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KR101666073B1 - 조명 시스템, 리소그래피 장치 및 조명 모드 형성 방법 - Google Patents

조명 시스템, 리소그래피 장치 및 조명 모드 형성 방법 Download PDF

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KR101666073B1
KR101666073B1 KR1020117022140A KR20117022140A KR101666073B1 KR 101666073 B1 KR101666073 B1 KR 101666073B1 KR 1020117022140 A KR1020117022140 A KR 1020117022140A KR 20117022140 A KR20117022140 A KR 20117022140A KR 101666073 B1 KR101666073 B1 KR 101666073B1
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KR
South Korea
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reflective
reflective elements
radiation
orientation
illumination
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KR1020117022140A
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KR20110134418A (ko
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에릭 루프스트라
코엔 반 잉겐 세나우
얀 반 슈트
크리스티안 바그너
고쎄 데 브리스
Original Assignee
에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

리소그래피 장치의 조명 시스템이 제공되며, 상기 조명 시스템은, 방사선 소스로부터 방사선을 수용하도록 배치되는 복수의 반사 요소들을 가지고, 상기 반사 요소들은 상이한 방위들 사이에서 이동가능하다. 상이한 방위들에서, 반사 요소들은 조명 시스템의 퓨필 평면의 반사 구성요소에서 상이한 위치들을 향하여 방사선을 지향시켜, 상이한 조명 모드들을 형성한다. 각각의 반사 요소는 퓨필 평면의 제 1 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 제 1 방위와 퓨필 평면의 제 2 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 제 2 방위 사이에서 이동가능하며, 반사 요소의 제 1 방위 및 제 2 방위는 엔드 스톱들에 의하여 정의된다.

Description

조명 시스템, 리소그래피 장치 및 조명 모드 형성 방법{ILLUMINATION SYSTEM, LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD OF FORMING AN ILLUMINATION MODE}
본 발명은 조명 시스템, 상기 조명 시스템을 포함하는 리소그래피 장치, 및 조명 모드 형성 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 대응되는 회로 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 일부, 하나의 다이 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향 또는 역-평행 방향으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들의 제조에 있어 핵심 단계들 중 하나로서 널리 간주되고 있다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 만들어지는 피처들의 치수들이 작아짐에 따라, 리소그래피는 미니어처 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 만들어지도록 하는 데 보다 중요한 인자가 되어가고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추정치는 수학식 1로 나타낸 바와 같이 분해능에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)으로 주어질 수 있다:
Figure 112011073892533-pct00001
여기서, λ는 사용된 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는 데 사용된 투영 시스템의 개구수이며, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자(process dependent adjustment factor)이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 1로부터 피처들의 최소 프린트가능한 크기의 축소가 세가지 방식, 즉 노광 파장(λ)을 짧게하거나, 개구수(MA)를 증가시키거나, 또는 k1의 값을 감소시킴으로써 달성될 수 있다.
노광 파장이 짧아지도록 하여 최소의 프린트가능한 크기를 축소시키기 위하여, 극자외(EUV) 방사선 소스를 이용하는 방법이 제안되어 왔다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm 범위 내의, 예를 들어 13 내지 14 nm 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 나아가, 10 nm 보다 짧은 파장, 예를 들어 5 내지 10 nm 범위의, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선의 이용 또한 제안되어 왔다. 이러한 방사선은 극자외 방사선 또는 연질 x-레이 방사선이라 칭해진다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성(laser-produced) 플라즈마 소스들, 방전 플라즈마 소스들, 또는 전자 저장 링(electron storage ring)에 의하여 제공되는 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)을 기반으로 하는 소스들이 포함된다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 연료를 여기시켜 플라즈마를 제공하기 위한 레이저, 및 플라즈마를 포함하는 소스 컬렉터 모듈(source collector module)을 포함할 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 레이저 빔을, Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 적합한 가스 또는 증기의 줄기, 또는 적합한 재료(예를 들어, 주석)의 입자들과 같은 연료로 지향시킴으로써 생성될 수 있다. 그로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 방사선 컬렉터는 방사선을 수용하고 상기 방사선을 빔으로 포커싱하는 거울이 붙은 수직 입사 방사선 컬렉터(mirrored normal incidence radiation collector)일 수 있다. 소스 컬렉터 모듈은 플라즈마를 지지하기 위한 진공 환경을 제공하도록 배치되는 인클로징(enclosing) 구조체 또는 챔버를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은, 통상적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라 칭해진다.
리소그래피 장치는 일반적으로 조명 시스템을 포함한다. 조명 시스템은 소스, 예를 들어 엑시머 레이저 또는 극 자외 방사선 소스로부터 방사선을 수용하며, 패터닝 디바이스 상에 입사되는 방사선 빔["투영" 빔이라 지칭되기도 함]을 제공한다. 방사선 빔은 패터닝 디바이스에 의하여 패터닝된 다음, 투영 시스템에 의해 기판 상으로 투영된다.
리소그래피 기술에서 기판 상에 투영되는 패터닝 디바이스의 이미지는 방사선 빔에 적절한 조명 모드를 제공함으로써 향상될 수 있다는 것이 알려져 있다. 조명 모드는 조명 시스템의 축 또는 광학 축에 대해 중심 잡힌(centered) 조명 시스템의 퓨필 평면 내에서의 방사선 빔의 공간 세기 분포이다. 패터닝 디바이스의 평면(조명 시스템의 필드 평면)에서, 이러한 공간 세기 분포는 방사선의 각도 세기 분포라 지칭되는 입사 방사선의 입사 각도들의 분포에 대응된다. 원하는 조명 모드는, 예를 들어 퓨필 평면에서 중심에 조사된 부분을 갖는 통상적인 조명 모드 또는 퓨필 평면에서 1 이상의 고립되고 오프 액시스하게(off axis) 조사된 부분들을 갖는 오프 액시스 조명 모드일 수 있다. 따라서, 리소그래피 장치의 조명 시스템은 통상적으로 선택된 조명 모드가 얻어질 수 있도록 조명 시스템에서 방사선 빔을 지향시키고, 성형하고 제어하도록 배치되는 세기 분포 조정 장치를 포함한다.
종래 기술은 원하는 조명 모드를 얻기 위하여 조명 빔을 제어하도록 배치되는 다양한 세기 분포 조정 장치에 대해 기술하고 있다. 예를 들어, 줌-액시콘 디바이스(zoom-axicon device)(줌 렌즈와 액시콘의 조합)가 환형 조명 모드를 생성하는 데 이용될 수 있으며, 이에 의하여 퓨필 평면 내의 각도 세기 분포의 내부 반경 및 외부 반경이 제어될 수 있다. 내부 반경 및 외부 반경의 크기는 일반적으로 각각 σinner와 σouter로 각각 나타낸다. 이들 수들은 투영 시스템의 개구수에 대응되는 변경에 대한 내부 반경의 비와 외부 반경의 비를 각각 나타낸다. 줌-액시콘 디바이스는 일반적으로 독립적으로 이동가능한 다수의 굴절 광학 구성요소들을 포함한다. 그러므로, 줌-액시콘 디바이스는 EUV 방사선(예를 들어, 13.5 nm에서의 방사선 또는 5 내지 20 nm의 파장을 갖는 방사선)을 이용하기에 적합하지 않은데, 이는 이들 파장들에서의 방사선이 굴절 재료들을 통과할 때 크게 흡수되기 때문이다.
조명 모드들을 생성하는 데 공간 필터들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 이중극(dipole) 조명 모드를 생성하기 위하여 이중극 조명 모드에 대응되는 2 개의 맞은 편의 오프 액시스 개구부들(two opposite, off axis openings)을 갖는 공간 필터가 조명 시스템의 퓨필 평면에 제공될 수 있다. 공간 필터는 상이한 조명 모드가 필요할 경우 제거되거나 상이한 공간 필터로 교체될 수 있다. 하지만, 공간 필터들은 방사선 빔의 상당한 부분을 차단하여, 방사선 빔이 패터닝 디바이스 상에 입사할 때 방사선 빔의 세기를 저감시킨다. 알려진 EUV 소스들은 리소그래피 장치를 효율적으로 작동시키기에 충분한 세기로 EUV 방사선을 제공하는 데 어려움이 있다. 그러므로, 조명 모드를 형성할 때 방사선 빔의 상당한 부분을 차단하는 것은 바람직하지 않다.
상술된 장치의 1 이상의 단점을 극복 또는 완화시키는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 복수의 반사 요소들을 갖는 조명 시스템이 제공되며, 상기 반사 요소들은 퓨필 평면의 상이한 위치들을 향하여 방사선을 지향시키는 상이한 방위들 사이에서 이동가능하여, 상이한 조명 모드들을 형성하며, 각각의 반사 요소는 퓨필 평면의 연관된 제 1 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 각각의 제 1 방위와, 퓨필 평면의 연관된 제 2 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 각각의 제 2 방위 사이에서 이동가능하며, 상기 반사 요소의 각각의 제 1 방위 및 각각의 제 2 방위는 엔드 스톱들(end stops)에 의하여 정의된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 복수의 반사 요소들을 갖는 조명 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 반사 요소들은 퓨필 평면의 상이한 위치들을 향하여 방사선을 지향시키는 상이한 방위들 사이에서 이동가능하여, 상이한 조명 모드들을 형성하며, 각각의 반사 요소는 퓨필 평면의 연관된 제 1 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 각각의 제 1 방위와, 퓨필 평면의 연관된 제 2 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 각각의 제 2 방위 사이에서 이동가능하며, 상기 반사 요소의 각각의 제 1 방위 및 각각의 제 2 방위는 엔드 스톱들에 의하여 정의된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 조명 시스템에서 조명 모드들을 형성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 엔드 스톱들에 의하여 정의되는 각각의 제 1 방위들로 복수의 반사 요소들을 이동시키는 단계, 제 1 조명 모드를 형성하기 위하여 퓨필 평면의 연관된 제 1 위치들로 방사선을 지향시키는 단계, 엔드 스톱들에 의하여 정의되는 각각의 제 2 방위들로 상기 복수의 반사 요소들 중 적어도 몇몇을 이동시키는 단계, 및 제 2 조명 모드를 형성하기 위하여 퓨필 평면의 연관된 제 2 위치들로 방사선을 지향시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 반사 구성요소를 포함하는 조명 시스템이 제공되며, 상기 제 1 반사 구성요소는 방사선 소스로부터 방사선을 수용하고 상기 방사선을 제 2 방사선 구성요소를 향하여 반사시키도록 구성 및 배치되고, 상기 제 2 반사 구성요소는 입사 방사선을 패터닝 디바이스를 위한 조명 영역을 향하여 반사시킴으로써 2 차 방사선 소스로서의 역할을 하도록 구성 및 배치되고, 상기 제 1 반사 구성요소는 복수의 제 1 반사 요소들을 가지며, 각각의 제 1 반사 요소는 방사선이 상기 제 2 반사 구성요소에서 연관된 제 1 위치를 향하여 반사되는 각각의 제 1 방위와, 방사선이 상기 제 2 반사 구성요소에서 연관된 제 2 위치를 향하여 반사되는 각각의 제 2 방위 사이에서 이동가능하며, 상기 각각의 요소의 상기 제 1 방위 및 상기 제 2 방위는 엔드 스톱들에 의하여 정의된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 반사 구성요소를 포함하는 조명 시스템을 포함하는 리소그래피 장치가 제공되며, 상기 제 1 반사 구성요소는 방사선 소스로부터 방사선을 수용하고 상기 방사선을 제 2 방사선 구성요소를 향하여 반사시키도록 구성 및 배치되고, 상기 제 2 반사 구성요소는 입사 방사선을 패터닝 디바이스를 위한 조명 영역을 향하여 반사시킴으로써 2 차 방사선 소스로서의 역할을 하도록 구성 및 배치되고, 상기 제 1 반사 구성요소는 복수의 제 1 반사 요소들을 가지며, 각각의 제 1 반사 요소는 방사선이 상기 제 2 반사 구성요소에서 연관된 제 1 위치를 향하여 반사되는 각각의 제 1 방위와, 방사선이 상기 제 2 반사 구성요소에서 연관된 제 2 위치를 향하여 반사되는 각각의 제 2 방위 사이에서 이동가능하며, 상기 각각의 요소의 상기 제 1 방위 및 상기 제 2 방위는 엔드 스톱들에 의하여 정의된다.
