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KR20080012240A - 193nm 이하의 파장을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명시스템 - Google Patents

193nm 이하의 파장을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명시스템 Download PDF

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KR20080012240A
KR20080012240A KR1020070077637A KR20070077637A KR20080012240A KR 20080012240 A KR20080012240 A KR 20080012240A KR 1020070077637 A KR1020070077637 A KR 1020070077637A KR 20070077637 A KR20070077637 A KR 20070077637A KR 20080012240 A KR20080012240 A KR 20080012240A
Authority
KR
South Korea
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field
plane
illumination
raster elements
less
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020070077637A
Other languages
English (en)
Inventor
마르틴 엔드레스
옌스 오쓰만
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠티 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102006036064A external-priority patent/DE102006036064A1/de
Application filed by 칼 짜이스 에스엠티 아게 filed Critical 칼 짜이스 에스엠티 아게
Publication of KR20080012240A publication Critical patent/KR20080012240A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

본 발명은 광원의 광이 광 경로 내에서 필드 평면(129)으로 유도되는, 193 nm 이하, 바람직하게는 126 nm 이하, 특히 바람직하게는 30 nm 이하, 특히 10 nm 내지 30 nm 범위의 파장을 갖는 투영 조사 장치를 위한 조명 시스템에 관한 것으로서, 상기 조명 시스템은 다수의 필드 래스터 소자들(309)을 구비한 광학 소자(102)를 포함하고, 상기 광학 소자는 광원(101)으로부터 필드 평면(129)까지 이르는 광 경로 내부의 한 평면(150)에서 상기 광원(101) 다음에 배치되어 있으며, 이 경우 상기 평면(150)에는 조명이 제공되며, 다수의 필드 래스터 소자들(309) 중에서 적어도 한 부분은 상기 평면(150)에서 불완전하게 조명되며, 상기 불완전하게 조명된 필드 래스터 소자의 조명을 조절하기 위한 장치가 제공되고, 상기 조절 장치에 의하여 필드 평면(129)에서 조명된 하나의 필드(131)의 균일성이 조절될 수 있다.

Description

193nm 이하의 파장을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템 {ILLUMINATION SYSTEM FOR A PROJECTION EXPOSURE APPARATUS WITH WAVELENGTHS ≤ 193 nm}
본 발명은 193 nm 이하, 바람직하게는 126 nm 이하, 특히 100 nm 이하의 파장을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템 및 투영 노광 장치 그리고 필드 평면에서의 조명의 균일성 및 사출 동공 내부에서의 조명의 타원율(ellipticity)과 원중심율(telecentricity)을 조절하기 위한 방법에 관한 것이다.
파장(λ)이 193 nm 이하인 마이크로리소그래피(microlithography)용 조명 시스템들은 다수의 간행물에 공지되어 있다.
전자 소자들의 구조물 폭을 특히 마이크로미터 이하(sub-㎛) 범위에서 줄일 수 있기 위해서는, 사용되는 광의 파장을 줄이는 것이 바람직하다. 이 경우에는 193 nm 이하의 파장을 갖는 광의 사용, 특히 소프트 X-레이를 이용하고 소위 극자외선(Extreme Ultraviolet: EUV) 리소그래피로 언급되는 리소그래피의 사용이 제안된다.
EUV 리소그래피로서는 현재 10 내지 30 nm, 구체적으로 11 내지 14 nm 범위 의 파장, 특히 13.5 nm의 파장(λ)이 논의되고 있다. 상기 EUV 리소그래피의 이미지 품질은 한편으로는 투영 대물렌즈(projection objective)에 의해서 그리고 다른 한편으로는 조명 시스템에 의해서 결정된다. 상기 조명 시스템은 구조물을 지지하는 마스크, 소위 레티클(reticle)이 그 내부에 배치될 수 있는 필드 평면에서 필드, 예컨대 링 필드(ring field)를 가급적 균일하게 조명해야만 한다. 상기 투영 대물렌즈에 의해서는 필드 평면에 있는 필드가 웨이퍼 평면으로서도 언급되는 이미지 평면에 전사(transfer)된다. 상기 이미지 평면에는 광에 민감한 물체, 예컨대 웨이퍼가 배치되어 있다.
EUV 광으로 동작하는 시스템의 경우에는 광학 소자들이 반사 광학 소자들로서, 특히 미러로서 형성된다. EUV 조명 시스템의 필드 평면에 있는 필드의 형상은 통상적으로 링 필드의 형상을 갖는다.
조명 시스템들이 본 발명에서와 동일한 방식으로 사용되는 투영 노광 장치들은 일반적으로 소위 스캐닝 모드(Scanning Mode)로 작동된다. EUV 리소그래피용의 조명 시스템들 그리고 이와 같은 유형의 조명 시스템들을 구비한 투영 노광 장치들은 미국등록특허 제6,452,661호, 미국등록특허 제6,198,793호 또는 미국등록특허 제6,438,199호에 개시되어 있다. 전술한 EUV 조명 시스템들은 에땅뒤(Etendue)를 조절하고 필드 평면에서 필드를 균일하게 조명하며 동공 평면에서 동공을 규정된 바대로 조명하기 위한 소위 벌집형 집광기들을 포함한다. 상기 벌집형 집광기들은 일반적으로 두 개의 패싯형(facetted) 광학 소자들, 즉 다수의 필드 래스터(raster) 소자들을 구비한 제1 패싯형 광학 소자 그리고 다수의 동공 래스터 소 자들을 구비한 제2 패싯형 광학 소자를 포함한다.
WO 제2002/27401호에는 이중 패싯형(double-facetted) 조명 시스템이 공지되어 있으며, 상기 조명 시스템에서는 광범위하게 완전히 조명된 필드 래스터 소자들만이 필드 평면에 전사된다.
미국등록특허 제6,771,352호에는, 광 배리어(light barrier)에 의해서 개별 필드 래스터 소자들이 완전하게 차단될 수 있는 조명 시스템이 개시되어 있다. 하나의 필드 래스터 소자를 부분적으로 차단하는 방식도 또한 상기 미국등록특허 제6,771,352호에 기술되어 있으나, 상기와 같은 목적을 위해 상기 미국등록특허 제6,771,352호에 공지된 광 배리어들은 항상 부분적으로 광을 투과시킨다. 이와 같은 방식의 단점은, 하나의 필드 래스터 소자의 조사된 부분 영역과 조사되지 않은 부분 사이에 명확하게 규정된 경계가 전혀 형성되지 않는다는 점이다.
명확한 경계는 특히 보정될 균일성이 심하게 변동되는 경우에 장점이 된다. 상기 경계의 위치를 의도적으로 설정함으로써, 특정 영역 또는 상기 경계가 형성되는 필드의 특정한 하나의 장소에서 보정이 상대적으로 강한 영향을 미칠 수 있다. 균일성의 강한 변동들은 예컨대 필드 래스터 소자들의 조명이 국부적으로 제한된 강한 변동을 갖는 경우에 발생한다. 이와 같은 변동들은 예를 들어 필드 래스터 소자들을 구비한 광학 소자 앞의 광 경로(light path) 내에 배치된 컬렉터의 지지 스포크(supporting spoke)에 의해서 투사되는 그림자 때문에 발생할 수 있다. 개별 컬렉터 쉘(shell)을 지지하기 위한 스포크를 구비한 컬렉터는 예를 들어 유럽특허 제1354325호에 개시되어 있다.
WO 제2005/015314호에는, 필드 평면에 있는 필드의 조명 균일성을 개선하기 위하여 감쇠기(attenuator), 특히 필터 소자들이 상기 필드 평면과 짝을 이루어 결합된(conjugate) 평면 안에 배치되어 있거나 또는 상기 평면 가까이에 배치되어 있는, 이중 패싯형 조명 시스템이 공지되어 있다. WO 제2005/015314호에 따르면, 상기 필터 소자들은 상기 제1 패싯형 소자의 개별 각면(facet; 패싯)에 할당되어 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 상기 제1 패싯형 소자의 하나의 각면에 할당된 각각의 개별 광 채널 내부에서의 광 세기에 영향을 미칠 수 있게 된다.
WO 제2005/015314호에 공지된 시스템에서의 단점은 복잡한 구성이었다. 선행 기술에 따른 전술한 시스템들이 갖는 또 하나의 단점은, 필드 평면에서 가급적 균일한, 즉 한결같은 조명에 도달하기 위하여 WO 제02/27401호에 기술된 바와 마찬가지로 광범위하게 완전히 조명된 필드 래스터 소자들만이 전사된다는 사실이었다. 하지만 원형으로 조명이 이루어지는 경우에는, 광원으로부터 필드 래스터 소자들이 그 내부에 배치되어 있는 평면으로 방사되는 광의 20% 이상이 조명 시스템에 의해서 이용될 수 없게 된다.
