環帶領域内之更特定的領域内苴#'了由環帶照明所造成之入射角度範圍的限制以外，即使 =射Γ向也成為僅從上述之實質上雜的多個方向來加以八(右=然，將本發明咖於環帶㈣之場合，也可構成為將定環帶領域以外之誤差光，以在舰透鏡14之入射側或射出面側設置光圈的方式來加以遮光的結構。纽ϋ在以上之實施形態中，雖然使用複眼透鏡14作為予、以’但對於絲積分H也可朗㈣反射型積分哭 =朗棒（gla_d))。此種場合，朗棒之射出面並非: 月光學系統的瞳面15，且配置於與光柵R成共輕之共耗心、又，在以上之實施形態中，對於作為曝光光源i之雷射光偏光於x方向之直線偏光光所射出者，依據雷射有偏光於圖1中之2方向的直線偏光或其他，先狀权光束所出射的場合。圖i中之曝光光源i，以直線偏光於Y方向之光’即’在複折射構件12、n之位置上以直線偏光於Z方向之光射出的場合中，係將上述之第—及第二實施例解讀卿替12、13，明明紐絲禮為旋轉中心藉由90。旋轉’可得到與圖4C及圖6(：所示之偏光狀態大略同樣的偏光狀態的照明光(正確而言係將兩圖所示的狀態以90°旋轉後的狀態的照明光）。或者nst可藉由圖1中之偏光控制構件4 (偏光控制機構）’將從f光光1所射出之丫方向的直線偏光變換成X方向之直線偏光。此種偏光控制凡件4可藉由所謂Μ波長板而容 43 1360158 14956pif.doc 易地貫現尚f曝光光源丨在射_偏光或橢圓偏光之場合’也可同樣藉由使们/2波長板或w波長板為偏光控制構件4，以變換成朝向所期望之z方向的直線偏光。但疋，偏光控觸件4 ’魅非可將從曝絲源丨所照射之任意偏光狀態的光束，無光量損失地變誠z方向的偏光。因此’曝光光源1有必要產生直線偏光、圓偏光、糖圓偏光等具有單一偏光狀態之光束(藉由波長板等可以無光量損失地變換為直線偏光的光束）。但是，對於_光的全體強度，在上 j單。一偏光狀態以外的光束強度在並非大如某種程度之場 ’單-偏光狀纽外之光束的對成像特性之不良影響變為輕微，因此只要到某程度(例如為全光量之戰以下程度），從曝光光源1賴射之光束包含上述單-偏光狀態以外的光束時亦可。尚且’考慮上述實施形態之投影曝光裝置的使用狀態時，使照明光之偏光狀態以經常將分佈於上述特定環帶領域之照，光成為大概平行於其環帶領域之圓周方向的直線偏光，或^ 定上述特定照明光對於光柵R以s偏光而入射，最優良的情 =不限於此。即，依照應曝光之光柵R的圖案，採用非環帶照明的通常照明（在照明光學系統之瞳面15中，具有圓形的照明光量分布的照明）的方法亦有較佳之場合，此種場合中，也有不使用具有上述貫施形態之偏光狀態的照明光的方法為較佳之場合。 · … 於是，為對應於此種使用狀態，對於圖1之偏光控制構件 4，可採用將雷射等之光源所射出之光束的偏光狀態，能按照 44 1360158 14956pif.doc 需要變換成任意偏光等之元件或光學系統。此可由例如圖1〇所示之兩個偏光射束分裂器(beam Spiitter)4b、4c等來實現。圖10係表示可在圖1之偏光控制構件4的位置上所設置之偏光控制光學系統，在此圖中，例如由直線偏光所構成之照明光束IL0 (對應於圖1之照明光辽^，係入射至由1/2 波長板或1/4波長板所構成之旋轉波長板4a ^藉此使變換成由圖10之紙面傾斜45。方向的直線偏光或圓偏光之照明光 IL1，錯由最初之偏光射束分裂器4b來對其分裂面分裂為由p 偏光成分所構成之光束正2及由S偏光成分所構成之！L3，光束IL2經由稜鏡4b直進於圖1〇中之上方，另一光束正3係反射至圖10中之右方。