KR100891340B1 - 투영 노광 장치 - Google Patents

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칼 짜이스 에스엠테 아게
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Abstract

특히 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치는 물체면에 구성된 영상면에 물체의 영상을 형성하도록 기능을 수행한다. 상기는 광원 및 물체면 사이의 광선 경로에 구성된 조명 광학장치와 광원에 의해 발생된다. 또한, 물체면 및 영상면 사이의 광선 경로에 구성된 투영광을 안내하는 기능을 수행한다. 필터(7)는 광원 및 물체면 사이에서 동공면에 근접하여 구성된다. 상기 필터(7)는 가동 필터 요소(22')를 가지고, 상기 가동 필터 요소(22')는 투영광을 위한 적어도 특정 영역(24)에서 0보다 크고 100%보다 작은 투과율을 가진다. 상기 가동 필터 요소(22')는 필터면에서 이동가능하고, 필터(7) 후 광선 경로에서 광축(14)에 수직인 투영광의 강도 분포가 필터 요소(22')의 이동에 따라 변화되도록, 필터면을 통한 투과율 분포를 가진다. 상기 필터(7)로 조명각 분포는 미리 설정된 값으로 사용될 수 있다.

Description

투영 노광 장치{Projection exposure device}
본 발명은 투영 방사를 방출하는 방사원을 가진 물체면에 구성된 영상면에 물체의 영상을 형성하기 위한 특히 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 관한 것이고, 조명 광학장치는 광원 및 물체면 사이의 광선 경로에 구성되며, 투영 광학장치는 물체면 및 영상면 사이의 광선 경로에 구성되고, 가동 필터 요소를 가진 필터는 필터면에 구성되며, 상기 필터면은 광원 및 물체면 사이에서 동공면에 근접하여 구성되고, 상기 필터는 필터면에서 이동가능하며, 필터 후 광선 경로에서 광축에 수직인 투영광의 강도 분포가 필터 요소의 이동에 따라 변화되도록, 필터면을 통한 투과율 분포를 가진다.
상기 투영 노광 장치는 US 5 264 898로부터 공지되어 있다. 상기 문헌에 사용된 필터는 필터 요소를 가지고, 상기 필터 요소는 특정 영역에서 투영광을 완전히 차단시키며, 다른 영역으로 상기 투영광이 통과되도록 한다. 투영 노광 장치의 해상도를 보존하고 또한 물체면에서 조명 광학장치의 초점거리를 최적화시키도록 필터가 사용된다.
3차원 구조물이 투영되는 투영 작업에서, 따라서 예를 들어 3차원 구조물을 레티클로부터 웨이퍼로 마이크로리소그래피를 이용하여 전사할 때, 물체면의 가능한 한 균질한 조명뿐만 아니라 물체면에서 조명각의 양호하게 형성된 분포, 즉 투영 방사가 물체면과 충돌하는 각의 양호하게 형성된 분포는 중요한 사항이다. 설정될 조명각 분포는 구조물이 레티클에 구성되는 방법 및 물체면에 수직인 연장부의 형태에 따라 결정된다. 따라서 상이한 레티클 구조물에 대해서는 최적 투영를 위해 상이한 조명각 분포가 미리 설정되어야 한다.
만약 전술된 바와 같이 목적이 완전히 상이한 US 5 264 898의 필터가 조명각 분포의 예비설정에 사용된다면, 비록 조명각이 미리 설정될 수 있다 하더라도, 조명각 분포에 영향을 주는 가능성이 존재하지 않을 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 예비설정 조명각 분포가 가능한 한 정확하게 설정될 수 있는 서두에 언급된 형태의 투영 노광 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 필터 요소는 투영광을 위한 적어도 특정 영역에서 0보다 크고 100%보다 작은 투과율을 가진다.
예를 들어 필터 요소의 회전 또는 병진과 같은 운동의 자유도를 가지고 또한 적어도 특정 영역에서 부분 투과성을 가진 필터면에서 상기 필터 요소를 가진 필터로 인해, 물체면의 전방에서 동공면에 근접한 상응 투과를 설정함으로써 제공된 투영광 분포로부터 필터에 의해 물체면에서 소요 조명각 분포를 형성하도록 2자유도 가 이용가능하다. 투영 노광 장치의 작업 중 발생되는 투영될 물체 구조물의 변화 또는 조명의 교번은 가동 필터 요소를 재조절함으로써 보상될 수 있다. 가동 필터 요소에 추가하여 또는 선택적으로, 미리 설정된 조명 세팅, 따라서 예를 들어 상응 개구부 셔터에 의해 미리 설정된 조명각은 미세하게 조절될 수 있다.