절반-조명된 각면들(half-illuminated facetts)도 사용되었던 미국등록특허 제6,400,794호에서의 단점은, 조명 시스템의 사출 동공 내에서의 원중심율 에러 및 타원율 에러였다. 이중 패싯형 조명 시스템의 경우에는 필드 래스터 소자와 동공 래스터 소자 사이에 상호 할당의 결과로서 하나의 광 채널이 형성된다. 그렇기 때 문에 필드 래스터 소자들을 구비한 제1 패싯형 광학 소자의 불균일한 조명은 동공 래스터 소자들을 구비한 제2 패싯형 광학 소자의 불균일한 조명을 야기하게 된다. 이와 같은 불균일한 조명의 결과로서 전술한 바와 같은 원중심율 에러 및 타원율 에러가 나타난다. 따라서 상기 선행 기술에서는, 광원으로부터 방사된 광의 활용이 불충분하거나 또는 지나치게 큰 원중심율 에러 및 타원율 에러가 발생하는 조명 시스템이 제공되었다.
본 출원서의 경우에 조명 시스템의 필드 평면 내에서 이루어지는 균일한 조명이 의미하는 바는, 스캔 적분된 최소 에너지와 최대 에너지 간의 차(ΔSE), 소위 균일성 에러가 필드 높이 위에서 소정의 값만큼 미달한다는 것이다. 백분율로 나타낸 상기 균일성 에러(ΔSE)에 대해서는 아래와 같은 식이 적용된다:
Figure 112007056388854-PAT00001
본 출원서에서 "원중심율 에러"라는 용어는, 예를 들어 원형 사출 동공의 중앙과 상기 사출 동공 평면 안에 있는 중심 광선의 교차점 간의 편차를 의미한다.
"타원율"이라는 용어는 사출 동공 내부에서의 에너지 분포를 특징짓는 가중 인자(weight factor)를 의미한다. 에너지가 사출 동공 내부에서 전 각도 범위에 걸쳐 균일하게 분포되어 있다면, 상기 타원율은 1의 값을 갖게 된다. "타원율 에러"라는 용어는 이상적인 균일 분포값, 즉 값 1의 타원율과 특정 타원율의 편차를 말한다.
본 발명의 과제는 선행 기술의 여러 가지 단점들을 극복하는 것, 특히 낮은 균일성 에러, 타원율 에러 및 원중심율 에러를 특징으로 하는 동시에 광 손실이 가급적 낮은, 즉 상기 낮은 균일성 에러, 타원율 에러 및 원중심율 에러와 같은 특성들을 높은 광 수득율과 조합시키는, 193 nm 이하의 파장을 위한 조명 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 193 nm 이하의 파장을 갖는 광선을 방출하는 광원을 갖춘 조명 시스템에 의해서 해결되며, 이 경우 상기 조명 시스템은 제1 조명이 제공되는 평면 안에 필드 래스터 소자들을 구비한 제1 패싯형 광학 소자를 포함하며, 이때 상기 평면 안에 있는 필드 래스터 소자들의 적어도 한 부분은 완전하게 조명되지 않고, 상기 완전하게 조명되지 않은 필드 래스터 소자들의 조명을 조절하기 위한 장치가 제공되어 있으며, 이 경우 상기 조명 조절 장치에 의해서는 필드 평면 안에 있는 필드의 제2 조명의 균일성이 조절될 수 있다. 본 출원서에서 "완전하게 조명되지 않은"이라는 용어는, 하나의 래스터 소자의 면적이 바람직하게는 95% 미만으로, 보다 바람직하게는 90% 미만으로, 더욱 더 바람직하게는 85% 미만으로, 더욱 더 바람직하게는 80% 미만으로, 더욱 더 바람직하게는 75% 미만으로 조명된다는 것을 의미한다. 완전하게 조명되지 않은 하나의 필드 각면 또는 완전하게 조명되지 않은 하나의 필드 래스터 소자에서는 상기 필드 각면의 제1 영역만이 조명된다. 본 발명에 따르면 예를 들어 광 배리어에 의해서 광이 차단됨으로써, 결과적으로 상기 필드 래스터 소자의 제2 영역은 실제로 광을 수용하지 않게 된다. 즉, 전반적으로 완전하게 광으로부터 차폐된다. 예를 들어 하나의 필드 래스터 소 자가 50%로 조명되면, 제1 조명된 영역이 상기 필드 래스터 소자의 전체 면적의 50%를 채우고, 제2 조명되지 않은 부분 및 그와 더불어 상기 필드 래스터 소자의 어두운 부분이 마찬가지로 상기 필드 래스터 소자의 전체 면적의 50%를 채우게 된다.
특히 본 발명은 193 nm 이하, 바람직하게는 126 nm 이하, 보다 바람직하게는 30 nm 이하, 더욱 더 바람직하게는 10 nm 내지 30 nm 범위의 파장을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템을 제시하며, 이 경우 광원의 광은 광 경로를 따라 필드 평면으로 향하게 되는데, 상기 필드 평면은 평면 내부의 광원으로부터 필드 평면까지 이르는 광 경로 내에서 광원 다음에 배치되어 있으며 다수의 필드 래스터 소자들을 구비한 광학 소자를 포함하고, 이때 상기 평면에는 조명이 제공되며, 복수의 필드 래스터 소자들을 구비한 적어도 하나의 필드 래스터 소자가 상기 평면에서는 단지 제1 영역에서만 조명되며, 제2 영역에는 조명되지 않고, 상기 필드 래스터 소자의 제1 및 제2 영역들의 크기를 조절하기 위한 장치가 존재하며, 이 경우 상기 크기 조절 장치에 의해서는 상기 필드 평면 안에 있는 필드의 필드 조명의 균일성이 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치에서는 균일성을 조절하기 위해서 단지 부분적으로 조명된 필드 각면의 조명만이 변동되기 때문에, 기계적인 구성이 매우 간단하다. 따라서 예를 들어 에지에 고정되는 광 배리어만으로 충분하므로, 결과적으로 기계적 소자들이 광선 경로 안으로 돌출하지 않아 차폐가 야기되지 않는다. 또한, 이와 같은 광 배리어 시스템은 상기 광선 경로로부터 유래하는 광의 유입도 가능케 한다.
특히 바람직한 경우는, 균일성 에러가 ±5%보다 우수하고, 구체적으로 ±2%보다 우수하며, 보다 구체적으로는 ±0.5%보다 우수하다는 것 및/또는 스캔 적분된 타원율이 x-위치에 따라서, 즉 조명될 필드 안에서의 필드 높이에 따라서 1±0.1, 구체적으로 1±0.05, 보다 구체적으로 1±0.02의 범위 안에 있는 경우다. 또 다른 바람직한 경우는, 본 조명 시스템이 낮은 원중심율-에러를 특징으로 하고, 상기 원중심율-에러가 필드 내에서의 위치에 따라, 즉 필드 높이에 따라 ±2.5 mrad, 구체적으로 ±1.5 mrad, 보다 구체적으로 ±0.5 mrad의 에러를 초과하지 않는 경우다. 필드 래스터 소자들이 배치되어 있는 평면으로 유입되는 광원의 에너지는 상기 필드 래스터 소자들에 의해서 70% 이상, 구제적으로 80% 이상, 보다 구체적으로는 90% 이상 수용되어야만 한다.
바람직하게 필드 평면 안에 있는 필드는 제1 형상을 갖고, 필드 래스터 소자들은 제2 형상을 가지며, 상기 제1 형상은 상기 제2의 형상과 전반적으로 일치한다. 상기 필드의 형상이 원호 모양인 경우에는 바람직하게 예를 들어 미국등록특허 제6,195,201호에 기술된 바와 같이 상기 필드 래스터 소자들도 호 모양의 형상을 갖는다.
필드 래스터 소자들이 조명될 필드의 형상을 가지면, 상기 필드 래스터 소자들은 패싯형 광학 소자의 캐리어 구조물 상에 열 및 행으로 배치될 수 있으며, 이 경우 행들은 바람직하게 미국등록특허 제6,452,661호에 기술된 바와 같이 호 모양의 각면들을 조밀하게 채울 수 있기 위하여 서로 간에 오프셋(offset)되지 않는다.
필드 래스터 소자들이 열 및 행으로 배치되어 있다면, 상기 복수의 필드 래스터 소자들은 블록들로 적분된 경우가 바람직하다.
바람직하게 조명 조절 장치는 적어도 하나의 광 배리어를 포함하며, 이 경우 상기 광 배리어는 바람직하게 완전히 조명되지 않은 필드 래스터 소자에 할당되어 있다. 대안적으로, 특히 필드 각면들 및 그와 더불어 해당 광 배리어들의 치수가 매우 작은 경우에는, 하나의 광 배리어에 다수의 필드 각면들이 할당될 수도 있다.
조명 시스템이 스캐닝-투영 노광 장치에 사용되면, 필드는 한 가지 독특한 방향, 즉 y-방향으로서도 언급되는 스캐닝 방향을 갖게 된다. 그 경우 광 배리어(들)는 실제로 상기 스캐닝 방향에 대하여 수직으로 이동 가능하게 형성된다. 상기 광 배리어(들)가 실제로 상기 스캐닝 방향에 대하여 수직으로, 즉 x-방향으로 이동함으로써 광, 즉 에너지는 필드 높이(x)에 따라 의도한 바대로 필드로부터 제거되거나 또는 부가될 수 있다. 그럼으로써, 필드 평면에서의 조명의 균일성은 필드 높이에 따라 영향을 받을 수 있다.
