KR101166658B1 - 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사대물렌즈 및 투사노출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투사대물렌즈에 관한 것으로서,
물체 필드가 형성되는 물체 평면(object plane)(20, 100, 300, 2103);
입구 퓨필(VE);
입구 퓨필(VE)을 물체 평면(20, 100, 300, 2103) 상에서 반사하여 얻어지는 반사된 입구 퓨필 평면(103) 내의 반사된 입구 퓨필(RE);
이미지 평면(image plane)(21, 102, 302, 2102);
광학축(HA); 및,
적어도 제 1 거울(S1)과 제 2 거울(S2)을 포함하여 구성되며,
상기 투사대물렌즈는 입구 퓨필의 네거티브 백포커스를 가지며, 물체 필드의 중심점으로부터 나와서 물체 평면으로부터 이미지 평면으로 대물렌즈를 가로지르는 주광선(CR, CRP)은 적어도 하나의 교차점(CROSS)에서 광학축(HA)과 교차하고, 모든 교차점들(CROSS, CROSS1, CROSS2)의 기하학적 위치는 이미지 평면(21, 102, 302, 2102)와 반사된 입구 퓨필 평면(103) 사이인 것을 특징으로 하는,
투사대물렌즈를 제공한다.

Description

입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사대물렌즈 및 투사노출장치{PROJECTION OBJECTIVE AND PROJECTION EXPOSURE APPARATUS WITH NEGATIVE BACK FOCUS OF THE ENTRY PUPIL}
본 발명은 투사대물렌즈(projection objective)와 투사노출(projection exposure) 장치에 관련한다.
미국출원 US 2005/0088760에 제시되고 있는 조명시스템에 있어서, 물체평면(object plane)내의 반사 물체(object)로부터 반사된 광선들은 수렴 경로에 위치한 투사 대물렌즈로 입사한다. 광축을 갖는 투사 대물렌즈가 광축에 대칭되는 경우는 상기 투사대물렌즈가 입구퓨필(entry pupil)의 네거티브(negative) 백포커스(back focus)를 갖는 경우를 의미한다. 축대칭되는 시스템의 경우는 물체평면내에 반사물체에서 파저티브(positive) 주광선 각도 γ가 존재하는 것을 의미한다. 미국출원 US 2005/0088760에 제시된 파저티브 주광선 각도 γ는 7도보다도 작고, 바람직하게는 6도보다 작다.
입구퓨필의 네거티브 백포커스의 경우에, 반사된 입구퓨필 평면에서 반사된 입구퓨필(mirrored entry pupil)은 물체평면상의 거울 반사에 의해 얻어진다. 반사된 입구퓨필 평면은 이 경우에 물체평면의 이미지방향(이미지 측)(image-side)으로 위치한다.
파저티브 백포커스는 물체평면에서 주광선의 각도 γ가 네거티브일 때 나타나는데, 이를 테면, 물체평면의 반사물체, 예를 들어 반사 레티클(reticle)에 반사된 후의 센터필드 포인트(point)의 주광선이 광축을 향하여 수렴하는 경로로 진행할 때이다. 입구퓨필의 파저티브 백포커스의 경우에 상기 투사대물렌즈의 입구퓨필은 물체평면의 이미지 방향에 위치하며, 그에 따라, 반사된 입구퓨필은 상기 물체평면의 반대 방향으로 위치한다.
상기의 백포커스는 물체평면으로부터 물체평면내의 조명되는 필드의 센터필드 포인트(point)로 향하는 주광선이 광축과 교차하는 지점까지의 거리에 의해 결정된다. 물체평면 또는 레티클에서 파저티브 주광선 각도, 예를 들면 γ=8도, 필드 반경 r=125mm에서 백포커스는 Sep = -R/tanγ = -1889.4mm로 얻어진다. 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 시스템에 있어, 상기 물체에서 주광선 각도 γ는 파저티브이다.
파저티브 백포커스 상태의 종래에 알려진 투사노출 장치와 비교할 때 투과성이 향상되도록 설계된 본 발명에 따라 마이크로리소그래피 투사노출 장치를 구체화하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 1 관점에 따라, 적어도 2개의 거울, 예를 들면 제1거울(S1)과 제2거울(S2)을 포함하며 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 마이크로 리소그래피 투사 대물렌즈의 제 1 실시예에 있어, 상기 대물렌즈는 물체평면의 센터포인트에서 발생하고 물체평면으로부터 이미지 평면으로 상기 대물렌즈를 관통하는 각각의 주광선 CR은 광축(HA)과 적어도 한번은 상기 각각의 광선과 특정된 투사대물렌즈의 반사된 입구퓨필 평면의 반사된 입구 퓨필과 투사대물렌즈의 이미지 평면사이에 기하학적으로 위치하는 각각의 교차점들에서 교차한다. 상기의 "입구퓨필(entry pupil)" 및 반사된 입구퓨필(mirrored entry pupil)"에 대해서는 도면 1a에서 보다 자세하게 설명된다.
본 발명의 제 1관점에 따를 때, 주광선들의 투사대물렌즈의 광축과의 모든 교차점들은 반사된 입구퓨필 평면과 투사 대물렌즈의 이미지 평면 사이에 위치한다.
바람직한 실시예에 의할 때, 상기 미러들은 광축 HA에 대해서 회전대칭으로 배열된다.
바람직한 실시예에 의할 때, 적어도 하나의 교차점은 물체평면까지의 제 1거리 A1인 광축에 위치하며, 반사된 입구퓨필은 물체평면까지 제 2거리 A2를 가지며, 상기 A1 과 A2의 관계는 A2는 항상 A1보다 작고, 바람직하게는 A2 < 0.9×A1, 보다 바람직하게는 A2 < 0.8×A1, 보다 바람직하게는 A2 < 0.7×A1, 보다 바람직한 경우는 A2 < 0.5×A1을 만족해야 한다.
이런 종류의 대물렌즈는 반사된 입구퓨필의 영역에 예를 들면, 광학요소들이 배치될 수 있도록 충분한 설계 공간을 보유한다.
이러한 투사 대물렌즈가 적용되는 투사시스템은 물체평면으로부터 이미지평면으로 광선이 향하도록 복수의 광학 요소들이 물체평면으로부터 이미지평면으로 향하는 이미지 광선에 배치된다.
특별하게는, 만약 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 이러한 종류의 투사 대물렌즈가 투사 노출장치에 사용된다면, 이는 모듈화설계(modular design)를 위한 가능성을 제시한다. 투사노출장치는 일반적으로 조명시스템과 투사대물렌즈로 구성된다. 상기 조명시스템은 물체평면내에 조명 필드를 제공하며, 상기 투사 대물렌즈는 물체평면에 배치된 물체의 이미지를 이미지 평면으로 투사한다. 모듈화 구성의 투사 노출 장치에 있어서, 조명시스템의 요소들이 제 1 설계공간에 배열되고, 투사 대물렌즈의 요소들이 제 2 설계 공간에 배치될 수 있도록 광선의 경로 구조가 선택된다. 그러므로, 조명시스템은 제 1 모듈을 형성하고, 투사 대물렌즈는 제 2 모듈을 형성한다. 각각의 모듈들은 장치로부터 각각 서로 영향을 미치지 않고 분리될 수 있다. 예를 들어, 만약 조명 시스템의 보수나 조절이 요구된다면 이러한 변경으로 인해 투사 시스템에 영향을 미침이 없이 조명시스템을 변경할 수 있다.
더우기, 이러한 종류의 투사 노출 장치는 높은 투과성(transmittance)에 장점이 있는데, 이는 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖고 있기 때문에, 미국 출원 2005/008760에 제시된 바와 같이 조명시스템내의 거울을 줄일 수 있다.
본원 발명에 따른 시스템에 있어, 예를 들면 더블-파싯된 조명시스템(double-facetted illumination system)의 퓨필 파싯 미러와 같은 광학 요소가 대물렌즈의 광축의 영역내에 네거티브 백포커스를 갖고 배치될 수 있는데, 이는 대물렌즈의 거울들에 의해 요구되지 않는 설계공간이며 또한 이미징 광선 패턴의 어떤 광선도 이런 종류의 파싯거울(facet mirror)에 의해 차지된 설계공간을 통과하지 않기 때문이다.
더우기, 본 발명의 또 다른 장점은 상기 투사시스템은 광학경로의 겹침을 위해 물체평면 앞의 조명시스템에 배치되어야 할 그레이징 입사 거울 없이도 구축될 수 있도록 구성된다. 이러한 조치는 이런 종류의 대물렌즈가 사용되는 마이크로 리소그래피 투사 노출장치의 투과성을 향상하는 것을 제공한다.
본 발명의 또 다른 장점은, 상기 투사 대물렌즈는 적어도 4개의 거울을 포함하고, 가장 적절한 실시예에 있어서는 적어도 6개의 거울을 포함한다.
본 발명의 적절한 실시예에 의하면 투사 대물렌즈내에 오직 하나의 어퍼처 스탑(aperture stop) 평면, 다시 말해 구경조리개 평면이 형성된다. 상기의 대물렌즈는 바람직하게는 제 1 및 제 2 거울들을 갖는 제 1 및 제 2 서브-대물렌즈로 나누어질 수 있고, 상기 제 2 서브-대물렌즈는 어퍼처 스탑 평면을 포함한다. 제 2 서브-대물렌즈는 바람직하게는 2개의 거울을 갖으며, 이를 테면 총 6개의 거울을 갖는 실시예에 있어 5번째와 6번째의 거울을 갖고, 제 1 서브 대물렌즈의 경우는 제1,2,3 및 제4 거울을 포함한다.
본 발명에 따른 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사 대물렌즈의 상기 이미지 방향의 수치적 어퍼처, 다시말해 개구수는 바람직하게는 NA≥0.2, 보다 바람직하게는 NA≥0.25, 그리고 보다 바람직하게는 NA≥0.3 이다.
투사 대물렌즈의 설계에 있어서, 제 1거울의 거울 표면은 볼록(convex) 거울 표면으로 구축되고, 제 2 거울의 거울표면은 오목(concave) 거울 표면으로 구축되고, 제 3 거울의 거울 표면은 오목(concave) 거울표면으로 구축되고, 제 4거울의 거울 표면은 볼록(convex)거울표면으로 구축되고, 제 5거울의 거울 표면은 볼록(convex)거울 표면으로 구축되고, 제 6거울의 표면은 오목(concave)거울 표면으로 구축된다.
상기 대물렌즈의 내부에 가능한 가장 긴 이동 경로를 제공하기 위해, 투사 대물렌즈의 구현화는 적어도 6개 또는 정확하게 6개의 거울을 갖고 제 1 및 제 2 거울을 갖는 제 1 대물렌즈부(first partial objective)와 제 3,4,5 및 제6거울을 갖는 제 2 대물렌즈부(second partial objective)로 분할되고, 광축을 따라 상기 제 1 대물렌즈부와 제 2 대물렌즈부 사이의 기하학적인 거리는 대물렌즈의 전체길이의 30%보다 길고, 바람직하게는 40%보다 길고, 보다 바람직하게는 50%보다 길도록 설비된다. 상기 "대물렌즈의 전체 길이" 가 의미하는 바는 투사 대물렌즈의 물체평면으로부터 광축을 따라 측정된 이미지 평면까지의 거리를 의미한다.
본 발명의 더욱 적합한 실시예는 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사대물렌즈내 제 1 거울로 입사하는 주광선(CRE)은 투사대물렌즈의 광축(HA)과 상기 거울 표면에서 반사된 주광선(CRR)사이의 경로상의 투사대물렌즈의 자오 평면(meridional plane)내에서 이동한다. 이는 도면 1h에 설명되어 있다. 반사된 주광선(CRR) 뿐만 아니라 입사된 주광선(CRE)도 이 경우에 같은 필드 포인트와 관련하는데 예를 들면 센터 필드 포인트와 관련한다.
상기 거울에 반사된 주광선(CRR)과 상기 투사 대물렌즈의 광축(HA)사이의 투사 대물렌즈의 자오 평면내에서 구축된 경로상을 물체평면으로부터 제 1 거울에 입사하는 주광선(CRE)에 있어서, 예를 들면 퓨필 파싯거울 또는 그레이징입사 거울과 같은 조명시스템의 광학요소의 설치를 위한 상기 대물렌즈의 전방부분에 특히 이용될 수 있는 충분한 설계공간을 확보할 수 있는 잇점이 있다.
또 다른 투사 대물렌즈의 실시예는 적어도 하나의 중간 이미지(intermediate image)가 물체평면으로부터 이미지 평면으로의 광경로에 형성될 수 있다는 점이다.
입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사 대물렌즈의 또 다른 구현화에 있어, 상기 대물렌즈는 투사대물렌즈의 자오평면내에서 물체평면에서 제 1 거울(S1)로의 광경로는 제 2거울(S2)로부터 이미지 평면으로의 광경로와 교차하도록 하고 물체평면과 제 1 거울(S1)사이에 더 이상의 거울은 배치되지 않도록 설계된다.