필터 요소의 투과율은 투영 광학장치의 광축에 관한 필터면을 통해 비회전대칭일 수 있고, 필터 요소는 광축 주위로 회전될 수 있도록 유지될 수 있다. 상기 필터 요소를 가진 상기 필터로, 레티클의 교체시 필터 요소를 회전시킴으로써 조명각 분포는 사용된 레티클 형태에 적용될 수 있고, 따라서 투영될 물체 구조에 적용될 수 있다. 또한, 조명의 변화는 수정될 수 있고, 광축에 비회전대칭인 동공면에서 조명 강도 분포의 회전으로 마감된다. 광축 주위로 회전가능한 필터 요소는 상기 강도 분포의 회전에 따라 재설정되어, 조명각 분포와 동등한 예비설정 분포에 상응하는 필터 후 강도 분포는 변화되지 않고 유지된다. 동공면에서 조명 강도 분포의 상기 변화는 예를 들어 광원 특성 또는 조명 광학장치의 광학 특성의 시간 드리프트(drift)로부터 발생될 수 있다. 광원 또는 조명 광학장치의 조절 또는 조명 세팅의 변화는 조명 강도 분포의 상기 회전을 발생시킨다.
필터는 광축까지 축방향으로 변화되는 투과율을 가진 하나 이상의 필터 요소를 가질 수 있다. 상기로 인해 필터가 영역에 영향을 주는 가능성이 형성되고, 다양한 방법으로 광축까지의 거리가 변화된다. 따라서 더 정교한 조명각 분포가 설정 또는 재설정될 수 있다.
필터는 연속적인 점감필터(graduated filter)일 수 있다. 연속으로 변화되는 투과율을 가진 하나 이상의 필터 요소가 구성된 상기 필터로 상응하는 일정한 조명각 분포가 형성될 수 있다.
선택적으로 필터 요소는 변화되는 투과율을 가진 2개 이상의 영역을 가질 수 있다. 영역 경계에서 투과율의 계단형 진행일 수 있다. 영역내에서 투과는 일정한 또는 연속 진행일 수 있다. 영역으로의 상기 세분은 조명각 분포의 예비설정 또는 재설정을 용이하게 한다.
필터면에서 조명 광학장치의 자유 개구부는 원형이고, 필터는 복수개의 영역을 가진 하나 이상의 필터 요소를 가지며, 상기 복수개의 영역은 원주 방향으로 변화되는 투과율을 가진다. 상기 필터 요소로 예를 들어 다중 대칭성을 가진 조명각 분포가 설정될 수 있다.
필터 요소는 반경 방향으로 변화되는 투과율을 가진 2개 이상의 영역을 가질 수 있다. 또한 영역으로의 세분은 조명각 분포의 예비설정 또는 재설정을 용이하게 한다. 영역에서 세분이 원주 방향 및 반경 방향으로 발생된다면, 조명각 분포의 설정시 자유도는 특히 크다.
필터 요소는 원주 방향으로 교번되는 투과율을 가진 4개의 사분면을 가질 수 있다. 상기 필터 요소로 이중 대칭성, 즉 소위 타원율을 가진 조명각 분포는 타원의 예비설정 방향으로 조절될 수 있다. 선택적으로 또는 또한 상기 필터 요소는 기존 타원율의 보상에 사용될 수 있다. 상기 타원율은 예를 들어 광원 또는 조명 광학장치의 기하학적 형상이나 예비설정된 조명 세팅에 기인하여 형성될 수 있다.
필터는 2개 이상의 필터 요소를 가지고, 상기 필터 요소는 서로에 대해 회전 될 수 있도록 유지된다. 2개의 필터 요소에 발생되는 총투과율의 분포는 예비설정가능한 또는 재설정가능한 조명각 분포의 자유도를 증가시킨다.
필터의 회전대칭 투과율은 필터 요소의 상대 위치로 형성될 수 있다. 따라서 적어도 회전 대칭성에 영향을 주는 것에 관해 필터가 중립적으로 작동하는 가동 필터 요소의 위치가 구성된다.