이하, 대응되는 참조 부호들이 대응되는 부분들을 나타내는 개략적인 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들이 예시의 방법으로 설명될 것이다.
- 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 개략도;
- 도 2a는 방전 생성 플라즈마 소스를 포함하는 도 1의 리소그래피 장치 일부를 보다 상세히 나타낸 개략도;
- 도 2b는 레이저 생성 플라즈마 소스를 포함하는 도 1의 리소그래피 장치 일부를 보다 상세히 나타낸 개략도;
- 도 3 및 도 4는 리소그래피 장치 조명 시스템의 이동가능한 반사 요소들의 작동을 예시한 도;
- 도 5 및 도 6은 리소그래피 장치 조명 시스템의 이동가능한 반사 요소들의 작동과 그로 인해 생성되는 조명 모드들을 예시한 도;
- 도 7은 퓨필 평면의 제 1 사분원을 나타낸 도;
- 도 8은 본 발명의 일 실시예를 이용하여 얻을 수 있는 5 가지 조명 모드들을 예시한 도;
- 도 9는 반사 요소를 위한 장착을 나타낸 도;
- 도 10은 본 발명의 대안 실시예에서의 퓨필 평면의 제 1 사분원을 나타낸 도;
- 도 11은 본 발명의 대안 실시예를 이용하여 얻을 수 있는 7 가지 조명 모드들을 예시한 도;
- 도 12는 본 발명의 일 실시예를 이용하여 얻을 수 있는 근사 이중극 조명 모드를 나타낸 도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 형태의 광학 구성요소들, 또는 그들의 여하한 조합과 같은 다양한 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
조명 시스템 같은 투영 시스템은, 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들과 같은 다양한 타입의 구성요소들, 또는 다른 타입의 광학 구성요소, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 가스들은 훨씬 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선을 위해서는 진공을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블들이 병행하여 사용되거나, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블 상에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 소스 컬렉터 모듈(SO)로부터 극 자외 방사선 빔을 수용한다. EUV 광을 생성하기 위한 방법들은, EUV 범위 내에서 1 이상의 방출 라인들로 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함하지만, 반드시 이들로만 제한되는 것은 아니다. 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")라 칭해지는 이러한 한 가지 방법에서, 필요한 플라즈마는 필요한 라인-방출(line-emitting) 요소를 갖는 재료의 액적(droplet), 줄기 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하는 레이저(도 1에 도시되지는 않음)를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 그로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 모듈에 배치되는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 레이저 및 소스 컬렉터 모듈은, 예를 들어 CO2 레이저가 연료 여기용 레이저 빔을 제공하는 데 이용되는 경우 별도의 개체일 수 있다.
이러한 경우에, 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로, 레이저로부터 소스 컬렉터 모듈로 전달된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 방전 생성 플라즈마 EUV 발생기(흔히 DPP 소스라 칭해짐)인 경우 소스 컬렉터 모듈의 통합부일 수도 있다.
상기 일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면 내의 세기 분포의 적어도 상술된 외부 반경 및/또는 내부 반경 크기(통상적으로, 각각 값 σouter 및 σinner라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드(facetted field) 및 퓨필 거울 디바이스들(pupil mirror devices)과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 패터닝 디바이스 상에 입사될 때 방사선 빔의 단면이 원하는 세기 균일성(intensity uniformity) 및 각도 세기 분포를 가질 수 있도록, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 상기 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 반사된, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 상기 투영 시스템은 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 1 이상에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 용도의 모드들이 채택될 수도 있다.
상술된 바와 같이, 조명 시스템(IL)은 세기 분포 조정 장치를 포함한다. 세기 분포 조정 장치는 패터닝 디바이스 상에 입사하는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 제어하기 위하여 조명 시스템의 퓨필 평면에서 방사선 빔의 공간 세기 분포를 조정하도록 배치된다. 세기 분포 조정 장치는 조명 시스템의 퓨필 평면에서 상이한 조명 모드들을 선택하는 데 사용될 수 있다. 조명 모드의 선택은, 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)로부터 기판(W) 상으로 투영될 패턴의 특성들에 따라 정해질 수 있다. 조명 시스템 퓨필 평면에서의 방사선 빔의 공간 세기 분포는 방사선 빔이 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사하기 전에 각도 세기 분포로 전환된다. 조명 시스템의 퓨필 평면과 패터닝 디바이스(MA) 사이에 푸리에 관계(Fourier relationship)가 존재한다(패터닝 디바이스가 필드 평면 내에 있다)는 것을 이해하여야 한다. 조명 시스템의 퓨필 평면은 패터닝 디바이스(MA)가 배치되는 대상물 평면의 푸리에 변환 평면이며, 이는 투영 시스템의 퓨필 평면에 대해 켤레이다(conjugate).
도 2a는 소스 컬렉터 모듈(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(100)를 보다 상세히 도시하고 있다. 소스 컬렉터 모듈(SO)은 소스 컬렉터 모듈(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 220)에서 진공 환경이 유지되도록 구성 및 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의하여 형성될 수 있다. EUV 방사선은, 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위해 초 고온 플라즈마(210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기 또는 Sn 증기에 의하여 생성될 수 있다. 초 고온 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 야기하는 전기적 방전에 의하여 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적합한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 압력을 필요로 할 수 있다. 일 실시예에서, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
고온 플라즈마(210)에 의하여 방출되는 방사선은 소스 챔버(211)의 개구부 내 또는 개구부 뒤에 위치되는 선택적 가스 방벽 또는 오염물 트랩(contaminant trap)(230)[몇몇 경우에는 오염물 방벽(contaminant barrier) 또는 포일 트랩(foil trap)이라 칭하기도 함]을 거쳐 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(212) 내로 전달된다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 오염물 트랩(230)은 또한 가스 방벽 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 본 명세서에 나타낸 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(230)은 당업계에 알려진 바와 같이 적어도 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(211)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 상기 방사선 컬렉터는 소위 그레이징 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 상류 방사선 컬렉터 측(251) 및 하류 방사선 컬렉터 측(252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지른 방사선은 격자 스펙트럼 필터(24)에서 반사되어 가상 소스 포인트(virtual source point)(IF)에 포커스될 수 있다. 가상 소스 포인트(IF)는 통상적으로 중간 포커스라 언급되며, 소스 컬렉터 모듈은 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221)나 그 부근에 유치하도록 배치된다. 가상 소스 포인트(IF)는 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
후속하여 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 상기 조명 시스템은 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(B)의 원하는 각도 분포를 제공하고, 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 세기의 원하는 균일성을 제공하도록 배치되는, 패싯 필드 거울 디바이스(22)[이후 제 1 반사 구성요소(22)로도 지칭됨], 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(24)[이후 제 2 반사 구성요소(24)로도 지칭됨]를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의하여 유지되는 패터닝 디바이스(MA)에서의 방사선 빔(B)의 반사시, 패터닝된 빔(26)이 형성되고, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(28, 30)을 거쳐 웨이퍼 스테이지나 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 이미징된다.
조명 광학 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 일반적으로 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수도 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라 선택적으로 격자 스펙트럼 필터(240)가 존재할 수도 있다. 또한, 도면들에 도시된 것보다 많은 수의 거울들이 존재할 수 있다[예를 들어, 도 2a에 도시된 것보다 투영 시스템(PS)에는 1 내지 6 개의 추가적인 반사 요소들이 존재할 수도 있다].
도 2a에 예시된 바와 같이 컬렉터 광학기(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 예와 같은 그레이징 입사 반사기들(grazing incidence reflectors; 253, 254, 및 255)를 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로서 도시되어 있다. 그레이징 입사 반사기들(253, 254, 및 255)은 광학 축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용되는 것이 바람직하다.
대안적으로, 소스 컬렉터 모듈(SO)은 도 2b에 도시된 바와 같이 LPP 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 레이저(LA)는 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료로 레이저 에너지를 축적하여(deposit), 수 십 승수 eV의 전자 온도(electron temperature of several 10's of eV)를 갖는 고도로 이온화된 플라즈마(210)를 생성시킨다. 탈-여기(de-excitation) 및 이들 이온들의 재조합 동안 생성되는 활성적인 방사선(energetic radiation)이 플라즈마로부터 방출되고, 인접한 수직 입사 컬렉터 광학기(CO)에 의하여 수집되며, 인클로징 구조체(220)의 개구부(221) 상으로 포커싱된다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트를 벗어나 이동되며, 레지스트가 경화된 후에는 그 안에 패턴이 남게 된다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 앞서 개시된 바와 같은 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어의 1 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램, 또는 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크)의 형태를 취할 수 있다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.
도 3은 제 1 및 제 2 반사 구성요소들을 포함하는 리소그래피 장치의 일부를 보다 상세히 도시한 개략도이다. 제 1 반사 구성요소(22)는 제 1 반사 요소들(22a, 22b, 22c, 22d)을 포함하는 복수의 주 반사 요소를 포함한다. 제 2 반사 구성요소(24)는 제 2 반사 요소들(24a, 24b, 24c, 24d, 및 24a', 24b', 24c', 24d')을 포함하는 복수의 제 2 반사 요소들을 포함한다. 제 1 및 제 2 반사 요소들은, 이후 필드 패싯 거울들 및 퓨필 패싯 거울들이라 각각 지칭될 수도 있다. 제 1 반사 요소들(22a-d)은 제 2 반사 요소들(24a-d, a'-d')을 향하여 방사선을 지향(반사)시키도록 구성된다. 4 개의 제 1 반사 요소들(22a-d)만이 도시되어 있으나, 어떠한 수의 제 1 반사 요소들도 제공될 수 있다. 제 1 반사 요소들은 2 차원 어레이(또는 몇몇 다른 2-차원 배치)로 배치될 수 있다. 8 개의 제 2 반사 요소들(24a-d, a'-d')만이 도시되어 있으나, 어떠한 수의 제 2 반사 요소들도 제공될 수 있다(상기 수는 통상적으로 제 1 반사 요소들의 수의 수 배임). 제 2 반사 요소들은 2 차원 어레이(또는 몇몇 다른 2-차원 배치)로 배치될 수 있다.
