KR100291564B1 - 광리소그래피용광학부재및광학부재의평가방법 - Google Patents

광리소그래피용광학부재및광학부재의평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 부재의 굴절률의 균일성을 평가하는 방법에 있어서, 광학 부재의 굴절률 분포를 측정하고, 측정된 굴절률 분포를 파워요소를 보정하기 전이나 후에 광축 방향으로 회전 대칭 요소 및 비회전 대칭 요소로 분리하여 회전 대칭 요소를 추가로 2 차/4 차 요소 보정하는 것으로 이루어진다. 이러한 포괄적인 평가를 수행하는 데에 있어서, 광리소그래피 광학 부재는 미세하게 인식될 수 있으며, 섬세한 노광-전송 패턴(예를 들어, 0.3 ㎛ 이하의 선폭)이 제공된다.

Description

광리소그래피용 광학 부재 및 광학 부재의 평가 방법
제1도는 광학 부재의 굴절률 분포의 다양한 요소를 도시한 도면.
제2도는 2 차/4 차 잔차 RMS 와 잔차 고도-차수의 수차 사이의 상관관계를 도시한 다이아그램.
제3도는 본 발명에 따르는 2 차/4 차 함수를 사용한 파선 수차의 관계의 원리를 도시한 그래프.
제4도는 본 발명에 따르는 균일성을 평가하는 데이타 처리의 흐름을 도시한 플로우차트.
제5도는 구해진 수차 데이타를 도시한 도면.
제6도는 촛점 요소를 도시한 도면.
제7도는 경사 요소를 도시한 도면.
제8도 및 제9도는 분할법에 의한 회전 대칭 요소의 산출 원리를 도시한 개념도.
제10도는 비분할법에 의한 회전 대칭 요소의 산출 원리를 도시한 개념도.
제11도는 본 발명에 따르는 리소그래피 실리카 유리의 제조 공정을 도시한 개략도.
제12도는 본 발명에 따르는 광학 부재를 사용하여 제조한 투영 렌즈 시스템을 사용하는 리소그래피 장치를 도시한 개략도.
제13도 및 제14도는 제 1 실시예에 따르는 인터페로미터의 측정 결과를 도시한 차트.
제15도 및 제16도는 제13도 및 제14도에 도시된 결과로부터 파워 요소를 보정한 후의 결과를 도시한 차트.
제17도 및 제18도는 제15도 및 제16도에 도시된 결과로부터 비점수차 요소를 보정한 후의 결과를 도시한 차트.
제19도 및 제20도는 제17도 및 제18도에 도시된 결과로부터 각 요소를 분리한 후 회전 대칭 요소를 도시한 차트.
제21도 및 제22도는 제17도 및 제18도에 도시된 결과로부터 각 요소를 분리한 후 비회전 대칭 요소를 도시한 차트.
제23도는 2 차/4 차 곡선을 사용하여 제 17 도 및 제 18 도에 도시한 결과에 대하여 피팅 결과를 도시한 도면.
제24도 및 제25도는 참조예에 따르는 인퍼페로미터의 측정 결과를 도시한 차트.
제26도 및 제27도는 제24도 및 제25도에 도시된 결과로부터 파워 요소를 보정한 후 결과를 도시한 차트.
제28도 및 제29도는 제26도 및 제27도에 도시된 결과로부터 비점수차 요소를 보정한 후의 결과를 도시한 차트.
제30도 및 제31도는 제28도 및 제29도에 도시된 결과로부터 각 요소를 분리한 후 회전 대칭 요소를 도시한 차트.
제32도 및 제33도는 제28도 및 제29도에 도시된 결과로부터 각 요소를 분리한 후 비회전 대칭 요소를 도시한 차트.
제34도는 2 차/4 차 곡선을 사용하여 제 30 도 및 제 31 도에 도시한 결과에 대하여 피팅 결과를 도시한 도면.
제35도는 제 2 실시예에서 2 차/4 차 잔차 RMS 피팅 결과를 도시한 그래프.
제36도는 제 3 실시예의 부재를 최적 직경으로 라운딩시킨 후 2 차/4 차 잔차 RMS 피팅 결과를 도시한 그래프.
본 발명은 자외선(UV)-리소그래피 기술에서 400 nm 이하, 바람직하게는 300 nm 이하의 특정 파장 영역에서 렌즈, 거울 등과 같은 광학계에서 사용하도록 응용된 광리소그래피용 광학 부재에 관한 것이다.
본 발명은 또한 광리소그래피용 광학 부재를 평가하는 방법에 관한 것이다.
최근, VLSI 는 집적 수준 및 그 기능에 있어서 현저한 발전을 해왔다. VLSI 분야에서는 칩 위에 대형 시스템을 결합시킨 시스템-온-칩(system-on-chip) 개념이 발달되어 왔다. 이러한 경향에 의해, 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 더 섬세한 패턴화 및 고도의 집적이 요구되고 있다. 실리콘과 같은 웨이퍼 상으로 집적 회로의 미세한 패턴을 노광 및 전송시키기 위한 광리소그래피 기술에는 스테퍼라고 하는 노광 장치가 사용된다.
한 예로서 DRAM 분야에서 LSI 내지 VLSI 의 진보 또는 IK → 256K → 1M → 4M → 16M 으로 용량의 증가에 따라, 패턴의 선폭을 10 μ → 2 ㎛ → 1 ㎛ → 0.8 ㎛ → 0.5 ㎛ 으로 점진적으로 감소되도록 재생시킬 수 있는 스테퍼가 필요하게 되었다.
이러한 이유로, 스테퍼의 투영 렌즈는 높은 해상도와 큰 촛점 깊이를 가질 필요가 있다. 해상도 및 촛점 깊이는 노광에 사용되는 빛의 파장 및 렌즈의 개구수 (N.A.)에 의해 결정된다.
패턴이 미세해짐에 따라, 회절광의 각도는 증가하며, 렌즈가 큰 N.A. 를 갖지 않는 한 회절광을 수신하기가 어렵게 된다. 한편, 노광 파장 λ이 짧아짐에 따라, 패턴이 동일한 크기로 남아 있는 경우 N.A. 가 작아질 수 있도록 회절광의 각도는 작아진다.
해상도 및 촛점 깊이는 다음과 같이 나타낸다:
해상도 = k1·λ/N.A.
촛점 깊이 = k2·λ/N.A.2
(상기식에서, k1 및 k2는 비례 정수이다.
