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KR960042228A - 포토리도그래피 기법에서 사용하는 혼성(hybrid) 조명 장치 - Google Patents

포토리도그래피 기법에서 사용하는 혼성(hybrid) 조명 장치 Download PDF

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KR960042228A
KR960042228A KR1019960017717A KR19960017717A KR960042228A KR 960042228 A KR960042228 A KR 960042228A KR 1019960017717 A KR1019960017717 A KR 1019960017717A KR 19960017717 A KR19960017717 A KR 19960017717A KR 960042228 A KR960042228 A KR 960042228A
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오스코트스키 마크
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Abstract

바람직한 조명 필드(illumination field)의 형성물 근처에 어레이(array) 광학 요소를 지니는, 포토리도그래피에 사용하는 조명 장치. 조명 소오스에서 발생된 광 또는 전자(electromagnetic) 방사선은 확대되며 다수의 2차 조명 소오스를 평면내에 형성하는 다중-이미지 광학 요소에 의해 수용된다. 집광기는 다수의 조명 소오스로부터 광을 수용한다. 어레이 또는 회절 광학 요소는 집광기의 초점상에 또는 그 부근에 배치된다. 상기 집광기의 초점에서 형성된 조명판은 상기 어레이 또는 회절 광학 요소의 근시야(near field) 회절 패턴내에 있다. 상기 어레이 또는 회절 광학 요소의 다음에 위치한 집광기(condenser)는 존재하지 않는다. 상기 어레이 또는 회절 광학 요소의 사용은 다중-이미지 광학 요소와 회절 광학 요소의 출현하는 개구수보다 더 작은 개구수를 갖는 어레이 또는 회절 광학 요소사이에서 집광기의 사용을 가능케 하며, 조명 소오스 프로파일에 거의 의존하지 않고서 바람직한 각 분포를 발생시킨다. 릴레이(relay)가 사용되는 경우, 중간의 조명판들은 직각 조명 필드의 형성을 용이하게 하는 개별적인 X 및 Y 평면을 형성하도록 공간적으로 분리될 수 있다. 집광기와는 달리, 릴레이는 단지 조명판을 또 다른 평면이나 레티클(reticle)과 컨주게이트(conjugate) 시킨다.
게다가 회절 광학 요소의 사용은 하나의 축 상으로의 실질적으로 균일한 조명 강도 프로파일 및 수직 축상으로의 사다리꼴(trapezoidal)의 조명 프로파일을 갖는 조명 필드를 가능하게 한다. 이러한 조명 필드 프로파일은 주사형 포토리도그래피(scanning photolithography) 기법에 특히 이점이 있다. 하나의 실시예에서, 다수의 광학 멀티플렉서는 다중-이미지 광학 요소를 통해 빔이 지향되기에 앞서 빔을 조절하는데 사용된다. 수평 방향의 코히런스(lateral coherece)가 작고 상호 코히런스가 없는 2차 빔을 형성하는 멀티플렉싱(multiplexing)은 공간적 및 각 프로파일의 균일성을 향상시킨다. 이는 전자 방사선을 효율적으로 사용케 한다.

Description

포토리도그래피 기법에서 사용하는 혼성(hybrid) 조명 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 투영 리도그래피(projection lithography)에 적용되는 본 발명의 일 실시예를 보여주는 블록 선도이다. 제2도는 본 발명의 일부분에 대한 개략적인 표시이다.

Claims (46)