直進之光束IL2雖然入射於下一個偏光射束分裂器4C，由於其偏光特性，光束IL2係在偏光射束分裂器4C内直進，成為光束IL4且前進至圖1〇中之上方。另一方面，反射之光束IL3係由鏡面4d、4e經反射後入射於偏光射束分裂器4c，在此經再反射之光束EL3係與上述之直進光束JL4加以再度合流。此時，偏光射束分裂器4b及4c與鏡面4d及4e之間隔各為DL時’在合流之兩光束IL3、IL4之間形成2XDL之光程長差。然後’若將此光程長差2XDL設定成比照明光束之相參(coherent)長度還長時’兩光束間之可干涉性會消失，所以可使合流之光束實質上成為任意偏光。尚且’將此種偏光控制光學系統裝填於圖1之照明光學系統ILS中時，透過此系統之照明光江經常成為任意偏光，為了貫現上述貫施形態，這不能說不成為障害。但是，在圖1〇 45 1360158 14956pif.doc 所示之光學系統巾’藉由旋轉波長板1a之旋轉，使透過該旋轉波長板4a之_光u的絲㈣，全部賴成可透過最初之射束分裂器4b之直線偏光，所以上述之障害在原理上不會產生。但是，由於在偏光射束分裂器4b、4c中之吸收或在鏡面4d、4e中之反射損失等產生某種程度的光量損失並不能回避’所以在不需要將照明絲意偏光化時為較佳的場合，也可δ又置將射束分裂器4b、4c及旋轉波長板4a避讓於照明光學系統之光路外的機構。可疋，即使不使用此種偏光射束分裂器，由以下之簡便方法也可得到大概與任意偏光照明同樣之效果。此係將入射於圖 1之第一複折射構件12之照明光正的偏光狀態，成為從圖j 中之X方向及z方向離開45。之方向，藉由使分佈於上述特定環帶領域之照明光大概變換成圓偏光來實現。因此，將本實施形態之投影曝光裝置，在可將圓偏光視為近似於任意偏光之用途而使用的場合，即，所要求之成像性能，在比較不急的用途所使用的場合中，使圖1中之偏光控制構件4例如以1/2波長板來構成，藉由將入射於第一複折射構件12之照明光的偏光狀態’成為如上所述從X轴及Z軸傾斜45。之方向時，也可得到與任意偏光照明大概同樣之效果。又，同樣使遍光控制構件 46 1 例如以1/4波長板來構成，藉由使入射於第一複折射構件12 之照明光的偏光狀態成為圓偏光時，也可得到與任意偏光照明同樣之效果。或者’將圖1中之第一複折射構件12及第二複折射構件 13 ’以照明光學系統ILS之光轴的照明系統光轴AX2為中心， 1360158 14956pif.doc 藉由總體上可旋轉之機構’使兩複折射構件12、13與照明光之直線偏光的方向之關係，例如藉由旋轉45。’也可得與任意偏光照明同樣之效果。 ' 可是，即使在上述之通常照明中，也有將其偏光狀態以設疋於向所定之一方向的直線偏光為較好之場合。在上述之實施形態的投影曝光裝置中，對應於此種照明條件時，將圖丨中之第一複折射構件12及第二複折射構件〗3等之各複折射構件，各別獨立地以照明系統光軸AX2為中心，以設置成總體上可旋轉之機構，以各複折射構件之進相軸(或遲相軸)與照明光之直線偏光的方向成為平行之方式來設定各複折射構件之旋轉方向亦可。此種場合，照明光即使進行於各複折射構件中也完全不接受齡雜之制，轉持人射权紐光的原樣而射出。尚且，在向所定之一方向的直線偏光狀態作設定之際，藉由將第-複折射構件12及第二複折射構件13等總體上避讓於照明光學系統之光程外，也可進行處理。即，設置更換機構，也可藉由使婦射構件等總體上進行更換輯應於向所定之直線偏光狀態。又’如要設更換機構時，也可構成為 ^又疋更換機構中之複數組的複折射構件群，且將此等以可更 ^方式配置於照明系統光軸奶上之位置上的結構。