해상도에 있어서의 개선은 N.A.에서의 증가 또는 λ의 감소에 의해 달성될 수 있다. 상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, λ의 감소는 촛점 깊이를 고려할 때, 더 장점이 있다. 이러한 관점에서, 광원의 파장은 g-선 (436 nm)에서 i-선 (248 nm) 으로, 또한 KrF 엑시머 레이져 (248 nm)에서 ArF 엑시머 레이져 (193 nm)로 짧아진다.
스테퍼에 결합된 광학계는 렌즈와 같은 다수의 광학 부재가 복합되어 구성된다. 단일 렌즈 당 투과도에 있어서 광 손실량이 적은 경우라도, 렌즈의 수에 의해 축적되며, 축적된 광손실은 조명 강도에 있어서 현저한 감소를 가져온다. 이러한 이유로, 각 광학 부재는 높은 투과도를 갖는 것이 요구된다.
그리하여, 400 nm 이하의 짧은 파장 영역에서 단파장으로 인한 광손실 및 광학 부재의 조합을 고려한 특정 방법에 의해 제조된 광학 유리가 사용된다. 또한, 300 nm 이하의 파장대에서 CaF2(플루오리트)와 같은 단일 결정질 또는 합성 실리카 유리를 사용하는 것이 제안되었다.
한편, 더 작은 선폭을 구현하고 미세하고 섬세한 노광 패턴 또는 미세하거나 섬세한 전송 패턴을 얻기 위해서는 투영 렌즈로서 굴절률이 고도로 균일한(측정 범위에서 굴절률의 변동이 적은) 광학 부재를 갖는 것이 필수불가결하다. 그러나, 최근 반도체 웨이퍼의 확대와 함께 노광 영역의 확대로 인하여 그러한 재료의 개구 크기 및 두께가 증가하고 재료의 상기 폼질을 얻는 것이 더 어렵게 되고 있다. 그리하여, 큰 개구 크기 및 두께를 갖는 광학 부재의 굴절률의 균일성을 개선하기 위해서 다양한 방법이 시도되고 있다.
굴절률의 균일성은 통상적으로 측정 범위(이하 Δn 이라함)에서 굴절률의 최대값과 최소값 사이의 차이로 나타내며, 광학 부재는 이 값이 더 작아지기 때문에 더 높은 균일성을 갖는 것으로 생각된다. 이러한 이유로, 기존의 "높은-균일성"을 갖는 광학 부재는 Δn 을 최소화하기 위해 제조되고 있다.
그러나, 충분히 작은 Δn의 광학 부재, 예를 들어 일반적으로 고도의 균등성 광학 부재라고 여겨지는 10-6배 이하의 광학 부재를 사용하더라도, 미세한, 예리한 노광-수송 패턴은 얻기가 쉽지 않다.
본 발명은 400 nm 이하의 특정 파장 범위에서 사용되는 광리소그래피 실리카 유리 부재 (U.S.P. 출원 제 193,474 호)를 제시하고 있으며, 여기에서, 파선 수차의 RMS(이승평균평방근: root mean square) 치가 경사 파워를 제거한 다음 0.015 λ 이하이며, 굴절률의 경사 요소는 ±5 × 10-6이하이거나 굴절률 분포는 축에 회전 대칭이며, 회전 대칭 축은 실리카 유리 부재의 중심축과 일치한다.
본 발명의 목적은 광리소그래피 기술에서 사용되는 광학 부재의 굴절률의 균일성을 평가하는 데에 있어서 기존의 기술과는 상이한 원리를 채택하여 종합적인 평가를 수행함으로써, 미세한 예리한 노광-수송 패턴(예를 들어, 0.3 ㎛ 이하 선폭)을 실현시킬 수 있는 광리소그래피 광학부재를 제공하는 데에 있다.
본 발명자들은 광리소그래피 기술에서 미세하고 섬세한 노광-전송패턴을 얻을 수 있는 광학 부재의 균일성에 관하여 많은 연구를 하였다. 그 결과, 본 발명자들은 후술하는 평가 방법이 패턴의 균일성과 선폭 사이에 만족스러운 보정을 한다는 것을 발전하였다. 이 보정에 기초하여, 0.3 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 미세하고 섬세한 노광-전송 패턴이 후술하는 조건을 만족하는 광학 부재로 구성된 광학계에서 얻어질 수 있다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 1 차적으로, 광학 부재의 파선 수차를 측정하고 측정된 파선 수차를 광축 방향으로 회전 대칭 요소 및 비회전 대칭 요소를 분할하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 굴절률의 균일성을 평가하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 이 평가 방법의 평가 결과로서 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛을 사용하는 광리소그래피 기술에 적합하게 사용될 수 있는 광학 부재 및 이 광학 부재로 이루어진 광리소그래피 장치에 관한 것이다.
본 발명은 2 차적으로, 광학 부재의 파선 수차를 측정하고, 측정된 파선 수차를 파워 요소를 보정하기 전 또는 후에 광축 방향에서 회전대칭 요소 및 비회전 대칭 요소로 분할하여 회전 대칭 요소의 2 차 및 4 차 요소를 추가로 보정함을 특징으로 하는 광학 부재 평가 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 이 평가 방법의 평가 결과로서 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛을 사용하는 광리소그래피 기술에서 적합하게 사용할 수 있는 광학 부재 및 이 광학 부재로 이루어진 광리소그래피 장치를 제공한다.
본 발명에 따르는 광리소그래피 광학 부재 및 광학 부재를 평가하는 방법을 사용함으로써, 미세하고 예리한 노광-전송 패턴(예를 들어, 0.3 ㎛ 이하의 선폭)을 구현할 수 있다. 통상의 광학계의 어셈플링을 조절하는 데에는 여러 단계를 필요로 하지만, 본 발명의 광학 부재를 사용하는 광학계는 조절이 용이하다. 그 이유는 다음에 설명한다.
본 발명에 따라서, 광학 부재의 굴절률 분포는 제 1 도에 도시된 바와 같이, 파워 (2차) 요소, 경사 요소, 및 다른 나머지 요소로 구성된다. 나머지 요소에는 비점수차 요소, 무작위 요소 및 회전 대칭 요소가 포함된다.
상기 제시된 바와 같이(U.S.P. 출원 제 193, 474 호), 본 발명은 광학 부재의 굴절률 분포가 파워 (2 차) 요소, 비점수차 요소, 파워 요소를 제거한 후의 회전 대칭 요소, 경사 요소, 무작위 요소 등으로 분할되며, 광학적 성능에 있어서 이들 요소의 영향이 서로 상이하다는 것을 나타낸다. 이들 요소 중에서, 파워 요소는 광학계의 곡률 반경의 오차와 동일하며, 렌즈 사이의 공간을 조절함으로써 쉽게 보정될 수 있다. 여기에서 파워 요소는 이차곡선에 의해 접근될 수 있는 굴절률 분포를 의미한다.