  1. 전자(electromagnetic) 방사선의 빔을 발생시키는 조명 소오스(illumination source); 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 다중-이미지(multi-image) 광학 요소; 및 상기 다중-이미지 광학 요소에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하고 전자 방사선의 출현하는 미리 결정된 각 분포를 제공하는 어레이(array) 광학 요소를 포함하여, 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선은 레티클(reticle)의 이미지를 투영하는 조명 필드(illumination field)를 형성하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 어레이 광학 요소는 회절 광학 요소인 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 각 분포는 균일한 원형의 조명인 조명 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 각 분포는 환형(annular)의 조명인 조명 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 각 분포는 4극(quadrupole) 조명인 조명 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다중-이미지 광학 요소와 상기 어레이 광학 요소 사이에 배치된 집광기(condenser)를 부가적으로 포함하는 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조명 소오스와 상기 다중-이미지 광학 요소 사이에 배치된 빔 조절기(beam conditioner)를 부가적으로 포함하는 조명 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 어레이 광학 요소는 상기 전자 방사선의 제어된 공간적 재분포를 일으키는 조명장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 집광기의 출사면 상에 형성된 제1의 개구수(unmerical aperture)는 상기 어레이 광학 요소의 상기 출현하는 면상에 형성된 제2의 개구수보다 더 작은 조명 장치.
  10. 전자 방사선의 빔을 발생시키는 조명 소오스; 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 다중-이미지 광학 요소; 상기 다중-이미지 광학 요소에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 집광기; 및 상기 집광기에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 회절 광학 요소를 포함하여, 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선은 미리 결정된 각 및 공간적 성질을 갖는 조명 필드를 형성하는 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 조명 소오스와 상기 다중-이미지 광학 요소 사이에 배치되어 있고 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 빔 조절기를 부가적으로 포함하는 조명 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 다중-이미지 광학 요소는 어레이인 조명 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 어레이는 다수의 굴절 렌즈에 의해 형성되는 조명 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 다중-이미지 광학 요소는 제1의 회절 광학 요소인 조명 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1의 회절 광학 요소는 다수의 회절 광학 요소로부터 형성되는 조명 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 회절 광학 요소는 투과성이 있는 조명 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 조명 필드는 근 시야계(near field)에서 또는 상기 회절 광학 요소의 Fresnel회절 영역에서 형성되는 조명 장치.
  18. 제10항에 있어서, 상기 조명 소오스는 레이저인 조명 장치.
  19. 제10항에 있어서, 상기 회절 광학 요소와 조명 필드의 바람직한 위치 사이에 배치된 릴레이(relay)를 부가적으로 포함하는 조명 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 릴레이는 비점수차(astigmatic)적인 조명 장치.
  21. 제10항에 있어서, 상기 집광기는 아나모픽(anarmorphic)적인 조명 장치.
  22. 제11항에 있어서, 상기 빔 조절기는 빔 확대기인 조명 장치.
  23. 제11항에 있어서, 상기 빔 조절기는 빔 멀티플렉서인 조명 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 빔 멀티플렉서는, 제1의 평면(plane surface); 상기 제1의 평면으로부터 분리된 제2의 평면; 상기 제1의 평면상에 형성된 반사표면; 서로 다른 반사율을 각각 지니는, 상기 제2의 평면상에 형성된 다수의 부분 반사 표면을 포함하는 조명 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 빔 멀티플렉서는 단일 블록 재료로부터 형성되는 조명 장치.
  26. 제10항에 있어서, 상기 집광기는 입사(entrance) 개구수를 지니며, 상기 회절 광학 요소는 출사(exit)개구수를 지니며, 상기 출사 개구수는 상기 입사 개구수보다 더 큰 조명 장치.