조명 조절 장치는 광 배리어의 대안으로서 광을 약화시키기 위한 복수의 와이어를 포함할 수도 있다. 이와 같은 유형의 광 감쇠기는 예를 들어 유럽특허 제1291721호에 개시되어 있다. 조절이 상기 와이어에 의해서 실행되면, 예를 들어 상기 와이어가 이동하게 됨으로써, 결과적으로 상기 와이어의 그림자는 필드 각면들 상에 있는 특정 영역들을 가리게 된다. 추가의 조명 조절 장치들은 예를 들어 광원으로부터 필드 평면까지 이르는 광선 경로 안에 배치되어 있는 임의의 광학 소자를 변형시키고 및/또는 기울일 수 있는 장치들이다. 가능한 소자들은 컬렉터 또 는 스펙트럼 필터 또는 추가의 미러이다. 한 가지 추가의 가능성은 상기 광원으로부터 상기 필드 평면까지 이르는 상기 광 경로 안에서 컬렉터 뒤에, 즉 상기 컬렉터의 배출구 측에 배치되어 있는 광 배리어이다. 부분적으로 조명된 필드 각면들의 조명을 변동시키기 위하여, 필드 각면들을 갖는 전체 광학 소자, 즉 필드 각면 플레이트도 이동될 수 있다.
예를 들어 개별 필드 각면들에 할당될 수 있는 광 배리어와 같은 이동 가능한 조절 장치에 의하여, 필드 조명의 균일성 에러(ΔSE)는 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 보다 구체적으로 2% 이하에 도달할 수 있다. 예를 들어 2%의 나머지 균일성 에러는 실제로 작동 중의 코팅의 소모, 광학 소자들의 열에 의한 변형, 또는 광학 소자들 혹은 광원의 교체에 의해서 야기된다.
본 발명의 한 가지 장점은 특히, 조절 장치를 이용하여 조명 시스템의 균일성을 계속 조절할 수 있으므로, 필드 평면에서의 조명이 조명 시스템 내부에서의 변동으로 인하여 시간에 따라 변동되는 경우에도, 지정된 균일성 에러가 초과하지 않는다는 것이다. 이와 같은 경우는 예를 들면 광원의 공간적 및 시간적 위치 변동으로 인하여 조명이 변동되는 경우일 수 있다. 상기와 같은 광원의 위치 혹은 방사 세기의 공간적 및/또는 시간적 위치 변동은 광원의 "지터(jitter)"로서도 언급된다. 본 발명의 개선예에 따르면, 부분적으로 조명된 영역들의 조명이 하나 또는 다수의 필드 래스터 소자들에 의하여 조절됨으로써, 본 조명 시스템의 부분품들의 구조를 변경하지 않고서도 계속해서 지정된 균일성 에러에 도달할 수 있게 된다.
또한, 광원의 스펙트럼적 세기 분포의 변경도 조명을 변동시킬 수 있다. 따라서, 하나의 광학 소자의 반사율은 통상적으로 조사된 광의 파장에 의존한다. 그렇기 때문에, 상기 파장 변동은 반사율의 변동 및 그와 더불어 조명의 변동을 야기한다.
광원 또는 조명 광선 경로 안에 있는 하나의 광학 소자를 교체하는 것도 조명의 변동, 특히 필드 평면에서의 조명의 균일성을 변동시킬 수 있다. 교체에 의해서 야기되는 균일성 에러도 본 발명에 따른 장치에 의하여 단지 부분적으로 조명된 필드 각면들만을 의도한 바대로 차폐함으로써 교정될 수 있다.
본 조명 시스템의 조명 특성은 작동 중에 발생하는 코팅의 소모에 의해서 또는 광학 소자들의 열에 의한 변형에 의해서도 변동될 수 있다. 이와 같은 방식으로 조명이 변동되는 경우에도, 균일성 에러는 본 발명에 따른 조절 장치에 의해서 보상될 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 광학 소자들의 교체, 광학 소자들의 열에 의한 변형, 광원의 공간적 및 시간적 변동으로 인하여 조명이 변동되는 경우에도, 조절 장치에 의하여 균일성 에러가 계속해서 지정된 균일성 에러 아래로 유지될 수 있는 조명 시스템을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의해서는, 예를 들어 조명이 시간에 따라 변동되는 경우에도 균일성 에러를 언제나 소정 한계값 아래로, 예컨대 5%, 특히 2%의 균일성 에러 아래로 유지할 수 있다.
본 발명의 한 대안적인 실시예에서는, 예를 들어 광 배리어와 같은 가동적인 조절 장치들이 아니라 오히려 완전히 조명되지 않는 필드 래스터 소자들이 제1 패 싯형 광학 소자의 캐리어 구조물 상에 있는 필드 평면에 배치됨으로써, 상기 필드의 필드 조명은 5% 이하, 특히 2% 이하의 범위에서 소정의 균일성 에러를 갖게 된다.
바람직하게 제1 조명은 상기 제1 패싯형 광학 소자가 배치되어 있는 평면에서는 고리 모양의 형상을 갖는다.
특히 바람직하게 상기 조명 시스템은 예를 들어 미국등록특허 제6,438,199호 또는 미굳등록특허 제6,198,793호에 기술된 바와 같이 제1 및 제2 패싯형 광학 소자를 구비한 이중 패싯형 조명 시스템이다. 상기 제2 패싯형 광학 소자는 광원으로부터 필드 평면까지 이르는 광 경로 안에서 상기 제1 패싯형 광학 소자 다음에 배치되어 있다. 상기 제2 패싯형 광학 소자는 다수의 동공 래스터 소자들을 포함한다. 각각 하나의 필드 래스터 소자와 하나의 동공 래스터 소자 사이에는 광 채널이 형성되어 있다. 동공 래스터 소자들의 배열 상태가 사출 동공 내에서의 광 분포를 결정하기 때문에, 예를 들어 중심 주변에 대칭으로 분포된 특정 동공 래스터 소자들에 완전히 조명되지 않은 필드 래스터 소자들을 적절히 할당함으로써 소위 사출 동공 평면 내에서의 동공 조명 상태가 조절될 수 있으며, 이 경우 상기 조명 시스템의 사출 동공 평면에서의 동공 조명은 ±2 mrad 보다 우수한, 바람직하게는 ±1 mrad 보다 우수한, 보다 바람직하게는 ±0.5 mrad 보다 우수한 원중심율을 갖게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 조명 시스템의 사출 동공 내에서의 동공 조명이 1 ± 0.10, 바람직하게는 1 ± 0.05, 보다 바람직하게는 1 ± 0.025 범위의 타원율을 갖도록, 필드 래스터 소자들이 동공 래스터 소자들에 할당된다.
상기 조명 시스템 이외에 본 발명은, 조명 시스템에 의하여 필드 평면 내에서 조명된 물체를 이미지 평면에 전사하기 위한 투영 대물렌즈 및 조명 시스템을 포함하는 투영 노광 장치도 제시한다.
또한 필드 래스터 소자들을 갖는 제1 패싯형 광학 소자가 배치된 하나의 평면에 있는 조명 및 필드 조명을 갖는 하나의 필드 평면에 있는 필드 그리고 사출 동공 내에 있는 동공 조명을 구비한 조명 시스템의 균일성, 원중심율 및 타원율을 조절하기 위한 방법이 제시된다. 상기 방법에 따르면, 필드 래스터 소자들이 배치되어 있는 평면에서의 조명 조절은 필드의 필드 조명의 균일성 에러(ΔSE)가 5% 이하, 특히 2% 이하가 되도록 이루어진다. 그 다음에 각각의 필드 래스터 소자에는 제2 광학 소자의 동공 래스터 소자가 광 채널을 형성하면서 할당되며, 이 경우 상기 할당은, 하나의 사출 동공 평면에서 ±1 mrad, 바람직하게는 ±0.5 mrad의 원중심율 편차 및/또는 1 ± 0.1, 보다 바람직하게는 1 ± 0.05, 더욱 더 바람직하게는 1 ± 0.02 범위의 타원율을 갖는 동공 조명이 이용되도록 이루어진다.
전술한 모든 조명 시스템들은 바람직하게, 제1 조명이 제공되는 상기 제1 패싯형 광학 소자의 평면에 있는 광원의 광이 필드 래스터 소자들에 의하여 70% 이상까지, 특히 80% 이상까지, 특히 90% 이상까지 수용되는 것을 특징으로 하는데, 그 이유는 필드 래스터 소자들도 완전히 조명되지 않는 광을 수용하기 때문이다.
조명을 조절하기 위한 장치는 바람직하게 스캐닝 방향에 대하여 수직인 하나의 방향으로 이동될 수 있는 광 배리어로 이루어진 시스템이다.
동공 래스터 소자들에 대한 필드 래스터 소자의 할당을 조절할 수 있기 위하여, 필드 래스터 소자들은 작동기에 의해서 변동될 수 있는 경사각으로 하나의 캐리어 상에 배치될 수 있다. 따라서, 그때에 동공 래스터 소자들에 대한 필드 래스터 소자들의 할당이 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 투영 노광 장치는 마이크로 전자 부품들을 제조하기에 적합하며, 이 경우 구조화된 마스크는 투영 대물렌즈의 이미지 평면에 있는 감광성 층에 전사된다. 상기 구조화된 마스크의 형상은 상기 마이크로 전자 부품의 한 부분을 형성하면서 현상된다.