본 발명자들은 많은 연구를 한 결과, 다음의 방법이 광학 부재의 광학적 성능, 즉 렌즈 사이의 공간에 의해 쉽게 보정될 수 있는 잔류 색 수차를 평가하는 데에 효율적이라는 것을 확인하였다.
1. 광학 부재의 굴절률 분포의 상대적인 요소를 평가하기 위해서, 광학계를 조절함으로써 보정될 수 있는 파워 (2 차) 요소 및 경사 요소가 인터페로미터에 의해 측정되는 파선 수차로부터 제거된다.
2. 비점수차 요소는 광학계의 렌즈 회전에 의해 제거될 수 있기 때문에 제거된다.
3. 데이타 처리 단계 1 및 2 에 의해 구해지는 파선 수차는 회전 대칭 요소 및 비회전 대칭 요소로 분할된다.
4. 비회전 대칭 요소는 렌즈 사이의 공간을 조절함으로써 제거할 수 있기 때문에 직접 평가된다.
5. 회전 대칭 요소중에서, 2 차 및 4 차 요소는 렌즈의 공간을 조절함으로써 제거될 수 있기 때문에 제거(보정)된 다음, 6 차 파선 수차와 동일하거나 이보다 높은 짝수 차수의 요소를 평가한다.
시뮬레이션에 의해 단계 4 에서 파산 수차의 비회전 대칭 요소를 평가하는 경우, 필요한 광학적 성능은 RMS = 0.004 λ 이하가 설정되는 경우 얻어지는 것으로 밝혀졌다.
단계 5 에 대해서는 이하 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에서, 회전 대칭 요소는 추가로 다항식으로 발전하여 실제로 광학적 성능에 영향을 주는 요소만이 보다 상세하게 평가된다.
시뮬레이션에 의해 다항식의 각 항에 의한 광학 수차를 연구한 결과 렌즈의 공간을 조절함으로써 보정될 수 있는 수차는 굴절률 분포의 2 차 및 4 차 요소에서 발생되는 것들이며, 보정될 수 없는 수차는 6 차 또는 그 이상의 높은 짝수 차수의 굴절률 분포(2 차 및 4 차 잔차)에 의해 발생되는 것들이다.
파선 수차의 2 차 및 4 차 잔차와 실제로 남은 높은 차수의 수차 사이의 관계를 시뮬레이션을 수행하는 경우, 매우 높은 상관 관계를 관측하였다(제 2 도).
추가 실험의 결과, 필요한 광학적 성능은 2 차 및 4 차 요소의 보정 후에 잔차를 RMS = 0.005 λ 이하로 설정함으로써 또는 2차/4차 보정 곡선 자체를 PV = 0.024 λ 이하로 설정함으로써 구한다는 것을 확인하였다.
본 발명에 따르는 광학 부재의 균일성을 평가하는 방법을 이하 상세히 설명한다.
광학 부재의 굴절률 분포의 측정은 통상의 방법으로 수행한다. 그러나, 본 발명의 방법은 굴절률 분포에 한정되지 않으며, 예를 들어, 렌즈의 표면 정확도를 측정하기 위해 사용할 수 있다.
칼럼상 또는 직사각형 평행육면체 모양으로 형성된 광학 부재는 레이져 인터페로미터의 광학계에 의한 샘플로서 사용되며, 파선 수차는 정합유(matching oil)를 사용하는 오일-온-플레이트법으로 측정한다. 인터페로미터에 의해 구한 파선 수차는 이것을 광학 부재의 두께로 나눔으로써 굴절률 분포로 전환시킬 수 있다. 본 발명은 측정된 파선 수차에 대해서 다음의 데이타 처리를 수행함을 특징으로 한다.
제 3 도는 본 발명에 따르는 파선 수차의 2 차 및 4 차 요소에 기초한 일반적인 보정을 도시한 그래프이다.
제 3 도에 도시된 바와 같이, 파선 수차를 보정하는 2차/4차 함수곡선은 시뮬레이션에 의해 구해지며, 함수 곡선과 파선 수차 사이의 치환량은 2차/4차 잔차로서 나타내며, 이 대략적인 곡선의 산출은 본 발명에서 2 차/4 차 요소 보정으로서 나타낸다.
제 4 도는 본 발명의 데이타 처리의 흐름을 도시한 플로우차트이다.
수차 데이타는 제 5 도에 도시된 측정 범위에서 인터페로미터에 의해 구한다. 구해진 수차 데이타로부터 파선 수차가 PV 값 및 RMS 값(결과 1)을 구하기 위해 산출된다. PV 값은 통상적으로 광학 부재의 평가에 사용된다.
d(x,y): 위치(x,y)에서의 수차 데이타
n: 데이타의 총 수
일반적으로, 렌즈 표면이 인터페로미터로 측정되는 경우에, 렌즈 자체의 파선 수차가 아닌 수차 오차는 종종 제 6 도에 도시된 바와 같이, 측정될 표면 및 인터페로미터에 의해 방사되는 기준 파선의 곡률 사이의 차이로 인하여 중첩된다.
이 수차 오차 w 는 이하 파워 요소 또는 촛점 요소라 한다.
w(x, y) = A(x2+ y2) + Bx + Cy + D ...(2)
측정시, 제 7 도에 도시된 바와 같이, 측정용 지지 테이블의 경사로 인한 렌즈 자체의 파선 수치가 아닌 수차 오차가 종종 발생한다.
이 수차 오차 w 는 이하 경사 요소라 한다.
수차 오차로서 파워 요소 및 경사 요소를 제거하기 위해서, 피팅(fitting)이 상기 식(2)을 사용한 최소자승법에 의해 수행됨으로써, 파워 요소 및 경사 요소를 뺀다.
광학 부재의 굴절률의 균일성을 측정하는 경우, 수차 오차로서 파워 요소는 무시될 수 있지만, 굴절률 분포로부터 유래되는 파워 요소는 측정값에 고려된다. 이 요소는 또한 상기 식(2)을 사용하는 최소자승법에 의해 피팅을 수행함으로써 감소된다.
이러한 방식에서, RMS 값 및 PV 값은 파워 요소 및 경사 요소를 뺀 다음에 구할 수 있다(결과 2).