상기의 용어 "자오 평면"이 의미하는 것은 투사대물렌즈의 광축(HA)과 물체평면의 필드의 센터필드 포인트를 포함하는 평면을 의미한다. 바람직하게는, 투사대물렌즈내의 광경로는 물체평면에 근접하여 위치한 대물렌즈의 부분내에서 그 차체로 교차한다. 투사 대물렌즈의 이러한 부분은 레티클이 배치되는 물체평면과 가까운 거리를 갖는 거울들로 구성된다. 가장 바람직하게는, 물체평면으로부터 제 1 거울로 진행하는 광번들(light bundle)은 제 2거울로부터 제3거울로 진행하는 광번들과 교차한다. 이는 특히 제 2 거울이 광축으로부터 멀리 떨어져서 배치되는 것을 가능하게 한다. 어퍼처 스탑은 바람직하게는 제2 및 제 3 거울 사이에 배치되고, 제3 거울과 물체평면으로부터 긴 축거리를 갖는다.
바람직하게, 이러한 종류의 투사 대물렌즈는 4개의 거울이 포함될 수 있고 , 보다 적합하게는 6개의 거울을 포함될 수 있다.
입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 본 발명의 투사 대물렌즈에 있어서, 광축으로부터의 제 1 및 제 2 거울들까지의 긴 거리는 광학요소를 배치하는 것을 가능하게 하고, 특별히 광학 적분기(integrator)를 센터필드 지점으로 향하는 주광선(CR) 과 광축의 교차점 또는 그 가까이에 배치할 수 있다.
미국출원 US 2005/0088760 에 공개된 네거티브 백포커스를 갖는 시스템과 대조되도록, 본발명의 투사 대물렌즈의 구현화에 있어, 광경로를 폴딩(folding)하기 위한 목적으로 물체평면 앞에 배치되는 거울은 더 이상 필요하지 않다. 상기 시스템의 투과율(transmittance)은 그럼으로써 매우 향상된다. 더우기, 투사노출 장치에서 이러한 종류의 투사 대물렌즈를 사용함으로써 조명시스템과 투사시스템의 광경로가 교차하는 것을 피할 수 있고, 투사노출 장치는 기술적 건설(technical construction) 및 공간 배치의 관점에서 모듈러 설계(modular design)를 할 수 있다.
중간 이미지(intermediate image)를 갖는 투사 대물렌즈의 구현화에 있어 바람직한 실시는, 중간 이미지는 바람직하게는 대물렌즈가 6개의 거울을 포함한다면 대물렌즈의 네 번째 및 다섯번째 거울 사이에 형성된다.
본 발명에 따른 네거티브 백포커스를 갖는 투사 대물렌즈의 실시에 있어, 대물렌즈는 6의 거울을 갖도록 설정되고, 상기 첫번째 거울의 표면은 오목(concave) 거울 형상이고, 제2거울의 거울표면은 오목(concave)거울형상이며, 제 3거울의 거울표면은 볼록(convex)거울 형상이며, 제 4거울의 거울 표면은 오목(concave)거울 형상이며, 제5거울의 거울표면은 볼록(convex)거울 형상이며, 제 6거울의 거울표면은 오목(concave)거울의 형상이다.
상기 어퍼처스탑(aperture stop)은 바람직하게는 제 2 및 제 3거울 사이에 배치된다. 상기 투사 대물렌즈의 이미지 방향의 수치적 어퍼쳐, 즉 개구수 NA 는 바람직하게는 0.2보다 크고, 보다 바람직하게는 0.25보다 크며, 보다 바람직하게는 0.3보다 크다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 대물렌즈는 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 반사되는 투사 대물렌즈이며, 이미지-방향의 웨이브 프론트 수차(wave front aberration) Wrms는 0.01λ보다 작고, 각각의 거울들의 최대경사각은 21°보다 작다. 바람직하게는 이미지-방향 웨이브 프론트 수차 Wrms≤0.07λ, 보다 바람직하게는 Wrms≤0.06λ. 상기 각각의 거울들의 자오 평면내의 최대 경사각은 바람직하게는 ≤20°이다. 상기의 λ는 여기서는 물체평면으로부터 이미지 평면으로의 이미징 광경로를 따라 투사 대물렌즈를 관통하는 빛의 파장을 나타낸다.
바람직한 실시에 있어, 투사 대물렌즈는 적어도 4개의 거울을 가지며, 상기 거울 중의 물체평면으로부터 이미지 평면으로의 광경로상의 제1거울 및 제4거울은 볼록(convex)거울이다.
더욱 바람직하게는, 상기 자오 평면내의 모든 거울들의 최대거울직경은 ＜190nm, 가장 적합하게는 ＜180nm 이다.
앞서 설명된 모든 각각의 조치들, 이를 테면 어퍼처(aperture)의 크기, 대물렌즈의 거울의 수, 입사각, 미러직경 등은 본 발명의 주제로부터 벗어남이 없이 임의적으로 병합될 수 있다. 모든 이러한 병합은 본 발명에 대해 공개된 범위내에 있다.
상기 마이크로리소그래피 투사 대물렌즈에 덧붙여서, 본 발명은 마이크로리소그래피 투사 노출장치를 제공한다. 본 발명에 따른 상기 마이크로리소그래피 투사 노출 장치는 조명 광번들(light bundle)에 의해 관통되는 조명시스템을 포함하고, 또한 물체 필드가 조명되는 물체평면을 포함하고, 네거티브 백포커스를 갖는 입구퓨필 물체평면으로부터 이미지 평면으로 관통되는 이미징 광경로에 의해 관통되는 투사대물렌즈를 포함한다. 상기 마이크로리소그래피 투사노출 장치는 조명 광번들이 반사물체 이를 테면 레티클(reticle) 근방을 제외한 자오 평면내의 이미징 광경로와 교차하지 않는 상기 광경로의 최종위치 가까이에 위치한 조명시스템의 광학요소부터 상기 물체평면으로 향하도록 설계된다.
입구 퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사노출 장치에 있어, 이를 테면 광학요소, 예를 들면 광학 적분기(integrator)의 부분들, 또는 예를 들면 제 2 파싯된(facetted) 광학 요소, 소위 퓨필 파싯(pupil facet) 거울들을 반사된 입구퓨필의 영역내에 배치하는 것이 가능하다. 결과적으로, 제 2 파싯된 광학요소의 이미지를 생성하기 위한 광학 이미징 요소는 생략될 수 있다.
파저티브 백포커스 상태의 종래에 알려진 투사노출 장치와 비교할 때 투과성이 향상되도록 설계된 본 발명에 따라 마이크로리소그래피 투사노출 장치를 구체화하는 것이 가능하다. 상기에서 "투과성(transmittance)" 은 광원에서 방사된 빛이 마이크로리소그래피 투사노출 장치를 관통하여 물체가 투사되는 이미지평면에 부딪히도록 배치된다. 마이크로리소그래피 투사노출 장치내의 거울의 수는 투과성에 중요한 영향을 주는데, 이는 다층거울의 반사율(reflectance)은 기껏해야 대략 70%정도이기 때문이다. 만약 제 1 설계에 의한 마이크로 리소그래피 투사노출 장치가 제 2 설계에 의한 마이크로 리소그래피 투사노출 장치보다 2개의 거울을 더 포함한다면, 제 1 마이크로리소그래피 투사노출장치내의 투과성은 추가된 두개의 거울에 의해 제 2 설계와 비교할 때 두개의 거울의 각각의 반사율는 약 70%이므로 2개의 요소에 의해 줄어든다.
각각의 조명 광선들의 경로와 투사 광선들의 경로가 더 이상 교차하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 시스템의 전체 설계에는 모듈러(modular) 설계가 가능하도록 하는데, 이는 조명시스템을 공간배열 및 기술적 설계의 관점에서 투사 대물렌즈로부터 분리할 수 있음을 의미한다. 상기 모듈러 설계는 조명시스템의 요소들을 제 1설계공간에 배치하고 투사 대물렌즈의 요소를 제 2설계공간에 배치함으로써 달성될 수 있다. 이러한 종류의 마이크로리소그래피 투사 장치에 있어서, 투사 대물렌즈로부터 조명시스템을 아주 간단하게 분리해낼 수 있는 방법들이 있다.
본 발명의 제 1구현화에 있어, 투사 대물렌즈의 배치는 물체평면으로부터 이미지 평면으로의 광경로에 중간 이미지를 가지지 않도록 설계하는 것이다. 또 다른 방법은, 상기 대물렌즈는 물체평면에 근접한 대물렌즈의 일부분에서, 이를 테면 물체평면과 기하학적으로 최단거리내에 광경로들의 교차를 갖도록 한다.
입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 대물렌즈로 구성된 마이크로리소그래피 투사노출 장치의 조명시스템은 다양한 방법으로 구축될 수 있다.
그러므로, 제 1 구현화는 더블-파싯된(double-facetted) 조명시스템에 의해 구현화될 수 있다.
더블-파싯된 조명시스템은 다수의 제 1 파싯들을 갖는 제 1 파싯된 거울, 소위 필드 파싯과 다수의 제 2 파싯들을 갖는 제2 파싯된 거울, 소위 퓨필 파싯을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기에 기재된 바처럼, 이러한 종류의 시스템은 투사대물렌즈의 반사된 입구퓨필 또는 그 근처에 배열된 퓨필 파싯들과 함께 제 2 파싯된 요소들을 갖는다. 바람직한 실시예에 있어 상기 퓨필 파싯 거울은 약 200 내지 300의 퓨필 파싯들을 가지며 선택적으로 교체-제어될 수 있도록 설계되며 이에 따라 제 1 및 제 2 파싯들의 상관관계는 변할 수 있다. 적합한 설정을 위해 제 1 에서 제 2 파싯들로의 상관관계의 변화는 더블-파싯된 조명시스템에서 예를 들어 제 1 파싯된 광학 요소들을 필드 파싯들로 변경함으로서 달성할 수 있다. 파장이 ≤193nm로서 설계된 시스템, 바람직하게 10 내지 30nm의 EUV 파장의 범위에서, 파싯들은 반사체(reflector)로 설계되며, 예를 들면 거울들이다.
더블-파싯된 조명시스템 대신에, 투사 대물렌즈의 반사된 입구퓨필 또는 그 근처에 디퓨져(diffusor)가 배열된 조명시스템을 구현하는 것이 가능하다. 이런 종류의 디퓨져는 예를 들면 다수의 분산센터(diffusion center)를 가진다. 이러한 분산센터들은 캐리어상에 배열되는 500에서 1000개 또는 더 적은 거울 파싯들로 구성되거나, 홀로그래픽 격자(holographic lattice)에 의해 형성될 수 있다. 이러한 디퓨져상에 부딪히는 광선은 상기 분산센터에 의해 모든 방향으로 흩어진다.
주로 라운드 또는 약간은 타원형태를 갖는 상기 분산센터들의 배치 때문에 광원으로부터 들어오는 빛을 미리 설정한 형태, 이를테면 아크형태, 큰 입체각을 갖는 요소들로 흩뜨리는 빛이 생성된다.
더블-파싯된 조명시스템에 비해 디퓨져(diffusor) 플레이트를 갖는 이러한 설계에 의한 장점은 물체평면내의 필드의 조명을 위해 사용되고 퓨필 평면의 조명을 위해 사용되어졌던 광학요소를 줄일 수 있으며, 이를 통해 투과성은 더블-파싯된 조명시스템에 비해 증가한다.
퓨필 평면내의 조명의 셋팅을 제어하기 위해, 상기 디퓨져의 전후의 광경로에 어퍼쳐 스탑이 위치하도록 설계된다.
조명시스템의 특별하게 장점이 될 수 있는 구현화는 위치-조절 또는 필드 종속 디퓨져 또는 퓨필 평면 또는 짝을이루는(conjugate) 퓨필 평면뿐만 아니라 필드 평면의 조명을 위한 광학 적분기(integrator)를 포함하는 것이다. 이러한 종류의 디퓨져는 또한 정반사체(specular reflector)로서 칭해진다. 정반사체는 퓨필평면 또는 상기 퓨필평면과 연관된 짝을 이루는(conjugate) 평면내에 배치되는 것이 불필요하기 때문에, 마이크로리소그래피 투사노출 장치는 상기 디퓨져가 광학경로의 광학경로내의 다른 시스템요소들과 관련하여 최적으로 위치하도록 설계된다. 상기 디퓨져는 바람직하게는 높은 정확도의 각도를 갖는 각각의 파싯들을 쉽게 만들 수 있는 정도의 크기를 갖는다. 거울 파싯의 크기는 바람직하게는 2mm보다 크고, 보다 바람직하게는 3mm보다 크고, 보다 바람직하게는 5mm보다 크다.