제 1 반사 요소들(22a-d)은 조정가능한 방위들을 가질 수 있으며, 선택된 제 2 반사 요소들(24a-d, a'-d')을 향하여 방사선을 지향시키는 데 이용될 수 있다.
제 2 반사 구성요소(24)는 조명 시스템(IL)의 퓨필 평면(P)과 일치하거나, 또는 조명 시스템의 퓨필 평면 부근에 배치된다. 그러므로, 제 2 반사 구성요소(24)는 패터닝 디바이스(MA) 상에 방사선을 지향시키는 가상 방사선 소스(통상적으로 2 차 방사선 소스라고도 지칭됨)로서 작용한다. 제 2 반사 구성요소(24)와 패터닝 디바이스(MA) 사이에 추가 거울(도시 안됨)이 제공될 수 있다. 후자의 거울은 거울들의 시스템일 수 있으며, 사용시 패터닝 디바이스(MA)가 기판 테이블(MT)에 의하여 유지되는 평면 상으로 제 1 반사 요소들(22a-d)을 이미징하도록 배치될 수 있다.
제 2 반사 구성요소(24)에서 방사선 빔(B)의 공간 세기 분포는 방사선 빔의 조명 모드를 정의한다. 제 1 반사 요소들(22a-d)은 조정가능한 방위들을 갖기 때문에, 퓨필 평면(P)에서 상이한 공간 세기 분포들을 형성하는 데 이용되어 상이한 조명 모드들을 제공할 수 있다.
사용시, 방사선 빔(B)은 제 1 반사 구성요소(22)의 제 1 반사 요소들(22a-d) 상에 입사된다. 각각의 제 1 반사 요소(22a-d)는 제 2 반사 구성요소(24)의 상이한 제 2 반사 요소(24a-d, a'-d')를 향하여 방사선의 서브-빔을 반사시킨다. 제 1 서브-빔(Ba)은 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)에 의하여 첫 번째 제 2 반사 요소(24a)로 지향된다. 두 번째, 세 번째 및 네 번째 서브-빔들(Bb, Bc, Bd)은 첫 번재, 두 번재, 세 번재, 네 번째 제 1 반사 요소들(22b, 22c, 22d)에 의하여 두 번째, 세 번재, 네 번째 제 2 반사 요소들(24b, 24c, 24d)로 지향된다.
서브-빔들(Ba-d)은 제 2 반사 요소들(24a-d)에 의하여 패터닝 디바이스(MA)를 향해 반사된다. 서브-빔들은 함께 마스크(MA)에 조명 영역(E)을 조명하는 단일 방사선 빔(B)을 형성하는 것으로 간주될 수 있다. 조명 영역(E)의 형상은 제 1 반사 요소들(22a-d)의 형상에 의하여 결정된다. 스캐닝 리소그래피 장치에서, 조명 영역(E)은, 예를 들어 직사각형이나 만곡된 밴드(curved band)일 수 있으며, 이는 스캐닝 방향에서 스캐닝 방향에 대해 수직한 방향으로의 폭보다 좁은 폭을 갖는다.
제 1 반사 요소들(22a-d) 각각은 제 2 반사 구성요소(24)의 상이한 제 2 반사 요소(24a-d, a'-d')에서 중간 포커스(IF)의 이미지를 형성한다. 실제에 있어, 중간 포커스(IF)는 플라즈마 소스의 이미지일 수 있으며, 상기 이미지는 유한한 직경(예를 들어, 4-6 mm)을 갖는다. 결과적으로, 각각의 제 1 반사 요소(22a-d)는 제 2 반사 요소들(24a-d, a'-d')에서 유한한 직경(예를 들어, 3-5 mm)을 갖는 가상 소스 포인트(IF)의 이미지를 형성한다. 제 2 반사 요소들(24a-d, a'-d') 각각은 (방사선이 제 2 반사 요소들 사이로 떨어져 손실되는 것을 피하기 위하여) 상술된 이미지 직경보다 큰 직경을 갖는 단일 퓨필 패싯으로서 배치 및 구성될 수 있다. 중간 포커스(IF) 및 중간 포커스(IF)의 이미지는 설명의 편의를 위해 도면들에는 점들로서 도시되어 있다.
제 1 반사 요소들 및 제 2 반사 요소들은 0이 아닌 광학적 파워들을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 제 1 반사 요소들(22a-d)은 조사된 제 2 반사 요소에서 또는 그 부근에서 가상 소스 포인트(IF)보다 작은 가상 소스 포인트(IF)의 축소된 이미지(demagnified image)를 형성할 수 있다. 제 2 반사 요소들(24a-d, a'-d') 각각은 기판의 노광 동안 패터닝 디바이스가 배치되는 필드 평면 또는 그 부근에서 제 1 반사 요소들(22a-d) 중 하나의 이미지를 형성할 수 있다. 이들 이미지들은 실질적으로 오버래핑되며 함께 조명 영역(E)을 형성한다.
제 1 반사 요소들(22a-d)의 방위는 퓨필 평면(P)에서 형성되는 조명 모드를 결정한다. 예를 들어, 제 1 반사 요소들(22a-d)은 방사선 서브-빔들이 4 개의 가장 내측 제 2 반사 요소들(24c, d, a', b')로 지향되도록 배향될 수 있다. 이는, 종래(디스크-형상) 조명 모드의 1 차원 등가물로서 간주될 수 있는 조명 모드를 제공한다. 이러한 종래 조명 모드는 상대적으로 작은 세기를 갖거나 또는 심지어 세기가 0인 부분으로 둘러싸인, 광학 축(O)에서 중심 잡힌 상대적으로 큰 세기를 갖는 부분을 갖는 퓨필 평면의 세기 분포를 특징으로 하며, 따라서 이후 통상적인 "온 액시스(on axis)" 조명 모드라 지칭될 수 있다. 대안적인 예시에서, 방사선 서브-빔들이 제 2 반사 구성요소(24)의 좌측 단부에서는 2 개의 제 2 반사 요소들(24a-b)에서, 그리고 제 2 반사 구성요소의 우측 단부에서는 2 개의 제 2 반사 요소들(24c'-d')에서 지향되도록 제 1 반사 요소들(22a-d)이 배향될 수 있다. 이는, 예를 들어 환형 조명 모드의 1-차원 등가물로서 간주될 수 있는 조명 모드를 제공한다. 이러한 조명 모드는 상대적으로 큰 세기의 적어도 하나의 부분을 갖는 영역으로 둘러싸인, 광학 축(O)에서 중심 잡힌 상대적으로 작은 세기를 갖거나 또는 심지어 세기가 0인 부분을 갖는 퓨필 평면의 세기 분포를 특징으로 하며, 따라서 이후 "오프 액시스(off axis)"라 지칭될 수 있다.
요소들(22a-d) 중 여하한의 요소와 같은 제 1 반사 요소들 각각은 2 개의 사전설정된 방위들: 즉 제 1 방위 및 제 2 방위 중 하나로 이루어질 수 있도록 구성된다. 제 1 방위는 제 1 반사 요소가 제 2 반사 구성요소(24) 상의 원하는 제 1 위치 내에 포함되는 선택된 제 2 반사 요소를 향하여 방사선의 서브-빔을 반사시키도록 이루어진다. 제 2 방위는 제 1 반사 요소가 제 2 반사 구성요소(24) 상의 원하는 제 2 위치 내에 포함되는 선택된 제 2 반사 요소를 향하여 방사선의 서브-빔을 반사시키도록 이루어진다. 또한, 도 3에 예시된 필드 패싯들(22a-d) 중 여하한의 것과 같은 제 1 반사 요소들 각각은 그것이 연관된 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동가능하다.
필드 패싯 거울이 제 1 방위로 조사함을 나타내기 위하여, 사용시, 복수의 제 2 반사 요소들로부터 특별히 선택된, 특정한 사전-선택된 제 2 반사 요소가 이후 첫 번째 "연관된" 제 2 반사 요소라 지칭된다. 이와 유사하게, 두 번째 "연관된" 제 2 반사 요소에 대한 언급이 있으며, 이는 필드 패싯 거울이 제 2 방위에 있을 때 조사되는 요소이다. 이와 유사하게, 상술된 첫 번째 및 두 번째 원하는 위치들은, 이후 첫 번째 및 두 번째 "연관된" 위치들이라 지칭된다.
도 4는 제 1 반사 구성요소(22)의 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)를 이용하는, 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서의 제 1 반사 요소의 이동을 예시하고 있다. 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)가 제 1 방위에 있을 경우, 이는 방사선 서브-빔(Ba)을 제 2 반사 구성요소(24)의 첫 번째 제 2 반사 요소(24a)를 향하여 지향시킨다. 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)가 제 2 방위에 있을 경우, 이는 방사선 서브-빔(Ba')(점선으로 도시됨)을 제 2 반사 구성요소(24)의 두 번째 제 2 반사 요소(24a')를 향하여 지향시킨다. 도 4에는 대응되는 제 1 및 제 2 위치가 도시되어 있지 않다. 도 4에서, 제 1 및 제 2 위치들은 각각 첫 번째와 두 번째 제 2 반사 요소들(24a 및 24a')에 의하여 점유되는 위치들과 일치하는 것으로 가정될 수 있다. 하지만, 제 1 및 제 2 위치들은 퓨필 평면(P)의 별개의 영역들일 수 있고, 각각은 복수의 제 2 반사 요소들을 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 보다 상세히 후술될 것이다.
요소들(22a-d)의 그룹과 같은 제 1 반사 요소들의 그룹 중 각각의 제 1 반사 요소는 각각의 제 1 반사 요소(22a-d)와 연관된 제 1 위치 및 제 2 위치로 방사선 서브-빔을 지향시키도록 배치될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 위치는 요소들(22a-d)의 그룹과 같은 제 1 반사 요소들의 상기 그룹에 속하지 않는 다른 제 1 반사 요소들로부터의 방사선 서브-빔을 수용하는 위치들에 대해 상이하거나 고유하다. 각각의 제 1 반사 요소(22a-d)를 적절하게 구성함으로써, 원하는 조명 모드들과 대응하는 공간 세기 분포들을 생성하기 위하여 제 2 반사 구성요소(24)의 필요한 위치들을 향하여 방사선이 지향될 수 있다.
도 3 및 4는 4 개의 제 1 반사 요소들(22a-d)만을 도시하였으나, 제 1 반사 구성요소(22)는 보다 많은 제 1 반사 요소들을 포함할 수 있다. 제 1 반사 구성요소(22)는, 예를 들어 최대 100 개, 최대 200 개, 또는 최대 400 개의 제 1 반사 요소들을 포함할 수 있다. 제 1 반사 구성요소(22)는, 예를 들어 100 내지 800 개의 제 1 반사 요소들의 범위 내의 수를 포함할 수 있다. 반사 요소들은 거울일 수 있다. 제 1 반사 구성요소(22)는 1024(예를 들어, 32×32) 개, 또는 4096(예를 들어, 64×64) 개의 거울들, 또는 여타 적합한 개수의 거울들의 행렬 또는 거울들의 어레이를 포함할 수 있다. 제 1 반사 요소들은 2 차원의 격자-형 형태로 배치될 수 있다. 제 1 반사 요소들은 방사선 빔을 가로지르는(cross through) 평면에 배치될 수 있다.