간단한 방법으로 조명각 분포의 회전 대칭성은 필터의 조립시 필터 영향없이 시험 또는 사용될 수 있다. 필터 요소의 상대 위치에서 투과율이 전체 필터면을 통해 일정하도록, 또한 예를 들어 시험 목적으로 조명각 분포에 대한 필터 영향이 전부 제거될 수 있도록, 필터 요소가 구성될 수 있다.
회전가능 필터 요소와 결합된 구동 장치가 구성된다. 상기로 인해 조명각 분포의 자동 예비설정 또는 재설정이 가능하다.
선호되는 실시예에서, 구동 장치과 함께 작동하는 제어 장치가 구성되고, 상기 제어 장치는 물체면에서 투영광의 미리 설정된 조명각 분포에 따라 필터 요소의 미리 설정된 위치와 연결되도록 구동 장치가 개시되도록 한다. 따라서 예를 들어 유용한 정보에 따라 필터의 광원 또는 조명 광학장치는 레티클 구조 또는 실제 세팅을 통해 자동으로 설정 또는 재설정될 수 있다.
투영광의 강도 분포를 기록하도록 제어 장치와 함께 작동되는 하나 이상의 검출 장치는 광축에 수직인 평면에 구성될 수 있다. 상기로 인해 조명각 분포는 검출된 강도 분포에 따라 가동 필터 요소를 상응하게 따름으로써 탐지될 수 있다.
검출 장치는 2차원 CCD 배열을 가질 수 있다. 상기 검출 장치는 고위 해상도 를 가지고, 감광성이다.
검출 장치가 물체면에서 투영광의 조명각 분포를 연산하도록 상기 검출 장치가 구성될 수 있다. 직접 측정된 조명각 분포는 가동 필터 요소에 의해 재설정하기 위한 이상적인 입력량이다. 본 발명의 실시예는 도면을 참고로 하기에 더 상세히 기술된다.
도 1 에 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1)가 도시되어 있다. 상기를 이용하여 레티클(recticle)(2)의 구조물은 웨이퍼(3)의 표면으로 전달될 수 있다.
파장이 193.3nm인 ArF 엑시머 레이저와 같은 UV 레이저(4)는 투영 노광 장치(1)에 대한 광원으로서 기능을 수행한다. UV 레이저(4)에 의해 방사된 투영광 번들(projection light bundle)(5)은 초기에 조명 광학장치(6)로 유입된다. 투영광 번들(5)의 광선 경로는 명확함을 위해 UV 레이저(4) 및 조명 광학장치(6) 사이에서만 도시된다. 조명 광학장치(6)의 대부분이 블록으로서 도 1에 개략적으로 도시되어 있고, 상기 조명 광학장치(6)는 예를 들어 투영광 번들(5)을 균질화시키도록 줌렌즈, 회절 광학 요소 및 유리막대와 같은 일련의 광학 부조립체를 가질 수 있다.
조명 공학장치(6)를 통한 이동 중 투영광 번들(5)은 동공면(13)에 구성된 동공 필터(7)를 이동한다. 동공면(13)은 또한 지정 필터면이다. 다음에 투영광 번들(5)은 레티클(2)을 조명한다. 레티클(2)의 구조는 투영 광학장치(8)에 의해 웨이퍼(3)의 표면으로 투영된다. 투영 광학장치(8)는 복수개의 렌즈 및/또는 거울로부터 구성될 수 있다.
레티클(2) 상의 중앙 물체점을 통과하고 또한 투영 광학장치(8)로 안내되는 선택된 영상 광번들(9)이 도 1에 도시되어 있고, 영상 광선 경로가 명확하게 도시되도록 상기 영상 광선 경로는 반대 방향, 즉 조명 광학장치(6)를 향하는 방향으로 다소 더 연장구성된다. 레티클(2)은 투영 광학장치(8)의 물체면(10)에 구성되고, 상기는 도 1에 점선으로 도시되어 있다. 웨이퍼(3)는 투영 광학장치(8)의 영상면(11)에 구성되고, 상기도 유사하게 점선으로 도시되어 있다. 투영 광학장치(8)의 동공면(12)도 유사하게 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 동공면(12)은 조명 공학장치(6)의 필터면(13)에 결합된다.
투영 노광 장치의 광축(14)은 유사하게 도 1에 점선으로 도시되어 있다.