此種二二折射構件群，係在各具有相異之外半徑、向一===:料___其圓周方可疋以制如上述之向所定之—方向的直線偏光之照明 47 1360158 14956pif.doc 光為佳時’例如存在著將_之方向齊全的空間頻物變型之相位移位光栅予以曝光的場合。然後，在此種場合，為了更提昇被曝光轉印之®細解像度及絲深度，舰明私相參係數(σ值)係以〇.4程度以下者為佳。〆、在此，對於本發明之複折射構件(第一複折射構件12及第二複折射構件13)的作用，以參照圖4C及圖6C再考究時，如各在兩财所示，制由第—複折射構件12及第二複折射構件13之第一實施例(圖4C)與第二實施例（圖6〇可知，以照明光學系統之絲(X=G、z，為中心，在特定環帶領域之外 +控α之半徑的-半程度作為半徑之圓(未圖示)的内側上所分佈之照明光的偏光狀態幾乎不受影響。外半控C1之半控’以照明σ (σ值）例如為相當於時’在照明〇=0.45之照明光束的範圍内，第一複折射構件12 及第二複折射構件13，係狀射之χ方向的直線偏光，大概以保持原樣之偏光狀態而射出。又，在第__複折射構件12中入射ζ方向之直線偏光(ζ偏光)時，從第二複折射構件υ所 =之光束中’可使上述照明㈣.45程度之照明光束的偏光狀悲成為Ζ偏光。因—此’如要使用如上述[及第二實施例之複折射構件複折射構件12及第二複折射構件13)時，不需將各構件避讓於照明光學系統之絲外，將向複折射構件之人射光的偏光方向’藉由上述之偏光控制構件4等來替換，以便在適合於向上述之空間鮮調製型相位移位光柵之照明、且以昭明〇為〇,4程度以下之照明光束中，實現χ方向或ζ方向之偏光(在 48 1360158 14956pif.doc 圖1之光柵R上各為X方向或Y方向之偏光)的照明光。當然，在此種場合’也要使照明〇限制於0 4程度時，不用說，以使用所產生之繞射光之方向特性成為對應於此之角度分布的繞射光學元件9a為佳。藉此，不需要設置上述總體更換機構也可形成各種實用上的偏光狀態之照明光束，這也為本發明之優點。 . 其次，對於使用上述之實施形態的投影曝光裝置之半導體元件的製造過程之一例以參照圖η來說明。圖η係表示半導體元件之製造過程的一例，在此圖η 中，首先從矽半導體等來製造晶圓其後，在晶圓|上塗布光阻(photoresist)(階段S10)，在其次之階段S12中.，在上述實施形態(圖1)之投影曝光裝置的光柵機台上裝設光栅(假定為R1)，在晶圓機台上載入晶g] w，以掃描曝光方式將光柵 R1之圖案(以符號A表示)轉印(曝光)至晶圓w上之全部攝影領域SE。此時’按照需要進行雙重曝光。尚且，晶圓w係例如為直徑300mm之晶圓（12英吋晶圓），攝影領域se之大小的例是非掃描方向之寬度為25mm掃描方向之寬度為33mm 的矩形領域。其次，在階段S14中，藉由進行顯像及侧或離子’主入專，在晶圓W之各攝影領域SE上形成所定之圖案。凡其次，在階段S16中，在晶圓W上塗佈光阻，其後在階奴S18中，在上述實施形態(圖〇之投影曝光裝置的光柵機台 ^塗佈光栅(假定為R2)，在晶圓機台上將晶圓w載入，以掃曰曝光方式將光拇们之圖案(以符號B表示)轉印（曝光）至曰曰圓W上之各攝影領域SE。然後，在階段S2〇中，藉由進行 49 1360158 14956pif.doc 在晶圓W之各攝影領域晶圓w之顯像及蝕刻或離子注入等，上形成所定之圖案。以上之曝光過程〜圖案形_程(階段S16〜階段S20)，只 =所需要的錄重複地製造所敏之铸體元件。然而，藉由 ::過將晶圓W上之各晶片〇>以一個_個切離之切割(didng) 从(階段S22)或結合細ding__nk_g_ _ (P皆段S24)，以製造絲製品之半物祕sp。 =本例之元件製造方法時，用上述之實施形態的投影曝先裝置來進行曝光，所以在曝域程中，可在提昇昭明光(曝光光束)之_效率的狀態下以所定之偏綠縣照明光柵。、因此，微細間距之周期性圖案等的解像度等有提昇，可以更高的積體密度將高性能之半導體積體電路，以高處理能力 (throughput)廉價地製造。又，上述實施形態的投影曝光裝置，係將由多個透鏡所構成之照明絲祕、郷光料驗裝於曝絲置本體中經光學調整後’將由多數機械構件所構成之光柵機台或晶圓機台組裝於曝光裝置本體中以連接配線或配管，更藉由綜合調整(電调整、動作確認等)來進行製造。尚且，該投影曝光裝置之製造，係以在溫度及清潔度等經管理之清潔室(clean room)中進行為佳。又，本發明不僅在掃描曝光型之投影曝光裝置中適用，也可適用於元件等之總體曝光型的投影曝光裝置中。又，所使用之投影光學系統之倍率不僅為縮小倍率，也可為等倍或擴大倍率者。而且’本發明也可適用於例如國際公開（WO)第99/49504 50 UOU158 149S6pif.doc 號等所揭示之液浸型曝光裝置中。 -又，對於本發明之投影曝光裝置的用途，並非限定於半導體轉製造用之曝光裝置’也可廣泛適用於例如角型玻璃板上

卿成之液晶_元件’或者電漿齡器等之齡裝置狀冑 J 光裝置或攝影元件(CCD等）、微機械(micr〇 machine)、薄膜磁 · 頭、及DNAag>{等之製造各種元件用之曝絲置巾。而且，本發明亦可相於6形成有各種元件的光罩_之光罩(包含 X線光罩之光罩、光柵等)是以使用微影製程來製造時的曝光製程(曝光裝置)中。 _ 尚且，本發明並非限定於上述之實施形態，在不脫離本發明之要旨的範圍内當然可取得種種的構成。依知、本發明之元件製造方法時，可提高曝光光束(照明光）之利用效率’同時能以高精度來形成所定圖案。因此，可將半 =積體魏等之各種元件叫狀且㈣處雌力來= …雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限f本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 _ =辄圍内’當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視細之巾請專利範11所界定者為準。【圖式簡單說明】 ’ 圖1係將表示本發明之實施形態的一例之投影曝光裝，置的概略結構予以切開之剖面圖。圖2A係向+Y方向所見的圖1中之複折射構件12的圖，圖2Β係沿圖。 51 1360158 14956pif.doc 圖3A係向+Y方向所見的圖丨中之複折射構件13的圖，圖3B係沿圖3A之BB，線的斷面圖。圖4A係表示在第一複折射構件12之偏光間相位差 △P1與位置X的關係之一例的圖，圖4]8係表示第二複折射構件13之偏光間相位差ΛΡ2與位置χΖ的關係之一例的圖，圖4C係表示從第二複折射構件13所射出之照明光的偏光狀態之一例的圖。圖5係表示從第一複折射構件12所射出之照明光的偏光狀態之一例的圖。圖6Α係表示第一複折射構件12之偏光間相位差與位置X的關係之其他例的圖，圖6Β係第二複折射構件 13之偏光間相位差△ Ρ 2與位置χζ的關係之其他例的圖，圖6C係表示從第二複折射構件13所射出之照明光的偏光狀態之其他例的圖。圃/Α係表示在 .π y、丄厂’丨％战之微細周期圖 ΡΧ的一例之平面圖，圖7Β係表示將圖7Α之圖案以所條件來照㈣在投影鮮系統之瞳面26内所形成之繞」光的分布圖，目7C絲示照明該目7Α之圖案ρχ時的3 帶照明之條件的圖。