제 1 반사 구성요소(22)는 제 1 반사 요소들의 1 이상의 어레이들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 반사 요소들은 복수의 어레이들을 형성하도록 배치되거나 또는 그룹화될 수 있으며, 각각의 어레이는, 예를 들어 32×32 개의 거울들을 갖는다. 본문에서, "어레이"라는 용어는 단일 어레이 또는 어레이들의 그룹을 의미할 수 있다.
제 2 반사 요소들(24a-d, a'-d')은 제 2 반사 요소들의 방위들이 제 2 반사 구성요소의 장착 표면에 대해 고정되도록 장착될 수 있다.
도 5 및 6은 퓨필 평면(P)에서의 공간 세기 분포를 변화시키고, 이에 의해 원하는 조명 모드를 얻기 위한 방사선 전향 원리를 개략적으로 예시하고 있다. 도 5b 및 6b의 도시된 평면은 도 5a 및 6a에 도시된 퓨필 평면(P)과 일치한다. 도면들의 설명을 돕기 위해 도 5b 및 6b에는 데카르트 좌표들이 표시되어 있다. 표시된 데카르트 좌표들은 본 발명을 이용하여 얻어질 수 있는 공간 세기 분포들의 방위에 관한 어떠한 제한을 의미하는 것은 아니다. 공간 세기 분포들의 반경방향 범위는 σinner(내부 반경 범위) 및 σouter(외부 반경 범위)에 의하여 정의된다. 내부 및 외부 반경 범위들은 원형이거나, 또는 몇몇 다른 형상을 가질 수 있다.
상술된 바와 같이, 퓨필 평면(P)의 방사선 빔의 공간 세기 분포(및 그에 따른 조명 모드)는 요소들(22a-d)과 같은 제 1 반사 요소들의 방위들에 의하여 결정된다. 예를 들어, 조명 모드는 필요에 따라 제 1 반사 요소들(22a-d) 각각을 그것의 제 1 방위나 제 2 방위 중 하나로 선택하고 그 방위로 이동시킴으로써 제공 및 제어될 수 있다.
이 예시에서는, 16 개의 제 1 반사 요소들이 존재하며, 도 5a 및 6a에는 그 중 4 개[제 1 반사 요소(22a-d)]만 도시되어 있다. 제 1 반사 요소들(22a-d)이 그들 각각의 제 1 방위에 있는 경우, 방사선의 서브-빔들(Ba, Bb, Bc, Bd)은 도 5b에 도시된 바와 같이 연관된 제 1 위치들(724a, 724b, 724c, 724d)을 향하여 반사된다. 이들 위치들 각각은 도 5a 및 6a에 도시된 제 2 반사 요소들(24a, 24b, 24c, 24d)을 포함한다. 도 5b를 참조하면, 제 1 위치들(724a-d)은 도면의 최상부나 그 가까이에 있다. 다른 제 1 반사 요소들(예시 안됨) 또한 그들의 제 1 방위들에 있으며, 도면의 최상부나 그 가까이에 있고, 도 5b의 저부나 그 가까이에 있는 인접한 제 1 위치들의 그룹들(73, 74, 75)로 방사선의 서브-빔들을 지향시킨다. 방사선의 서브-빔들을 수용하는 위치들은 점선들을 이용하여 음영처리되어 있다. 도 5b로부터, 제 1 반사 요소들(22a-d)이 그들의 제 1 방위들에 있고 다른 제 1 반사 요소들(예시 안됨) 또한 그들의 제 1 방위들에 있는 경우, 극들이 y-방향으로 분리되어 있는 이중극 조명 모드가 형성된다는 것을 알 수 있다.
제 1 반사 요소들(22a-d)이 그들의 제 2 방위들에 있는 경우, 방사선의 서브-빔들은 도 6b에 도시된 바와 같이 연관된 제 2 위치들(724a', 724b', 724c', 724d')을 향하여 반사된다. 이들 위치들 각각은 도 5a 및 6a에 도시된, 제 2 반사 요소들(24a', 24b', 24c', 24d')을 포함한다. 도 6b를 참조하면, 제 2 위치들(724a'-d')은 도면의 우측이나 그 가까이에 있다. 상술된 다른 제 1 반사 요소들은 또한 그들의 제 2 방위들에 있으며, 도면의 우측이나 그 가까이에 있고, 도면의 좌측이나 그 가까이에 있는 인접한 제 2 위치들의 그룹들(76, 77, 78)로 방사선의 서브-빔들을 지향시킨다. 방사선의 서브-빔들을 수용하는 위치들은 점선들을 이용하여 음영처리되어 있다. 도 6b로부터, 제 1 반사 요소들(22a-d) 및 다른 제 1 반사 요소들이 그들의 제 2 방위들에 있는 경우, 극들이 x-방향으로 분리되어 있는 이중극 조명 모드가 형성된다는 것을 알 수 있다.
y-방향 이중극 조명 모드로부터 x-방향 이중극 조명 모드로의 스위칭은 제 1 방위로부터 제 2 방위로 제 1 반사 요소들(22a-d) 각각을 이동시키는 것을 포함한다. 이와 유사하게, x-방향 이중극 조명 모드로부터 y-방향 이중극 조명 모드로의 스위칭은 제 2 방위로부터 제 1 방위로 제 1 반사 요소들(22a-d) 각각을 이동시키는 것을 포함한다.
다른 조명 모드들의 형성은 제 1 반사 요소들(22a-d) 중 몇몇은 그들의 제 1 방위로, 그리고 몇몇은 제 2 방위로 이동시키는 것을 포함하며, 이에 대해서는 후술된다. 각각의 제 1 반사 요소와 연관된 제 1 및 제 2 위치 및 각각의 제 1 반사 요소의 대응되는 제 1 방위 및 제 2 방위는 생성될 수 있는 유용한 조명 모드들의 수를 최대화시키도록 선택될 수 있다.
제 1 반사 요소들은 그들을 사전설정된 축을 중심으로 회전시킴으로써 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동될 수 있다. 제 1 반사 요소들은 액추에이터들을 이용하여 이동될 수 있다.
1 이상의 제 1 반사 요소들은 동일한 사전설정된 축을 중심으로 회전되게 구동되도록 구성될 수 있다. 1 이상의 다른 제 1 반사 요소들은 다른 사전설정된 축들을 중심으로 회전되게 구동되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 반사 요소는 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 상기 제 1 반사 요소를 이동시키도록 배치되는 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는, 예를 들어 모터일 수 있다. 제 1 및 제 2 방위들은 엔드 스톱들에 의하여 정의될 수 있다. 제 1 엔드 스톱은 제 1 반사 요소가 제 1 방위를 넘어 이동하는 것을 방지하는 기계 장치를 포함할 수 있다. 제 2 엔드 스톱은 제 1 반사 요소가 제 2 방위를 넘어 이동하는 것을 방지하는 기계 장치를 포함할 수 있다. 엔드 스톱들을 포함하는 제 1 반사 요소에 적합한 장착에 대해서는 후술된다.
제 1 반사 요소의 이동은 엔드 스톱들에 의하여 제한되기 때문에, 제 1 반사 요소는 제 1 반사 요소의 위치를 모니터링할 필요 없이(예를 들어, 위치 모니터링 센서 및 피드백 시스템을 이용할 필요 없이) 제 1 방위 또는 제 2 방위로 정확하게 이동될 수 있다. 제 1 반사 요소들은 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로의 패턴의 리소그래피 투영에 이용하기에 충분한 품질의 조명 모드들을 형성하도록 충분히 정확하게 배향될 수 있다.
액추에이터로 공급되는 구동 신호는 바이너리 신호(binary signal)일 수 있다. 액추에이터는 제 1 반사 요소를 제 1 엔드 스톱이나 제 2 엔드 스톱으로 이동시키기만 하면 되기 때문에 가변 아날로그 전압 또는 가변 디지털 전압과 같은 보다 복잡한 신호를 이용할 필요가 없다. 보다 복잡한 시스템보다 액추에이터를 위한 바이너리[2가(two-valued)] 구동 신호의 이용은 이를 이용하지 않았을 때보다 단순한 제어 시스템이 이용될 수 있게 한다.
도 5 및 6과 관련하여 상술된 장치는 제 2 반사 구성요소(24) 상의 32 곳의 위치와 16 개의 제 1 반사 요소들을 포함한다. 실제에 있어, 보다 많은 제 1 반사 요소들이 제공될 수도 있다. 하지만, 16 개의 제 1 반사 요소들은 수 개의 상이한 조명 모드들이 얻어질 수 있는 방법을 예시하는 데 충분한 개수이다. 제 2 반사 구성요소(24) 상의 각각의 32 곳의 위치들과 연관된 16 개의 제 1 반사 요소들을 이용하여 다음의 조명 모드들: 즉 환형, c-쿼드(c-quad), 퀘이사(quasar), 이중극-y 및 이중극-x의 조명 모드들이 얻어질 수 있다. 이들 조명 모드들은, 조명 시스템의 퓨필 평면에서 32 곳의 연관된 위치들 중 16 개의 원하는 선택 위치를 향하여 방사선을 적절하게 지향시키도록 16 개의 제 1 반사 요소들을 구성함으로써 형성된다. 제 2 반사 구성요소(24)의 퓨필 패싯 거울들의 반사면들은 퓨필 평면이나 그 부근에 배치되기 때문에, 제 2 반사 구성요소(24) 상의 위치들은 조명 시스템의 퓨필 평면에서의 위치들로서 효과적으로 구체화되고 표시될 수 있음을 이해하여야 한다. 간명히 하기 위해, 이후 제 2 반사 구성요소 상의 "위치"와 조명 시스템의 퓨필 평면의 "위치"는 구별하지 않는다.
도 7은 퓨필 평면을 가로지르는 광학 축(O) 주위에 둘레방향으로 환형의 형상으로 배치되는 다수의 위치들을 포함하는 조명 시스템의 퓨필 평면의 1 사분면(Q1)을 나타내고 있다. 조명 시스템은 5 개의 상이한, 원하는 조명 모드들을 생성하도록 구성된다. 사분면의 위치들(724a-d, 724a'-d')은 각각의 제 1 반사 요소들(22a-d)로부터 방사선 서브-빔들(Ba, Bb, Bc, Bd)을 수용할 수 있다. 조명 위치들의 내측 방사선 범위는 σinner로서 표시되어 있다. 조명 위치들 중 외부 반경방향 범위는 σouter라 표시되어 있다. 간명히 하기 위해, 도 7에서는 각각의 위치가 단 하나의 제 2 반사 요소와 연관될 수 있다고 가정된다. 도 7에서, 위치들 724a-d, 724a'-d'는 각각 제 2 반사 요소들(24a-d) 및 제 2 반사 요소들(24a'-d')과 연관된다.