최적을 위해, 이를 테면 손실을 거의 없애기 위한, 디퓨져의 조명은 바람직하게는 콩팥(kidney) 모양으로 설계되야 하며, 광원으로부터 디퓨져로의 광경로 내에 디퓨져 앞에 광학요소, 더 구체적으로는 바람직하게는 비축(off axis) 원뿔요소(conical component)를 갖는 자유-형상 표면으로서 구축된 일반입사거울(normal incidence mirror)을 배치하도록 한다. 이러한 종류의 거울은 콘축(cone axis)을 포함하지 않는 콘(cone)의 일부분이다. 이러한 종류의 콘의 축 이외(extra-axial)의 영역이 조명되었을 때, 디퓨져의 콩팥 모양(kidney shape)과 거의 일치하는 완전하지 않은 고리형 조명을 얻을 수 있다.
광경로 앞에 일반 입사 거울(normal incidence mirror)을 배치하는 것은 또 다른 필터링 효과를 제공하는 장점을 갖는다. 일반-입사거울(normal incidence mirror)의 다층의 코팅은 파장 스펙트럼의 사용가능한 영역내의 광선만을 필수적으로 반사하고, 그럼으로써 오직 유용한 광선만이, 이를 테면 EUV시스템에서 λ=13.5의 파장의 범위내에서의 광선, 디퓨져에 도달하게 한다. 상기 다층거울의 상기 필터링 효과는 상기거울의 모양과 무관하다.
만약 각각의 디퓨져(diffusor)들의 파싯들이 평면형 거울로서 구축된다면, 제조 과정이 용이하고, 광학요소, 보다 자세하게는 상기 디퓨져 뒤의 광학경로에 일반-입사거울(normal-incidence mirror)을 배치할 수 있도록 한다. 이러한 배치에서, 상기 디퓨져 뒤에 놓여진 일반-입사거울은 크게 확대된 광원의 이미지를 조명이 되어지는 물체를 포함하는 상기 물체평면으로 투사한다. 위치-조절 또는 필드 종속 디퓨져는 물체평면내에서 서로 포개질 수 있는 다양한 소스의 이미지를 만든다. 만약 일반-입사거울이 이에 더하여 굴절력(refractive power)를 갖도록 설계된다면, 일반-입사거울에 의해 이미지의 크기비율을 설정하는 것이 가능하다. 결과적으로 이미지의 크기 비율을 설정함에 의하여 퓨필 평면내에서 위치-조절 또는 필드 종속 디퓨져의 크기와 무관하게 같은 조명을 항상 얻을 수 있다.
이는 상기 디퓨져를 매우 큰 크기로 설계하는 것을 가능하게 하고, 이러한 큰 표면 때문에 디퓨져의 광선노출은 줄어들고 열적 변형도 이를 통해 줄어든다.
비축의 원뿔형 요소와 자유-형태 표면을 갖는 앞서 기재된 거울을 대신하여, 위치-조절 또는 필드종속 디퓨져의 콩팥-형태의 조명은 광원의 빛을 모으는 컬렉터(collector)에 콩팥-형태의 설계를 하고 이를 디퓨져 상에 반사함으로써 얻을 수 있다. 소수의 반사를 이루고 있기 때문에, 이러한 개념은 높은 투사율(transmittance)을 갖는 조명시스템에 특별하게 효과적이다. 그레이징-입사 컬렉터(grazing-incidence collector)가 마이크로리소그래피 투사노출 장치의 컬렉터로서 사용되고 조명시스템의 광선 패턴이 중간 이미지(intermediate image)를 포함하지 않는다면 더욱 바람직하다. 이는 디퓨져가 레티클(reticle) 앞에 직접 배치되도록 할 수 있다.
본 발명의 투사대물렌즈 및 투사노출장치는 투사대물렌즈로서 및 투사노출장치로서 우수하게 기능하여 산업에 적용되어 우수한 효과를 발휘한다.
본 발명의 실시예에 따른 도면에 대해 아래에서 설명되어진다.
도면 1a 는 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 보여주기 위해 제공된다.
도면 1b 는 마이크로리소그래피 투사노출장치의 개략도를 보여준다.
도면 1c 는 이미지 방향의 수치적 어퍼처를 정의하기 위한 콘모양의 광선을 나타낸다.
도 1d 는 자오 영역내의 거울 표면의 일부분을 나타낸다.
도 1e 는 자오 평면에 수직한 평면내에서 거울 표면의 일부분을 나타낸다.
도 1f 는 링필드의 형상을 보여준다.
도 1g 는 미국출원 US2005/088760에 기재된 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사 대물렌즈를 갖는 종래기술의 상태에 따른 마이크로 리소그래피 투사노출장치를 나타낸다.
도 1h 는 제 1거울의 근방의 광경로의 기하학배열을 설명하기 위한 개략설명도이다.
도 2a 는 네거티브 백포커스를 갖는 본발명에 따른 투사 대물렌즈를 구현하는 제 1 실시예를 나타내며 물체평면으로부터 이미지평면으로의 광경로에 중간 이미지가 없음을 나타낸다.
도 2b 는 표 1로 구성된다.
도 3a 는 제 1실시예에 따른 투사 대물렌즈의 변형 실시예를 보여준다.
도 3b 는 표 2로 구성된다.
도 4 는 도면 2a에 따른 투사 대물렌즈를 포함하는 마이크로 리소그래피 투사노출장치를 보여준다.
도 5a 는 네거티브 백포커스를 갖는 본 발명에 따른 투사 대물렌즈를 구현하는 제 2실시예를 나타내며 제 1대물렌즈부의 자오 평면에서 광경로가 자체적으로 교차하는 것을 보여준다.
도 5b 는 표 3 으로 구성된다.
도 6a 는 제 2 실시예에 따른 투사대물렌즈의 제 1 대체 시스템을 나타낸다.
도 6b 는 표 4로 구성된다.
도 6c 는 제 2 실시예에 따른 투사대물렌즈의 제 2 대체 시스템을 나타낸다.
도 7 은 네거티브 백포커스를 갖는 마이크로리소그래피 투사노출장치의 제 1 실시예를 나타내며, 일반-입사 거울은 제 1 및 제 2 파싯된 광학요소 뿐 아니라 좁은 밴드 파장 필터로서 제공되는 것을 나타낸다.
도 8 은 퓨필평면 또는 퓨필평면 뒤의 광경로에 배치된 디퓨져를 갖는 마이크로 리소그래피 투사노출장치를 나타낸다.
도 9 는 마이크로 리소그래피 투사노출장치의 제 3 실시예를 나타낸다.
도 10 은 위치-조절 또는 필드종속 디퓨져를 갖는 마이크로리소그래피 투사 노출장치의 제 4 실시예를 나타내고 있다.
도 11 은 광원으로부터 디퓨져로의 광선패턴을 보여주며, 위치-조절 또는 필드종속 디퓨져가 자유-형상의 표면과 원뿔형의 요소를 갖는 일반-입사거울에 의한 광경로 앞에 선배치되는 것을 나타낸다.
도 12 는 위치-조절 또는 필드종속 디퓨져 및 상기 디퓨져의 콩팥-형상의 조명을 위해 상기 디퓨져 앞의 광경로에 배치된 컬렉터 거울를 포함한 마이크로리소그래피 투사 노출장치의 제 5실시예를 나타낸다.
도 13 은 위치-조절 또는 필드종속 디퓨져를 가지며 중간 이미지가 없는 조명시스템을 갖는 마이크로 리소그래피 투사노출장치의 제 6실시예를 나타낸다.
본 발명은 어떠한 한정을 암시하지 않는 실시예를 나타낸 도면들을 언급함으로써 이하 기술된다.
도면 1a 에서 도면 1h는 이하에서 모든 실시예에 사용되는 일반적 개념들의 따라오는 상세한 설명이 따라 언급될 것이고, 모든 기술된 예들을 관련된다.
도면 1a는 네거티브 백포커스로서 명세서에 언급된 개념을 보여주도록 제공된다. 도면 1a는 예를 들어 도면 1f에 도시된 조명되는 필드의 센터필드포인트로 향하는 조명 광번들(light bundle) CRB 을 보여주고 있다. 여기에서 보여진 바와 같이, 조명 광번들의 주광선 CRB는 반사물체 REFLOBJ, 예를 들면 레티클(reticle)에서 반사되고, 조명 광번들의 주광선은 도면에서 도시된 제1거울 S1 및 제 2거울 S2를 포함한 투사대물렌즈로 진행한다. "입구퓨필의 네거티브 백포커스"는 반사물체, 예를 들면 레티클의 주광선의 각도 γ는 파저티브임을 의미한다. 주광선의 각도 γ는 반사물체 REFLOBJ의 법선방향 NO 에 대해서 기울어진 각도를 의미한다. 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 시스템에 대해, 상기 각도γ는 파저티브에 의해 정의되고, 반시계방향으로 측정된다.
반사된(mirrored) 입구 퓨필 RE는 반사물체 REFLOBJ가 배치된 물체평면상에서 입구 퓨필 VE를 반사함으로써 얻어진다. 입구퓨필 VE의 네거티브 백포커스를 가지며, 반사된 입구퓨필 RE는 물체평면의 이미지 방향으로 형성된다. 다시 말하면: 반사된 입구퓨필 RE 및 이미지 평면, 예를 들면 웨이퍼(wafer)는 물체평면에 대해서 같은 방향에 위치한다.
도면 1b는 마이크로 리소그래피 투사노출장치 2100를 나타낸다. 상기의 장치는 광원 2110, 지지구조 또는 작업표면 2130 뿐 아니라 투사 대물렌즈 2101 를 포함한다. 도면에는 칼테시안(Cartesian) 좌표계가 보여진다. 광원 2110의 광선은 조명시스템 2120으로 향한다. 조명시스템 2120 은 광원 2110에서 발생된 광선에 영향을 미치게 되는데, 예를 들면 광선을 균일하게 하거나 광선의 광번들 2122을 예를 들면 조명방향을 바꾸는 거울 2121에 의해 물체평면 2103내에 위치한 마스크 2140로 향하게 한다. 상기 투사대물렌즈 2101는 이미지 평면 2102에 위치한 기판 표면 2150으로 마스크 2140에 의해 반사된 광선을 투사한다. 물체측면의 광번들 2142는 본 발명에 따라 파저티브 주광선각 γ를 갖는 주광선 CRP를 갖는다. 또한 마스크 2140의 근처의 물체평면 2103의 표면 법선 방향 NO 가 도시된다. 상기 기판 2150은 지지구조 2130에 의해 이동 또는 지지되고, 지지구조 2130는 기판 2150을 투사대물렌즈 2101에 대해서 움직이고, 그럼으로써 투사대물렌즈 2101가 마스크 2140의 이미지를 상기 기판 2150의 다양한 영역에 투사할 수 있도록 한다.
상기 투사 대물렌즈 2101는 광축 2105를 포함한다. 도면 1a에 도시된 바와 같이, 투사대물렌즈 2101는 투사대물렌즈 2101의 광축을 포함하지 않은 마스크 2140의 일부를 이미지 평면 2102로 투사한다. 광원 2110은 마이크로 리소그래피 투사노출장치를 작동시키기 위해 사용되는 작동파장 λ를 갖는 전자기파를 제공하기 위한 방법으로 선정된다. 기재된 실시예의 일부에서, 광원 2110은 레이저플라즈마 소스 또는 EUV광선을 방출하는 플라즈마 배출소스이다. 다른 파장의 광원을 사용하는 것도 가능한데, 이를테면 전자기파 스펙트럼의 블루(blue) 또는 UV 범위, 각각 365nm 또는 248nm에서 광선을 방출하는 빛방출다이오드(LEDs)도 가능하다. 이는 거울시스템과 함께 넓은 밴드의 광원이 사용되는 시스템에 특히 적합하다.
마이크로리소그래피 투사노출장치의 작동파장 λ는 전자기 스펙트럼의 울트라 바이올렛(ultraviolet) 또는 EUV(extreme ultraviolet)범위에 존재한다. 상기의 작동 파장은 예를 들어 193nm 이하, 특별하게는 100nm 이하가 될 수 있다. 여기에 기재된 실시예에서, 작동파장은 193nm의 범위가 될 수 있으며, 바람직하게는 157nm 범위, 더욱 바람직하게는 EUV 파장범위, 구체적으로는 13nm 근처가 될 수 있다.
특히 짧은 파장의 광선을 사용하는 것이 바람직한데, 투사 대물렌즈의 광분해도(optical resolution)가 일반적으로 사용되는 작동파장에 비례하기 때문이다. 이는 왜 조금이라도 작은 파장을 사용하는지에 대한 이유이며, 투사 대물렌즈는 같은 종류의 더 긴 파장을 사용하는 투사대물렌즈 보다 더 작은 이미지 구조를 분해할 수 있다.
상기 조명시스템 2120 은 대부분 균일한 강도 프로파일(profile)를 갖는 평행한(collimate) 광빔을 발생하는 광학 요소를 포함한다. 상기 조명 시스템 2120은 상기 마스크 2140에 광번들 2122를 향하게 하도록 광학 배치물들(arrangments)을 더 포함한다. 더욱 바람직하게는, 조명시스템 2120 은 광번들의 특정한 극성(polarization) 프로파일(profile)을 발생하는 요소들을 더 포함한다.