부분 투과성 광학판(40)은 UV 레이저(4) 및 조명 공학장치(6) 사이의 광선 경로에 구성되고, 상기 광학판(40)은 소량의 투영광 번들(5)을 반사시키며, 대부분의(실제로 99% 이상의) 상기 광번들은 투과된다. 광학판(40)을 통과하는 투영광 번들(5)의 광선 경로는 본원의 관심분야가 아니기 때문에 점선으로 다소 더 연장되어 도시된다.
광학판(40) 후의 투영광 번들(5)의 점선으로 도시된 반사된 양은 영상 광학장치(15)에 의해 2차원 CCD 배열(16)로 사상된다. 상기 2차원 CCD 배열(16)은 점선으로 도시된 신호 라인(17)을 통해 제어 장치(18)와 소통된다. 제어 장치(18)는 유사하게 점선으로 도시된 신호 라인(19)을 통해 구동 장치(20)가 동작되도록 하며, 상기 구동 장치(20)는 유사하게 점선으로 도시된 구동 연결부(21)를 통하여 동공 필터(7)의 요소가 광축(14) 주위로 회전되도록 한다.
물체면(10)에서 영상 번들(9)의 영상각 분포 및 영상 강도를 측정하도록 CCD 배열(16)에 추가하여 또는 선택적으로 사용될 수 있는 검출 장치(30)가 투영 광선 경로 외부의 비작동 위치에서 도 1에 도시되어 있다. 도시되지 않은 구동 장치에 의해, 이중 화살표(31)로 도시된 광축(14)에 수직인 검출 장치(30)는 레티클(2)의 제거 후 광선 경로로 이동될 수 있어, 입구 개구부(32)가 물체면(10)에 구성되고, 상기의 결과로 예를 들어 레티클을 정상적으로 조명하는 영상 번들(9)과 같은 연상 번들이 검출 장치(30) 내부로 유입될 수 있다.
검출 장치(30)는 가요성 신호 라인(33)을 통해 검출 제어 장치(34)와 연결되고, 상기 검출 제어 장치(34)는 점선으로 도시된 신호 라인(35)을 통해 제어 장치(18)와 소통된다.
동공 필터의 제 1 실시예에 대한 구성은 도 2, 5 및 6을 참고로 하기에 기술된다.
동공 필터(7)는 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 유사하게 구성된 필터 요소(22,22')를 가진다. 필터 요소(22)는 4개의 사분면으로 분할된다. 필터 요소(22)의 투과율은 각 사분면 내에서 일정하다. 각 사분면의 투과율은 원주 방향으로 변화되어, 대향구성된 사분면의 투과율은 동일하다. 서로 대향되어 구성된 2개의 사분면(23)은 모든 투영광이 통과되도록 한다. 상기 사분면(23)은 하기에서 "지정 사분면"으로 명명된다. 다른 2개의 사분면(24)은 투영광의 일부, 예를 들어 50%만이 통과되도록 한다. 상기 사분면(24)은 하기에서 "흡수 사분면"으로 명명된다. 흡수 사분면 또는 영역 대신에, 총투과가 없는 것이 요구되는 부분 반사 영역이 구성될 수도 있다.
도 5 의 개략도에 동공 필터(7)의 설계가 명확하게 도시되어 있다. 2개의 필터 요소(22)는 평행하고 또한 서로 인접되어, 광축(14)은 2개의 필터 요소(22)의 중심을 통과한다. 도 5의 상부 필터 요소(22)는 정지되어 있고, 하부 필터 요소(22')는 구동 장치(20)에 의해 광축(14) 주위로 회전될 수 있다.
정지 필터 요소(23)의 흡수 사분면(24) 및 투과 사분면(23) 사이에 구성된 분할 라인은 문자 A로 표기된다. 도 5의 회전가능 필터 요소(22')는 정지 필터 요소(22)에 대향회전되어, 회전가능 필터 요소(22')의 분할 라인(A')에 상응하는 정지 필터 요소(22)의 분할 라인(A)은 반시계방향으로 90°만큼 회전된다. 하기에서 상대각(α)으로 도시된 상기 회전각이 도 5에서 서로에 상응하는 분할 라인(A,A')으로 개략적으로 도시되어 있다.
광축 주위로의 회전에 대해 선택적으로, 가동 필터 요소의 병진운동이 또한 필터면에 구성될 수 있다.