하지만, 대안적으로 복수의 제 2 반사 요소들이 각각의 위치들과 연관될 수도 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 각각의 위치에 10 내지 20 개의 제 2 반사 요소들이 제공될 수도 있다. 이 경우에, 제 1 반사 요소들의 수는 그에 따라 조정된다. 예를 들어, 주어진 조명 위치에 10 개의 제 2 반사 요소들이 존재할 경우, 상기 위치로 방사선을 지향시키도록 배치되는 10 개의 제 1 반사 요소들이 존재한다(제 1 반사 요소들 각각은 상기 위치 내의 상이한 제 2 반사 요소로 방사선을 지향시키도록 배치됨). 후속하는 설명에서, '제 1 반사 요소'라는 용어가 이용될 경우, 이는 복수의 제 1 반사 요소들을 포괄할 수 있으며, 이들은 일체로(in union) 이동하도록 구성된다.
퓨필 평면을 가로지르는 조명 위치들의 상대적인 표면적, 즉 투영 렌즈의 개구수에 대응되는 퓨필 영역에 의하여 정규화되는 구성 위치들의 표면적은 (σouter 2-σi nne r 2)/2에 달한다. 따라서, 사용된 퓨필 영역의 역수로서 정의되는 에텐듀 비(etendue ratio)(X)는 X = 2/(σouter 2-σinner 2)와 같다.
도 7에 도시된 사분면(Q1)에는, (전체 퓨필 평면을 가로지르는 32 곳의 위치와 대응되는) 각각 8 개의 반사 디바이스들(24a-d, 24a'-d')을 포함하는 8 곳의 위치들이 존재한다. 각각의 위치는 제 1 반사 요소에 의하여 반사되는 방사선의 서브-빔에 의하여 조명되도록 크기설정되고 성형된다. 각각의 제 1 반사 요소는 동일한 사분면의 상이한 부분들로부터 2 개의 상이한 위치들을 개별적으로 조명하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 각각의 제 1 반사 요소는 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동하여, 방사선을 지향시키고 이에 의해 동일 사분면의 연관된 제 1 위치 또는 연관된 제 2 위치를 조명하며, 따라서 첫 번째의 연관된 제 2 반사 요소 또는 두 번째의 연관된 제 2 반사 요소를 조사하도록 구성된다.
도 7의 동일 사분면(Q1)에는 몇 쌍의 위치들(724a,a', 724b,b', 724c,c', 및 724d,d')이 제공되지만, 반드시 그러할 필요는 없다. 예를 들어, 제 1 위치는 1 사분면 내에 제공되고, 대응되는 제 2 위치는 상이한 사분면에 제공될 수도 있다. 1 쌍의 위치들 중 제 1 위치와 제 2 위치 간의 이격이 증가되는 경우, 상기 위치들로 방사선 서브-빔을 지향시키기 위해 제 1 반사 요소가 필요로 하는 회전량 또한 증가된다. 위치들의 배치는 제 1 반사 요소들의 필요한 회전이 최소화되거나, 제 1 반사 요소들 중 어느 것도 사전설정된 최대 회전보다 많이 회전될 필요가 없도록 선택될 수 있다. 위치들의 배치는 원하는 세트의 조명 모드들이 얻어질 수 있도록 (예를 들어, 도 8과 관련하여 후술되는 바와 같이) 이루어질 수 있다.
첫 번째 제 1 반사 요소(22a)(도 5 및 6 참조)는 제 1 방위로 배향될 경우에는 사분면(Q1)의 연관된 제 1 위치(724a)를 조명하고, 제 2 방위로 배향될 경우에는 사분면의 연관된 제 2 위치(724a')를 조명하도록 구성된다. 두 번째 제 1 반사 요소(22b)는 제 1 방위로 배향될 경우에는 연관된 제 1 위치(724b)를 조명하고, 제 2 방위로 배향될 경우에는 연관된 제 2 위치(724b')를 조명하도록 구성된다. 세 번째 제 1 반사 요소(22c)는 제 1 방위로 배향될 경우에는 연관된 제 1 위치(724c)를 조명하고, 제 2 방위로 배향될 경우에는 연관된 제 2 위치(724c')를 조명하도록 구성된다. 네 번째 제 1 반사 요소(22d)는 제 1 방위로 배향될 경우에는 연관된 제 1 위치(724d)를 조명하고, 제 2 방위로 배향될 경우에는 연관된 제 2 위치(724d')를 조명하도록 구성된다.
연관된 제 1 반사 요소들 및 위치들의 등가적 배치는 다른 사분면(예시 안됨)에 대해 적용될 수 있다.
각각의 제 1 반사 요소는 그를 사전설정된 축을 중심으로 회전시킴으로써 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동될 수 있다. 복수의 제 1 반사 요소들은 동일 축을 중심으로 회전가능하게 구성되고 배치될 수 있다. 예를 들어, 퓨필 평면의 동일 사분면에서 인접한 위치들의 쌍들과 연관된 제 1 반사 요소들의 쌍들은 동일 축을 중심으로 회전되도록 구성될 수 있다. 나타낸 예시에서, 인접한 위치들(724a 및 724b)의 쌍과 연관된 첫 번째 및 두 번째 제 1 반사 요소들(22a, 22b)은 제 1 축(AA)을 중심으로 회전하도록 구성되고, 인접한 위치들(724c 및 724d)의 쌍과 연관된 세 번째 및 네 번째 제 1 반사 요소들(22c, 22d)은 제 2 축(BB)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 제 1 축(AA)은 사분면(Q1)의 x-축에 대해 56.25°로 배치되고, 제 2 축(BB)은 사분면(Q1)의 x-축에 대해 33.75°로 배치된다. 도 7의 평면에는 제 1 축 및 제 2 축(AA, BB)이 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이다. 축들은 제 1 반사 구성요소(22)의 평면이나 그 부근에, 보다 구체적으로는 제 1 반사 요소들(22a,b 및 22c,d)의 쌍들의 피폿 포인트들을 포함하는 평면이나 그 부근에 있다. 제 1 및 제 2 축들(AA, BB)은 조명 시스템의 광학 축(O)을 통과한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 퓨필 평면의 맞은편 사분면들의 대응되는 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들은 동일 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들(22a,b) 및 제 3 사분면과 연관된 대응되는 제 1 반사 요소들은 제 1 축(AA)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 제 1 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들(22a,b) 및 제 3 사분면과 연관된 대응되는 제 1 반사 요소들은 제 2 축(BB)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다.
제 2 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들 및 제 4 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들은 (예를 들어, x 축에 대해 123.75°로 배치되는) 제 3 축을 중심으로 회전될 수 있다. 또한, 제 2 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들 및 제 4 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들은 (예를 들어, x 축에 대해 146.25°로 배치되는) 제 4 축을 중심으로 회전될 수 있다. 도 7에는 이들 사분면들이 도시되어 있지 않다.
제 1 반사 요소들은 상기 축에 대해 동일 방향 또는 반대 방향으로 회전하도록 구성될 수도 있다.
제 1 반사 요소들이 함께 동일 축을 중심으로 회전하고, 동일 방향으로 회전하도록 그룹화되는 경우, 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 제 1 반사 요소들을 이동시키도록 배치되는 액추에이터가 단순화될 수 있다. 예를 들어, 동일 축을 중심으로 회전하도록 그룹화되는 제 1 반사 요소들과 연관된 액추에이터는 상기 제 1 반사 요소들이 일체로 이동하도록 배치될 수 있다. 따라서, 4 개의 사전설정된 회전축이 존재하는 실시예에서는, 4 개의 액추에이터들이 존재할 수 있다.
도 8은 5 개의 상이한 조명 모드들이 설명된 장치를 이용하여[즉, 16 개의 제 1 반사 요소들과 4 개의 회전축을 이용하여] 조명 시스템의 퓨필 평면에 어떻게 형성되는지를 도시하고 있다. 조명 모드들은 다음과 같이, 환형 조명 모드(도 8a), 이중극-x 조명 모드(도 8b), 이중극-y 조명 모드(도 8c), 퀘이사 조명 모드(도 8d), 및 c-쿼드 조명 모드(8e)이다.
도 8a에 도시된 바와 같이 환형 조명 모드를 생성하기 위하여, 제 1 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들(22a-d)은 위치들 724b, 724d, 724a', 및 724c'이 조명되도록 배향될 수 있다. 이는, 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 두 번째 제 1 반사 요소(22b)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시키고, 세 번째 제 1 반사 요소(22c)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 네 번째 제 1 반사 요소(22d)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들이 유사하게 배향된다.
도 8b에 도시된 바와 같이 이중극-x 조명 모드를 생성하기 위하여, 제 1 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 724b', 724a', 724d', 및 724c'가 조명되도록 배향될 수 있다. 이는, 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 두 번째 제 1 반사 요소(22b)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 세 번째 제 1 반사 요소(22c)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 네 번째 제 1 반사 요소(22d)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들이 유사하게 배향된다.
도 8c(도 5b도 참조)에 도시된 바와 같이 이중극-y 조명 모드를 생성하기 위하여, 제 1 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 724a, 724b, 724c, 및 724d가 조명되도록 배향된다. 이는, 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시키고, 두 번째 제 1 반사 요소(22b)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시키고, 세 번째 제 1 반사 요소(22c)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시키고, 네 번째 제 1 반사 요소(22d)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들이 유사하게 배향된다.
도 8d에 도시된 바와 같이 퀘이사 조명 모드를 생성하기 위하여, 제 1 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 724c, 724d, 724b', 및 724a'가 조명되도록 배향된다. 이는, 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 두 번째 제 1 반사 요소(22b)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 세 번째 제 1 반사 요소(22c)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시키고, 네 번째 제 1 반사 요소(22d)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들이 유사하게 배향된다.
도 8e에 도시된 바와 같이 c-쿼드 조명 모드를 생성하기 위하여, 제 1 사분면과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 724a, 724b, 724d', 및 724c'가 조명되도록 배향된다. 이는, 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시키고, 두 번째 제 1 반사 요소(22b)를 제 1 축(AA)을 중심으로 제 1 방위까지 회전시키고, 세 번째 제 1 반사 요소(22c)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시키고, 네 번째 제 1 반사 요소(22d)를 제 2 축(BB)을 중심으로 제 2 방위까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들이 유사하게 배향된다. 위의 예시들 중 어떠한 예시에서도, (제 2 반사 구성요소 상의) 위치의 조명은 방사선의 서브 빔을 대응되는 제 2 반사 요소에 지향시키는 것을 포함함을 이해하여야 한다.
도 8에 도시된 조명 모드들의 상술된 설명에서, 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들은 제 1 사분면과 유사하게 배향된다는 것을 언급하였다. 이후에는 이 것이 이행되는 방식을 설명한다. 도 8로부터 이중극, 퀘이사 및 c-쿼드 모드들은 x 및 y 축에 대해 대칭이라는 것을 알 수 있다. 하지만, 도 8a의 환형 모드는 90°나 그 수배의 회전에 대해) 회전 대칭이기는 하지만 x 및 y 축에 대해서는 대칭이 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 원하는 조명 모드들이 동일한 대칭을 공유하지 않는 경우, 위치들의 배치들은, 각 쌍의 위치들이 연관된 쌍의 위치들을 가지고, 2 개의 쌍들이 사분면을 2 등분하는 라인 SS에 대해 대칭이 되도록 배치될 수 있다(도 7 참조). 예를 들어, 위치들(24a,a')의 제 1 쌍은 위치들(24c,c')의 제 3 쌍과 연관되어 있다. 이들 두 쌍들은 라인 SS에 대해 대칭이다. 위치들(24b,b')의 제 2 쌍은 위치들(24d,d')의 제 4 쌍과 연관되어 있다. 이들 두 쌍들 또한 라인 SS에 대해 대칭이다. 동일한 제한이 다른 사분면들에 적용된다.