상기 이미지 평면 2102은 물체평면 2103으로부터 거리 L을 가지며, 이는 또한 투사 대물렌즈 2101의 전체길이로서 칭해진다.
여기에 기재된 실시예에 있어, 전체길이는 1m 에서 약 3m의 범위내에 있으며, 바람직하게는 1.3m에서 2.5m의 범위에 있다.
어떠한 경우에 있어서는, 전체 길이는 2m보다 짧고, 예를들어 1.9m보다 짧고, 바람직하게는 1.8m보다 짧고, 보다 바람직하게는 1.7m 보다 짧고, 보다 바람직하게는 1.6m 보다 짧게, 가장 바람직하게는 1.5m보다 짧다.
상기 투사 대물렌즈 2101은 이미지 평면 2102에 투사된 필드의 크기와 관련한 상응하는 물체평면 2103내의 필드의 크기의 비를 조절할 수 있는 이미징 인자를 포함한다. 전형적으로, 상기 투사대물렌즈는 투사대물렌즈를 줄이고 있는 리소그래피 시스템들에 사용되는데, 이는 이미지의 크기가 물체의 크기보다 더 작음을 의미한다. 몇몇의 예에서, 투사대물렌즈는 이미지 평면 2102에 물체평면 2130 내의 크기와 비교할 때 2 내지 10 비율에 의해 줄어들거나 바람직하게는 4 또는 5 비율에 의해 줄어드는 필드를 생성하는 것이 가능하다. 그러나, 물체의 크기와 같은 이미지 또는 확대된 이미지를 제공하는 투사대물렌즈를 개발하는 것도 가능하다.
도면 1c는 상기 이미지 평면 2102로 물체를 투사하는 광번들의 자오 광선 2152의 끝단의 광선을 보여주고 있다. 상기 끝단 광선은 콘모양의 광선(cone of rays)을 형성한다.
콘모양의 광선의 각은 투사대물렌즈 2101의 이미지 방향의 수치적 어퍼처(NA)와 관련한다. 상기 이미지방향의 수치적 어퍼처는 NA=n0sinΘNA 로서 표현될 수 있는데, 상기에서 n0는 기판 2150과 인접하여 위치한 미디엄(medium)의 굴절지수(refractive index)를 나타낸다. 상기 미디엄은 예를 들어 공기, 질소, 물, 또는 진공이 될 수 있다. 상기에서 ΘNA는 투사 대물렌즈 2101의 끝단(marginal) 광선들에 의해 형성된 각을 나타낸다.
일반적으로, 투사대물렌즈 2101은 이미지 쪽으로 상대적으로 큰 수치적 어퍼처 NA를 가진다. 예를 들자면, 상기 이미지 방향의 투사대물렌즈 2101의 수치적 어퍼처 NA는 0.15보다 크고, 특별하게는 0.20보다 크고, 심지어는 0.25보다 클 수있다. 상기 투사대물렌즈 2101의 상기 광분해도(optical resolution)는 일반적으로 파장의 기능과 이미지 방향의 수치적 어퍼처 NA에 따라 다양하다.
상기 대물렌즈의 분해도 및 파장 및 이미지 방향의 수치적 어퍼처 사이의 상기 관계는 공식으로 나타낼 수 있다.
R = k·(λ/NA)
상기에서 R은 투사대물렌즈의 최소한의 분해도를 나타내고, k는 진행 인자(process factor)로 칭해지는 무차원 요소(dimension-less)이다. 상기 진행 인자 k는 다양한 인자의 기능으로 변화하는데, 예를 들면 이미지 투사의 극성특성 또는 선택된 조명모드들로 변화한다. 상기 진행인자 k 는 전형적으로 0.4내지 0.8의 범위에 있고, 0.4보다 낮을 수 있거나 또는 0.8보다 클 수있다.
어떤 실시예에서 상기 투사대물렌즈 2101는 상대적으로 높은 분해도를 갖는데, 이는 R의 수치적인 값이 상대적으로 작다는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 해상도 R 은 150nm 이하가 될 수 있으며, 바람직하게는 130nm 이하, 계속해서 바람직한 정도를 늘려가면, 100nm 이하, 75nm 이하, 50nm 이하, 40nm 이하, 35nm 이하, 32nm 이하, 30nm 이하, 28nm 이하, 25nm 이하, 22nm 이하, 20nm 이하, 18nm 이하, 15nm 이하, 14nm 이하, 13nm 이하, 12nm 이하, 11nm 이하, 가장 바람직하게는 10nm 이하이다. 상기 투사 대물렌즈 2001에 의해 형성된 이미지의 질은 다양한 방법으로 측정될 수 있다.
예를 들면, 이미지들은 특징화될 수 있거나, 그들의 질적 정도는 이상적인 이미지 포인트로부터 측정되거나 계산된 이미지의 편차에 기초하여 측정될 수 있다. 이러한 편차(deviation)는 일반적으로 수차(aberration)로서 언급된다.
이상적이거나 바라는 형상으로부터 웨이브 프론트 수차(wave front aberration)를 측정하기 위해 사용되는 조치로서 루트 미인-스퀘어 웨이브 프론트 수차 또는 RMS 수치 Wrms 가 알려져 있다. 상기 Wrms의 정의는 예를 들어 "Handbook of Optics" VOL. 1, 2nd 파트, McFraw Hill사의 Miclael Bass에 의해 편집되며 1995년 출판물의 페이지 35.3에 기재되어 있다. 일반적으로 대물렌즈의 수치 Wrms가 낮을수록 바라거나 이상적인 형상으로부터 벗어나는 웨이브 프론트를 줄일수 있고, 이미지의 질을 향상시킬 수 있다.
바람직한 실시예에서, 투사대물렌즈 2101은 이미지 평면 2102의 이미지의 매우 작은 Wrms 수치를 갖는다. 예를 들어, 투사 대물렌즈 2101 는 약 0.1λ 이하의 Wrms 수치를 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.07λ보다 작게, 계속해서 바람직한 정도를 늘려간다면, 0.06λ보다 작게, 0.05λ보다 작게, 0.045λ보다 작게, 0.04λ보다 작게, 0.035λ보다 작게, 0.03λ보다 작게, 0.025λ보다 작게, 0.02λ보다 작게, 0.015λ보다 작게, 0.01λ보다 작게, 0.008λ보다 작게, 가장 바람직하게는 0.006λ보다 작은 Wrms 수치를 갖는다.
이미지의 질을 평가하기 위해 사용되는 또 다른 조치는 이미지 필드의 곡률(curvature)이며, 이는 필드곡률로서 칭해진다. 상기의 필드곡률은 필드 포인트로 기능하는 포컬평면의 축위치내의 최대-최소변위(peak-to-valley variation), 다시말하면 포컬 평면(focal plane)의 최대 필드변화로서 정의된다. 몇몇의 실시예에 있어서, 상기 투사 대물렌즈 2101 는 이미지 평면 2102의 이미지에 대해 상대적으로 적은 이미지 필드곡률을 갖는다. 예로서, 투사대물렌즈 2101은 20nm보다 작은 이미지 필드곡률을 가지며, 바람직하게는 15nm보다 작게, 또는 계속적으로 바람직한 정도를 늘려간다면, 12m보다 작게, 10m보다 작게, 9m보다 작게, 8m보다 작게, 7m보다 작게, 6m보다 작게, 5nm보다 작게, 4m보다 작게, 3m보다 작게, 2m보다 작게, 가장 바람직하게는 1nm보다 작은 이미지 필드곡률을 갖는다.
투사대물렌즈의 상기의 광학성능을 평가하기 위해 사용되는 또 다른 조치는 뒤틀림(distortion)이다. 상기 뒤틀림은 상기 이미지 평면내의 이미지 포인트의 이상적인 위치로부터 이미지 포인트의 벗어남과 종속된 필드 포인트의 최대 절대값으로 정의된다. 몇몇 예에 있어, 상기 투사 대물렌즈는 상대적으로 작은 10nm 또는 약간 작은 정도의 뒤틀림, 바람직하게는 9nm 또는 약간 작은 정도, 또는 계속해서 바람직하게는, 8nm 또는 약간 작은 정도, 7nm 또는 약간 작은 정도, 6nm 또는 약간 작은 정도, 5nm 또는 약간 작은 정도, 4nm 또는 약간 작은 정도, 3nm 또는 약간 작은 정도, 2nm 또는 약간 작은 정도, 가장 바람직하게는 1nm 또는 약간 작은 정도의 뒤틀림을 갖는 것이다.
*상기 투사 대물렌즈는 반사(catoptric) 투사 대물렌즈 또는 반사굴절(catadioptric) 투사 대물렌즈일 수 있다. 반사 투사 대물렌즈는 예를 들면 거울과 같은 절대적으로 반사하는 광학요소를 갖는다. 반사굴절 시스템은 굴절하는 광학 요소들뿐 아니라 반사하는 광학요소들도 갖는다.
만약 상기 대물렌즈가 반사 시스템으로 구축되었을 경우, 이는 마스크 2140으로부터 기판 2150으로 향하는 광선이 반사되어 기판 2150의 표면에 마스크 2140의 이미지가 형성되도록 다수의 거울을 포함한다. 투사 대물렌즈의 특별한 설계 방식은 아래에 기재된 바에 따라 구축된다. 일반적으로, 거울의 개수, 크기 및 구조는 투사대물렌즈 2101의 요구되는 광학특성과 상기 투사노출장치 2100의 물리적인 경계상태들에 의해 결정된다.
투사 대물렌즈 2101의 거울들의 개수는 변할 수 있다. 전형적으로 거울들의 수는 대물렌즈의 광학특성에 부과된 다양한 요구사항과 연관된다.
어떠한 실시예에 있어, 상기 투사 대물렌즈 2101은 적어도 2개의 거울을 갖고, 바람직하게는 적어도 4개의 거울들을 가지며, 바람직한 정도를 늘려간다면, 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개의 거울들을 갖고, 가장 바람직하게는 적어도 8개의 거울을 갖는다. 대물렌즈의 거울들이 물체평면과 이미지 평면 사이에 배치되는 본 발명의 특별하게 바람직한 실시예는, 상기 투사대물렌즈 2101은 짝수의 거울을 갖는데 예를 들면, 4개, 6개 또는 8개 거울들을 갖는다.
상기 투사 대물렌즈 2101은 일반적으로 파저티브 광학 굴절력의 하나 이상의 거울들로 구성된다. 이는 다시 말하면, 상기 거울의 반사부는 오목(concave) 표면을 가지고, 이에 오목 거울 또는 오목형상의 거울로서 칭해진다. 상기 투사 대물렌즈 2101 은 2개 이상의 예를 들면 3개 이상의 그리고 바람직하게는 4개 이상의 오목거울을 포함할 수 있다. 상기 투사 대물렌즈 2101는 또한 하나 이상의 네거티브 광학 굴절력을 갖는 거울들을 포함할 수 있다. 이는 하나 이상의 거울들은 볼록(convex)표면의 반사부를 가지고 있음을 의미한다. 이러한 종류의 거울들은 볼록 거울 또는 볼록 형상의 거울로 칭해진다. 몇몇의 실시예에서, 상기 투사 대물렌즈 2101는 2개 이상의 거울, 특별하게는 3개 이상, 가장 특별하게는 4개 이상의 볼록 거울을 갖는다.
어떤 실시예에서는, 상기 투사대물렌즈내의 거울들은 물체평면 2103으로부터의 발생된 광선이 하나 이상의 중간 이미지를 형성하도록 배치된다.
하나 이상의 중간 이미지를 갖는 발명의 실시예는 2개 이상의 퓨필 평면을 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 퓨필 평면에 물리적으로 접근가능한 방법으로 어퍼처 스탑(aperture stop)이 배치된다.
상기 거울들은 일반적으로 상기 거울표면에 일정각도 또는 일정한 각도 범위내에서 부딪히는 상기 투사 대물렌즈 작동 파장의 대부분의 빛이 물리적으로 반사되도록 구축된다. 상기 거울들은 또한 거울표면에 부딪히는 파장 λ를 갖는 광선의 50%보다 많이 반사되도록, 바람직하게는 60%보다 많이, 더욱 바람직하게는 70%보다 많이, 보다 더욱 바람직하게는 80%보다 많이, 가장 바람직하게는 90%보다 많이 반사되도록 구축된다. 어떤 경우에 있어서는, 거울들은 다층이 쌓여져서 코팅되는데, 이는 다층 스텍(stack)이라고 불리며, 상기 층들은 다양한 재질로 구성되며 상기 스텍은 상기 표면에 부딪힌 파장 λ의 광선을 물리적으로 반사하도록 설계된다. 상기 스텍의 모든 코팅 필름은 거의 λ/4의 광학 두께를 가지고 있다. 상기 다층 스텍은 20 또는 그 이상의 층들로 구성되며, 바람직하게는 30이상, 더 바람직하게는 40이상, 가장 바람직하게는 50이상의 층으로 구성된다. 상기 다층 시스템은 10nm 로부터 30nm의 파장의 범위의 광선, 예를 들면 13nm 또는 11nm의 파장 λ를 갖는 광선을 반사하기 위한 거울을 형성하기 위해, 예를 들어 몰리브덴(molybdenum)과 실리콘 또는 몰리브덴과 베릴륨(beryllium)으로 구성된 다수의 교차층 세트로 구성된다.