도 6 에서, 동공 필터(7)의 서로 위에 구성된 필터 요소(22,22')가 다양한 상대각 위치에 도시되어 있다. 도 6의 좌측에 개별 필터 요소(22)가 명확함을 위해 도시되어 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 총 32 섹터로 필터 요소의 세분은 상대각의 변화와 함께 특정 동공 필터의 총흡수 변화를 나타내는 역할을 수행하고, 필터 요소와의 물리적 연결은 없다.
도 5 에 이미 도시된 90°의 상대각을 가진 상대각 위치는 도 6의 좌측에 제 2 개별 도면으로 도시되어 있다. 동공 필터(7)의 총투과는 전체 필터면을 통해 일 정하고, 흡수 사분면(24)의 투과율에 상응한다.
상대각 90°에 상응하는 개별 도면을 따르는 개별 도면의 연속에서, 정지 필터 요소(22)에 대향된 회전가능 필터 요소(22')가 11.25°단계에서 상대각 α=90°를 가진 위치로부터 α=0°위치로 후향회전될 때마다, 총투과율이 동공 필터(7)의 필터면을 통해 변화되는 방법이 도시되어 있다.
상대각 위치 78.75°의 경우에, 2개의 흡수 사분면(24) 및 90°만큼 엇갈린 2개의 투과 사분면(23)은 섹터형 영역에서 중첩되고, 상기 섹터형 영역은 필터 요소(22) 사분면의 1/8에 상응한다. 흡수 사분면(24)이 중첩되는 위치에서, 동공 필터(7)의 총흡수는 필터 요소(22)의 흡수 사분면(24) 단독 흡수의 2배이다.
2개의 투과 사분면(23)이 중첩되는 위치에서, 모든 투영광은 통과된다. 필터면의 잔여면에서 동공 필터(7)는 필터 요소(22)의 흡수 사분면(24) 투과를 가진다.
도 6 에서 개별 도면의 다른 연속에 명확하게 도시된 바와 같이, 정지 필터 요소(22)에 대향된 회전가능 필터 요소(22')가 더 후향회전시, 총흡수가 2배인 섹터형 영역은 팽창되고, 즉 모든 투영광이 통과한다. 동시에, 흡수 사분면(24)의 투과에 상응한 동공 필터(7)의 총투과가 발생되는 섹터형 영역이 감소된다.
마지막으로 상대각 0°의 경우에, 2개의 필터 요소(22,22')는 완전히 서로 위에 구성된다. 상기의 결과로, 개별 필터 요소(22)의 투과 분포에 상응하는 필터면을 통한 동공 필터(7)의 투과 분포가 형성되어, 흡수 사분면(24)의 영역에서 동공 필터(7)의 총흡수는 2배이고, 이유는 2개의 흡수 사분면(24)이 광선 경로에서 서로의 후방에 구성되기 때문이다.
동공 필터의 다른 실시예가 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 전술된 실시예와 함께 이미 기술되었던 부품에 상응하는 부품은 100만큼 증가한 인용부호로 도시되고, 더 상세히 논의되지 않는다.
도 7 의 좌측 개별 도면에 도시된 필터 요소(122)는 총 8개의 섹터형 영역으로 세분되고, 상기 섹터형 영역은 각 경우 영역을 통해 일정한 투과율을 가지며, 따라서 서로 경계를 이루는 영역의 투과율은 원주 방향으로 교번된다. 상기 경우에 매번 흡수 영역(124)은 원주 방향으로 투과 영역(123)을 따르고, 그 역도 성립한다.
도 7 의 다른 개별 도면에서, 동공 필터(107)의 총투과는 다양한 상대각 위치로 도시되고, 상기 동공 필터(107)는 도 5에 도시된 동공 필터(7)와 유사하게 서로 위에 축방향으로 구성된 2개의 필터 요소(122)를 가진다. 2개의 필터 요소(122) 중 하나는 정지되어 있는 다른 하나에 대향되어 회전될 수 있다. 도 7 좌측의 제 2 개별 도면에 2개의 필터 요소(122)가 상대각 45°만큼 서로에 대해 회전된 상태가 도시되어 있다. 상기 경우에 한 필터 요소의 모든 흡수 영역(124)은 다른 한 필터 요소(122)의 투과 영역(123) 전방에 또는 후방에 정밀하게 구성되어, 상대각 90°를 가진 도 6의 개별 도면과 유사하게, 상기 면을 통한 일정한 투과율과 함께 균질한 전체 투과 진행이 형성된다.