  27. 전자 방사선의 빔을 발생시키는 조명 소오스; 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 다중-이미지 광학 요소; 상기 다중-이미지 광학 요소에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 집광기; 및 상기 집광기에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 굴절 어레이 광학 요소를 포함하여, 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선은 미리 결정된 각 및 공간적 성질을 갖는 조명 필드를 형성하는 조명 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 조명 소오스와 상기 다중-이미지 광학 요소 사이에 배치되어 있고 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선의 빔을 수용하는 빔 조절기를 부가적으로 포함하는 조명 장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 다중-이미지 광학 요소는 어레이인 조명 장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기 다중-이미지 광학 요소는 회절 광학 요소인 조명 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 회절 광학 요소는 다수의 회절 광학 요소로부터 형성되는 조명 장치.
  32. 제27항에 있어서, 상기 조명 소오스는 레이저인 조명 장치.
  33. 제27항에 있어서, 상기 굴절 어레이 광학 요소와 조명 필드의 바람직한 위치 사이에 배치된 릴레이를 부가적으로 포함하는 조명 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 릴레이는 비점수차적인 조명 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 집광기는 아나모픽(anamorphic)적인 조명 장치.
  36. 제28항에 있어서, 상기 빔 조절기는 빔 확대기인 조명 장치.
  37. 제28항에 있어서, 상기 빔 조절기는 빔 멀티플렉서인 조명 장치.
  38. 제37항에 있어서, 상기 빔 멀티플렉서는 제1의 평면; 상기 제1의 평면으로부터 분리된 제2의 평면; 상기 제1의 평면상에 형성된 반사 표면; 서로 다른 굴절율을 각각 지니는, 상기 제2의 평면상에 형성된 다수의 부분 반사 표면을 포함하는 조명 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 빔 멀티플렉서는 단일 블록 재료로부터 형성되는 조명 장치.
  40. 제27항에 있어서, 상기 집광기는 입사 개구수를 지니며, 상기 회절 광학 요소는 출사 개구수를 지니며, 상기 출사 개구수는 상기 입사 개구수보다 더 큰 조명 장치.
  41. 조명 소오스; 상기 조명 소오스의 다음에 위치하는 빔 형성 광학기기; 상기 빔 형성 광학기기의 다음에 위치하는 다중-이미지 광학 요소; 상기 다중-이미지 광학 요소의 다음에 위치하는 제1의 오목 거울; 상기 제1의 오목 거울의 다음에 위치하는 제1의 오목 거울; 상기 제2의 오목거울의 다음에 위치하는 회절 광학요소; 를 포함하며, 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선은 상기 빔 형성 광학기기에 의해 빔으로 형성하고, 상기 다중-이미지 광학 요소를 통과하고, 상기 제1의 오목 거울에 의해 상기 제2의 오목 거울로 반사되고, 상기 제2의 오목 거울에 의해 그리고 근시야계에서 또는 레티클의 상기 회절 광학 요소의 Fresnel 회절 영역에서 조명 필드를 형성하는 상기 회절 광학 요소를 통해 반사되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  42. 조명 소오스; 상기 조명 소오스의 다음에 위치하는 제1의 회절 광학 요소; 거울; 및 제2의 회절 광학 요소를 포함하여, 상기 조명 소오스에서 발생된 전자 방사선은 투과율이 없이 상기 제1의 회절 광학 요소를 통해 상기 거울로 전파되며 상기 회절 광학 요소를 통해 투과율이 없이 조명 필드를 형성하는 제2의 회절 광학 요소로 반사되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 조명 필드는 근시야계내에 또는 상기 회절 광학 요소의 Fresnel 회절 영역내에 있는 조명 장치.
  44. 디바이스 제조용 포토리도그래피에 사용되는 웨이퍼상에 레티클의 이지미를 투영하는 조명 장치에 있어서, 조명 소오스; 상기 조명 소오스의 다음에 위치하고 그로부터 발생된 전자 방사선을 수용하도록 배치된 빔 확대기; 상기 빔 확대기의 다음에 위치하며 상기 빔 확대기를 통해 투과된 전자 방사선을 수용하도록 배치된 다중-이미지 광학 요소로서, 다수의 2차 소오스를 형성하는 다중-이미지 광학 요소; 상기 다중-이미지 광학 요소의 다음에 위치하여 상기 다수의 2차 소오스에서 발생된 전자 방사선을 수용하도록 배치된 집광기로서, 제1 및 제2조명판을 지니는 집광기; 상기 집광기의 다음에 위치하고 상기 집광기를 통해 투과되는 전자 방사선을 수용하도록 배치되며 근방(near field)회절 영역을 지니는 회절 광학 요소에 있어서, 상기 집광기에 의해형성된 제1 및 제2의 조명판은 상기 회절 광학 요소의 근방 회절 영역내에 있는 회절 광학 요소; 및 상기 회절 광학 요소의 다음에 위치하며 상기 회절 광학 요소로부터 전파되는 전자 방사선을 수용하도록 배치된 릴레이로서, 상기 제1 및 제2조명판을 레티클 평면에 컨주게이트(conjugate)하는 릴레이를 포함하여, 상기 레테클의 이미지는 감광 레지스트(photosensitive resist)가 덮여진 웨이퍼상에 투영 광학기기를 통해 투영되는 조명 장치.
  45. 제44항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 조명판의 공간적으로 분리되는 조명 장치.
  46. 제44항에 있어서, 상기 제1 또는 제2조명판 중 어느 하나에는 실질적으로 사다리꼴(trapezoidal)의 조명 프로파일을 갖는 제1의 축이 있으며 상기 제1 또는 제2조명판 중 다른 하나에는 실질적으로 일정한 조명 프로파일을 갖는 제2의 축이 있는 조명 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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