어떤 실시예에 있어 상기 거울들은 석영유리로 만들어지고 단층의 알루미늄으로 코팅되어 만들어진다. 다음으로 약 193nm의 파장을 위해 예를 들면 MgF2, LaF2, Al2O3 와 같은 물질들로 구성된 유전층으로 덮어진다.
일반적으로, 거울에 의해 반사되는 광선의 부분은 거울 표면에서 광선의 입사 각도에 따라 변화한다. 이미지-생성 광선이 반사 투사 대물렌즈내의 다양한 다수의 경로를 따라 전파함에 따라, 광선의 입사각은 거울들 사이에서 변한다. 이는 자오 평면을 따르는 부분영역에서 거울 2300의 일부분을 도면 1d에서 보여주고 있다. 상기 거울 2300은 오목한 반사 거울 표면 2301를 포함한다. 상기 이미지-생성 광선은 예를 들면 광선들 2310, 2320, 2330 에 의해 나타난 다양한 경로들을 포함한 다양한 경로를 따라 표면 2301에 도달한다. 상기 광선 2310, 2320, 2330은 거울표면 2301의 일부분에 부딪친다. 상기 거울의 표면에 수직한 방향들은 거울 표면 2301의 일부분에서 변하고, 광선 2310, 2320 및 2330의 입사점들에 대한 2311, 2321 및 2331에 의해 대표 예시된다. 상기 광선들 2310, 2320 및 2330 은 상기 표면과 각각 각도 Θ2310, Θ2320, Θ2330로 충돌한다.
상기 투사 대물렌즈 2100의 모든 거울에 대해, 다양한 방법으로 이미지-생성 광선들의 입사각을 나타내는 것이 가능하다. 하나의 가능한 표시형식은 투사대물렌즈 2101의 자오 영역내의 각각의 거울에 부딪히는 각각의 광선들의 최대각을 통한 것이다. 상기 최대각은 Θmax로서 칭해진다. 일반적으로 상기 각도 Θmax는 투사 대물렌즈 2101의 다양한 거울들 사이에서 변할 수 있다. 본 발명의 어떤 실시예에 있어, 투사 대물렌즈 2101의 모든 거울에 대한 전체 최대값 (Θmax)max 는 60°이하이거나, 바람직하게는 55°이하이거나, 특별하게는 50°이하이거나, 가장 특별하게는 45°이하이다. 어떠한 실시에 있어서는 상기 전체 최대값 (Θmax)max 는 상대적으로 작은데, 예를 들면 40°이하, 바람직하게는 35°이하, 가장 바람직하게는 30°이하, 특별하게는(particularly) 25°이하, 가장 특별하게는(most particularly) 20°이하이다.
또 다른 가능한 방법으로써, 거울에 입사하는 광선은 물체평면에 조명되는 필드의 센터필드의 주광선에 대한 자오 영역의 각각의 거울에서의 입사각을 통해 구별될 수 있다. 이런 각은 ΘCR으로 칭해진다. 주광선각 ΘCR과 관련하여, 기준 또한 상기에서 언급되어졌던 것처럼 만들어진다. 상기 투사대물렌즈의 최대각ΘCR ( max )은 센터필드 포인트의 최대 주광선의 각도로서 정의되는 것이 가능하다. 이러한 각도 ΘCR( max )는 상대적으로 작을 수 있는데, 예를 들면, 40°보다 작고, 바람직하게는 35°보다 작고, 더욱 바람직하게는 30°보다 작으며, 특별하게는 25°보다 작으며더욱 특별하게는 20°보다 작으며, 각별하게는(especially) 15°보다 작다.
상기 투사 대물렌즈 2101의 각각의 거울은 또한 투사대물렌즈 2101의 자오 영역내의 입사각의 범위에 의해 구별될 수 있다. 각각의 거울에서 변하는 각도 Θ의 범위는 ΔΘ로 칭해진다. 각각의 거울에 대한 범위 ΔΘ는 Θ( max ) 와 Θ( min )사이의 차이로서 정의될 수 있으며, 상기에서 Θ( min )은 투사대물렌즈 2101의 자오 영역의 거울표면에 부딪히는 이미지-형성 광선의 최소입사각을 나타내며, Θ( max )는 앞서 정의된 바와 같이 이미지-형성 광선의 거울표면의 최대입사각을 나타낸다. 상기 범위 ΔΘ는 투사 대물렌즈 2101내의 거울들 사이에서 일반적으로 변화하고, 몇몇 거울들에 대해서는 상대적으로 작을 수 있는데, 예를 들면 25°보다 작고, 바람직하게는 20°보다 작고, 특별하게는(particularly) 15°보다 작고, 각별하게는(especially) 10°보다 작다. 반대로, ΔΘ는 투사대물렌즈 2101 내의 몇몇 다른 거울들에 대해서는 상대적으로 클 수 있다. 예를 들면, ΔΘ는 20°이상일 수 있고, 특별하게는 25°이상, 특별히 바람직하게는 30°이상, 더욱 바람직하게는 35°이상, 더욱 바람직하게는 40°이상일 수 있다. 몇몇의 경우에, 모든 범위의 ΔΘ 에서 최대값 ΔΘmax, 예를 들면 각각의 거울의 변화범위 ΔΘ에 관한 투사대물렌즈 2101의 모든 거울에 대한 최대값은 상대적으로 작을 수 있는데, 예를 들면 25°보다 작거나, 특별하게는 20°보다 작거나, 더욱 특별하게는 15°보다 작거나, 심지어 더욱 특별하게는 12°보다 작거나, 각별하게는 10°보다 작거나, 더욱 각별하게는 8°보다 작을 수 있다.
도면 1e는 투사대물렌즈에 사용되는 타입의 거울 2660의 예를 보여주고 있다. 상기 거울 2660은 링 조각(segment)의 형상을 갖는데, 이를 테면 직경 D 를 갖는 원형 거울 2670의 조각이다. 상기 거울 2660은 x축 방향으로 최대 거리 Mx 를 갖는다. 실시예에서, 직경 Mx는 800mm 이하가 될 수 있고, 바람직하게는 700mm 이하, 점점 바람직한 정도를 늘린다면, 600mm 이하, 500mm이하, 400mm이하, 300mm이하, 200mm이하이며, 가장 바람직한 경우는 100mm 이하가 될 수 있다.
상기 거울 2660 은 자오 영역 2675에 대해 대칭되어 있다. 상기 자오 평면은 y 와 z 축의 국부좌표시스템(local coordinate sywtem)에 의해 정의된다. 상기 거울 2660은 자오 라인 2675을 따라 My의 길이를 갖는데, 이는 Mx보다 작거나 클 수 있다. 원형 거울에서, 예를 들면 어퍼처 스탑 평면내에 배열되는 거울들에 있어, 상기 길이 Mx, My는 동일하며, 말하자면 Mx = My이다. 어떤 실시예에 있어서는, My는 0.1Mx의 근방에 위치하고, 바람직하게는, 0.2Mx 이상, 점점 바람직한 차수를 증가한다면, 0.4Mx 이상, 0.5Mx 이상, 0.6Mx 이상, 0.7Mx 이상, 0.8Mx 이상, 가장 바람직하게는 0.9Mx 이상에 위치한다. 다른 실시예에 있어서는, My는 1.1Mx 이상과 동일할 수 있고, 바람직하게는 1.5Mx 이상 또는 2Mx에서 10Mx까지의 범위이다. My는 800mm이하, 바람직하게는 700mm이하, 점점 바람직한 차수를 증가한다면, 600mm 이하, 500mm 이하, 400mm 이하, 300mm 이하, 200mm 이하, 가장 바람직하게는 100mm 이하가 될 수 있다.
상기 투사대물렌즈의 거울들은 광축 2105과 상기 거울이 교차하도록 배치될 수 있을 뿐아니라, 광축 2105이 거울과 교차하지 않도록 할 수도 있다.
설계에 있어서, 상기 투사대물렌즈 2100은 일반적으로 다양한 모양과 크기의 거울들로 구성될 수 있다. 어떤 실시예에 있어서는, 상기 투사대물렌즈의 각각의 거울의 최대직경 D는 1000mm 이하, 특별하게는 900mm 이하, 바람직하게는 800mm 이하, 특별히 바람직하게는 700mm 이하가 될 수 있다.
일반적으로, 투사 대물렌즈 2101 의 필드의 모양은 변할 수 있다. 도면 1f는 링조각 2700을 보여주며, 링필드로서 또한 언급된다. 상기 링조각 2700은 x방향의 거리 Dx와 y방향의 거리 Dy, 반경 Dr로서 특징될 수 있다. Dx, Dy는 각각 x방향과 y방향으로 측정된 필드의 거리이다. 이러한 거리에 대한 크기는 아래 기재에서처럼 표시된다. 예를 들면, 이미지 평면내의 26×2mm2 필드에서, 상기 Dx는 26mm 이고 Dy는 2mm이다. 상기 거리 Dr은 광축 2105로부터 필드 2700의 내부 가장자리까지 측정된 링반경을 나타낸다. 상기 링필드 조각 2700은 y/z-평면에 평행한 라인 2710에 의해 지시된 평면에 대해 대칭이다. 일반적으로, 투사대물렌즈 2101의 설계에 따라 Dx, Dy 및 Dz는 크기가 변한다. 전형적으로, Dx는 Dy보다 크다. 물체평면 2103과 이미지 평면 2102내의 필드 크기 또는 필드 측정값 Dx, Dy 및 Dz의 상대적인 크기는 투사대물렌즈 2101의 확대 또는 축소 비에 의해 변한다. 어떠한 예에서는, 이미지 평면 2102내의 Dx는 상대적으로 크고, 예를 들면 1mm 보다 크고, 바람직하게는 3mm보다 크고, 바람직한 정도를 점점 늘려간다면, 4mm보다 크고, 5mm보다 크고, 6mm보다 크고, 7mm보다 크고, 8mm보다 크고, 9mm보다 크고, 10mm보다 크고, 11mm보다 크고, 12mm보다 크고, 13mm보다 크고, 14mm보다 크고, 15mm보다 크고, 18mm보다 크고, 20mm보다 크고, 25mm보다 크고, 특히 바람직하게는 30mm보다 크도록 한다. 상기 이미지 평면 2102에서의 거리 Dy는 0.5mm 에서 5mm까지의 범위에 놓일 수 있고, 예를 들면 1mm 까지, 바람직하게는 2mm까지, 특별하게는 3mm까지, 특히 바람직하게는 4mm까지 할 수 있다. 전형적으로, 이미지 평면 2102내의 Dr은 10mm 에서 50mm까지의 범위에 있으며, 예를 들면 15mm 이상, 특별하게는 20mm 이상, 바람직하게는 25mm 이상, 특히 바람직하게는 30mm 이상이 될 수 있다.
일반적으로, 예를 들면 사각형 필드와 같은 다른 필드의 모양들에 대해, 상기 투사대물렌즈 2101은 이미지 평면 2102 내에서 1mm 이상, 바람직하게는 3mm 이상, 바람직한 정도를 점점 늘려간다면 4mm 이상, 5mm 이상, 6mm 이상, 7mm 이상, 8mm 이상, 9mm 이상, 10mm 이상, 11mm 이상, 12mm 이상, 13mm 이상, 14mm 이상, 15mm 이상, 18mm 이상, 20mm 이상, 25mm 이상, 가장 적합하게는 30mm 이상의 최대 필드 거리 또는 필드 측정값을 가질 수 있다. 도면 1e는 센터필드 포인트 z를 더 나타낸다. 상기 센터 필드 포인트 z는 국부 x-y-z 좌표계의 원점(origin)을 형성한다. 스캐닝 마이크로 리소그래피 시스템에서 y방향은 일반적으로 스캐닝 방향으로 구성된다.
일반적으로, 투사 대물렌즈 2101은 ZEMAX, OSLO, Code V와 같은 상업적으로 사용되는 광학 설계프로그램을 사용함으로써 분석되거나 최적화될 수 있다. 파장 다음에, 필드 크기 및 수치적 어퍼처가 발단에 설정되고, 상기 투사대물렌즈에 요구되는 광학 특성들, 예를 들면 뒤틀림(distortion) 및 이미지 필드 곡률(curvature) 뿐만 아니라 웨이브 프론트 수차(wave front aberration), 광로직진성향(telecentricity), 균일성(uniformity)등이 최적화될 수 있다. 본 발명의 실현하기 위해 따라오는 예들은 광학 데이터에 따라 자세히 기술된다. 여기에 제시된 모든 광학 데이터는 코드 F 포맷으로 주어진다.