도 7의 다른 개별 도면에서, 회전가능 필터 요소가 11.25°의 단계에서 위치 α=45°로부터 위치 α=0°로 후향회전되는 것이 단계별로 도시되어 있는 순서가 도시되어 있다. 상기 경우에, 제 1 후향회전 단계(α=33.75°)에서 크로스형 구조 물은 4개의 섹터형 영역으로부터 형성되고, 상기 섹터형 영역은 각 경우 섹터각 11.25°를 가진 상태로 서로에 대해 90°만큼 엇갈려 구성되며, 필터 요소(122)의 개별 흡수 영역(124)의 흡수에 2배가 형성되고, 상기에 45°만큼 엇갈린 유사한 크로스형 구조물이 동일한 섹터각을 가진 상태로 섹터형 영역으로부터 형성되며, 흡수가 발생되지 않는다. 잔여 영역에서 개별 흡수 영역(124)의 투과에 상응하는 총필터 투과가 형성된다. 회전가능 필터 요소의 더 후향회전으로 인해, 2배 흡수 영역이 팽창되고, α=0°에 이르는 진행 회전각으로 모든 투영광이 통과되도록 하는 영역으로 인해, 동공 필터(107)의 투과 진행은 단일 필터 요소(122)의 투과 진행에 상응한다. 그러나 상기 경우에 흡수 영역의 흡수는 개별 흡수 영역(124)의 흡수에 2배이다.
도 6 및 도 7에 유사하게 도 8에 다른 동공 필터(207)의 경우 상태가 도시되어 있다. 상기는 도 8의 좌측 개별 도면에 도시된 바와 같이 2개의 필터 요소(222)를 가진다.
필터 요소(222)는 총 16개의 섹터형 영역(223,224)을 가지고, 각 경우 22.5°의 원주각을 가진다. 매번 투과 영역(223)은 각 경우 원주 방향으로 흡수 영역(224)을 따르고, 그 역도 성립한다. 회전가능 필터 요소를 22,5°의 상대각만큼 회전시킴으로써 총필터면을 통한 일정한 투과 진행 상태가 형성될 수 있다(도 8 에서 좌측의 제 2 개별 도면 비교). 만약 회전가능 필터 요소가 각 경우 11.25°의 단계만큼 후향회전된다면(또한 개별 도면으로 도 8에 도시됨), 총투과 영역의 8개의 중간 구조물과 함께 등급 흡수 계수를 가진 총흡수 영역의 8개의 구조물이 구성 될 수 있다.
도 3 및 도 4에 필터 요소의 다른 실시예가 도시되어 있다.
또한 도 3 및 도 4에서 필터 요소는 32개의 섹터로 세분되고, 섹터 경계의 양면에 동일한 투과가 형성되며, 물리적 연결을 가지지 않는다.
도 3 에 도시된 필터 요소(322)는 총 3개의 동심 영역(330,331,332)을 가지고, 상기 영역은 각 경우 교번 투과를 가진 상태에서 원주 방향 영역으로 세분된다.
최내측 원주 방향 영역은 투과 진행을 가지고, 상기 투과 진행은 원주 방향으로 도 7의 필터 요소(122) 투과 진행에 상응한다. 중간 영역(331)은 원주 방향으로 도 2 및 도 6의 필터 요소(22)의 투과 진행에 상응하는 투과 진행을 가진다. 최외측 영역(332)은 도 8의 필터 요소(222)의 투과 진행에 상응하는 투과 진행을 가진다.
도 4 에 도시된 필터 요소(422)는 총 4개의 동심 영역(435,436,437,438)을 가지고, 상기 영역은 상이한 투과율을 가진 영역의 다양한 순서를 원주 방향으로 가진다.
상기 경우에 최내측 영역(435)은 도 7의 필터 요소(122)의 투과 진행에 상응하는 투과 진행을 가진다.
인접 영역(436)은 3개의 상이한 투과율을 가진 영역으로 원주 방향으로 세분된다. 상기 경우에 모든 투영광은 2개의 영역으로 유입되고, 상기 영역은 서로 대향되어 구성되며, 11.25°의 원주각을 가지고, 상기에 대향되어 90°만큼 엇갈리고 또한 11.25°의 원주각을 가진 2개의 영역은 영역(436)의 잔여 영역 흡수 계수에 2배인 흡수 계수를 가진다.