圖8Α係將圖丨之照明光學系統ILS的瞳面15與光 R之關係簡單地表示的斜視圖，圖8B係圖8A之一部分在 +Y方向中所見的圖，圖sc係圖SA之一部分在·χ = 所見的圖。圖9係在本發明之實施形態的—例$，為了使特定環 52 J4956pif.doc 帶領域之半徑成材變，表 12、13與複眼透鏡M間之=置在圖1之複折射構件圖10表不可配置於圖】之:園光控制光學系統的一例之圖。7^制構件4的位置之偏圖11係表示使用本發明之實施形態的投影曝光以製造半導體元件之《彡過料-例之@。【主要元件符號說明】 R :光柵 W ·晶圓 ILS :照明光學系統 ΑΧ2 :照明系統光軸 nf :進相軸 ns :遲相軸 1 :曝光光源 4:偏光控制構件 9a' 9b :繞射光學元件 12 :苐一複折射構件 13 :第二複折射構件 14 :複眼透鏡 25 :投影光學系統 36 :特定環帶領域 41 ' 42 :圓錐稜鏡 53

Claims

1360158 修正日期· 爲第93131323號中文專利範圍無十、申請專利範圍： 1.-種投影曝光裝置，係包含將從光照射於第-物體上的照明光學系統、來之照明於：㈣上敝料衫統，其特徵在該光源實質上以單一之偏光狀該照明光學系統包含沿該照明配置之繞就學元件與複折射構件向依順序而光====，將照射_第—物體上之該照明體上之特定照明光，弟物明光成為以S偏光為而且，該複折射構件使該特定照主成分之偏光狀態的光。 2·如申明專利範圍第〗項所述之投影曝光裝置，复中該繞射光學元件更_該第—物虹之紐明光的入射方向’關在特定的實質上是離散的多個方向中。 3. 如申請專利範圍第丨項所述之投影曝光裝置，其中：該繞射光學元件’係使該照明光，在該照明光學系统中之一瞳面内實質上限制在分布於以該照明光學系統之光軸為中心的所定的環帶領域之特定環费領域内的光束；同時’該複折射構件使該光束成為、以圓周方向為偏光方向之直線偏光為主成分的偏光狀態。 4. 如申請專利範圍第3項所述之投影曝光裝置，其中該繞射光學元件更使該光束限制在該特定環帶領域内實質 54 1360158 14956pif.doc 修正日期:100年10月7日爲第，1323號巾文專_^自上是離散的多個領域内。二5.如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中该照明光學系統中的該繞射S學元件和該複折射構件之間配置至少一個透鏡。 6. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中具有以該照明光學系統的光軸為中心、，以使該複折射構件可旋轉妁旋轉保持機構。

7. 如申請專利範圍第丨項所述之投影曝光裝置，其中具有更換機構，其使該複折射構件可對該照明光學系統中的該照明光的光路退避而保持著。 8·如申請專利範圍第i項所述之投影曝光裝置，其中該複折射構件是一種使透過光之中施加至平行於進相軸之直線偏光成份和施加至平行於遲相軸之直線偏光成份之間的相位差的偏光間相位差、對該構件的位置成非線形變化的不均一波長板。