본 발명은 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은, 기본적인 원리를 설명하기 위해서, 이중 패싯형 조명 시스템으로도 언급되는 두 개의 패싯형 광학 소자들을 구비한 굴절 조명 시스템 내에서의 빔 경로를 도시한다. 1 내지 20 nm 범위의 EUV 파장을 위한 조명 시스템에서는 오로지 반사성 광학 소자들만이 사용되는데, 예를 들면 반사성 미러 각면들(facets)이 제1 패싯형 광학 소자들의 필드 각면으로서 사용된다. 1차 광원(1)의 광은 컬렉터(3)에 의해서 수집되어 평행한 또는 수렴적인 광선속(light bundle)로 변환된다. 상기 제1 패싯형 광학 소자(7)의 필드 각면들 또는 필드 래스터 소자들(5)은 광원(1)으로부터 입사되는 광선속(2)을 다수의 광선속들(2.1, 2.2, 2.3)로 분해하고, 제2 패싯형 광학 소자(11)에서 또는 그 근처에서 2차 광원(10)을 형성한다. 제1 패싯형 광학 소자(7)가 놓여 있는 평면은 제1 평면(8)으로서 언급된다. 도시된 실시예 에서, 제2 패싯형 광학 소자(11)가 그 내부에 놓여 있으며 본 실시예의 경우에 2차 광원(10)까지도 그 내부에 형성되는 제2 평면(13)은 조명 시스템의 사출 동공 평면과 짝을 이루어 결합되는(conjugate) 평면이다. 필드 미러(12)는 2차 광원(10)을 조명 시스템의 사출 동공(도시되지 않음)으로 전사하는데, 상기 사출 동공은 도시되지 않은 후속 투영 대물렌즈의 입사 동공과 일치한다. 필드 래스터 소자(5)는 동공 래스터 소자(9) 및 광학 소자(12)를 통해 조명 시스템의 필드 평면(14)에 전사된다. 바람직하게 조명 시스템의 필드 평면(14)에는 구조화된 마스크, 소위 레티클이 배치되어 있다. 이하에서는, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 필드 래스터 소자(20) 및 동공 래스터 소자(22) - 그 사이에서 광 채널(21)이 형성됨 - 를 설명함으로써, 도 1에 도시된 필드 래스터 소자들 및 동공 래스터 소자들의 목적을 설명한다. 이 경우에는 재차 필드 래스터 소자(20) 및 동공 래스터 소자(22)가 굴절 소자들로 도시되어 있으나, 상기 굴절 소자들에 한정되지는 않는다. 오히려 이와 같은 굴절 소자들은 반사 소자들을 위해서도 하나의 예가 될 수 있다.
필드 래스터 소자(20)는 동공 래스터 소자(22) 및 광학 소자(12)에 의하여, 미리 정해진 구조 및 형상의 필드가 그 내부에 조명되는 조명 시스템의 필드 평면(14)으로 전사된다. 상기 필드 평면(14)에는 레티클 또는 구조화된 마스크가 배치되어 있다. 일반적으로 필드 래스터 소자(20)의 구조적인 팽창은 필드 평면에 조명된 필드의 형상을 결정한다.
예를 들어 링 필드-스캐너 내부에 형성되는 바와 같은 형상을 갖는 필드 평면에 조명되는 필드를 위한 한 가지 예가 도 6에 도시되어 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 필드 래스터 소자(20)가 필드의 형상을 가질 수 있다. 다시 말하자면 예를 들어 필드가 링 모양인 경우에는 필드 래스터 소자들도 마찬가지로 링 모양의 형상을 갖게 된다. 이와 같은 내용은 예를 들어 미국등록특허 제6,452,661호 또는 미국등록특허 제6,195,201호에 기술되어 있으며, 그 내용은 참조로서 본 출원서의 내용에 포괄적으로 수용된다.
상기 링 형상에 대한 대안으로서, 상기 필드 래스터 소자들은 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 필드 평면에 아크 모양의 필드를 조명하기 위하여, 상기 필드 래스터 소자들이 직사각형인 경우에는 예를 들어 미국등록특허 제6,198,793호에 기술된 바와 같이 예컨대 필드 미러에 의해서 직사각형의 필드가 아크 모양의 필드로 변형될 필요가 있다.
아크 모양의 래스터 소자들을 구비한 시스템에서는, 링 필드를 필드 평면에 조명하기 위한 필드 미러가 필요치 않다. 필드 래스터 소자(20)는 1차 광원(1)의 이미지, 소위 2차 광원(10)이 동공 래스터 소자(22)가 위치하는 장소에 또는 그 근처에 형성되도록 설계되었다. 지나치게 높은 열 부하가 동공 래스터 소자(22)에 가해지는 것을 피하기 위하여, 상기 동공 래스터 소자들은 2차 광원에 대하여 초점을 벗어나(defocus) 배치될 수 있다.
2차 광원들은 상기 디포커싱 때문에 팽창된다. 상기 팽창은 또한 광원의 형상에 의해서도 야기될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는, 상기 동공 래스터 소자들의 형상이 상기 2차 광원의 형상에 매칭될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이 광학 소자(12)는 2차 광원(10)을 조명 시스템의 사출 동공 평면(26)에 투영시키며, 이 경우 사출 동공은 사출 동공 평면(26)에서 투영 대물렌즈의 입사 동공과 일치하게 된다. 사출 동공 평면(26)에서는 제3 광원, 소위 서브 동공들이 각각의 상기 2차 광원에 대하여 형성된다. 이와 같은 내용은 도 8에 도시되어 있다.
도 3은 EUV 리소그래피용으로 사용되는 것과 같은, 본 발명에 따른 조명 시스템을 구비한 반사 투영 노광 장치의 형상을 도시하고 있다. 모든 광학 소자들은 반사 광학적인 소자들, 즉 미러, 예컨대 필드 각면 미러들이다. 본 실시예에서, 광원(101)의 광선속은 다수의 미러 쉘을 갖춘 그물형 컬렉터 미러로서 형성된 스침 입사(grazing incidence) 컬렉터 미러(103)에 의해서 수렴되고, 격자 스펙트럼 필터링 소자(105)에서의 스펙트럼 필터링 후에 광원의 중간 이미지와 함께 필드 래스터 소자들을 구비한 제1 패싯형 광학 소자(102) 쪽으로 방향 전환된다. 광원(101), 컬렉터 미러(103) 및 격자 스펙트럼 필터(105)는 소위 하나의 광원 유닛(154)을 형성한다. 필드 래스터 소자들을 구비한 제1 패싯형 광학 소자(102)는 동공 래스터 소자들을 구비한 제2 패싯형 광학 소자(104)의 위치에서 또는 그 근처에서 2차 광원을 형성한다. 제1 패싯형 광학 소자(102)는 제1 평면(150)에 배치되어 있고, 제2 패싯형 광학 소자(104)는 제2 평면(152)에 배치되어 있다. 일반적인 경우에는 광원이 팽창된 광원이기 때문에, 2차 광원들도 역시 팽창된다. 다시 말해서, 각각의 2차 광원은 예정된 형상을 갖는다. 전술된 바와 같이, 개별 동공 래스터 소자들은 상기 2차 광원의 예정된 형상에 맞추어 조절될 수 있다.
상기 동공 래스터 소자들은 광학 소자들(121)과 함께, 구조물을 지지하는 마스크(114)까지도 그 내부에 배치될 수 있는 조명 시스템의 필드 평면(129)으로 필드 래스터 소자들을 전사하기 위해서 이용된다. 상기 필드 평면에는 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 필드의 필드 평면 조명이 이용된다.
제1 패싯형 광학 소자(102)와 제2 패싯형 광학 소자(104) 사이의 간격(D)은 도 3에 도시되어 있고, 제1 광학 소자(102)로부터 제2 광학 소자(104)까지 진행하며 중앙 필드 포인트(Z)를 통과하는 메인 빔(CR)을 따라 규정된다.
제1 패싯형 광학 소자(102)의 각각의 필드 래스터 소자에는, 도 1 내지 2b에 도시된 바와 같이, 제2 패싯형 광학 소자(104)의 동공 래스터 소자가 할당되어 있다. 각각의 필드 래스터 소자와 각각의 동공 래스터 소자 사이에서는 상기 필드 래스터 소자로부터 상기 동공 래스터 소자까지 광선속이 뻗는다. 상기 필드 래스터 소자로부터 상기 동공 래스터 소자 쪽으로 진행하는 개별 광선속들은 소위 광 채널로서 언급된다.
도 3에는 또한 조명 시스템의 사출 동공 평면(140)이 도시되어 있으며, 상기 사출 동공 평면은 투영 대물렌즈(126)의 입사 동공 평면과 일치한다. 상기 사출 동공 평면은 도 6에 일례로 도시된 링 필드의 중앙 필드 포인트(Z)를 통과하는 메인 빔(CR)이 투영 시스템(126)의 광학 축(OA)을 가로지르는 교차면(S)의 포인트에 의해 정의된다. 사출 동공 평면(140)에서는 동공 조명이 형성된다.
동공 조명을 갖춘 도 3에 도시된 바와 같은 조명 시스템의 사출 동공의 한 가지 예는 도 8에 도시되어 있다.