영역(436)에 인접하고 또한 상기 영역(436)을 둘러싸는 영역(437)은 3개의 상이한 투과율을 가진 영역으로 세분된다. 상기 경우에, 33.75°의 원주각을 가지고 또한 2배의 흡수 계수를 가진 영역의 원주 방향으로, 11.25°의 원주각을 가지고 또한 단일 흡수 계수를 가진 영역이 따른다. 33.75°의 원주각을 가지고 또한 모든 투영광이 완전하게 통과되도록 하는 영역에 의해 상기가 결합된다. 11.25°의 원주각을 가지고 또한 단일 흡수 계수를 가진 영역이 상기 후에 원주 방향으로 구성된다. 상기 순서는 영역(437)의 원주에 걸쳐 4번 반복된다.
최외측 영역(438)은 마지막으로 3개의 상이한 흡수 계수를 가진다. 각 경우 순서 "2배 흡수 계수, 단일 흡수 계수, 무흡수, 단일 흡수 계수"에서 11.25°의 원주각을 가진 영역은 총 8번 서로를 따른다.
필터 요소(22-422)는 원하는 바대로 서로 결합될 수 있다. 2개 이상의 필터 요소(22-422)가 축방향으로 서로 후방에서 엇갈려 구성될 수 있다. 필터면이 개별 투과 및 흡수 영역으로 세분되는 방법은 도시된 실시예에 한정되지 않는다. 동일한 방법으로 필터 요소당 다양한 흡수율의 수가 3개로 제한되지 않고 현저히 증가될 수 있다. 마지막으로 비엇갈림 투과 진행을 가진 필터 요소가 사용될 수 있다.
일반 형태의 원형 필터 요소를 가진 필터의 투과율은 수학적으로 다음 방법으로 기술될 수 있다.
상기 경우에 필터는 서로의 후방에 구성된 n개의 필터 요소로 구성되고, 상 기 필터 요소는 각 경우 m개의 원주 방향 영역을 가진다. 상기 필터 요소의 원주 방향 영역내의 점에 대한 투과 진행(t)은 다음과 같이 표현될 수 있다.
tij(r,β)
여기에서,
i는 1부터 m까지인 원주 방향 영역에 대한 지수,
j는 1부터 n까지인 필터 요소에 대한 지수,
r은 필터축으로부터 점의 거리, 또한
β는 고정 기준축(예를 들어 도 5의 분할 라인(A))으로부터 측정된 점의 극각이다.
다음에 필터 원주 방향 영역의 총투과(T)는 개별 필터 요소의 투과율의 곱으로 기술될 수 있다.
Ti(r,β)=πtij(r,β+αij)
j=1
필터 요소의 원주 방향 영역(tij)은 상기 경우에 배출 위치 주위로 각 αij(i=1...m,j=1...n)만큼 회전될 수 있다.
개별 필터 필터영역(tij)에서 투과의 반경 방향 종속성이 없다면, 더 간단하게 표기될 수 있다. tij(r,β)=tij(β).
연속 투과 진행의 경우에, 본원에 기술된 예는 일정하게 r 및 β에 형성된 다. 선택적으로 투과 진행은 도면과 함께 전술된 바와 같이 불연속 또는 계단형일 수 있다.
투영 노광 장치(1)는 하기 방법으로 기능한다.
투영 노광 장치(1)로 투영될 물체 구조의 형태에 따라, 동공면(13)에서 투영광 번들(5)의 강도 프로파일 외형이 미리 설정된다.
동공면(13)에서 투영광 번들(5)의 소요 강도 프로파일은 예를 들어 번들 프로파일을 통해 일정한 강도 진행일 수 있다. 사상될 구조에 따라 동공면(13)에서 투영광 번들(5)의 다른 소요 강도 분포, 소위 조명 세팅이 미리 설정될 수 있다. 예를 들어 환형 조명, 즉 조명 형태와 같은 특정 구조에 대해, 광축(14) 주위의 원형 영역에서 동공면(13)의 강도 분포는 최대 강도를 가진다. 레티클(2)의 구조물의 대칭성에 따라, 예를 들어 도 6 내지 도 8의 개별 도면에 도시된 흡수 진행에 따라 원주 방향으로 다중 대칭성으로, 다른 조명 세팅이 또한 최적 투영를 위해 설정될 수 있다. 동공 필터(7)에 대한 이상 투과 진행은 CCD 배열(16)로부터 측정된 조명 광학장치(6) 전방의 투영광 번들(5) 강도 프로파일과 물체면(10)의 조명 강도 및 조명각 분포의 이상값으로부터 계산된다. 선택적으로 또는 제어 장치(18)의 도시되지 않은 프로세서에서 수행되는 상기 계산에 추가하여, 검출 장치(30)의 측정 데이터는 물체면(10)의 조명각 분포 또는 조명 강도 분포에 사용된다.