9. 如申請專利範圍第1項所述之投影曝光裝置，其中該複折射構件在該照明光的進行方向中的厚度不一樣。 10. 如申請專利範圍第9項所述之投影曝光裝置，其中該複折射構件在該照明光的進行方向中的厚度連續地變化。 11. 如申請專利範圍第9項所述之投影曝光裝置，其中該複折射構件在該照明光的進行方向中的厚度以階段方式而變化。 12. 如申請專利範圍第9項所述之投影曝光裝置，其中 55 1360158 14956pif.doc 修正日期:1〇〇年10月7日爲第93131323號中文專利範圍無劃線修正本沿著該照明光的進行方向而配置多個該複折射構件。 13. —種曝光方法，係使用從第1項至第12項中任一項所述之投影曝光裝置，以對作為該第一物體之光罩的圖案的像，對作為該第二物體之感光體進行曝光。 14. 一種元件製造方法，係包含微影過程之元法，其特徵在於：在該微影過程中，使用申請專利範圍第13項所述之曝光方法，將圖案轉印於感光體上。

15.-種照明光學系統裝置，係將從—光源而來之光照射於第一物體上的照明光學系統裝置，其特徵在二. —具有多個複㈣構件，其沿該照明叙進行方向而配之並且該些多個複折射構件中之至少—個複 =相轴方向，與其他複折射構件之進相軸的方向為相異二

伙外π货檢二貫質上是單一偏光狀態中’使對該第-物體以特定人射角度範圍進行照= 照明光，成為以S偏光為主成分之偏光狀態的' 16. 如申請專利範圍第15項所述之照置，其中包含-光束限制構件，其將照射於該：:糸，! 之該照明光，限制為該特定照明光❶ 勿」 17. 如申請專利範圍第16項所述之置’其中該光核制構件更使照明於該第二… 明光的入射方向_於-特定之實質上是離散的^ 56 1360158 14956pif.doc 修正日期:100年10月7曰爲第93131323號中文中。 18. 如申請專利範圍第16項或第17項所述之照明光學系統裝置，其中該光束限制構件包含繞射光學元件。 19. 如申請專利範圍第15項至第17項中之任一項所述之照明光學系統裝置，其中該些多個複折射構件中的至少一個構件’係使施加於透過光中平行於進相軸之直線偏光成分與平行於遲相軸之直線偏光成分之間的相位差之偏光間相位差’對於該構件之位置以非線性而變化之不均一波長板。 20. 如申請專利範圍第19項所述之照明光學系統裝置，$中該不均一波長板包含第一不均一波長板，其對於該特疋照明光或分佈於該特定環帶領域之照明光 ’施加以該照明光學系統之光軸為中心而具有二次旋轉對稱性之偏光間相位差。 21. 如申請專利範圍第20項所述之照明光學系統裝置，其2該不均一波長板更包含第二不均一波長板，其對於該特定Μ光或分佈於雜定環帶領域之照明光，施加以該照明光學系統之光轴為中心而具有-次旋轉對稱性之偏光間相位差。 22. 如申請專利範圍2〇項所述之照明光學系統裝置，其中該些第一及第二不均一波長板是使該些進相軸之方向’以該照明光學系統之光軸為旋轉中心而彼此偏離45。者。 23. 如申请專利範圍從第15項至第17項中之任何一項 57 1360158 14956pif.doc 修正日期:100年10月7曰爲第93131323號中文專利範圍無月f學裝置’其中更包含光學積分器，其配置於該些^個喊射構件與該第—物體之間。系統^=_第16_ 17項所述之照明光學該光束限制構件係為一繞射光學元件，同時第-積分器，其配置於該些多個複折射構件與該光昭學系統裝置，係將從一光源而來之照明 =㈣光學系統裝置，其特徵在於包向二複折射構件’其係沿侧光，^特ί光予①件’係、將照射於該第—物體之該照明二上==度範圍實質上限制在照射於該第-物主成2二==件_蚊照明光成為以s偏光為置請專利範圍第25項所述之照明光學系統裝明光的入ΐ繞射光學元件更將照射於該第一物體上之該照中。、财向_於特定的實質上是離散的多個方向 ϋ申請專利範圍第25項所述之照明光學系統裝八中讀繞射光學元件和該複折射構件之間配置至個透鏡。 