투영 시스템 또는 투영 대물렌즈(126)는 도시된 실시예에서 여섯 개의 미러들(128.1, 128.2, 128.3, 128.4, 128.5, 128.6)을 갖는다. 구조화된 마스크는 상기 투영 대물렌즈에 의해서, 감광성 물체가 배치되어 있는 이미지 평면(124)으로 전사된다.
도 3에서 필드 평면(129)에는 국부적인 x,y,z-좌표계가 도시되어 있고, 사출 동공 평면(140)에는 국부적인 u,v,z-좌표계가 도시되어 있다.
도 4a에는 선행 기술에 따른 필드 래스터 소자들의 2차원적인 배열 상태가 도시되어 있으며, 이 경우 원형의 조명에 의해서는 광원으로부터 입사되는 광의 70% 미만이 수용되어 필드 평면에서 필드를 조명하기 위해서 사용된다. 각각의 반사성 필드 각면들(309)은 도 3에 도면 부호 (102)로 표기된 제1 패싯형 광학 소자, 소위 필드 벌집형 플레이트 상에 배치되어 있다. 도 4a는 선행 기술에 따른 필드 벌집형 플레이트 상에서 이루어지는 178개의 필드 래스터 소자(309)의 가능한 배치 상태를 보여준다. 원(339)은 필드 래스터 소자(309)를 구비한 제1 광학 소자의 원형 조명의 외부 조명 경계를 표시한다. 실제로 직사각형의 필드 래스터 소자(309)는 예를 들어 길이 XFRE = 43.0 mm 및 폭 YFRE = 4.00 mm를 갖는다. 모든 필드 래스터 소자들(309)은 원(339) 안에 배치되어 있기 때문에 완전하게 조명된다. 도 4a를 통해 알 수 있는 바와 같이, 필드 각면 미러에 충돌하는 큰 부분의 광은 이용되지 않는다. 원(341)은 예를 들어 그물 형상의 컬렉터의 중간 광 배리어에 의해서 야기되는 내부 조명 경계를 표시한다.
도 4b 내지 4d에는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 패싯형 광학 소자들의 배열 상태가 도시되어 있다.
도 4b는 도 3에 참조 부호 102로 표기된 제1 패싯형 광학 소자 상에 배열된 총 312개의 필드 각면들의 상태를 보여준다. 각각의 필드 각면들은 참조 부호 311로 표기되어 있다. 개별 래스트 소자들(311)의 필드 벌집들은 상기 제1 패싯형 광학 소자의 캐리어 구조물(도시하지 않음) 상에 고정되어 있다. 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 제1 패싯형 광학 소자가 배치되어 있는 평면의 조명으로서는 외부 조명 경계(341.1) 및 내부 조명 경계(341.2)를 갖는 환형 조명이 다루어진다. 또한 상기 래스터 소자들은 총 네 개의 열(343.1, 343.2, 343.3, 343.4) 및 소수의 행(345)으로 세분되어 있다. 개별 행들의 래스터 소자들(311)은, 상기 필드 각면들이 도 4a에서 상이한 행들에 변위(offset) 배치된 것과 달리, 각 열들에 직접 위·아래로 배치되어 있다. 또한 상기 개별 각면들은 위·아래로 배치된 블록들(347)로 집중되어 있다. 상기 블록들 및 열들은 각각 공간(349)에 의해서 상호 분리되어 있다. 도 4b에는 또한, 도 3에 따른 스침-입사 컬렉터(103)의 개별 쉘들을 지지하는 지지 스포크들의 그림자들(351.1, 351.2, 351.3, 351.4)이 도시되어 있다. 도 4b로부터 알 수 있는 바와 같이, 다수의 상기 필드 각면들은 단지 부분적으로만 조명된다. 도 4b에서는 또한 축 좌표계가 x-방향 및 y-방향으로 기재되어 있다. 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 필드 각면들은 y-방향과 일치하는 투영 노광 장치의 스캐닝 방향에서는 상기 스캐닝 방향에 대하여 수직인 x-방향에서보다 훨씬 더 작은 치수들을 갖는다.
본 발명의 한 가지 장점은, 상기 필드 각면들이 간단한 조립을 가능케 할 수 있는 블록들로 배치될 수 있다는 점이다. 필드 각면 미러의 원형 조명을 완전히 조명된 필드 각면들로 제대로 채우기 위하여, 도 4a에 따른 선행 기술에서와 같이 필드 각면들을 변위 배치할 필요는 없었다. 부분적으로도 조명되는 각면들이 조명을 목적으로 이용된 후에는, 상기와 같은 변위가 더 이상 필요치 않다.
도 4c에는 도 4b와 유사하게 구성된 제1 패싯형 광학 소자(102)가 도시되어 있다. 동일한 부품들에는 동일한 도면 부호가 제공되어 있다. 도 4c에서는 또한 개별 래스터 소자들(311)이 총 네 개의 열(343.1, 343.2, 343.3, 343.4) 및 다수의 행(345)으로 배치되어 있다. 개별 행들은 또한 상호 간격을 갖는데, 특히 상기 행들은 스침-입사 컬렉터의 지지 스포크 그림자 영역에 필드 각면들이 전혀 배치되지 않도록 상호 이격되어 있다.
또한 조명은 외부 경계(341.1) 및 내부 경계(341.2)를 갖는다.
또한 도 4c에는 완전히 조명되지 않은 개별 필드 래스터 소자들을 위한 광 배리어들(357)이 도시되어 있다. 상기 광 배리어들(357)은 각각 하나의 필드 래스터 소자(311)에 할당되어 있다. 하나의 필드 래스터 소자에 할당된 개별 광 배리어들(357)은 도시된 바와 같이 x-방향으로 이동할 수 있다.
그럼으로써 필드 평면에서 가변적으로 조절이 가능한 조명이 얻어진다. 이와 같은 내용은 도 4d에 상세하게 도시되어 있다.
도 4d에는 조명이 x-방향으로 어떻게 조절될 수 있는지가 도시되어 있다. 이와 같은 조절 방식을 설명하기 위하여, 외부 경계(341.1)의 조명에는 단지 부분 적으로만 조명되는 두 개의 필드 래스터 소자들 또는 필드 각면들(311.1, 311.2)이 도시되어 있다. 상기 부분적으로 조명되는 필드 래스터 소자들은 필드 래스터 소자(311.1)를 위하여 조명된 부분(360.1) 및 필드 래스터 소자(311.2)를 위하여 조명된 부분(360.2) 그리고 필드 래스터 소자(311.1)를 위하여 조명되지 않은 영역(362.1) 및 필드 래스터 소자(311.2)를 위하여 조명되지 않은 영역(362.2)을 포함한다. 상기 부분적으로 조명된 필드 래스터 소자들(311.1, 311.2)이 필드 평면으로 전사되면, 상기 조명된 영역들(360.1 및 360.2)은 중첩되고, 도 4d의 경우 케이스 1에 도시된 바와 마찬가지로 조명된 전체 필드에 부가된다. 광 배리어(364.2 및 364.1)에 의해서는 필드 각면들(311.1 및 311.2)의 조명된 영역의 크기가 조절될 수 있다. 그때 상기 필드 각면들이 필드 평면에서 중첩되면, 광 배리어(364.1 및 364.2)를 파선 형태로 조절하는 경우에는 도 4d의 경우 케이스 2에 도시된 조명이 나타난다. 도면을 통해 알 수 있는 바와 같이, 필드에서는 단지 영역(360.1.A 및 360.2.A)만이 조명된다. 영역(366)은 조명되지 않는다. 도 4d에서 분명하게 드러나는 바와 같이, 광 배리어(364.1 및 364.2)를 x-방향으로 이동시킴으로써는, 조명된 필드로부터 의도한 바대로 에너지를 추출하여 필드 높이 및 에너지에 따라서 필드 내부에 제공하는 것이 가능해진다.
상기와 같은 조절 가능성은 조명의 균일성, 즉 균일성의 변동이 필드 높이에 따라 영향을 받을 수 있다는 사실을 전제로 한다.
필드 높이에 의존하는 균일성을 도 4a 및 4d에 도시된, 광 배리어의 형태로 된 조절 장치를 이용하여 필드 높이에 따라 영향을 미칠 수 있는 가능성에 의해서 는, 조명이 갑작스럽게 변동되는 경우에 그리고 그와 더불어 예를 들어 공간적인 장소에서뿐만 아니라 광원의 시간적인 송출 세기에서의 변동으로 인하여 필드 평면에서의 균일성이 갑작스럽게 변동되는 경우에, 또는 예컨대 컬렉터 또는 광원과 같은 광학 소자들을 교체하는 경우에, 광 배리어(364.2, 364.1)를 이용하여 균일성 에러가 소정 값 아래에 있도록 조명의 균일성을 조절할 수 있는 가능성이 얻어진다. 특히 이와 같은 가능성에 의해, 필드 조명은 균일성 에러(ΔSE)가 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 특히 바람직하게는 2% 이하에 도달하도록 영향을 받을 수 있다. 다시 말해서 상기 조절 가능성은, 예를 들어 조절 장치의 광 배리어를 이용하여 필드 평면에서의 조명의 균일성에 따라서 예정된 균일성 에러에 미달하도록 균일성을 조절하는 일종의 조절 시스템을 가능케 한다.