구동 장치는 제어 장치(18)를 통해 개시되어, 소요 투과 진행은 회전가능 필터 요소(22')를 회전시킴으로써 설정된다. 마지막으로 투영는 노광될 수 있다.
도 1 은 투영 노광 장치의 개략도.
도 2-4 는 도 1의 투영 노광 장치에 대한 본 발명에 따른 필터의 필터 요소의 실시예.
도 5 는 도 2에 따른 정지 및 회전가능 필터 요소를 가진 필터의 개략도.
도 6-8 은 상이한 상대 각위치로부터 관찰된 서로에 대해 회전될 수 있는 2개의 필터 요소에 대한 실시예.
*부호 설명
1...투영 노광 장치 2...레티클
3...웨이퍼 4...레이저
5...투영광 번들 6...조명 광학장치
7...동공 필터 8...투영 광학장치
9...영상광 번들 10...물체면

Claims (15)

  1. 물체면에 위치한 물체의 영상을 영상면에 형성하기 위한 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 있어서,
    투영광을 방사하는 광원;
    상기 광원과 물체면 사이의 광선 경로에 위치하는 조명 광학장치;
    상기 물체면과 영상면 사이의 광선 경로에 위치하는 투영 광학장치; 및
    적어도 두 개의 필터 요소를 구비하는 것으로, 상기 광원과 물체면 사이의 동공면 부근에 놓여 있는 필터면에 위치하는 필터;를 포함하고,
    상기 적어도 두 개의 필터 요소 중에서 적어도 하나는, 상기 필터면 내에서 이동 가능하며, 상기 필터 뒤의 광선 경로에 있는 광축에 수직한 투영광의 강도 분포가 상기 필터 요소의 이동에 따라 변화되도록 필터 표면에 걸쳐 투과율 분포를 가지며,
    상기 필터 요소는 다수의 영역을 가지며, 상기 영역 중에서 적어도 하나는 투영광에 대해 0보다 크고 100%보다 작은 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투영 광학장치의 광축에 대하여 상기 필터 표면에 걸친 필터 요소의 투과율은 비회전대칭이고, 상기 필터 요소는 광축을 중심으로 회전될 수 있도록 유지되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필터 요소는 광축에 대해 반경 방향으로 변화되는 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필터는 연속적인 점감 필터(graduated filter)인 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 요소의 다수의 영역의 투과율은 원주 방향으로 또는 반경 방향으로 변화하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조명 광학장치에는 필터면에서 원형의 자유 개구부가 제공되고, 상기 필터 요소의 다수의 영역의 투과율은 원주 방향으로 변화하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 필터 요소의 다수의 영역의 투과율은 반경 방향으로 변화하는 것을 특 징으로 하는 투영 노광 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 필터 요소의 다수의 영역은 원주 방향으로 교번되는 투과율을 가진 4개의 사분면의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터의 필터 요소의 개수는 2개이고, 상기 2개의 필터 요소는 서로에 대해 회전될 수 있도록 유지되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 필터의 회전 대칭인 투과율이 상기 필터 요소들의 상대 위치에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 필터 요소와 결합되는 구동 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동 장치와 함께 작동하는 것으로, 물체면에서의 투영광의 미리 설정 된 조명각 분포에 따라 상기 필터 요소의 미리 설정된 위치를 조절하도록 구동 장치를 동작시키는 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    투영광의 강도 분포를 기록하도록 상기 제어 장치와 함께 작동하며, 광축에 수직인 평면 내에 제공되는 적어도 하나의 검출 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 검출 장치는 2차원 CCD 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 검출 장치는 물체면에서의 투영광의 조명각 분포를 식별하도록 설계된 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
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