결과적으로, 파선 수차의 비점수차 요소를 제거하기 위해서, 하기 식을 사용하는 최소자승법에 의해 피팅이 수행됨으로써, 파워 및 경사요소가 이미 감해진 파선 수차로부터 비점수차 요소를 뺀다.
식 (3) 내지 (5)로부터, 비점수차 요소의 양 및 방향, 및 비점수차 성분을 뺀 후의 RMS 값 및 PV 값을 구한다(결과 3).
또한, 회전 대칭 요소를 산출한다. 산출 결과로서 분할법(division method) 및 비분할법(nom-division method)을 사용할 수 있다.
분할법에서, 선파 수차의 측정 데이타는 제 8 도 및 제 9 도에 도시된 바와 같이 n 데이타로 나누어지며 각 섹션의 데이타가 산출된다.
그리고 나서, 회전 대치 요소의 섹션 데이타는 다음의 방법중 하나로 산출한다.
1) n 섹션 데이타의 동일한 r-좌표 상에서 데이타의 평균은 그 위치에서 회전 대칭 요소의 섹션 데이타로서 정해진다(평균 모드).
2) n 섹션 데이타의 동일한 r-좌표 상에서 데이타의 최소값은 그 위치에서 회전 대칭 요소의 섹션 데이타로서 정해진다(최소값 모드).
3) 비구형 표면 피팅이 다음 식을 사용하는 최소자승법에 의해 n 섹션 데이타에 대해서 수행되며, 산출된 비구형 표면 데이타는 회전 대칭 요소의 섹션 데이타로서 정해진다(최소자승 모드).
w(r) = C0+ C2r2+ C4r4+ C6r6+ ··· ...(6)
최종적으로 회전 대칭 요소의 산출 섹션 데이타는 전체 측정 범위의 회전 대칭 요소를 얻기 위해 회전되며, 그 RMS 및 PV 값이 산출된다.
비분할법에서는 파선 수차 데이타가 일 그룹의 픽셀(pixel) 이기 때문에, 각 픽셀은 제 10 도에 도시된 바와 같이 중심으로부터 거리를 갖는다.
이러한 관점에서, 회전 대칭 요소의 데이타는 분산법과 유사한 3가지 방법에 의해 산출된다.
1) 중심으로부터 동일한 거리를 갖는 픽셀의 데이타 평균을 산출하여, 해당 픽셀의 데이타로 정한다(평균 모드).
2) 중심으로부터 동일한 거리를 갖는 픽셀의 데이타 최소값을 산출하여, 해당 픽셀의 데이타로 정한다(최소값 모드).
3) 비구형 표면 피팅을 다음의 식을 사용하는 최소자승법에 의해 모든 데이타에 대해서 수행하고, 산출된 비구형 표면 데이타를 해당 픽셀의 데이타로 정한다(최소자승 모드).
w(r) = C0+ C2r2+ C4r4+ C6r6+ ··· ...(6)
최종적으로, 산출된 회전 대칭 요소의 RMS 및 PV 값이 산출된다.
결과적으로, 무작위 요소는 회전 대칭 요소를 산출하기 전에 회전대칭 요소를 뺌으로써 산출된다.
또한, 무작위 요소의 RMS 및 PV 값이 산출된다.
이러한 방식에서, 회전 대칭 요소 및 무작위 요소가 분리될 수 있다.
무작위 요소에 있어서, 이 RMS 값은 기준값으로 사용된다.
회전 대칭 요소는 또 다른 보정 방법으로 처리된다.
회전 대칭 요소의 섹션에 대해서는 최소자승법에 의해 짝수-차수의 다항식의 피팅을 수행한다(제 3 도).
w(r) = C0+ C2r2+ C4r4+ C6r6+ ··· ...(6)
이 피팅에 의해서 피팅 전의 원 데이타로부터 노이즈의 영향이 제거될 수 있다.
피팅된 데이타는 원 회전 대칭 요소의 섹션으로부터 빼고, 잔차 데이타의 RMS 및 PV 값을 산출한다(잔차 RMS 및 PV 값).
4 차까지의 비구형 표면 피팅이 비구형 표면 피팅 식에서 산출된 짝수 차수 다항식 데이타에 대해서 수행된다(제 3 도).
w(r) = C0+ C2r2+ C4r4...(7)
그리고 나서, 4 차 다항식 데이타를 짝수 차수 다항식 데이타로부터 빼고, 잔차 데이타의 RMS 및 PV 값을 산출한다(2 차/4 차 잔차 RMS 및 PV 값).
또한, 4 차 다항식 데이타의 PV 값(보정하기 위한 PV 값)도 산출한다.
일련의 처리 공정에 의해, 2 차/4 차 잔차 및 비회전 대칭(무작위) 요소의 RMS 값을 구할 수 있다. 다른 산출 데이타는 렌즈의 조절에 사용된다.
다음의 설명은 2 차 및 4 차 요소가 렌즈 사이의 공간을 조절함으로써 보정될 수 있다는 사실을 보여줄 수 있다.
파워 보정후 굴절률 분포가 2 차 및 4 차 요소에 의해서만 나타내지는 경우에는 다음의 식이 성립한다:
n(r) = n0+ C2r2+ C4r4...(8)
이 식의 미분은 다음과 같다:
n'(r) = 2C2r + 4C4r3...(9)
또한, 이 근사값이 가능하다면, 광학 부재의 굴절률 분포의 최적 형상은 2 차/4 차 잔차를 최소화하는 항으로 나타낼 수도 있다.
r = 1 인 경우, n(1) = 0 이라면, r = 0.7 인 경우는 n'(0.7) = 0 이다.
더욱 특이하게는, 반경의 70 % 에서 최대값을 갖는 모양은 2 차/ 4 차 요소 보정이 가능하게 한다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 2 차/4 차 잔차는 모양이 반경의 65 % 내지 75 % 에서 최대값을 갖는 한 어떤 문제도 발생하지 않는다.
이러한 광학 부재를 얻기 위한 제조 방법은 예로서 실리카 유리를 사용하는 다음과 같은 것이 있다.
실리카 유리의 제조 방법으로서는 예를 들어 미합중국 특허 출원 제 193,474 호에 기재된 소위 직접법을 사용할 수 있으며, 이 방법에 의해 엑시머 레이져 내구성을 갖게 되며, 다른 제조 방법 보다 큰 모양을 얻을 수 있다.
실리카 유리의 굴절률 분포는 불순물 및 밀도 분포에 의해 결정된다. 불순물로는 OH, Cl, 금속 불순물, 및 용해된 가스가 포함되며, 직접법의 경우에는 OH 가 수백 ppm 이상 함유되고, Cl 이 수십 ppm 이상 함유되어 이들이 혼합량에서 대부분을 차지한다고 생각된다. 다른 불순물의 함량은 분석 결과에 따르면 50 ppb 이하로 작기 때문에, 굴절률에 대한 이들의 영향은 무시할 수 있다.