도면 1g는 미국출원공보 2005/088760 종래의 마이크로리소그래피 투사 대물렌즈 장치의 자세한 설명을 보여준다. 상기 투사 대물렌즈 1 은 네거티브 백포커스를 갖는다. 상기 조명 시스템은 주광원 3 과 소위 컬렉터(collector) 5로 불리는 빛을 모으는 광학 요소를 포함한다. 상기 컬렉터 5 는 그레이징-입사 컬렉터이다. 상기 광원으로부터 방출된 광선은 어퍼처 스탑 9와 함께 스펙트럴(spectral) 필터 요소 7에 의해서 필터되므로써 상기 어퍼처 스탑 뒤로는 오직 사용가능한 광선, 이를 테면 13.5nm 파장만이 존재한다. 그리드 요소의 형식의 상기 스펙트럴 필터는 예를 들면, 제1차 회절(diffraction)에 있어, 상기 그리드 요소에 부딪힌 빛을 다양한 방향으로 회절시킨다. 상기 어퍼처 스탑은 제 1차 회절의 주광원3의 중간 이미지 11 또는 그 근처에 배치된다. 상기 투사 대물렌즈 장치는 제 1 파싯을 갖는 제 1 파싯된 광학요소 13 및 제 2 파싯을 갖는 제 2 광학요소 15를 더 포함한다. 상기 13은 소위 작은 파싯 거울들로서 구축된 소위 필드 라스터 요소로서 불리며 상기 15는 소위 퓨필 라스터 요소들로 불린다. 상기 필드 파싯들로 구성된 상기 제 1 광학요소 13은 주광원 3으로부터 입사한 광번들 17을 흩뜨려서 다수의 광번들로 만든다. 각각의 광번들은 모아지고 퓨필 라스터 요소들을 갖는 제 2 광학요소 15 가 배치된 위치 또는 그 근처에 제 2 광원을 형성한다.
만약 필드 라스터 요소들이 조명된 필드의 형상을 가진다면, 상기예에서는,상기 필드를 형성하기 위한 거울을 제공할 필요가 없다.
마이크로 리소그래피 투사 노출 장치의 물체 평면 20에서, 레티클이 이동 스테이지 19에 배치된다. 상기 물체평면 20에 배치된 상기 레티클은 상기 투사 대물렌즈 1 에 의해서 캐리어 스테이지 22 에 배치된 광에 민감한 기판 22, 예를 들면 웨이퍼에 투사된다. 여기에 나타난 상기 투사 대물렌즈는 6개의 거울로서 구성되는데, 이를 테면 제 1 거울 S1, 제 2거울 S2, 제 3거울 S3, 제 4거울 S4, 제 5거울 S5, 그리고 제 6거울 S6이며, 공통 광축 HA를 중심으로 배열된다. 상기 투사대물렌즈 1은 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는다. 상기 조명시스템의 상기 제 2 파싯된 광학요소 15는 반사된 입구 퓨필 RE와 연관한 평면이나 그 근처에 배치된다.
도 1g에서 명백하게 나타낸 바와 같이, 종래의 투사 대물렌즈의 형상으로서, 광경로는 스스로 조명시스템과 투사 대물렌즈 사이를 지나간다. 그리고, 결과적으로 이 시스템은 투사 대물렌즈로부터 조명 시스템의 분리를 허용하는 모듈 구성을 이룰 수 없다.
도 1h는 여기에 제시된 투사 대물렌즈들의 다양한 실시예들에 대한 광경로를 대표한다. 상기 투사 대물렌즈들은 투사 대물렌즈의 물체 평면 51 의 영역과 물체 평면에서 도 1h에 나타나 있지 않은 이미지(image)평면으로 가는 광경로 상에서 가장 먼저 나타나는 거울(S1)의 영역에서 네거티브 백포커스(negative back focus)를 가진다. 도 1h에서 심볼 CRE는 제1 거울로 들어오는 순간 주광선을 나타낸다. 그리고, CRR은 물체 필드상의 동일한 필드 포인트(point), 예를 들어 중심 필드점(field point)에 속하는 반사된 주광선을 나타낸다. 도 1h에서 볼 수 있는 것처럼, 본 발명의 바람직한 실시예에서 투사 대물렌즈의 자오 평면(meriodinal plane) 상에 입사되는 광번들(bundle)의 주광선(CRE)은 거울(S1)의 표면으로부터 반사된 광 번들(bundle)(CRR)의 주광선과 투사 대물렌즈의 광축(HA) 사이에 놓인다.
또한, 국부(local) x-y-z 좌표 시스템, 물체 필드가 형성되는 물체평면(51)에 수직인 법선방향(NO)과, 주광선(CRE)이 물체평면(51) 상에 하나의 물체(도시되지 않음)로 반사되는 주광선(CRE) 하의 파저티브 주광선각(γ)이 도 1h에 나타나 있다.
도 2a는 입구 퓨필(entry pupil)의 네거티브 백포커스를 가지는 6개 거울로 된 투사 대물렌즈의 제1 실시예를 그림으로 나타내고 있다. 그러나, 상기 투사 대물렌즈는 마이크로리소그라피(microlithography) 투사 노출장치의 모듈 설계형상을 이룰 수 있다. 도 2a에 따른 대물렌즈는 물체평면(100), 이미지평면(102), 제1 거울(S1), 제2 거울(S2), 제3 거울(S3), 제4 거울(S4), 제5 거울(S5) 및 제6 거울(S6)을 가진다.
명백히 나타나 있는 바와 같이, 도 2a에 나타난 투사 대물렌즈에 있어서 물체평면(100)으로부터 이미지평면(102)의 광경로 상에 중간 이미지(intermediate image)가 형성되지 않는다. 상기 대물렌즈는 설명되는 예에서 제5 거울 즉, 제5 거울(S5)과 시계(sight) 거울(S6)로 구성되는 대물렌즈의 후반부상에 위치하는 단지 하나의 어퍼처 스탑(aperture stop) 평면(104)을 가진다. 여기서 어퍼처 스탑 평면(104)을 배열함으로써, 광학 축(HA)으로부터 멀리 떨어져 대물렌즈의 전반부에 있는 거울(S1, S2)을 배열할 수 있게 된다. 만일 이런 종류의 투사 대물렌즈가 물체평면에 반사물체(reflective object)를 가진 투사 노출장치에 사용된다면, 대물렌즈의 전반부에 있는 거울들이 광학 축으로부터 큰 거리를 가지는 배열은 투사 시스템의 광학 축 상의 이러한 공간 즉, 입구퓨필(RE)내 또는 근처의 공간에 조명시스템의 구성요소들, 특히 파싯(facet)된 조명시스템의 광학요소를 배치할 수 있게 된다. 도 2a에서 설명된 투사 대물렌즈는 NA = 0.25의 이미지 방향 수치적 어퍼처(numerical aperture)와 축소율(reduction ratio) 4를 가진다. 이미지평면으로 투사되는 필드의 필드 사이즈는 2×26 ㎟이며, 상기 사이즈는 y축을 따라 측정된 필드의 치수 Dy는 2 ㎜이고, 치수 Dx는 26 ㎜임을 의미한다. 도 2에 나타낸 예에서, 제1 거울(S1)의 거울표면으로 들어오는 입사광선 번들(bundle)의 주광선(CRE)은 반사된 광선 번들의 동일한 필드점(point)과 관련된 반사된 주광선(CRR)과 투사 대물렌즈의 광축(HA) 사이의 자오 평면(meridional plane) 상에 놓인다. 또한, 투사 대물렌즈의 반사된 입구 퓨필(RE)이 보여지는데, 입구 퓨필은 평면(103)상에 놓인다. 물체평면에서 이미지평면으로 전달되는 광 빔(105)의 주광선(CR)과 광학 축의 교차점은 "CROSS"로 표기된다. 본 발명에 따르면, CROSS로 표기된 이 교차점은 반사된 입구 퓨필(RE)이 놓인 평면(103)과 교차점(CROSS)을 포함하는 평면 사이의 자오섹션(meridional section)이 있는 대물렌즈의 후반부에 놓인다. 도 2a의 구성에서의 투사 대물렌즈는 22 ㎚의 분해도(resolution), 이미지 측 RMS 0.008 λ의 웨이브 프론트 수차(wave front aberration), 7 ㎚의 이미지 측 필드 곡률(image-side field curvature)과 2.5 ㎚의 뒤틀림(distortion)을 가진다. 대물렌즈는 중간이미지(intermediate image)을 가지지 않는다. 그리고 대물렌즈는 접근가능한 어퍼처 스탑(aperture stop) 평면(104)을 가진다. 상기에서 묘사된 바와 같이, 어퍼처 스탑(B)는 제5 거울상의 접근가능한 어퍼처 스탑 평면(104)-어퍼처 스탑 평면은 또한 동시에 퓨필 평면이고 교차점(CROSS)을 포함한다-에 형성된다. 또한, 도 2a는 물체평면(100)으로부터 온 반사된 입구 퓨필(RE)을 포함하는 평면(103) 거리(A2) 뿐만 아니라, 광학 축(HA)을 따라 물체평면(100)으로부터 온 교차점(CROSS)을 포함하는 평면(104) 거리(A1)를 보여준다. 두 거리들은 A2 < A1이라는 규칙을 따른다. 또한, 제1-서브대물렌즈(SUBO1)와 제2-서브대물렌즈(SUBO2)가 도 2a에 나타나 있고, 거기서 제2-서브대물렌즈(SUBO2)는 어퍼처 스탑(B)를 포함한다.
또한, 투사 대물렌즈가 두 개의 부분 시스템 즉, 제1 부분 시스템(PART1)과 제2 부분 시스템(PART2)으로 세분되어지는 것을 도 2a에서 볼 수 있다. 거울(S1, S2)을 가지는 제1 부분시스템(PART1)은 거울(S3, S4, S5, S6)을 가지는 제2 부분 시스템(PAT2)으로부터 광학 축(HA)을 따라 거리(DIS)를 가진다.
거리(DIS)는 물체평면(100)으로부터 가장 큰 거리를 가진 제1 부분 시스템(PART1)의 거울 배면과 이미지평면(102)으로부터 가장 큰 거리를 가진 제2 부분 시스템(PART2)의 거울 배면 사이의 거리로서 정의된다. 본 실시예에 있어서, 거리(DIS)는 제1 거울(S1)의 배면과 제4 거울(S4)의 배면 사이의 거리이다.
물체평면(100)과 이미지평면(102) 사이의 거리는 1500 ㎜이고, 최대 거울 직경, 즉 자오섹션에서 측정된 모든 거울들의 최대치수 My 는 131 ㎜이며, x 방향에서 측정된 모든 거울들의 최대 거울 직경, 즉 최대 치수 Mx 는 370 ㎜이다.
제1 거울(S1)으로부터 제2 거울(S2), 제3 거울(S3), 제4 거울(S4), 제5 거울(S5) 및 제6 거울(S6)까지의 순서에서, 각 거울의 곡률은 N-P-P-N-N-P이고, 그것은 볼록-오목-오목-볼록-볼록-오목을 의미한다.
제1 실시예에서 주광선각(γ) 즉, 물체평면(100)에서 필드의 중심 필드 점(point)과 관련된 주광선(CR)각은 법선 방향에 관해 γ=7°이다. 광학 축으로부터 중심 필드점까지의 거리는 132 ㎜이다. 상기 데이터를 기초로 하여, 반사된 입구 퓨필(RE)이 물체평면으로부터 1075 ㎜의 최대 거리를 가진다는 것을 계산할 수 있다. 도 2a에서 나타낸 실시예의 광학 데이터가 도 2b로 첨부된 테이블 1에 코드 V 형식에 리스트 되어져 있다. 코드 V 형식에서 테이블의 명칭은 당해 기술의 기술자에 의해 쉽게 이해될 수 있다. 반사 시스템에 대한 코드 V 테이블에서 두께는 거울 시스템의 관계에서 두 개의 이웃하는 광학 표면 사이 공간의 두께 즉, 광경로에서 서로 직접적으로 따르는 두 개의 광학 표면 사이의 광학 축을 따른 거리를 의미한다.