28.如申請專利範圍第25項所述之照明光學系統裝 58 1360158 14956pif.doc 修正日期:100年10月7日爲第93131323號中文專利範圍無劃線修正本置，其中該複折射構件具有可旋轉的旋轉保持機構。 29. 如申请專利範圍第25項所述之照明光學系統裝置，其中具有更換機構，其使該複折射構件可對該照明光的光路退避而保持著。 30. 如申請專利範圍第25項所述之照明光學系統裝置，其中該複折射構件是一種使透過光之中施加至平行於進相軸之直線偏光成份和施加至平行於遲相軸之直線偏光成份之間的相位差的偏光間相位差、對該構件的位置成非線形變化的不均一波長板。 31. 如申請專利範圍第25項所述之照明光學系統裝置，其中該複折射構件在該照明光的進行方向中的厚度不一樣。 32. 如申請專利範圍第31項所述之照明光學系統裝置，其中該複折射構件在該照明光的進行方向中的厚度^ 續地變化。 33·如申請專利範圍第31項所述之照明光學系統裝置，其中該複折射構件在該照明光的進行方向中的厚度^ 階段方式而變化。 & 34.如申請專利範圍第31項所述之照明光學系統f 置，其中沿著該照明光的進行方向而配置多個該複折射& 件。 35_如申請專利範圍第25項至第34項中之任何—項述之照明光學系統裝置，其中包含光學積分器，其配置於該複折射構件與該第一物體之間。〃 ' 59 14956pif.doc 修正日期:100年10月7曰爲第93131323號中文專利範圍無劃線於笛36物U广子系統其用於與將第-物體的像投影 = ί光學系統組合，利用來自光源的光照月被配置在破照射面的前述第一物體，包括：光設定構件，將來自前述光源的射出的第-光或以第二方向Μ㈣广糾弟方向不同於前述第-方向；⑽出的第二光，前述第二方向第你述光設定構件的前述第-光’以弟刀佈而分佈於4_光㈣統之光路的橫切面上. 複折射構件，將由前诚本與“⑽上’ :的刖衫-光雜以圓周方向為偏光方向的以光為主成分之偏光狀態，、、偏 -光’將來自前述光設定構件的前述第一九以第一力佈而分佈於前述橫切面上。 37.如中4專利㈣第36項所述之照明光學系統，复中更包括更換機構，其使前述複折㈣件可從前述照^ 學系統之光珞退避，、九當前述第二光導向前述橫切面上時，前述複折射從前述照明光學系統之光路退避。 1干 38. 如申請專利範圍第37項所述之照明光學系統，其中前述第二光於前述橫切面上分佈成圓形。一 39. 如申請專利範圍第37項所述之照明光學系統，其中前述光設定構件具有繞射光學元件。〃 40. 如申請專利範圍第37項所述之照明光學系統，复中前述光設定構件具有：一 1360158 14956pif.doc 爲第93131323號中文專利範圍無劃線修正本修正日期:1〇〇年10月7日 ·，第一繞射光學元件，射出前述第一光；第二繞射光學元件，射出前述第二光，前述第二繞射光學元件設置成可與前述第一繞射光學元件交換。 41. 如申請專利範圍第40項所述之照明光學系統，其中前述第一光於前述橫切面上分佈成環帶狀。 42. 如申請專利範圍第41項所述之照明光學系統，其中前述第二光於前述橫切面上分佈成多極狀。 43. 如申請專利範圍第41項所述之照明光學系統，其中前述第二光於前述橫切面上分佈成圓形。 44. 如申請專利範圍第36項所述之照明光學系統，其中前述複折射構件將來自前述光學系統的前述第二光變換成以圓周方向為偏光方向的以直線偏光為主成分之偏光狀態。 45. 如申請專利範圍第44項所述之照明光學系統，其中前述第二光於前述橫切面上分佈成多極狀。 46. 