한편, 밀도 분포로서 열 히스토리로 인한 밀도 분포가 주도적이다. 이 분포는 직접법, VAD (vapor axial deposition) 법, 졸-겔법, 플라즈마 버너법 등과 같은 제조법에서 독립적으로 존재한다. 굴절률 분포는 이들 요소에 의해 결정되기 때문에, 소형 비회전 대칭 요소로 굴절률의 균일성을 유지하기 위해서는 ① 합성, ② 균일성 유지 및 모양 변화를 위한 열처리, ③ 왜곡을 제거하기 위한 아닐링, 및 ④ 절단, 라운딩 등과 같은 기계적 작업 단계에서 기하학적 중심 위치를 항상 유지하는 제조방법이 필요하다. 이러한 제조 방법의 예를 이하 설명한다.
실리카 유리의 합성이 인고트(ingot)를 회전시키면서 수행되는 경우, 이에 기초하여 불순물 농도 분포, 물리적 성질의 분포, 및 굴절률 분포는 인고트의 중심 주변에 대칭이 된다.
수득된 인고트를 실리더 모양으로 절단한다. 이 실린더 모양의 둥근 표면은 인고트 자체의 것이기 때문에, 실린더 모양의 기하학적 중심이 둥근 표면으로부터 결정되는 경우에는 결정된 중심은 인고트의 합성시 중심, 즉 굴절률 분포의 중심이 된다. 이 지점이 둥근 절단 표면 상에서 표시되어 절단, 라운딩 등과 같은 후속 작업 과정에서 중심 기준으로 사용되는 경우에는, 인고트의 중심 축은 실리카 유리 부재의 중심축과 일치될 수 있으며, 이로써 최종적으로 그 중심 주위에 대칭이며 작은 무작위 요소를 동반한 굴절률 분포를 갖는 광학 부재를 얻게 된다.
광학계는 다양한 직경을 갖는 렌즈를 포함한다. 회전 대칭 요소의 2 차/4 차 잔차가 적은 렌즈를 얻기 위해서는 다음의 과정이 필요하다.
통상적으로, 굴절률의 균일성은 인고트로부터 절단되어 아닐링과 같은 열처리를 한 실린더형 레즈 물질을 사용하여 평가하며, 사용가능한 직경을 갖는 렌즈라고 가정한 후, 렌즈 물질을 작업 마진 및 가정된 렌즈 모양의 합과 같은 실린더형 모양으로 가공한다. 렌즈 모양에 가까운 이 실린더형에 의해 렌즈 물질의 품질이 최종적으로 평가된다.
실린더형 렌즈 물질의 상태에서, 균일성은 인터페로미터에 의해 측정된다. 그 반경의 70% 위치 부근에서 파워 요소를 보정한 다음 파선 수차의 최고값을 갖는 직경의 렌즈가 가정되며, 렌즈 물질은 가정된 렌즈 모양에 가까운 실린더 모양으로 가공되어, 회전 대칭 요소의 2 차/4 차 잔차가 적은 광학 부재를 얻게 된다.
직접법에 의한 실리카 유리의 작업 방법에 대해서 제 11 도를 참조하여 이하 설명한다.
제 11 도에서, 인고트(11)는 회전되면서 합성되기 때문에 불순물 농도 분포 및 물리적 성질의 분포는 항상 인고트의 중심 주변에 대칭이 된다. 그러나, 실린더상 실리카 유리 물질(12)은 중심을 유지하면서 절단되기 때문에, 단위 중량당 수율은 필요한 물질 직경에 접근하는 직경을 갖는 인고트를 사용하지 않는 한 극도로 감소하게 된다.
회전 대칭 요소에 대해서 이하 설명한다.
상기한 바와 같이, 굴절률 분포는 열 히스토리에 의한 불순물 및 밀도 분포에 의해 결정되며, 이들 요소는 합성 조건에 따라 조절될 수 있다.
합성 조건을 변화시키는 데에 영향을 준다고 생각되는 원료 물질, 산소, 수소 등의 가스 유속, 회전, 풀-다운(pull-down) 등을 위한 유니트를 구동시키는 해제 유속이 고도로 정확하게 제어된다고 가정하자. 또한, 레이져 광속의 광축을 기준 축으로 사용하고, 로(furnace), 구동 유니트, 및 버너를 매우 정확하게 정렬시킨다.
상기 장치를 이용하여 수행된 합성에 의해 수득된 인고트의 굴절률 분포는 인터페로미터에 의해 측정된 다음, 추가로 2 차/4 차 잔차를 감소시키도록 합성 조건을 조절한다.
더욱 특이하게는, 버너의 가스 유속을 제어하거나 X-Y 스테이지에 장착된 표적을 버너에 대해서 2 차원적으로 이동시킴으로써 조건을 제어한다.
또한, 합성 후의 열 처리에서, SiO2분말 또는 고체를 상부, 하부 또는 측면 상에 놓거나, 아닐링하면서 냉각 속도를 조절하거나, HIP 처리에서 홀딩 압력을 조절함으로써 냉각시 열 방산시키면서 수행되는 열처리에 의해 조건을 제어할 수 있다.
아닐링과 같은 열 처리를 수행하는 경우, 실린더상 물질 모양은 대칭을 유지하도록 선택되어야 하며, 물질은 회전 대칭 온도 분포를 갖는 로의 중심에서 가열되어야 한다. 실리카 유리 물질은 회전시키는 것이 바람직하다. 물질을 점성 변형을 시킬 경우, 부분적 변형이 일어나지 않도록 주의하여야 한다.
이러한 방법으로, 굴절률 분포는 목적 광학 부재를 얻도록 조절될 수 있다.
또한, 물질을 예를 들어, 실리카 유리 부재(13)를 얻도록 라운딩 작업을 하는 경우, 작업 전에 중심 위치가 표시되어 치환이 전혀 일어나지 않고 작업이 수행되도록 해야 한다. 실리카 유리 부재(13)를 추가로 투영 렌즈(14)를 제조하도록 처리 및 윤을 낸다. 제 12 도는 엑시머 레이져 스테퍼의 개략도이다. 상기 방법으로 제조된 다양한 모양을 가진 투영 렌즈(14)를 렌즈 베럴(barrel)에서 결합하여 조립할 경우에는, 노광-전송 투영 렌즈 시스템(24)이 완성된다. 제 12 도에서, 참고 번호 21 은 엑시머 레이져 장치를 나타내며; 22 는 엑시머 레이져 스테퍼용 조명 시스템을 나타내고; 23 은 레티클을; 25 는 축소된 크기로 투영된 실리콘 웨이퍼를 나타낸다. 이러한 조작에 의해, 광리소그래피 기술로 미세하고 섬세한 패턴을 얻기 위한 광학적 성능을 얻을 수 있다.