따라서, 예를 들어 균일성 및 그와 더불어 균일성 에러는 광원의 교체 후에 변동될 수 있다. 그 경우 광 배리어(364.1 및 364.2)에 의해서는, 부분적으로 조명된 필드 각면들의 조명된 영역들을 조절하고, 그에 따라 균일성 에러를 예정된 값에 도달시키는 것이 가능하다.
동작 중에 재조절도 가능할 것이다. 이 목적을 위하여 소정 회수의 조사 후에는 센서가 필드 평면에 또는 투사 대물렌즈의 이미지 평면에 제공되는데, 예를 들면 안쪽으로 선회되고, 상기 평면에서의 조명이 측정된다. 그 다음에 상기 측정으로부터 균일성 에러가 검출될 수 있고, 보정을 위한 상응하는 조절이 실행될 수 있다. 이와 같은 사실은 예를 들어 컬렉터 또는 미러 상에 있는 층들이 강하하는 경우에 또는 광원의 변동시에 소정의 균일성 에러를 초과하지 않도록 균일성을 재 조절하는 것을 가능케 한다. 상기 센서가 이미지 평면, 즉 웨이퍼 평면에 삽입되면, 투영 대물렌즈의 균일성 에러가 함께 검출될 수 있다.
도 5에는 도 3에 도면 부호 104로 표기된 제2 패싯형 광학 소자 상에 배열된 동공 래스터 소자들(415)의 제1 배열 상태가 도시되어 있다. u-v-z 좌표계도 또한 기재되어 있다. 바람직하게 동공 래스터 소자들(415)의 형상은 상기 제2 광학 소자가 동공 래스터 소자들과 함께 그 내부에 배치되어 있는 평면에 있는 2차 광원의 형상에 상응한다.
도 6에는 도 3에 따른 링 필드 스캐너를 위한 조명 시스템이 필드 평면(129)에서 형성되는 것과 같은 링 모양의 필드가 도시되어 있다.
필드(131)는 도 4d에 개략적으로 도시된 직사각형 필드와 달리 링 모양의 형상을 갖는다. 도 6에는 x-y-좌표계 및 상기 필드(131)의 중앙 필드 포인트(Z)가 기재되어 있다. 이 경우 y-방향은, 조명 시스템이 링 필드 스캐너로 형성된 스캐닝 마이크로 리소그래피 투영 시스템에 사용된다면, 소위 스캐닝 방향을 의미하고, x-방향은 상기 스캐닝 방향에 수직인 방향을 의미한다. 소위 필드 높이로서도 언급되는 x-위치에 따라, 스캔 적분된 값, 즉 y-축을 따라 적분되는 값이 검출될 수 있다. 하나의 조명 장치의 다수의 값들은 필드에 의존하는 값들이다. 이와 같은 유형의 필드 의존적인 값은 예를 들어 소위 스캐닝 에너지(Scanning Energy: SE)로서, 상기 스캐닝 에너지의 값은 필드 높이(x)에 따라서 상이하게 나타난다. 즉, 상기 스캐닝 에너지는 필드 높이의 함수이다. 일반적으로는 아래의 식이 적용되며:
Figure 112007056388854-PAT00002
상기 식에서 E는 x 및 y에 따른 x-y-필드 평면에서의 세기 분포이다. 일정한, 즉 균일한 조명 그리고 마찬가지로 필드 높이(x)에 의존하는 타원율 및 원중심율과 같은 조명 시스템의 다른 특징적인 값들을 위해서는, 상기 값들이 실제로 전체 필드 높이(x)에 걸쳐서 실제로 동일한 값을 갖고, 단지 약간의 편차만이 나타나는 경우가 장점이 된다.
필드 평면에서의 스캐닝 에너지의 균일성에 대한 척도로서는 필드 높이에 걸쳐서 나타나는 스캐닝 에너지의 변동이 이용된다. 다시 말해서, 균일성은 균일성 에러에 대한 아래와 같은 관계식에 의해서 퍼센트로 나타난다:
Figure 112007056388854-PAT00003
상기 식에서 ΔSE는 균일성 에러 또는 %로 나타낸 스캐닝-에너지의 변동이다.
SEMax: 스캐닝-에너지의 최대값
SEMin: 스캐닝-에너지의 최소값
본 출원서에서 "타원율"에 의해서는 사출 동공 내에서의 또는 사출 동공 평면에서의 에너지 분포의 웨이트가 표시된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 사출 동공 평면(140)에서 좌표계가 u,v,z-방향으로 규정되면, 사출 동공(1000) 내에서 에너지는 좌표 u,v의 각도 영역에 걸쳐서 분포된다. 도 7에서 동공들은 각도 영역(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8)에 분포되어 있다. 개별 각도 영역에서의 에너지 용적은 개별 각도 영역에 대한 적분에 의해서 얻어진다. 따라서, 예를 들어 I1은 각도 영역(Q1)의 에너지 용적을 나타낸다. I1에 대해서는 아래와 같은 식이 적용된다:
Figure 112007056388854-PAT00004
상기 식에서 E(u,v)는 동공 내에서의 세기 분포이다.
-45°/45°-타원율은 아래와 같이 정의되고:
Figure 112007056388854-PAT00005
0°/90°-타원율은 아래와 같이 정의된다:
Figure 112007056388854-PAT00006
상기 식에서 I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8은 도 7에 도시된 바와 같은 사출 동공의 개별 각도 영역(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8)에서 규정된 바와 같은 에너지 용적이다.
필드 평면에서 조명된 필드의 각각의 필드 포인트에 대하여 다른 사출 동공이 나타나기 때문에, 동공 및 그와 더불어 타원율은 상기 필드 내에서의 위치에 의존한다. 마이크로 리소그래피에 사용되는 바와 같은 링 모양의 필드는 도 6에 도시되어 있다. 상기 필드는 필드 평면(129)에서 x-, y-, z-좌표계에 의하여 기술된 다. 동공이 필드 포인트에 의존하기 때문에, 상기 동공은 상기 필드 내에서의 x-, y-위치에 의존하며, 이 경우 y-방향은 스캐닝 방향이다.
또한 조명된 필드의 각각의 필드 포인트에는 하나의 광선속의 중심 빔이 규정되어 있다. 상기 중심 빔은 상기 필드 포인트로부터 출발하는 광선속의 에너지 가중된 방향이다.
메인 빔(CR)으로부터 상기 중심 빔의 편차는 소위 원중심율 에러이다. 상기 원중심율 에러에 대해서는 아래의 식이 적용된다:
Figure 112007056388854-PAT00007
상기 식에서 E(u,v,x,y)는 필드 평면(129)에서 필드 좌표 x,y에 의존하는 에너지 분포 및 사출 동공 평면(140)에서 동공 좌표 u,v에 의존하는 에너지 분포이다.
일반적으로 필드 평면(129)에 있는 하나의 필드의 각각의 필드 포인트에는 도 3에 따른 조명 시스템의 사출 동공 평면(140)에 있는 하나의 사출 동공이 할당되어 있다. 개별 필드 포인트에 할당된 사출 동공 내에서는, 서브 동공으로서도 표기되는 다수의 제3 광원이 형성된다.
도 8에는 도 6에 도시된 바와 같은 아아크 모양 필드의 필드 높이 x = -52 mm에 대하여 스캐닝 적분된 동공이 예로 도시되어 있다.
상기 스캐닝 적분된 동공은 스캐닝 경로, 즉 y-방향을 따라 이루어지는 에너지 분포 E(u,v,x,y)에 대한 적분에 의해서 얻어진다. 따라서 상기 스캐닝 적분된 동공은 아래와 같은 식으로 나타난다:
Figure 112007056388854-PAT00008
그 경우 상기 스캐닝 적분된 동공의 좌표(u,v)에 대한 적분은 전술된 바와 같은 세기(I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8) 그리고 그와 더불어 예를 들어 x = -52인 필드 높이(x)에 의존하는 -45°/45° 또는 0°/90° 타원율을 산출한다.
도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 사출 동공은 사출 동공 평면에 소수의 서브 동공들, 다시 말해 제3 광원(500)을 갖는다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 개별 서브 동공들(500)은 상이한 에너지를 보유하고, 예를 들어 도 3에 도시된 그물 모양 컬렉터(103)와 같은 그물 모양 컬렉터의 컬렉터 쉘 또는 컬렉터 지지 스포크로부터 형성되는 미세 구조물을 갖는다. 서브 동공들(500)의 상이한 세기 값들은 제1 패싯형 광학 소자(102)의 개별 필드 래스터 소자들 또는 필드 각면들의 불완전한 조명의 결과이다. 전술된 바와 같이, 소수의 필드 래스터 소자들은 불완전하게 조명되고, 다른 소자들은 그와 반대로 완전하게 조명된다. 불완전하게 조명된 필드 래스터 소자들과 완전하게 조명된 필드 래스터 소자들의 에너지적인 차이에 의해서는, 필드 높이에 걸쳐서, 즉 x-좌표를 따라서 가급적 균일한 타원율 및 원중심율을 보장하기 위한 조치가 취해지지 않는다면, 예컨대 -45°/45° 또는 0°/90°타원율과 같은 사출 동공 내에서의 타원율 및 원중심율은 필드 높이에 따라, 즉 x-좌표를 따라서 심하게 변동된다.