도 3a는 중간이미지가 없고 입구 퓨필의 네거티브 백 포커스를 가지는 본 발명에 따른 6개의 거울로 된 투사 대물렌즈의 두 번째 실시예를 설명한다. 본 실시예는 축소율이 4×일 뿐만 아니라 NA = 0.3의 이미지 방향(side) 수치적 어퍼처와 필드 사이즈 Dy × Dx 가 2×26 ㎟이다. 이미지 방향 웨이브 프론트 수차는 0.03 λ이고, 이미지 방향 필드 곡률은 18 ㎚이며, 뒤틀림은 4 ㎚이다. 물체평면으로부터 이미지평면까지의 순서에서 거울 곡률은 N-P-P-N-N-P, 즉 볼록-오목-오목-볼록-볼록-오목을 따른다. 투사 대물렌즈는 접근가능한 어퍼처 스탑(104)를 포함한다. 어퍼처 스탑(B)는 제5 거울상의 접근가능한 어퍼처 스탑 평면(104)에 배치된다. 또한, 어퍼처 스탑 평면은 동시에 광축(HA)을 가진 주광선(CR)의 교차점(CROSS)을 포함하는 퓨필 평면이다. 물체평면(100)으로부터 이미지평면(102)까지의 거리는 1600 ㎜이고, 모든 거울에 대한 자오섹션에서 최대 치수 My 는 176 ㎜이며, 최대 거울 직경 즉, 모든 거울에 대해 x 방향에서 측정된 최대 치수 Mx 는 459 ㎜이다.
중심 필드 점(point)에서 주광선각은 물체에서 γ=7°이고, 광축으로부터 중심 필드 점까지의 거리는 159 ㎜이다. 평면(103)에서 반사된 입구 퓨필(RE)은 물체평면(100)으로부터 1295 ㎜의 축 거리(A2)를 가진다. 도 2a의 구성요소와 유사한 구성요소들은 동일한 참조 심볼을 가진다. 도 2a에서와 같이, 제1 거울(S1)의 표면으로 들어오는 입사광선 번들의 주광선(CRE)은 광학 축과 제1 거울의 표면으로부터 반사된 같은 필드점과 관련된 광선 번들의 주광선(CRR) 사이 자오섹션에 놓인다. 투사 대물렌즈의 광학 축(HA)과 중심 필드점의 주광선(CR)의 교차점(CROSS)은 기하학적으로 투사 대물렌즈의 반사된 입구 퓨필(RE)을 가진 평면(103)과 이미지평면(102) 사이에 위치한다. 교차점(CROSS)을 포함하는 평면(104)과 물체평면 사이의 광학 축을 따른 거리는 A1으로 표기된다. 그리고 반사된 입구 퓨필을 포함하는 평면(103)과 물체평면 사이의 광학 축을 따른 거리는 A2로 표기된다. 본 실시예에서, 반사된 입구 퓨필(RE)과 이미지평면 사이의 교차점의 위치 때문에, A2는 A1보다 더 작다.
도 3a에서 볼 수 있듯이, 주광선은 물체평면(100)으로부터 이미지평면(102)으로 가는 광경로(light path)를 가지는데, 정확히 광학 축과 하나의 교차점(CROSS)을 가진다. 따라서, 본 발명에 따르면, 투사 대물렌즈의 모든 교차점은 반사된 입구 퓨필(RE)의 평면(103)과 이미지평면(102) 사이에 놓인다.
제2 실시예서도 마찬가지로 두 개의 부분 시스템 즉, 서로 간의 거리(DIS)로 제1 부분 시스템(PART1)과 제2 부분 시스템(PART2)으로 구성된다.
도 3a에 따른 제2 실시예에 대한 코드 V 형식에서의 시스템 데이터는 도 3b의 테이블 2에 리스트 되어져 있다
도 4는 도 2a와 도 2b의 실시예에 따른 투사 대물렌즈를 가진 마이크로리소그라피 투사 노출 장치를 보여준다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 투사 시스템의 광선 패턴과 조명 시스템의 광선 패턴 사이의 교차점이 없는데, 이는 도 1g의 시스템과는 대조적이다. 즉, 마지막 바로 전(next-to-last) 광학 구성요소(206)로부터 레티클(reticle)과 같은 물체가 배치되는 물체평면(212)으로 가는 광경로 상의 조명 광선 번들(211)은, 레티클에서 발생하는 필요한 교차를 제외하고는, 투사 대물렌즈에서 물체평면(212)으로부터 이미지평면(214)으로 진행하는 이미지 생성 광선 패턴(213)을 넘어가지 않는다. 본 실시예에서 자오평면은 도면상의 평면인데, 그 도면은 광학 축(HA)을 포함한다. 투사 노출장치의 양 부분 즉, 조명 시스템과 투사 시스템의 광학 요소들은 분리된 설계 영역(envelopes)에 배치된다. 조명 시스템의 광학 요소들은 제1 설계공간(B1)에 배치되고, 반면에 투사 시스템의 광학 요소들은 제2 설계공간(B2)에 배치된다. 제1 설계공간(B1)은 예를 들어 벽(W)에 의해 제2 설계공간(B2)과 분리된다. 두 개의 다른 설계공간 B1과 B2의 분리로 인하여, 투사 노출장치에 대한 모듈 설계구조를 얻을 수 있다. 더 살펴보면, 예를 들어 더블-파싯(double facet)된 조명 시스템의 퓨필 파싯 거울(208)의 설치가 가능한 충분한 여유공간이 있다.
도 4에 나타낸 100 ㎚보다 훨씬 더 큰 파장으로 작동되는 투사 노출장치는 특히 EUV 리소그라피에 대한 투사 노출장치의 한 예이다. 상기 EUV 리소그라피는 NA ≥ 0.25, 바람직하게는 NA ＞ 0.26의 이미지 측 수치적어퍼처를 가지며, 일반입사(normal-incidence) 반사를 갖는 10 개의 광학요소보다 더 적은 광학요소를 가지는데, 거기서 조명 시스템과 투사 시스템의 각 광선 패턴 사이에 광선의 교차가 피하여진다.
도 4에 나타낸 마이크로리소그라피 투사 노출장치의 조명은 광원(200), 포개진 그레이징 입사(nested grazing-incidence) 컬렉터(202)뿐만 아니라 스펙트럴 그리드 필터(spectral grid filter) 204를 포함한다. 상기 스펙트럴 그리드 필터는 참조 심볼 204로 표기되고; 스펙트럴 그리드 필터 다음의 어퍼처 스탑은 본 실시예에서는 도시되지 않는다. 스펙트럴 그리드 필터는 더블-파싯된 조명 시스템의 두 개의 파싯된 광학 요소에 의해 광선 경로에 따라온다. 소위 필드 파싯(field facet)으로 불리는 다수의 1차 레스터(raster) 요소로 구성되는 첫 번째 파싯된 광학 요소는 참조 심볼 206으로 표기되고, 소위 퓨필 파싯 거울로 불리는 두 번째 파싯된 광학 요소는 참조 심볼 208로 표기된다. 두 번째 파싯된 광학 요소(208)는 투사 대물렌즈의 반사된 입구 퓨필(RE)의 평면상에 배치된다. 투사 대물렌즈(210)의 입구 퓨필의 네거티브 백포커스로 인해, 반사된 입구 퓨필(RE)은 예를 들어 반사 레티클(reticle)이 배치되는 물체평면(212)의 이미지 방향(side)에 놓인다. 물체평면은 212, 이미지평면은 214, 광축은 HA, 제1 거울은 S1, 제2 거울은 S2, 제3 거울은 S3, 제4 거울은 S4, 제5 거울은 S5, 그리고 제6 거울은 S6로 표기된다.
도 5a와 5b 및 도 6a와 6b에 따른 입구 퓨필의 네거티브 백포커스를 가지는 마이크로리소그라피 투사 대물렌즈의 다음 실시예에서, 자유공간(free space)이 대물렌즈의 전반부에 광선 번들의 교차를 제공하는 설계 컨셉을 통하여 반사된 입구 퓨필(RE)의 영역에 있는 마이크로리소그라피 투사 노출 장치에서 만들어진다. 대물렌즈의 전반부는 물체평면에 가장 가깝게 배치된 거울들로 구성되는 투사 대물렌즈의 부분을 말한다. 이런 종류의 설계로, 투사 대물렌즈의 광축(HA)으로부터 멀리 떨어진 도 5a와 6a의 실시예에서 보여지는 6개의 거울로 된 대물렌즈의 특히 제2 거울(S2)을 배치하는 것이 가능하다. 투사 대물렌즈의 광학 축(HA)을 포함하는 자오평면에서 광선 교차가 도 5a, 5b와 6a, 6b의 설명된 실시예에서 물체평면(300)으로부터 제1 거울(S1)로 진행하는 광선 번들과 제2 거울(S2)로부터 제3 거울(S3)로 진행하는 광선 번들 사이에서 발생한다. 어퍼처 스탑(B)는 제2 거울(S2)로부터 제3 거울(S3)로 가는 광선 경로에 배치된다. 광학 축으로부터 대물렌즈의 전반부에 있는 거울들이 다소 멀리 떨어져 있기 때문에, 조명 시스템의 광선 패턴이 자오평면에서 투사 대물렌즈의 광선 패턴과 교차하지 않는 마이크로리소그라피 투사 노출장치의 설계가 가능하다. 따라서, 예를 들어 도 4에 있는 시스템의 경우처럼, 조명 시스템과 투사 대물렌즈 사이의 분리가 가능하다.
대물렌즈의 전반부에서 광선 번들의 교차를 가지는 6개의 거울로 된 투사 대물렌즈의 도 5a에서 나타낸 실시예에서, 중간이미지(ZW)이 제4 거울(S4)과 제5 거울(S5) 사이에 형성된다. 제1 거울은 S1으로, 제2 거울은 S2로, 제3 거울은 S3로 표기되고, 물체평면(300)으로부터 이미지평면(302)로 가는 광경로에 있는 제6 거울은 S6로 표기된다. 도 2a와 3a의 경우에서와 같이, 도 5a는 N1으로 표기된 제1 거울의 사용가능한 부분, N2로 표기된 제2 거울의 사용가능한 부분, N3으로 표기된 제3 거울의 사용가능한 부분, N4로 표기된 제4 거울의 사용가능한 부분, N5로 표기된 제5 거울의 사용가능한 부분, N6으로 표기된 제6 거울의 사용가능한 부분을 가진 각 거울의 사용가능한 부분만을 보여준다. 하나의 거울의 사용가능한 부분은 물체평면으로부터 이미지평면으로 진행하는 광 번들의 광선들이 만나는 영역을 말한다. 도 5에 따른 실시예는 NA = 0.25의 이미지 방향 수치적어퍼처, 4×의 축소율, 물체 평면에 있는 필드의 필드 사이즈 2 × 26 ㎟, 즉 Dy = 2 ㎜ 이고 Dx = 26 ㎜를 가진다. 중심 필드점의 주광선 각은 물체에서 γ = 7°이고, 광학 축으로부터 중심 필드점의 거리는 93 ㎜이다. 이들 데이터로부터 계산할 수 있듯이, 반사된 입구 퓨필(RE)은 물체평면으로부터 757 ㎜의 축 거리를 가진다. 분해도(resolution)은 22 ㎚이고, 이미지 측 웨이브 프론트 수차(wave-front aberration)는 RMS 0.006 λ이고, 이미지 측 필드 곡률은 1.5 ㎚이고, 비틀림은 6 ㎚이다. 상기 거울들은 서로 P-P-N-P-N-P의 순서, 즉 오목-오목-볼록-오목-볼록-오목의 순서를 따른다. 소위 퓨필 평면(312, 314)이라고 불리는, 입구 퓨필과 짝을 이루는 두 개의 평면이 상기 시스템에서 형성된다. 퓨필 평면(312)은 주광선(CR)과 광학 축의 교차점(CROSS1)을 포함하고, 반면에 퓨필 평면(314)은 교차점(CROSS2)을 포함한다. 투사 대물렌즈는 이미지 방향에 대하여 광로직진성향(telecentric)하다. 따라서, 출구 퓨필은 무한대에 놓인다. 상기 시스템은 출구 퓨필이 불명확하지 않다는 사실에 의해 구별된다. 상기 항목 "출구 퓨필"은 어퍼처스탑 다음으로 오는 부분 대물렌즈에 의해 만들어지는 어퍼처스탑의 이미지(image)를 의미한다. 접근가능한 어퍼처스탑(B)는 투사 대물렌즈의 적어도 한쪽에서 접근가능한 두 개의 퓨필 평면(312, 314) 중의 하나에 배치된다. 본 실시예에서 어퍼처스탑(B)는 제2 거울과 제3 거울 사이에 형성된다. 최대 거울직경 즉, 자오섹션에서 측정된 모든 거울의 최대 치수 My 는 157 ㎜이고, x-방향에서 측정된 모든 거울들의 최대 거울 직경, 즉 최대 치수 Mx 는 389 ㎜이다. 모든 거울에 대한 중심 필드점의 최대 주광선 각 ΔΘCR ( max ) 는 16.4°이고, 자오섹션에서 모든 거울들의 최대 입사각 Θmax ( max ) 는 21°이다. 각 거울의 자오섹션에서 입사각의 최대 대역폭 ΔΘmax 는 모든 거울에 대하여 17.3°이다. 물체평면과 이미지평면 사이의 거리는 1550 mm이다.
도 5a의 예에서 광학 데이터가 도 5b에 있는 테이블 3의 코드 V 형식에 리스트 되어져 있다.