제 2 사분면은 제 1 사분면의 거울 이미지이다. 제 3 및 제 4 사분면들은 제 1 및 제 2 사분면들의 거울 이미지들이다. 이러한 방식으로 위치들을 배치하는 것은 도 8에 도시된 조명 모드들 모두가 얻어질 수 있게 한다. 도 8b-d에 도시된 조명 모드들 중 여하한의 조명 모드가 생성될 경우, 각 사분면에 대해 대응되는 제 1 반사 요소들의 방위들은 동일하다. 도 8a의 환형 모드가 생성될 경우, 제 1 및 제 3 사분면에 대한 제 1 반사 요소들의 방위들은 제 2 및 제 4 사분면에 대해 제 1 반사 요소들에 적용되는 것과 반대이다.
제 1 반사 요소들은 2 개의 축을 중심으로 회전을 허용하는 장착부(mounting)들 상에 제공될 수 있다. 이용될 수 있는 장착부(40)는 도 9에 예시되어 있다. 장착부의 설명을 돕기 위하여 도 9에는 데카르트 좌표들이 도시되어 있다. 장착부(40) 상에는 제 1 반사 요소(22a)가 유지되어 있다. 장착부(40)는 x-방향으로 연장되는 2 개의 레버 아암들(41a, 41b), 및 y-방향으로 연장되는 2 개의 레버 아암들(42a, 42b)을 포함한다. z-방향으로는 필라(pillar; 43)가 연장되고 리프 스프링들과 함께 레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 내부 단부들과 연결된다. 제 1 쌍의 레버 아암들(41a,b)의 외측 단부들은 외측 단부들 간의 일정한 이격을 유지시키는 제 1 로드(rod)(44)에 의하여 연결된다. 제 2 쌍의 레버 아암들(42a,b)의 외측 단부들은 외측 단부들 간의 일정한 이격을 유지시키는 제 2 로드(45)에 의하여 연결된다.
제 1 쌍의 레버 아암들(41a,b)은 제 1 반사 요소(22a)가 제 1 축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 엔드 스톱들(46a,b)은 제 1 쌍의 레버 아암(41a,b)의 이동 범위를 제한한다. 엔드 스톱들(46a,b)은 2 개의 사전설정된 위치들을 구성하며, 그들 사이에서 최하부 레버 아암(41b)이 이동할 수 있다. 2 개의 사전설정된 위치들은 높은 위치(H1이라 지칭됨)와 낮은 위치(L1이라 지칭됨)이다. 최하부 레버 아암(41b)이 높은 위치(H1)에 있는 경우, 이는 상부 엔드 스톱(46a)과 접촉한다. 최하부 레버 아암(41b)이 낮은 위치(L1)에 있는 경우, 이는 하부 엔드 스톱(46b)과 접촉한다.
제 1 로드(44)에 의하여 제공되는, 최상부 레버 아암(41a)과 최하부 레버 아암(41b) 간의 연결은 최상부 및 최하부 레버 아암들을 함께 링크시킨다. 그러므로, 최상부 레버 아암(41a)의 이동은 엔드 스톱들(46a,b)에 의하여 제한된다. 제 1 반사 요소(22a)는 최상부 레버 아암(41a)에 연결되기 때문에, 이는 제 1 축을 중심으로 하는 제 1 반사 요소(22a)의 회전이 엔드 스톱들(46a,b)에 의하여 제한된다는 것을 의미한다. 따라서, 제 1 축을 중심으로 하는 제 1 반사 요소(22a)의 회전은 최하부 레버 아암(41b)이 상부 엔드 스톱(46a)과 접촉하는 방위, 및 하부 레버 아암(41b)이 하부 엔드 스톱(46b)과 접촉하는 방위로 제한된다.
제 2 쌍의 레버 아암들(42a,b)은 제 1 축과 직교하는 제 2 축을 중심으로 제 1 반사 요소(22a)를 회전시키도록 구성된다. 엔드 스톱들(47a, 47b)은 제 2 쌍의 레버 아암들(42a,b)의 이동을 제한하는 데 이용된다. 제 2 쌍의 레버 아암들은 높은 위치(H2)와 낮은 위치(L2)의 2 개 사이에서 이동한다. 따라서, 제 2 축을 중심으로 하는 제 1 반사 요소(22a)의 회전은 최하부 레버 아암(42b)이 상부 엔드 스톱(47a)과 접촉하는 방위와, 최하부 레버 아암(42b)이 하부 엔드 스톱(47b)과 접촉하는 방위까지로 제한된다.
레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들 모두가 같은 범위까지 같은 방향으로 이동되는 경우, x-축을 중심으로 하는 제 1 반사 요소(22a)의 회전이 얻어진다. 레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들이 같은 범위 까지 반대 방향으로 이동되는 경우, y-축을 중심으로 하는 제 1 반사 요소(22a)의 회전이 얻어진다.
유연한 로드들(50)이 제 1 쌍의 레버 아암들(41a,b)에 의하여 정의되는 평면 내에 놓인 단단한 아암(51)으로부터 연장된다. 등가의 유연한 로드들(표시 안됨)이 제 2 쌍의 레버 아암들(42a,b)에 의하여 정의되는 평면 내에 놓인 단단한 아암(표시 안됨)으로부터 연장된다. 유연한 로드들은 장착부의 피봇 포인트를 정의하는 데 이용된다. 피봇 포인트는 유연한 로드들이 교차하는 곳에 배치된다.
장착부(40)의 구성은 제 1 반사 요소(22a)의 4 개의 가능한 제 1 방위들을 허용하며, 이들은 레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들의 4 개의 가능한 제 1 위치들에 대응된다. 장착부(40)의 구성은 제 1 반사 요소(22a)의 4 개의 대응되는 제 2 방위들을 허용하며, 이들은 레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들의 4 개의 가능한 제 2 위치들에 대응된다. 방위들은 다음과 같다:
제 1 방위: H1, H1 H1, L2 L1, H2 L1, L2
제 2 방위: L1, L2 L1, H2 H1, L2 H1, H2
각각의 예에서, 특정한 제 2 방위는 단 하나의 제 1 방위와 대응된다. 따라서, 제 1 반사 요소(22a)는 2 개의 방위 사이에서만 이동할 수 있다. 액추에이터(예시 안됨)는 위의 세트로부터 제 1 및 제 2 방위들의 특정한 조합을 선택하는 데 이용될 수 있다. 액추에이터는, 예를 들어 H1, H2 위치들과 L1, L2 위치들 사이에서 레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들을 이동시키도록 구성될 수 있다. 도 9의 예시에서, 이는 레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들을 같은 방향으로 함께 이동시키는 액추에이터에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, 액추에이터는 레버 아암들의 쌍들은 H1, L2 위치들과 L1, H2 위치들 사이에서 이동시키도록 구성될 수 있다. 도 9의 예시에서, 이는 레버 아암들의 쌍들을 반대 방향으로 이동시키는 액추에이터에 의하여 달성될 수 있다.
레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들의 제 1 및 제 2 위치[및 이에 따른 제 1 반사 요소(22a)의 방위들]의 이러한 정확한 배치들은 엔드 스톱들(46a,b, 47a,b)의 위치들에 의하여 결정된다. 예를 들어, 상부 엔드 스톱들(46a, 46b)을 하부 엔드 스톱들(46b, 47b)을 향하여 이동시키는 것은 H1, H2 위치에 있을 경우의 레버 아암들(41a,b, 42a,b)의 쌍들의 위치를 변화시킨다[그리고 그에 따른 제 1 반사 요소(22a)의 방위를 변화시킨다]. 따라서, 엔드 스톱들은 제 1 반사 요소의 제 1 및 제 2 방위들이 정확하게 결정될 수 있게 한다. 또한, 엔드 스톱들은 제 1 반사 요소(22a)의 회전 축이 정확하게 선택될 수 있도록 한다.
퓨필 평면(P)(도 3 내지 6 참조)에서 조명되는 위치들은 제 1 반사 요소(22a)의 방위에 따라 변할 것이다. 따라서, 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 제 1 반사 요소(22a)를 이동시키는 것은 앞서 설명된 방식으로 상이한 조명 모드들이 선택될 수 있게 한다.
도 9의 장착부를 이용하여 4 개의 제 1 반사 요소들(22a-d) 각각이 회전되는 경우, 레버 아암들의 위치들은 다음과 같다:
요소 22a 22b 22c 22d
환형 모드 HL LH HL LH
x-이중극 모드 HL HL HL HL
y-이중극 모드 LH LH LH LH
퀘이사 모드 LH LH HL HL
C-쿼드 모드 HL HL LH LH
엔드 스톱들(46a,b, 47a,b)의 위치들을 조정함으로써 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)의 회전 축을 조정할 수 있다. 엔드 스톱들은, 예를 들어 첫 번째 제 1 반사 요소의 회전축이 도 7의 축 AA와 대응되도록 위치될 수 있다. 이와 유사하게, 엔드 스톱들은, 예를 들어 세 번째 제 1 반사 요소(22c)의 회전축이 도 7의 축 BB와 대응되도록 위치될 수 있다.
레버 아암들(41a,b, 42a,b)은 액추에이터(도시 안됨)에 의하여 구동될 수 있다. 액추에이터는, 예를 들어 모터일 수 있다. 각각의 레버 아암 쌍(41a,b, 42a,b)은 상이하게 지정된 액추에이터에 의하여 구동될 수 있다. 따라서, 8 개의 액추에이터가 도 7의 사분면(Q1)의 위치들(724a-d, 724a'-d')과 연관된 4 개의 제 1 반사 요소들(22a-d)을 회전시키기 위해 레버 아암들을 구동시키는 데 이용될 수 있다.
대안적으로, 레버 아암 쌍들(41a,b, 42a,b) 모두가, 예를 들어 직접적 움직임 및 반전된 움직임 둘 모두를 제공하도록 구성될 수 있는 단일 액추에이터에 의하여 구동될 수도 있다. 이 경우에는, 4 개의 액추에이터가 도 7의 사분면(Q1)의 위치들(724a-d, 724a'-d')과 연관된 4 개의 제 1 반사 요소들(22a-d)을 회전시키기 위해 레버 아암들을 구동시키는 데 이용될 수 있다.
첫 번째 제 1 반사 요소(22a) 대신에 복수의 제 1 반사 요소들이 이용될 수 있다. 이 경우에는, 복수의 제 1 반사 요소들 각각이 장착부(40) 상에 제공될 수 있다. 장착부(40)는 복수의 제 1 반사 요소들이 일체로 움직이도록 배치되는 액추에이터들에 의하여 구동될 수 있다. 이는 다른 제 1 반사 요소들(22b-d)에 대해서도 동일하게 적용된다.