더욱 특히는, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따라서 광리소그래피 기술에 의해 0.3 ㎛ 이하의 선폭을 갖는 미세한 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명은 하기 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 보다 충분히 이해될 수 있으며, 이들은 예시적으로 기재된 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 응용 범위는 이하 상세한 설명에 의해 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명의 정신 및 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것은 당업자에게는 명백한 것이므로, 발명의 상세한 설명 및 특정 실시예는 본 발명의 바람직한 예로 기재된 것이지만 단지 예시적인 것으로 주어진 것이다.
[제 1 실시예]
고순도 합성 실리카 유리 인고트를 원료로서 고순도 실리콘의 염소 화합물 가스를 사용하고, 실리카-유리 다층 버너를 사용하는 산소 가스 및 수소 가스를 연소시켜, 수송 가스로 희석된 원료 가스를 방출시키는 소위 직접법으로 합성한다. 합성시, 실리카 유리 분말이 축적되는 불투명 실리카 유리 플레이트로 구성된 표적을 회전시키고 소정 기간에 진동시켜 동시에 풀다운 시킴으로써, 인고트 상부 위치와 버너 사이에 같은 거리를 유시시킨다. 이러한 동작에 부가하여, 인고트 상부의 온도 분포를 측정하여, 버너 및 인고트를 입수된 정보에 따라 2 차원 이동시킨다. 이것은 버너의 모양, 가스 유속등에 의해 정해지는 인고트 상부의 온도 분포 패턴과 버너와 인고트 사이의 상대적인 움직임에 의해 정해지는 온도 분포 패턴을 결합시킴으로써 구해지는 실리카 유리의 굴절률 분포의 균일성을 최적화 시키기 위한 것이다.
이러한 방식으로, 직접법에 의해 합성 조건(버너 구조, 가스 유속, 표적의 진동 패턴, 등)을 정확하게 제어함으로써, 인고트를 합성한다. 인고트의 회전 중심과 일치하도록 수득된 인고트(Φ = 200 mm, L = 800 mm)로부터 원판상 시편(test piece)을 수평으로 절단한다.
왜곡을 제거하고 균일성을 조절하기 위해서, 부재를 로의 중심주변에 대칭인 온도 분포를 갖도록 아닐링 로의 중심에 장착하고 아닐링 시킨다(부재는 1,000 ℃ 에서 24 시간 동안 두고, 500 ℃ 에서 10 ℃/min 으로 냉각시킨 다음, 냉각되도록 세워 둔다).
또한, 인고트의 외형에 기초하여 결정된 기하학적 중심부를 유지하면서 코아 드릴을 사용하여 중심으로부터 실린더상 부재를 추출하여, 실리카 유리 부재(Φ = 165 mm, t = 50 mm)를 얻는다.
인터페로미터를 사용하여 굴절률의 경사 요소를 직접 측정하는 것이 매우 어렵기 때문에, 두 개의 프리즘형 시편을 이 부재의 반경 방향에서 두 말단부로부터 얻고, 이들 시편의 굴절률을 고-정확도 스펙트로미터를 사용하여 최소 굴절각의 10-7배로 정확하게 측정한다. 결과적으로, 이들 두 시편의 굴절률의 차이는 측정 한계와 같거나 적으며, 따라서, 경사 요소는 10-7이하가 된다.
그리고 나서, He-Ne 레이져 인터페로미터를 사용하는 오일 온-플레이트법에 의해 균일성을 측정하고, PV = 0.1925 λ 의 결과를 얻는다 (제 13 도 및 제 14 도).
그러므로, Δn = 0.1925 × 632.8 × 10-6/50 = 2.44 × 10-6
파워 및 경사 요소를 보정하고(제 15 도 및 제 16 도), 비점수차 요소를 보정하며(제 17 도 및 제 18 도), 회전 대칭 요소(제 19 도 및 제 20 도) 및 비회전 대칭 요소(제 21 도 및 제 22 도)를 분리한다.
비회전 대칭 요소(무작위 요소)의 RMS 값은 RMS = 0.0017 λ이다.
또한, 잔차를 산출하기 위해 회전 대칭 요소에 대한 2 차/4 차 피팅을 수행한다(제 23 도).
RMS = 0.0003 λ
이러한 방식으로, Δn 가 2 × 10-6을 넘는 값을 나타내지만, 무작위 요소 및 2 차/4 차 잔차를 갖는 광학 부재가 예상 값과 같거나 더 작게 구해질 수 있다.
이 실리카 유리 부재를 제 11 도에 도시된 모양으로 가공하여 제 12 도에 도시된 투영 렌즈 시스템을 제조하는 경우에는, 렌즈 시스템은 목적하는 설계 성능을 만족시킨다는 것이 확인되었다. 이 렌즈를 사용하는 시스템은 약 0.3 ㎛ 의 선폭으로 정의되는 해상도를 갖는다. 집적 회로 패턴은 약 0.3 ㎛ 의 선폭을 가지며, 본 시스템에 의해 실질적으로 충분한 평면성을 얻을 수 있다(참조예).
다음에는 제 1 실시예와 동일한 방법으로 Δn 을 바람직하게 감소시키기 위한 조건 하에서 합성 및 작업을 수행하였다.
실리카 유리 부재(Φ = 165 mm, t = 50 mm)를 수득한 다음, He-Ne 레이져 인터페로미터를 사용하여 오일 온-플레이트법으로 균일성을 측정하고, PV = 0.0889 λ의 결과를 얻었다(제 24 도 및 제 25 도).
그러므로, Δn = 0.0889 × 632.8 × 10-6/50 = 1.13 × 10-6
파워 및 경사 요소를 보정하고(제 26 도 및 제 27 도), 비점수차 요소를 보정하며(제 28 도 및 제 29 도), 회전 대칭 요소(제 30 도 및 제 31 도) 및 비회전 대칭 요소(제 32 도 및 제 33 도)를 분리한다.
비회전 대칭 요소(무작위 요소)의 RMS 값은 RMS = 0.0042 λ 이다.