如申請專利範圍第44項所述之照明光學系統，其中前述光設定構件具有：第一繞射光學元件，射出前述第一光；第二繞射光學元件，射出前述第二光，前述第二繞射光學元件設置成可與前述第一繞射光學元件交換。 47. 如申請專利範圍第46項所述之照明光學系統，其中前述第一光於前述橫切面上分佈成環帶狀。 48. 如申請專利範圍第47項所述之照明光學系統，其中前述第二光於前述橫切面上分佈成多極狀。 61 1360158 14956pif.doc 修正日期:100年10月7日爲第93131323號中文專利範圍無劃線修正本 49. 如申請專利範圍第36項所述之照明光學系統，其中前述光設定構件具有繞射光學元件。 50. 如申請專利範圍第36項所述之照明光學系統，其中前述光設定構件具有：第一繞射光學元件，射出前述第一光；第二繞射光學元件，射出前述第二光，前述第二繞射光學元件設置成可與前述第一繞射光學元件交換。

51. 如申睛專利範圍第50項所述之照明光學系統，其中前述第一光於前述橫切面上分佈成環帶狀。 52·如申請專利範圍第51項所述之照明光學系統，其中前述第二光於前述橫切面上分佈成多極狀。 53. 如申請專利範圍第51項所述之照明光學系統，其中前述第二光於前述橫切面上分佈成圓形。 54. 如申請專利範圍第36項所述之照明光學系統，其中更包括複眼透鏡，其配置於前述複折射構件與前述被照射面之間。

55. 如申請專利範圍第54項所述之照明光學系統，其中更包括光學構件，其配置於前述複折射構件與前述複眼透鏡之間。 56. —種曝光裝置，包括：如申請專利範圍第36項至第55項其中任一項所述之照明光學系統’對配置在被照射面的前述第一物體進行照明；以及投影光學系統，將第一物體的圖案之像投影於第二物 62 14956pif.doc 修正曰期:1〇〇年10月7曰爲第93131323號中文專利範圍無劃線 57.一種曝光綠，其特徵在於：係使用如申請專利範圍第作為前述第一物體之光罩的圖之感光體進行曝光。 56項所述之曝光裝置，以將案的像，對作為該第二物體 58.—種元件製造方法，係包含微影過程之元件製造方法’其特徵在於： . °

在該微影過程中，使用申請專利範圍第57項所述之曝光方法，將圖案轉印於感光體上。

63 1360158 14956pif.doc 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：圖（1 )。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 1 :曝光光源 2、3、11、16 :中繼透鏡 4 :偏光控制構件 5:凹透鏡變焦光學系統 6:凸透鏡變焦光學系統 7、19 :鏡面 8:小塔狀構件 9a、9b:繞射光學元件 10 :交換機構 12、13 :複折射構件 14 :複眼透鏡 15、26 :瞳面 17 :視野光圈 18、20 :聚焦透鏡 21 :光柵機台 22 :光柵基部 23、 28 :移動鏡 24、 29 :雷射干涉儀 25 :投影光學系統 27:晶圓機台 30 :晶圓基部 1360158 14956pif.doc 31 :定位感應器 32 :光柵機台驅動系統 33 :晶圓機台驅動系統 34 :主控制系統 IL :照明光(曝光光） ILS :照明光學系統 AX1、AX2、AX3 :照明系統光軸 AX4 :投影光學系統光軸 R :光柵 W :晶圓八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：無