액추에이터는 제 1 반사 요소를 두 곳의 위치로 구동하기만 하면 되기 때문에 종래 기술에서 사용되는 액추에이터들보다 단순할 수 있다. 종래 시스템에서의 액추에이터들은 반사 요소들을 여러 위치들로 구동하며, 따라서 보다 정확한 제어를 필요로한다. 액추에이터가 제 1 반사 요소를 두 곳의 위치로만 구동하면 되기 때문에, 제 1 반사 요소의 방위를 판정하기 위한 감지 시스템들을 필요로 하지 않는다. 나아가, 반사 요소들의 위치들을 제어하는 데 다중 값(multi-valued)(아날로그) 신호들을 이용하지 않고 바이너리 신호들이 이용될 수 있다.
액추에이터는, 예를 들어 압전(piezo-electric) 액추에이터, 정전기 액추에이터, 바이-메탈(bi-matal) 액추에이터, 또는 모터일 수 있다.
도 9에 도시된 장착부는 예시에 불과하다. 다른 적합한 장착부들이 이용될 수도 있다.
통상적인 종래 기술의 반사 요소들의 어레이들에서보다 제 1 반사 요소들을 함께 보다 밀접하게 배치시키는 것이 가능할 수 있다. 이는, 각각의 제 1 반사 요소가 2 곳의 위치들 사이에서만 이동되고, 따라서 다른 상이한 위치들로 이동할 수 있도록 하는 주변부 주위의 공간들을 필요로 하지 않기 때문이다. 제 1 반사 요소들의 이러한 보다 밀접한 배치는 리소그래피 장치에서의 방사선의 손실을 저감시킨다. 이는, 방사선이 들어가는(pass into) 제 1 반사 요소들 간의 공간이 보다 작기 때문이다.
상술된 실시예에서, 방사선 서브-빔들에 의하여 조명되는 위치들 모두는 같은 내부 반경 범위(σinner) 및 외부 반경 범위(σouter)를 갖는다(예를 들어, 그들은 단일 링 내에 놓인다). 이는 도 7에 예시되어 있으며, 여기서 사분면(Q1)의 위치들(724a-d, 724a'-d') 모두는 동일한 내부 및 외부 반경 범위로 도시되어 있다. 또한, 제 1 반사 요소들의 회전 축들 모두는 사분면의 원점(즉, 조명 시스템의 광학축)을 통과한다.
대안적인 실시예에서, 방사선 서브-빔들에 의하여 조명되는 위치들은, 예를 들어 디스크 형상 영역 및 링 형상 영역으로 배치되어 제공될 수 있으며, 상기 두 영역 모두는 조명 시스템의 광학 축에 대해 중심잡고 있고, 링 형상 영역은 디스크 형상 영역에 인접하게 놓인다. 도 10은 위치들이 배치된 퓨필 평면(Q1)의 제 1 사분면을 도시하고 있다. 사분면(Q1)에는 24 개의 위치들(A1, A2 내지 L1, L2)(전체 퓨필 평면에 걸쳐서는 96 개의 위치들)이 존재한다. 12 개의 제 1 반사 요소들(A 내지 L)(도시 안됨)은 사분면(Q1)의 연관된 24 개의 위치들을 조명하도록 구성된다(48 개의 제 1 반사 요소들은 위치들 모두를 조명하도록 구성된다).
복수의 제 2 반사 요소들이 각각의 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 10 내지 20 개의 제 2 반사 요소들이 각각의 위치에 제공될 수 있다. 이 경우에, 제 1 반사 요소들의 수는 그에 따라 조정된다. 예를 들어, 주어진 위치에 10 개의 제 2 반사 요소들이 존재할 경우, 상기 위치로 방사선을 지향시키도록 배치되는 10 개의 제 1 반사 요소들이 존재한다(제 1 반사 요소들 각각은 상이한 제 2 반사 요소로 방사선을 지향시키도록 배치됨). 이 명세서에서, '제 1 반사 요소'라는 용어가 이용될 경우, 이는 일체로 이동하도록 구성되는 복수의 제 1 반사 요소들을 포괄할 수 있다.
상기 위치들은 내부 위치 그룹 및 외부 위치 그룹으로 분류될 수 있다. 따라서, 내부 위치 그룹의 여하한의 위치가 외부 위치 그룹의 여하한의 위치와 반경방향으로 분리된다. 내부 위치 그룹의 위치들은 연관된 제 1 반사 요소들이 제 1 방위에 있는 경우 조명된다. 외부 위치 그룹 내의 위치들은 연관된 제 1 반사 요소들이 제 2 방위에 있는 경우 조명된다. 마찬가지로 내부 위치 그룹을 제 2 방위의 제 1 반사 요소와 연관시키고, 외부 위치 그룹을 제 1 방위의 제 1 반사 요소들과 연관시킬 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
내부 위치 그룹은 내부 반경 범위(σinner) 및 외부 반경 범위(σ2)를 갖는다. 외부 위치 그룹은 내부 반경 범위(σ2) 및 외부 반경 범위(σ3)를 갖는다.
퓨필 평면을 가로지르는 위치들의 상대적인 표면적은 (σ3 2-σinner 2)/2에 달한다. 따라서, 에텐듀 비(X)(즉, 상대적으로 사용된 퓨필 영역의 역수)는 X = 2/(σ3 2-σinner 2)와 같다.
각각의 제 1 반사 요소는 같은 사분면(Q1)의 상이한 부분들로부터 2 개의 위치들을 개별적으로 조명하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 각각의 제 1 반사 요소는 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동하도록 구성된다. 제 1 반사 요소가 제 1 방위에 있을 경우, 방사선 서브-빔은 외부 위치 그룹의 연관된 제 1 위치를 향하여 지향된다. 제 1 반사 요소가 제 2 방위에 있을 경우, 방사선 서브-빔은 내부 위치 그룹의 연관된 제 2 위치를 향하여 지향된다(두 위치 모두는 같은 사분면 내에 있다).
도 3 및 도 10을 참조하면, 제 1 반사 요소(22a)는 제 1 방위에 있을 경우에는 연관된 제 1 위치(A1)을 조명하고, 제 2 방위에 있을 경우에는 연관된 제 2 위치(A2)를 조명하도록 구성될 수 있다. 상이한 제 1 반사 요소(22b)는 제 1 방위에 있을 경우에는 연관된 제 1 위치(B1)을 조명하고, 제 2 방위에 있을 경우에는 연관된 제 2 위치(B2)를 조명하도록 구성될 수 있다. 다른 제 1 반사 요소들이 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
위치들이 링 형상 영역으로 배치되는 실시예(도 7 참조)에서와 같이, 여기서도 본 발명의 일 실시형태는 원하는 조명 모드들이 같은 대칭을 공유하지 않으며, 이 경우에 위치들의 배치들은 위치들 각 쌍이 연관된 쌍의 위치들을 가지고, 2 개의 쌍은 사분면(Q1)을 이등분하는 라인 SS에 대해 대칭이다.
예를 들어, 제 1 쌍의 위치들(A1, A2)은 제 7 쌍의 위치들(G1, G2)과 연관된다. 이들 두 쌍들은 라인 SS에 대해 대칭이다. 제 2 예시에서, 제 2 쌍의 위치들(B1, B2)은 제 4 쌍의 위치들(H1, H2)과 연관된다. 이들 두 쌍들 역시 라인 SS에 대해 대칭이다. 동일한 대칭의 제한이 다른 쌍의 위치들에 대해 적용된다. 또한, 같은 제한이 다른 사분면들에 대해서도 적용된다.
퓨필 평면의 사분면 각각에 대해 위치들 및 연관된 제 1 반사 구역들의 구조는 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 2 사분면은 제 1 사분면의 거울 이미지일 수 있다. 제 3 및 제 4 사분면들은 제 1 및 제 2 사분면의 거울 이미지들일 수 있다.
제 1 반사 요소들 각각은 사전설정된 축을 중심으로 회전시킴으로써 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동될 수 있다. 회전은 엔드 스톱들에 의해 제한될 수 있다. 외부 조명 그룹의 위치와 내부 조명 그룹의 위치를 조사하기 위하여, 사전설정된 축은 조명 시스템의 광학 축을 통과하지 않는 경우가 있을 수 있다.
도 3 및 도 10을 참조하면, 연관된 제 1 위치들(A1, A2)을 조명하는 첫 번째 제 1 반사 요소(22a)는 제 1 축(AA)를 중심으로 회전할 수 있다. 연관된 제 2 위치들(L1, L2)을 조명하는 두 번째 제 1 반사 요소(22b)는 제 2 축(BB)를 중심으로 회전할 수 있다. 다른 반사 요소들은 다른 축들(예시되지 않음)을 중심으로 회전할 수 있다. 전체적으로, 제 1 사분면(Q1)에 대해 12 개의 축들이 존재한다. 제 3 사분면에 대한 회전 축들은 제 1 사분면에 대한 회전 축들과 평행하다. 제 2 사분면에 대해 12 개의 회전 축이 존재하며, 이들은 제 4 분면에 대한 회전 축들과 평행하다. 전체적으로 24 개의 회전 축들이 존재한다.
퓨필 평면의 맞은편 사분면들의 대응되는 위치들과 연관된 제 1 반사요소들은 동일 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 도 10에 나타낸 예시에서는, 예를 들어, 전체적으로 12 개의 사전설정된 회전 축이 존재할 수 있다. 이는 Q1 및 Q3를 가로질러 연장되는 6 개의 축들과 Q2 및 Q4를 가로질러 연장되는 6 개의 축들을 포함한다.
제 1 반사 요소들은 7 개의 상이한 조명 모드들을 생성하는 데 이용될 수 있다. 조명 모드들은 도 11에 도시되어 있다. 조명 모드들에는 제 1, 제 2, 및 제 3 환형 모드들, 제 2 디스크 모드, 이중극 모드들 및 사중극 모드들이 있다.
도 11a에 나타낸 제 1 환형 모드를 생성하기 위하여, 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 A1 내지 L1이 조명되도록 배향된다. 이는, 모든 제 1 반사 요소를 사전설정된 축을 중심으로 제 1 방위까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들도 유사하게 배향된다.
도 11b에 나타낸 제 2 환형 모드를 생성하기 위하여, 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 A2 내지 L2가 조명되도록 배향된다. 이는, 모든 제 1 반사 요소를 사전설정된 축을 중심으로 제 2 방위까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3, 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들도 유사하게 배향된다. 내부 반경 범위(σinner)가 0일 경우, 이 모드는 환형 모드보다는 디스크 모드일 것이다.
도 11c에 도시된 바와 같이 제 3 환형 조명 모드를 생성하기 위하여, 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 A2, B1, C2, D1, E2, F1, G2, H1, I2, J2, K2 및 L1이 조명되도록 배향된다. 이는, 위치들 A, C, E, G, I 및 K와 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 2 방위들까지 회전시키고, B, D, F, H, J 및 L과 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 1 방위들까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들도 유사하게 배향된다.
도 11d에 도시된 바와 같이 x-이중극 조명 모드를 생성하기 위하여, 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 A2 내지 F2 및 G1 내지 L1이 조명되도록 배향된다. 이는, 위치들 A 내지 F와 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 2 방위들까지 회전시키고, 위치들 G 내지 L과 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 1 방위들까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들도 유사하게 배향된다.