또한, 잔차를 산출하기 위해 회전 대칭 요소에 대한 2 차/4 차 피팅을 수행한다(제 34 도).
RMS = 0.0056 λ
이러한 방식으로, Δn가 1.13×10-6의 만족스러운 값을 나타내지만, 무작위 요소 및 2 차/4 차 잔차 모두의 예상치를 만족시키는 광학 부재는 얻을 수 없었다.
제 12 도에 도시된 투영 렌즈 시스템이 제 11 도에 도시된 것과 같이 이 실리카 유리 부재를 가공함으로써 제조되는 경우, 필요한 설계 성능은 만족시킬 수 없었다.
[제 2 실시예]
다음은 제 1 실시예와 동일한 방법으로 실리카 유리 부재(Φ = 240 mm, t = 125 mm)를 얻기 위해서 합성 및 가공을 수행하였다.
그리고 나서, He-Ne 레이져 인터페로미터를 사용하는 오일 온-플레이트 법으로 균일성을 측정하여, 회전 대칭 요소에 대해서 2 차/4 차 피팅을 수행한다. 그 결과, 얻어진 파선 수차 데이타는 5 개의 피크값을 가지며(제 35 도는 얻어진 데이타의 1/2), 그 잔차는 RMS = 0.0179 λ 이었다(제 35 도). 더욱 특이하게는, 얻어진 파선 수차 데이타의 근사 곡선의 회전 대칭 요소 분포는 2 차/4 차 보정 곡선과 전혀 일치하지 않았다. 중심에 가장 인접한 피크값은 반경의 약 57 % 위치에 위치한다.
근사 곡선의 회전 대칭 요소 분포의, 중심에 가장 인접한 피크값이 반경의 약 70 % 위치에 있도록 부재의 외부 직경을 산출하면, 다음과 같다.
240 mm × 57/70 = 195 mm
부재가 산출된 외부 직경을 갖도록 작업되는 경우에는 제 35 도로부터, 회전 대칭 부재 분포의 피크값의 수가 3 개로 감소하는 것을 기대할 수 있다.
그리하여, 부재를 Φ = 195 mm 로 라운딩 시키고, 동일한 측정을 수행한다. 그 결과, 회전 대칭 요소에 대한 2 차/4 차 잔차는 1/5 이하, 즉 RMS = 0.0034 λ 로 크게 감소되어, 2 차/4 차 보정 곡선과 매우 잘 일치함을 관측하였다(제 36 도).
제 12 도에 도시된 투영 렌즈 시스템을 이 실리카 유리 부재를 가공하여 제조하는 경우에는 제 11 도에 도시된 바와 같이, 필요한 설계 성능을 만족시킨다는 것을 확인하였다.
이 방식에서, 약 0.3 ㎛ 의 선폭으로 정의되는 해상도를 갖는 집적 회로 패턴 및 실질적으로 충분한 평면성을 확보할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 필요한 광학적 성능을 만족시키는 광학 부재를 수율을 낮추지 않고 얻을 수 있다.
또한, 큰 경사 요소로 굴절률을 갖고 광축 주위의 비대칭 굴절률 분포를 갖는 실리카 유리 부재로부터 제조된 렌즈를 투영 렌즈시스템으로 조립하여 광학계로서 조절하는 경우, 여러 조절 단계가 필요하다. 그러나, 본 발명에 따르면, 조절에 필요한 시간이 크게 감소된다.
이들 인자로 인해서 광리소그래피 장치의 비용 절감을 실현할 수 있다.
본 발명의 실리카 유리 부재를 광리소그래피 기술에 사용하는 경우, 400 nm 이하의 특정 파장 영역의 빛을 사용하여 노광 및 전송을 수행할 수 있으며, 예를 들어 He-Ne 레이져 광속 (632.8 nm) 을 사용하여 웨이퍼 정렬도 또한 수행할 수 있다.
본 발명은 광학 부재의 굴절률의 균일성을 기준으로 하여 설명하고 있으나, 렌즈의 표면 정확도의 측정에도 동일한 평가를 수행할 수 있다.
상술한 발명으로부터, 본 발명은 여러 형태로 변형될 수 있으며, 이러한 변형은 모두 본 발명에 속하는 것으로 보아야 할 것이며 당업자에 명백한 이러한 변형은 다음에 첨부되는 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1994. 6. 16. 자 출원된 기본 일본국 출원 제 6-134723(134723/1994) 호가 본 발명의 참조자료로 사용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 광학 부재의 파선 수차를 측정하는 제 1 단계; 및 제 1 단계에서 측정된 파선 수차를 광축 방향과 회전 대칭 요소 및 비회전 대칭 요소로 분리하는 제 2 단계로 이루어지며, 광학 부재의 굴절률의 균일성을 평가하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 평가 방법.
  2. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 비회전 대칭 요소의 이승평균평방근치가 시험광의 파장의 0.004 배 이하임을 특징으로 하는 광학 부재.
  3. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 비회전 대칭 요소의 이승평균평방근치가 시험광의 파장의 0.040 배 이하인 광학 부재로 이루어짐을 특징으로 하는 광리소그래피 장치.
  4. 광학 부재의 파선 수차를 측정하는 제 1 단계; 제 1 단계에서 측정된 파선 수차를 광축 방향에서 회전 대칭 요소 및 비회전 대칭 요소로 분리하는 제 2 단계; 및 회전 대칭 요소의 2 차 및 4 차 요소를 제거하기 위하여 보정을 수행하는 제 3 단계로 이루어지며, 광학 부재의 굴절률의 균일성을 평가하는 것을 특징으로 하는 광학 부재의 평가 방법.
  5. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 회전 대칭 요소로부터 2 차 및 4 차 요소를 제거한 후의 이승평균평방근치가 시험광의 파장의 0.005 배 이하임을 특징으로 하는 광학 부재.
  6. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 회전 대칭 요소로부터 2 차 및 4 차 요소를 제거한 후의 이승평균평방근치가 시험광의 파장의 0.005 배 이하인 광학 부재로 이루어짐을 특징으로 하는 광리소그래피 장치.
  7. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 파워 요소를 제거한 후에 회전 대칭 요소로부터 2 차 및 4 차 요소를 제거하기 위한 보정에서 사용하는 2 차/4 차 보정 곡선의 PV 값이 시험광의 파장의 0.024 배 이하임을 특징으로 하는 광학 부재.
  8. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 파워 요소를 제거한 후에 회전 대칭 요소로부터 2 차 및 4 차 요소를 제거하기 위한 보정에서 사용하는 2 차/4 차 보정 곡선의 PV 값이 시험광의 파장의 0.024 배 이하인 광학 부재로 이루어짐을 특징으로 하는 광리소그래피 장치.