필드 각면들 또는 필드 래스터 소자들을 동공 각면들 또는 동공 래스터 소자 들에 매우 특정하게 할당한다면, 사출 동공 내에서 필드 높이에 의존하여 가급적 균일한 타원율 및 원중심율을 달성할 수 있게 된다.
상기와 같은 결과를 보장하는 총 여덟 개의 필드- 및 동공 각면들의 한 예에 대한 할당 규칙은 도 9a 내지 도 9b에 도시되어 있다. 도 9b에는 필드 각면들(F9, F10, F11, 12, F41, F42, F43, F44)이 도시되어 있다. 도 9에는 사출 동공 내에서 조명을 유도하는 해당 동공 각면들이 도시되어 있다.
도 9a 및 9b에서 알 수 있는 사실은, 서로 마주 놓인 필드 각면들, 예컨대 도 9a의 필드 각면들(F9, F10)이 사출 동공 내부의 점 대칭 서브 동공들에 할당되면, 전체 필드에 걸쳐서 원중심율 에러가 최소화된다는 것이다. 이와 같은 사실은 사로 마주 놓인 각면들(F11, F12)에도 적용된다. 도 9a에는 필드 각면들을 갖는 하나의 패싯형 광학 소자가 도시되어 있고, 도 9b에는 동공 각면들(PF9, PF10, PF11, PF12, PF41, PF42, PF43, PF44)을 갖는 해당 패싯형 광학 소자가 도시되어 있다. 동공 각면들의 위치는 재차 사출 동공 내에서의 서브 동공들의 위치를 결정한다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 동공 각면들에 대한 필드 각면들의 할당이 바람직하게는 x-축에 대하여 반사 대칭으로 놓인 필드 각면들, 예컨대 F9 및 F10이 바람직하게 사출 동공 내부에 점 대칭으로 놓인 이미지들을 갖는 동공 각면들(PF9, PF10)에 할당되도록 이루어진다는 것이다. 이와 같은 할당 방식은 일반적으로 x-축에 대하여 반사 대칭으로 배치된 필드 각면들이 원 형상의 조명에서는 일반적으로 대체로 동일한 세기 프로파일을 갖기 때문에 바람직하다.
타원율 에러를 작게 유지하기 위하여, 이웃하여 배치된 각각 두 쌍의 각면 미러들, 즉 필드 각면들(F9, F11, F10, F12)은 90°만큼 변위된 동공 각면 미러들(PF9, PF10, PF11, PF12)에 할당되어 있다. 따라서, 유사한 세기 파형을 나타내는 필드 각면들은 동공 내에서 90°만큼 변위된 팔분원 안에 놓이게 된다.
이상적인 경우에는 I1(x) = I3(x) = I5(x) = I7(x)가 적용됨으로써, 결과적으로 아래와 같은 식이 형성되고,
Figure 112007056388854-PAT00009
상기 네 개 채널의 타원율은 필드에 걸쳐서 일정하게 1이다.
자체 조명이 보완되는 각면들, 예컨대 각면들(F9, F41)은 필드 각면들(PF9, PF41)에 할당된 서브 동공들이 사출 동공 내에서 서로 이웃하여 놓이도록 동공 각면들(PF9, PF41)에 할당된다.
상기와 같은 할당 방식의 장점은, 사출 동공에 걸쳐서 균일한 조명이 달성된다는 점이다. 필드 각면들(F9, F41)이 보완되면, 필드 각면(F9)에서 어둡게 나타나는 영역(F9.1)이 필드 각면(F41)에서는 밝은 영역(F41.2)이 된다는 것을 의미한다. 상기 어두운 영역(F9.1)에 의해서는, F9.1에 할당된 필드 영역에서 해당 서브 동공이 어둡게 된다. 그 경우 동공 각면(PF41)에 할당된 서브 동공은 상응하게 상기 필드 영역에서는 밝게 조명된다. 동공 각면들(PF9, PF41)이 나란히 배치되면, 명-암-교체 또는 구분의 작용은 필드에 걸쳐서 최소가 된다.
개별 필드 각면들의 조명을 제어하기 위한 개별 광 배리어들에 의해서는, 조명 시스템의 필드 평면에서의 조명 균일성이 영향을 받을 수 있다. 특히 예를 들 어 조명 균일성은 ΔSE(x)가 2% 이하가 되도록 조절될 수 있다. 광 배리어를 이용한 균일성 조절의 결과는 도 10에 상세하게 도시되어 있다. 보정 없이는 균일성 에러 ΔSE가 10% 이상의 값을 갖는 반면, 균일성 에러 ΔSE는 5% 이하이다. 특히 교정 후에 스캔 적분된 에너지 SE(x)의 최대값(SEMax)이 거의 1.02고, 최소값(SE(x)Min)이 거의 1.0임으로써, 광 배리어에 의한 필드 조명 교정 후에 ΔSE
Figure 112007056388854-PAT00010
2%이다.
필드 높이, 즉 x-좌표에 의존하는 타원율 파형에 미치는, 전술된 바와 같이 광 배리어를 이용한 균일성 조절 효과는 -45°/45° 또는 0°/90° 타원율을 위하여 도 11a 및 11b에 도시되어 있다. 도 11a는 전술된 방식으로 동공 각면들에 대하여 필드 각면의 채널이 할당된 도 3에 따른 조명 시스템을 위한 -45°/45°-타원율(2200.1) 또는 0°/90°-타원율(2200.2)을 보여준다. 필드 높이에 따라서 -45°/45°-타원율은 0.97과 1.03 사이에서 변동되고, 0°/90°-타원율은 0.97과 1.03 사이에서 변동된다. 도 11b는 도 10에 도시된 바와 같이 필드의 균일성이 보정된 후의 -45°/45°-타원율(2200.3)의 파형 및 0°/90°-타원율(2200.4)의 파형을 보여준다. 도 11b로부터 알 수 있는 바와 같이, -45°/45°-타원율뿐만 아니라 0°/90°-타원율도 균일성 보정시에는 단지 허용된 에러 범위 안에서만 변동되었다. 상기 -45°/45°-타원율은 0.990과 1.01 사이에서 그리고 상기 0°/90°-타원율은 0.99와 1.02 사이에서 필드 높이에 따라 변동된다.
도 12a 및 12b에서는, 필드 높이에 속하는 개별 사출 동공을 위하여 미리 제 공된 x-방향 및 y-방향으로의 할당 규칙을 갖는 도 3에 따른 시스템을 위한, 필드 높이(x)에 의존하는 시스템의 원중심율 에러가 도시된다.
상기 원중심율 에러는 x-방향 및 y-방향으로 1 mrad 미만이다. 균일성 보정 이전의 x-방향으로의 파형은 도 12a에서 도면 부호 2300.1로 표기되어 있고, y-방향으로의 파형은 도면 부호 2300.2로 표기되어 있다. 도 12b에는 균일성 보정 후의 원중심율 에러가 도시되어 있다. 도 12b로부터 알 수 있는 바와 같이, 원중심율 에러는 필드에 걸쳐서 x-방향으로뿐만 아니라 y-방향으로도 ± 0.2 mrad 미만이다.
본 발명에 의하면, 우선 필드 평면에서의 조명 균일성, 하나의 시스템의 스캔 적분된 타원율 에러 및 원중심율 에러를 조절할 수 있으며, 큰 부분의 광은 제1 패싯형 소자가 그 내부에 할당된 평면에서 필드 평면을 조명하기 위하여 이용되도록 구성된 조명 시스템이 제공된다.
도 1은 이중 패싯형 조명 시스템의 기본적인 원리도이다.
도 2a는 필드 평면까지 이르는 이중 패싯형 조명 시스템의 빔 경로도이다.
도 2b는 사출 동공 평면까지 이르는 이중 패싯형 조명 시스템의 빔 경로도이다.
도 3은 조명 시스템의 원리적인 구조도이다.
도 4a는 선행 기술에 따른 필드 래스터 소자들을 구비한 제1 패싯형 광학 소자를 도시한다.
도 4b는 본 발명에 따른 광 배리어 및 필드 래스터 소자들을 구비한 제1 패싯형 광학 소자의 개략도이다.
도 4c는 조명 조절 장치를 구비한 제1 패싯형 광학 소자의 상세도이다.
도 4d는 두 개 필드 각면들의 예에서 조명 조절 상태를 보여주는 개략도이다.
도 5는 동공 각면들을 구비한 제2 패싯형 광학 소자를 도시한다.
도 6은 조명 시스템의 필드 평면에 조명된 링 필드를 도시한다.
도 7은 사출 동공의 분포 상태를 도시한다.
도 8은 서브 동공을 구비한 사출 동공의 예를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 사출 동공 조명을 형성하면서, 부분적으로 조명되는 여덟 개의 필드 각면들이 상이한 동공 각면들에 할당된 상태를 도시한 개략도이다.
도 10은 312개의 채널들을 구비한 실시예를 위한 균일성 파형을 도시하며, 이 경우 100개의 필드 각면들은 완전히 조명되지 않았다.