도 11e에 도시된 바와 같이 y-이중극 조명 모드를 생성하기 위하여, 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 A1 내지 F1 및 G2 내지 L2이 조명되도록 배향된다. 이는, 위치들 A 내지 F와 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 1 방위들까지 회전시키고, 위치들 G 내지 L과 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 2 방위들까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들도 유사하게 배향된다.
도 11f에 도시된 바와 같이 사중극 조명 모드를 생성하기 위하여, 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 D1 내지 I1, J2 내지 L2 및 A2 내지 C2가 조명되도록 배향된다. 이는, 위치들 D 내지 I와 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 1 방위들까지 회전시키고, 위치들 J 내지 L 및 A 내지 C와 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 2 방위들까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들도 유사하게 배향된다.
도 11g에 도시된 바와 같이 대안적인 사중극 조명 모드를 생성하기 위하여, 사분면(Q1)과 연관된 제 1 반사 요소들은 위치들 A1 내지 C1 및 G2 내지 I2, J1 내지 L1 및 D2 내지 F2가 조명되도록 배향된다. 이는, 위치들 A 내지 C 및 J 내지 L과 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 1 방위들까지 회전시키고, 위치들 G 내지 I 및 D 내지 F와 연관된 제 1 반사 요소들을 사전설정된 축들을 중심으로 그들의 제 2 방위들까지 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분면들의 위치들과 연관된 제 1 반사 요소들도 유사하게 배향된다.
또한, 제 1 반사 요소들은 퓨필 평면에서 다른 원하는 조명 모드들을 생성하도록 배향될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같은 여하한의 조명 모드는 사분면의 위치들을 조사하는 제한된 수의 제 1 반사 요소들을 2 개의 방위들 중 다른 하나로 이동시킴으로써 원래 조명 모드의 근사형을 제공하도록 변경될 수 있다. 조명 모드의 이러한 조정은 표준 조명 모드들의 "근사" 변형례를 제공할 수 있다. 예를 들어, 연관된 위치 A1을 조사하는 필드 패싯을 도 10(및 도 12)에 예시된 바와 같은 연관된 위치 A2를 조사하는 위치로 전환시키고, 다른 3 개의 사분면들의 위치들과 연관된 대응되는 제 1 반사 요소들에 대해서도 유사한 전환을 적용함으로써, 도 11e에 도시된 이중극 조명 모드는 도 12에 도시된 바와 같이 근사 이중극 조명 모드로 변경될 수 있다. 근사 조명 모드들의 이용은 이미징될 패턴에 따라 개선된 리소그래피 프로세스 윈도우를 제공할 수 있다.
설명된 본 발명의 실시예들은 16 개의 제 1 반사 요소 또는 48 개의 제 1 반사 요소들을 갖는 것으로 언급되었으나, 여타 적합한 수의 제 1 반사 요소들이 이용될 수도 있다.
본 발명의 상술된 설명은 (예를 들어, EUV 리소그래피 장치의 일부를 포함하는) 반사 조명 시스템에 대해 언급하였다. 하지만, 본 발명은 굴절 요소들을 포함하는 조명 시스템으로 제공될 수도 있다. 본 발명은, 예를 들어 DUV 리소그래피 장치에 제공될 수도 있다. 굴절 광학 구성요소들은 반사 광학 구성요소들을 대신하거나 그와 더불어 조명 시스템 퓨필 평면에 제공될 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예들을 상술하였으나, 본 발명은 그와는 달리 실시될 수도 있음을 이해하여야 한다. 상술된 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 발명의 바람직한 특징들은 본 발명의 모든 실시형태에 적용가능하며, 어떠한 조합으로도 이용될 수 있다.

Claims (25)

  1. 복수의 반사 요소들을 갖는 조명 시스템에 있어서,
    상기 반사 요소들은 퓨필 평면의 상이한 위치들을 향하여 방사선을 지향시키는 상이한 방위들 사이에서 이동가능하여 상이한 조명 모드들을 형성하며,
    각각의 반사 요소는,
    - 상기 퓨필 평면의 연관된 제 1 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 각각의 제 1 방위와,
    - 상기 퓨필 평면의 연관된 제 2 위치를 향하여 방사선을 지향시키는 각각의 제 2 방위 사이에서 이동가능하며,
    상기 반사 요소의 상기 각각의 제 1 방위 및 상기 각각의 제 2 방위는 엔드 스톱들(end stops)에 의하여 정의되고,
    상기 엔드 스톱들은 조정가능한 위치들을 갖는 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 반사 요소는 각각의 장착부(mounting)에 장착되며, 상기 장착부는,
    - 상기 반사 요소의 상기 제 1 방위에 대응되는 각각의 제 1 위치와,
    - 상기 반사 요소의 상기 제 2 방위에 대응되는 각각의 제 2 위치 사이에서 이동가능하며,
    상기 엔드 스톱들은 상기 장착부의 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치를 정의하여, 상기 반사 요소의 상기 각각의 제 1 방위 및 상기 각각의 제 2 방위를 정의하는 조명 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 장착부는 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 이동가능한 1 이상의 아암들(arms)을 포함하는 조명 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 엔드 스톱들은 조정가능한 위치들을 가지며, 상기 장착부는 상기 반사 요소의 회전 축의 방위가 상기 엔드 스톱들 중 1 이상의 위치를 조정함으로써 조정될 수 있도록 구성되는 조명 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 장착부는 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치 사이에서 상기 장착부를 이동시키도록 구성되는 액추에이터에 연결되는 조명 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 복수의 각각의 장착부들에 연결되고, 상기 각각의 제 1 위치와 상기 각각의 제 2 위치 사이에서 상기 복수의 각각의 장착부들을 동시에 이동시키도록 구성되는 조명 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 압전(piezo-electric) 액추에이터, 정전기 액추에이터, 바이-메탈(bi-metal) 액추에이터, 또는 모터인 조명 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 요소들은 동일 축을 중심으로 회전가능하도록 구성 및 배치되는 반사 요소들의 그룹을 포함하는 조명 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 요소들은 또 다른 동일 축을 중심으로 회전가능하도록 구성 및 배치되는 또 다른 반사 요소들의 그룹을 포함하며,
    상기 축 및 상기 또 다른 동일 축은 상기 조명 시스템의 광학 축을 통과하는 조명 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 요소들은 또 다른 동일 축을 중심으로 회전가능하도록 구성 및 배치되는 또 다른 반사 요소들의 그룹을 포함하며,
    상기 축 및 상기 또 다른 동일 축은 상기 조명 시스템의 광학 축을 통과하지 않는 조명 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 퓨필 평면에 제공되는 또 다른 복수의 반사 요소들을 포함하는 조명 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 조명 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.
  14. 조명 시스템의 조명 모드들을 형성하는 방법에 있어서,
    - 엔드 스톱들에 의하여 정의되는 각각의 제 1 방위들로 복수의 반사 요소들을 이동시키는 단계;
    - 제 1 조명 모드를 형성하기 위하여 퓨필 평면의 연관된 제 1 위치들로 방사선을 지향시키는 단계;
    - 엔드 스톱들에 의하여 정의되는 각각의 제 2 방위들로 상기 복수의 반사 요소들 중 적어도 몇몇을 이동시키는 단계;
    - 제 2 조명 모드를 형성하기 위하여 퓨필 평면의 연관된 제 2 위치들로 방사선을 지향시키는 단계; 및
    - 상기 엔드 스톱들 중 적어도 어느 하나의 위치를 조정하는 단계
    를 포함하는 조명 모드 형성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 조명 모드 및 상기 제 2 조명 모드는,
    - 종래의 온 액시스(on axis) 조명 모드 및 오프 액시스(off axis) 조명 모드, 또는
    - 제 1 오프 액시스 조명 모드 및 제 2 오프 액시스 조명 모드로부터 선택되는 서로 상이한 조명 모드들인 조명 모드 형성 방법.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 14 항에 있어서,
    반사 요소와 관련하여 연관된 제 1 위치 및 제 2 위치는 상기 조명 시스템의 광학 축에 대해 중심 잡힌 상기 퓨필 평면의 원형 섹션의 사분면(quadrant)에 포함되는 조명 모드 형성 방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치는 서로 반경방향으로 이격되어 있는 조명 모드 형성 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치의 배치들은, 대응되는 또 다른 반사 요소와 관련된 또 다른 제 1 위치 및 또 다른 제 2 위치의 배치들과 연관되며,
    상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치의 배치들 및 상기 또 다른 제 1 위치 및 상기 또 다른 제 2 위치의 배치들은 상기 사분면을 이등분하는 라인에 대하여 대칭인 조명 모드 형성 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 반사 구성요소 및 제 2 반사 구성요소를 포함하는 조명 시스템에 있어서,
    상기 제 1 반사 구성요소는 방사선 소스로부터 방사선을 수용하고, 상기 방사선을 제 2 반사 구성요소를 향하여 반사시키도록 구성 및 배치되고,
    상기 제 2 반사 구성요소는 패터닝 디바이스를 위한 조명 영역을 향하여 입사 방사선을 반사시킴으로써 제 2 방사선 소스로서의 역할을 하도록 구성 및 배치되고,
    상기 제 1 반사 구성요소는 복수의 제 1 반사 요소들을 가지며,
    각각의 제 1 반사 요소는,
    - 방사선이 상기 제 2 반사 구성요소에서의 연관된 제 1 위치를 향하여 반사되는 각각의 제 1 방위, 및
    - 방사선이 상기 제 2 반사 구성요소에서의 연관된 제 2 위치를 향하여 반사되는 각각의 제 2 방위 사이에서 이동가능하며,
    상기 반사 요소의 상기 제 1 방위 및 상기 제 2 방위는 엔드 스톱들에 의하여 정의되고,
    상기 엔드 스톱들은 조정가능한 위치들을 갖는 조명 시스템.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서,
    연관된 제 1 위치 및 연관된 제 2 위치는 광학 축을 중심으로 둘레방향으로 환형의 형상을 갖는 상기 제 2 반사 구성요소에서의 영역에 배치되는 조명 시스템.
  21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 반사 구성요소에,
    - 광학 축을 중심으로 둘레방향으로 환형의 형상을 갖는 영역, 및
    - 상기 환형 형상의 영역으로 둘러싸인 내부 영역이 존재하며,
    연관된 제 1 위치들은 상기 내부 영역에 배치되고, 연관된 제 2 위치들은 상기 환형 형상을 갖는 영역에 배치되는 조명 시스템.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    복수의 제 1 반사 요소들은 동일 축을 중심으로 회전가능하도록 구성 및 배치되는 반사 요소들의 그룹을 포함하는 조명 시스템.
  23. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 반사 구성요소는 상기 조명 시스템의 퓨필 평면에 제공되는 조명 시스템.
  24. 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연관된 제 1 위치 및 상기 연관된 제 2 위치는 첫 번째 및 두 번째의 연관된 제 2 반사 요소를 각각 포함하고,
    상기 첫 번째 및 두 번째의 연관된 제 2 반사 요소들은, 각각 제 1 방위 및 제 2 방위에 있을 경우 대응되는 제 1 반사 요소에 의하여 반사되는 방사선의 제 1 서브-빔 및 제 2 서브-빔을 상기 조명 영역으로 지향시키도록 구성 및 배치되는 조명 시스템.
  25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 조명 시스템을 포함하는 리소그래피 장치.
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