  9. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 2 차 요소를 제거하기 위해 보정하고 광축 방향에서 비회전 대칭 요소를 분할한 후에 광축에서 회전 대칭 요소가 회전 대칭 중심으로부터의 반경 방향에 반경의 약 70 % 위치에서 최고값을 가짐을 특징으로 하는 광학 부재.
  10. 기저 물질로부터 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재를 파선 수차의 광축 방향의 2 차 요소를 제거하기 위한 보정을 하고 광축 방향의 비회전 대칭 요소를 분리한 후에 광축 방향에서 회전 대칭 요소를 갖는 모양으로 절단하는 단계로 이루어지며, 이 때에 회전 대칭 요소는 회전 대칭 중심으로부터 반경 방향에서 반경의 약 70 % 인 위치에서 최고값을 가짐을 특징으로 하는 광학 부재 제조 방법.
  11. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 2 차 요소를 제거하기 위해 보정하고 광축 방향에서 비회전 대칭 요소를 분할한 후에 광축 방향에서 회전 대칭 요소를 갖는 광학 부재로 이루어지며, 여기에서, 회전 대칭 요소가 회전 대칭 중심으로부터의 반경 방향에 반경의 약 70 % 위치에서 최고값을 갖는 짐을 특징으로 하는 광리소그래피 장치.
  12. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛을 위한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 2 차 요소를 제거하기 위해 보정하고 광축 방향에서 비회전 대칭 요소를 분리한 후에 광축 방향에서 회전 대칭 요소가 회전 대칭 중심을 포함하는 3 개의 최고값을 가짐을 특징으로 하는 광학 부재.
  13. 기저 물질로부터 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재를 파선 수차의 광축 방향에서 2 차 요소를 제거하기 위해 보정하고 광축 방향에서 비회전 대칭 요소를 분리한 후에 광축 방향에서 회전 대칭 요소를 갖는 모양으로 절단하는 단계로 이루어지며, 이때에 회전 대칭 요소는 회전 대칭 중심을 포함하는 3 개의 최고값을 가짐을 특징으로 하여 광학 부재를 제조하는 방법.
  14. 400 nm 이하의 파장을 갖는 빛에 대한 광학 부재로서, 파선 수차의 광축 방향에서 2 차 요소를 제거하기 위해 보정하고 광축 방향에서 비회전 대칭 요소를 분리한 후에 광축 방향에서 회전 대칭 요소를 갖는 광학 부재로 이루어지며, 여기에서 회전 대칭 요소가 회전 대칭의 중심을 포함하는 3 개의 최고값을 가짐을 특징으로 하는 광리소그래피 장치.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3315658B2 (ja) * 1998-12-28 2002-08-19 キヤノン株式会社 投影装置および露光装置
US6373552B1 (en) 1999-01-20 2002-04-16 Asm Lithography B.V. Optical correction plate, and its application in a lithographic projection apparatus
EP1129998B1 (en) * 1999-07-05 2012-03-21 Nikon Corporation Method for producing quartz glass member
US6710930B2 (en) 1999-12-01 2004-03-23 Nikon Corporation Illumination optical system and method of making exposure apparatus
US20040042094A1 (en) * 2000-12-28 2004-03-04 Tomoyuki Matsuyama Projection optical system and production method therefor, exposure system and production method therefor, and production method for microdevice
US6808266B2 (en) * 2001-04-18 2004-10-26 Bausch And Lomb, Inc Objective manifest refraction
JP4029838B2 (ja) * 2001-07-05 2008-01-09 株式会社ニコン 光リソグラフィー用光学部材とその評価方法
US6788389B2 (en) * 2001-07-10 2004-09-07 Nikon Corporation Production method of projection optical system
US20030131626A1 (en) * 2001-10-08 2003-07-17 Schott Glas Arrangement for improving the homogeneity of the refractive index of quartz glass objects
JPWO2003102529A1 (ja) 2002-06-04 2005-09-29 株式会社ニコン 光学部材の屈折率均質性を評価する方法
US7245361B2 (en) 2002-06-04 2007-07-17 Nikon Corporation Method for evaluating refractive index homogeneity of optical member
EP1801630A4 (en) 2004-09-13 2009-12-16 Nikon Corp OPTICAL PROJECTION SYSTEM, METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL SYSTEM FOR PROJECTION EXPOSURE SYSTEM, AND EXPOSURE METHOD
JP5294804B2 (ja) * 2008-10-31 2013-09-18 三菱電機株式会社 光学調整装置
KR101336399B1 (ko) * 2009-11-19 2013-12-04 캐논 가부시끼가이샤 계측 장치, 가공 방법 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체
DE102013226668A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Kalibrieren einer Wellenfronterzeugungseinrichtung
JP6162907B2 (ja) * 2014-12-16 2017-07-12 富士フイルム株式会社 形状測定装置及び形状測定方法
FR3062476B1 (fr) * 2017-01-27 2020-12-25 Imagine Optic Methode d'evaluation de la qualite de la mesure d'un front d'onde et systemes mettant en œuvre une telle methode

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696569A (en) * 1985-04-11 1987-09-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method of measuring spherical aberration and apparatus therefor
US5234742A (en) * 1989-03-03 1993-08-10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Pellicle for lithography
ATE116448T1 (de) * 1989-06-09 1995-01-15 Heraeus Quarzglas Optische teile und rohlinge aus synthetischem siliziumdioxidglas und verfahren zu ihrer herstellung.
US5410428A (en) * 1990-10-30 1995-04-25 Shin-Etsu Quartz Products Co. Ltd. Optical member made of high-purity and transparent synthetic silica glass and method for production thereof or blank thereof
EP0546196B1 (en) * 1991-06-29 1997-05-02 Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. Synthetic quartz glass optical member for excimer laser and production thereof
US5157555A (en) * 1991-12-04 1992-10-20 General Electric Company Apparatus for adjustable correction of spherical aberration
US5326729A (en) * 1992-02-07 1994-07-05 Asahi Glass Company Ltd. Transparent quartz glass and process for its production
JPH06134723A (ja) 1992-10-27 1994-05-17 Onoda Cement Co Ltd 脱水成形プレスの脱水盤装置
US5699183A (en) * 1993-02-10 1997-12-16 Nikon Corporation Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production
JP3841435B2 (ja) * 1995-09-12 2006-11-01 コーニング インコーポレイテッド 溶融シリカガラスを製造するためのブール振動パターン

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US6025955A (en) 2000-02-15

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