도 11a 및 도 11b는 균일성 보정 전후의 필드 높이(x)에 의존하는 0°/90°-타원율 및 -45/45°-타원율의 파형을 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 균일성 보정 전후의 원중심율의 파형을 도시한다.

Claims (26)

193 nm 이하, 구체적으로는 126 nm 이하, 좀더 구체적으로는 30 nm 이하, 특히 10 nm 내지 30 nm 범위의 파장을 가지며, 광원의 광이 필드 평면(129)으로 향하는 광 경로를 따라 유도되는 투영 조사 장치를 위한 조명 시스템에 있어서,
복수의 필드 래스터 소자들(309)을 구비하고 상기 광원(101) 이후의 상기 광원(101)으로부터 상기 필드 평면(129)까지의 광 경로 내부의 평면(150) 내에 배치되어 있는 광학 소자(102)를 포함하되,
상기 평면(150)에는 조명이 제공되며, 상기 평면(150) 내에서 상기 다수의 필드 래스터 소자들(309) 중에서 적어도 하나의 필드 래스터 소자는 제1 영역(360.1, 360.2)에서만 조명되고 제2 영역(362.1, 362.2)에서는 조명되지 않으며,
상기 필드 래스터 소자들(311.1, 311.2)의 상기 제1 및 제2 영역들의 크기를 조절하기 위한 장치가 존재하고,
상기 크기 조절 장치에 의하여 상기 필드 평면(129) 내의 필드(131)의 필드 조명의 균일성이 조절될 수 있는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 평면(150)에서의 조명이 상기 평면(150) 내에 배치된 상기 필드 래스터 소자들(309)에 의하여 70% 이상, 구체적으로 80% 이상, 보다 구체적으로는 90% 이상 수용되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 필드 조명의 균일성 에러(ΔSE)가 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 보다 구체적으로는 2% 이하인 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필드(131)는 제1 형상을 갖고, 상기 필드 래스터 소자들(309)은 제2 형상을 가지며, 상기 제1 형상은 상기 제2 형상과 전반적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 필드 래스터 소자들(309)은 아크 모양의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필드 래스터 소자들(309)은 열들(343.1, 343.2, 343.3, 343.4) 및 행들로 배치되어 있으며, 상기 행들은 서로 간에 변위 배치(offset)되지 않은 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필드 래스터 소자들은 열들 및 행들로 배치되고, 복수의 필드 래스터 소자들이 블록들(347)로 통합된 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 조절 장치는 적어도 하나의 광 배리어(357)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 광 배리어(357)는 상기 평면(150) 내에서 움직일 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 평면(150) 내에 스캐닝 방향이 정의되고, 상기 광 배리어(357)는 상기 스캐닝 방향에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 움직일 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 배리어(357)는 하나 또는 다수의 필드 래스터 소자들(309)에 할당된 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 조절 장치가
상기 광원으로부터 상기 필드 평면까지 이르는 상기 광 경로 안에 배치되어 광학 소자를 변형 및/또는 기울이기 위한 장치;
상기 평면(150) 내에서 상기 광학 소자(102)를 이동시키기 위한 장치; 및
하나의 필드 래스터 소자에 할당된 적어도 하나의 광 배리어를 이동시키기 위한 장치 중 하나 혹은 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
193 nm 이하, 구체적으로 126 nm 이하, 보다 구체적으로 30 nm 이하, 특히 10 nm 내지 30 nm 범위의 파장을 가지며, 광원의 광이 필드 평면(129)으로 향하는 광 경로를 따라 유도되는 투영 조사 장치를 위한 조명 시스템에 있어서,
복수의 필드 래스터 소자들(309)을 구비하고 상기 광원(101) 이후의 상기 광원(101)으로부터 상기 필드 평면(129)까지의 광 경로 내부의 평면(150) 내에 배치되어 있는 광학 소자(102)를 포함하되,
상기 평면(150)에는 조명이 제공되고, 상기 복수의 필드 래스터 소자들 중에서 적어도 한 부분은 상기 평면에서 불완전하게 조명되며,
상기 불완전하게 조명되는 필드 래스터 소자들은, 필드 조명이 균일성 에러(ΔSE)를 갖는 상기 필드 평면(129) 내에 제공되도록 배치되고, 이때 상기 균일성 에러(ΔSE)는 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 보다 구체적으로는 2% 이하의 값을 가지며,
각 필드 래스터 소자(20)에는 하나의 동공 래스터 소자(22)가 할당되고, 상기 필드 래스터 소자와 상기 할당된 동공 래스터 소자 사이에는 광 채널이 형성되어, 상기 조명 시스템의 사출 동공 내의 사출 동공 조명은 1±0.1, 구체적으로 1±0.05, 보다 구체적으로는 1±0.02 범위의 스캔 적분된 타원율을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 필드는 제1 형상을 갖고, 상기 필드 래스터 소자들은 제2 형상을 가지며, 상기 제1 형상이 상기 제2 형상과 전반적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 필드 래스터 소자들은 아크 모양의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필드 래스터 소자들은 열들 및 행들로 배치되어 있으며, 상기 행들은 서로 간에 변위 배치(offset)것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스 템.
제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필드 래스터 소자들은 열들 및 행들 배치되어 있고, 복수의 필드 래스터 소자들이 블록들로 통합된 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 17 항 어느 한 항에 있어서,
상기 평면(150)에서의 조명은 원 모양의 형상 또는 환형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 소자는 제1 광학 소자(102)이고, 상기 광원(101)으로부터 상기 필드 평면(129)에 이르는 상기 광 경로 내에서 상기 제1 광학 소자(102) 다음에 복수의 동공 래스터 소자들을 구비한 제2 광학 소자(104)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 19 항에 있어서,
각 필드 래스터 소자(20)에 하나의 동공 래스터 소자(22)가 할당되고, 상기 필드 래스터 소자와 상기 해당 동공 래스터 소자 사이에서 광선이 형성어, 상기 조 명 시스템의 사출 동공 평면 내의 사출 동공 조명이 2.5 mrad 이하, 구체적으로 1.5 mrad 이하, 보다 구체적으로는 0.5 mrad 이하의 원중심율 에러를 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치를 위한 조명 시스템.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 조명 시스템을 포함하는 투영 노광 장치에 있어서,
상기 조명 시스템에 의하여 상기 필드 평면에 조명된 물체를 이미지 평면으로 전사하기 위한 투영 대물렌즈를 구비하는 투영 노광 장치.
복수의 필드 래스터 소자들을 갖는 제1 광학 소자가 배치된 평면(150) 내의 조명, 필드 평면 내의 필드의 필드 조명 및 사출 동공 내의 동공 조명을 갖는 조명 시스템의 균일성, 원중심율 및 타원율을 조절하는 방법에 있어서,
상기 필드의 필드 조명의 균일성이 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 보다 구체적으로는 2% 이하의 균일성 에러를 갖도록, 필드 래스터 소자들을 구비한 상기 평면(150)에서의 조명을 조명 조절 장치를 이용하여 조절하는 단계; 및
각 필드 래스터 소자를 제2 광학 소자의 동공 래스터 소자에 할당하여, 광 채널을 정의하는 단계를 포함하되,
상기 할당은, 상기 사출 동공 평면의 동공 조명이 2 mrad 이하, 구체적으로1.5 mrad 이하, 보다 구체적으로 0.5 mrad 이하의 원중심율 에러를 가지며 및/또는 1±0.1, 구체적으로 1±0.05, 보다 구체적으로는 1±0.02의 타원율을 갖도록 수행 되는 조명 시스템의 균일성, 원중심율 및 타원율을 조절하는 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 조명 조절 장치는 광 배리어를 포함하고, 상기 광 배리어는 불완전하게 조명된 필드 래스터 소자들에 할당되어 있으며, 상기 조명 필드는 상기 평면(150) 내에 스캐닝 방향을 갖고, 상기 광 배리어는 균일성을 조절하기 위하여 상기 스캐닝 방향에 대하여 수직인 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템의 균일성, 원중심율 및 타원율을 조절하기 위한 방법.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
상기 조명 조절 장치는 광원으로부터 상기 필드 평면까지 이르는 광 경로 내에 배치된 광학 소자를 변형 및/또는 기울이기 위한 장치를 포함하고, 균일성을 조절하기 위하여 상기 광학 소자가 변형 및/또는 기울어지는 것을 특징으로 하는 조명 시스템의 균일성, 원중심율 및 타원율을 조절하기 위한 방법.
제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필드 래스터 소자는 캐리어 상에 소정의 경사각으로 배치되고, 상기 경사각이 작동기에 의해서 변동됨으로써, 동공 래스터 소자들에 대한 필드 래스터 소자들의 할당이 조절되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템의 균일성, 원중심율 및 타원율을 조절하기 위한 방법.
제 21 항에 따른 투영 노광 장치를 이용하여, 구조화된 마스크를 투영 대물렌즈의 이미지 평면에 있는 감광성 층에 전사하는 단계, 및
상기 구조화된 마스크를 현상하여, 마이크로 전자 부품의 일부분 또는 상기 마이크로 전자 부품 자체를 형성하는 단계를 포함하는 마이크로 전자 부품을 제조하는 방법.
KR1020070077637A 2006-08-02 2007-08-02 193nm 이하의 파장을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명시스템 Withdrawn KR20080012240A (ko)

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