도 6a는 중간 이미지와 입구 퓨필의 네거티브 백포커스를 가지는 본 발명에 따른 6개의 거울로 된 투사 대물렌즈의 또 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예는 NA = 0.3의 이미지 측 수치적어퍼처, 4×의 축소율, 2 × 26 ㎟, 즉 Dy = 2 ㎜이고 Dx = 26 ㎜의 필드 사이즈를 가진다. 중심 필드점에서 주광선 각은 물체에서 γ = 7°이고, 광학 축으로부터 중심 필드점의 거리는 106 ㎜이다. 물체평면(300)과 이미지평면(302) 사이의 거리는 1520 ㎜이다. 반사된 입구 퓨필(RE)은 물체평면으로부터 754 ㎜의 축 거리를 가진다. 상기 시스템은 18 ㎚의 분해도(resolution), 0.018 λ의 RMS 이미지 측 웨이브 프론트 수차, 11 ㎚의 이미지 측 필드 곡률, 3.2 ㎚의 뒤틀림을 가진다. 6개의 거울들은 서로 물체평면에서 이미지평면까지 P-P-N-P-N-P, 즉 오목-오목-볼록-오목-볼록-오목의 순서를 따른다. 두 퓨필 평면은 물체평면에서 이미지평면으로 가는 광경로 상에 형성되며, 두 퓨필 평면 중의 하나는 접근가능하다. 어퍼처스탑(B)는 접근가능한 퓨필 평면에 배치된다. 어퍼처스탑 평면(B)은 제2 거울과 제3 거울 사이에 형성된다. 최대 거울 직경, 즉 자오섹션에서 측정되는 모든 거울들의 최대 치수 My 는 189 ㎜이고, x-방향에서 측정되는 모든 거울들의 최대 거울 직경, 즉 최대 치수 Mx 는 423 ㎜이다. 모든 거울에 대한 중심 필드점의 최대 주광선 각 ΔΘCR( max ) 는 19°이고, 자오섹션에서 모든 거울들의 최대 입사각 Θmax ( max ) 는 24.1°이며, 모든 거울들의 입사각의 최대 범위 ΔΘmax 는 19.8°이다. 도 5a에 있는 구성요소와 유사한 구성요소들은 동일한 참조번호로 표기된다. 광학 축을 따라 대물렌즈의 전반부에 있어서 거울들의 공간상 배치가 도 5a와 도 6a의 두 시스템에 공통된다. 즉: 제2 거울(S2) - 제4 거울(S4) - 제1 거울(S1) - 제3 거울(S3)의 공간상의 배치가 공통된다.
더욱이, 도 5a와 도 6a의 두 시스템에서 공통으로, 어퍼처스탑(B)이 제2 거울(S2)과 제3 거울(S3) 사이 퓨필 평면(312) 내 또는 근처에 배치된다.
도 6a에 따른 실시예의 광학 데이터가 도 6b에 제시된 테이블 4에 코드 V 형식으로 리스트 되어져 있다.
도 6c의 실시예는 도 5a와 도 6a에 따른 시스템의 대체 실시예를 나타낸다. 도 6c의 실시예에서 어퍼처스탑(B)가 퓨필 평면(312)에 있는 제3 거울(S3) 상에 직접 위치한다. 거울상에 어퍼처스탑를 위치시키는 것은 지나가는 광선 번들이 서로 강하게 분리되지 않는 이점을 가진다. 따라서, 본 실시예의 경우처럼, 입사각이 더 작게 만들어질 수 있거나, 만일 입사각이 동일하게 유지된다면 전체 길이는 더 짧게 만들어질 수 있다. 도 6c에 따른 시스템은 모든 거울에서 입사각이 작은 또 다른 이점을 가진다. 대물렌즈의 전반부에 있는 거울들의 공간상 배치는 다음과 같다 : 제4 거울(S4) - 제2 거울(S2) - 제1 거울(S1) - 제3 거울(S3). 도 6a의 실시예와 비교하면, 광학 축을 따라 제2 거울(S2)과 제4 거울(S4)의 위치가 바뀌어져 있다.
도 6c는 앞서 언급한 시스템의 렌즈 섹션을 보여준다. 본 시스템에 대한 광학 데이터는 도 6d에서 보여지는 테이블 5에 코드 V 형식으로 리스트 되어져 있다. 본 시스템의 이미지 측 수치적어퍼처는 NA = 0.25이고, 필드 사이즈는 2 × 26 ㎟이며, 여기서 필드는 링 필드 세그먼트(segment)로 형성된다. 도 6c의 시스템의 축소율은 4×이고, 이미지 분해도(resolution)은 22 ㎚이고, 이미지 측 웨이브-프론트 수차에 대한 RMS 값은 0.019 λ이고, 이미지 측 필드 곡률은 20 ㎚이고, 비틀림은 0.8 ㎚이다. 전체 거울들이 서로 P-P-N-P-N-P, 즉 오목 - 오목 - 볼록 - 오목 - 볼록 - 오목의 순서를 따르는 6개의 거울이 있다. 전체적으로, 상기 시스템은 두 퓨필 평면(312, 314)을 가지며, 둘 중의 하나는 접근가능하다. 접근가능한 퓨필 평면은 동시에 어퍼처스탑(B)이 배치된 평면에 있다. 어퍼처스탑(B)는 제3 거울상에 배치된다. 물체평면(100)과 이미지평면(102) 사이의 거리는 1490 ㎜이고, 최대 거울직경, 즉 자오섹션에서 측정된 모든 거울들의 최대치수 My 는 197 ㎜이고, x-방향에서 측정된 모든 거울들의 최대 직경, 즉 최대 치수 Mx 는 464 ㎜이고, 모든 거울에 대한 중심 필드점의 최대 주광선 각 ΔΘCR ( max ) 는 16.6°이고, 자오섹션에서 모든 거울들의 최대 입사각 Θmax( max ) 는 19.2°이며, 모든 거울들에 대한 자오섹션에서 입사각의 최대 범위 ΔΘmax 는 16.7°이다.
다음으로 도 7에서 도 13은 본 발명 또는 US 2005/0088760에 기재된 바와 같이, 입구 퓨필의 네거티브 백포커스를 가진 투사 대물렌즈의 사용과 양립할 수 있는 마이크로리소그라피 투사 노출장치의 보다 적절한 실시예를 보여준다.
잘 알려진 종래기술의 조명 시스템에서, 투사 대물렌즈는 거의 입구 퓨필의 파저티브(positive) 백포커스를 가진다. 파저티브 백 포커스를 가진 투사 대물렌즈가 있는 투사 시스템에서, 예를 들어 홀로그래픽(holographic) 디퓨져(diffuser) 같은 광학 요소들 또는 더블-파싯된 시스템으로 형성되는 조명 시스템의 두 번째 파싯된 광학 요소는 투사 대물렌즈의 입구 퓨필에 배치될 수 없으나, 광원으로부터 이미지평면으로 가는 광경로에 있는 물체평면 다음에 위치하는 입구 퓨필에 광학 요소들에 의해 이미지(image)로 투사된다.
입구 퓨필의 네거티브 백포커스를 가진 투사 대물렌즈에서, 반사된 입구 퓨필은 예를 들어 반사 레티클이 배치되는 물체평면의 이미지 방향(side)에 위치한다. 이러한 시스템에서, 예를 들어 디퓨져와 같은 광학 적분기(integrator) 또는 더블-파싯된 조명 시스템에서 퓨필 파싯 거울은 반사된 입구 퓨필(RE) 또는 근처에 배치될 수 있다.
이러한 타입의 시스템의 첫번째 실시예가 도 7에 나타나 있다. 도 7에 따른 시스템은 제1 거울(S1), 제2 거울(S2), 제3 거울(S3), 제4 거울(S4), 제5 거울(S5) 및 제6 거울(S6)을 가진 네거티브 백포커스가 있는 투사 대물렌즈(1000)를 포함한다. 더욱이, 상기 조명 시스템은 광원의 하류 광경로에 위치하는 포개진 그레이징 입사 컬렉터(1002)를 포함하고, NA ≥ 7인 큰 수치적 어퍼처를 가진 반공간(half-space)에서 광원(1004)의 광선(radiation)을 받는다. 개략도에서 설명된 컬렉터는 회전축에 상대적으로 회전대칭(rotationally symmetric)인 단지 두 개의 거울 셸(shell)을 가지며, 여기서 두 개의 반사(reflection)들이 셸 각각에 발생한다. 물론, 두 개 이상의 셸들과 각 셸당 두 개 이상의 반사를 가진 컬렉터는 역시 구상할 수 있을 것이다. 도 7에서 보여주는 실시예에서, 일반입사(normal-incidence) 거울(1008)은 광원(1004)으로부터 물체평면(1006)으로 가는 광경로에 배치된다. 다층으로 된 코팅, 예를 들어 40에서 70 Mo/Si 코팅 때문에, 일반입사 거울(1008)은 좁은 대역 파장 필터로서 기능을 한다. 다층으로 된 코팅 때문에 좁은 대역 파장 필터로 기능하는 일반입사 거울을 사용하는 개념은 잘 알려진 종래기술에 속한다. 이러한 종류의 거울은 다른 위치로 이동되어질 수 있다, 따라서 다른 사용가능한 영역들(1008.1, 1008.2)이 광선 경로에 배치되어질 수 있다. 본 실시예에서, 다른 위치로의 이동은 회전축(RA)에 대해 회전함으로써 일어난다. 광선 경로에서 벗어나도록 이동된 다층으로 된 거울(1008)의 영역은 이제 세척, 예를 들어 세척장치로 세척되어질 수 있다. 게다가, 스펙트럴 그리드 필터는 입반-입사되는 다층-거울(normal-incidence mulit-layered mirror) 1008의 운전상 사용가능한 범위인 1008.1, 1008.2 상에 놓을 수 있다. 종래의 스펙트럴 필터가 사용가능한 파장이 아닌 빛(light)을 제거하는 방식은 사용가능한 파장보다 상당히 큰, 바람직하게는 사용가능한 파장보다 150배에서 200배 더 큰 그리드 평면에 적어도 하나의 그리드 기간을 가지는 하나의 그리드로 광원의 빛이 들어오게 하는 것이다. 만일 사용가능한 파장이 예를 들어 13.5 nm 내외라면, 스펙트럴 필터로서 이러한 방식에 작용하는 2진(binary) 그리드의 주기성은 마이크론(micron) 차수이다.
광원으로부터 첫 번째 파싯된 요소로 가는 광경로에서, 첫 번째 중간이미지 IMI가 상기 설명된 실시예에서 조명광선 경로에 형성된다. 중간이미지 IMI 전에 조명광선 경로에 위치하는 광학 요소들, 즉 일반입사 거울(1008)뿐만 아니라 광원(1004), 컬렉터(1002)는 첫 번째 공간(1020)에서 조합된다. 이 첫 번째 공간(1020)은 실질적으로 중간이미지 IMI가 위치하는 곳에 있는 단지 하나의 개구(opening)(1022)를 가진 스크린에 의해 나머지 구성요소들로부터 분리된다. 첫 번째 파싯된 광학 요소는 본 실시예에서 물체평면에 방사되어지는 필드와 동일한 모양을 가지는 수많은 필드 파싯을 가진 소위 필드 파싯 거울(1024)이라 불리는 하나의 거울을 포함한다. 따라서, 상기 필드 파싯들은 아치 형상으로 형성된다. 조명셋팅을 맞추기 위한 하나의 옵션(option)으로서, 필드 파싯 거울(1024)은 다른 필드 파싯 거울로 교환되어질 수 있다. 하나의 파싯 거울이 다른 것으로 교환될 수 있는 방식에 대한 하나의 가능성은 예를 들어 축에 대하여 회전할 수 있는 하나의 구성요소 상에 다른 파싯 배열을 가진 필드 파싯 거울들을 두는 것에 있다.
필드 파싯 거울(1024)은 입사되는 광 번들을 개개의 필드 파싯들과 관련되는 수많은 광 번들로 분해한다. 필드 파싯과 관련되는 각 광 번들은 제2 광원을 형성한다. 투사 대물렌즈의 반사된 입구 퓨필(RE)이 위치하는 평면내 또는 평면 가까이에 있는 두 번째 파싯된 광학요소가 제2 광원 지점 또는 그 근처에 배치된다. 두 번째 파싯된 광학요소는 또한 퓨필 파싯 거울(1026)로 언급되어 지고, 퓨필 파싯 거울 상에 배치되는 래스터(raster) 요소들은 퓨필 파싯으로 언급되어 진다. 필드 파싯 거울과 같이, 퓨필 파싯 거울(1026)은 또한 200에서 300개의 파싯된 요소들로 구성된다. 개개의 퓨필 파싯들은 셋팅 조절을 허용하도록 교체할 수 있게 형성되어질 수 있다. 사용되지 않는 영역에서, 퓨필 파싯 거울은 광전파 경로가 투사 대물렌즈에서 방해받지 않도록 차단기(cutout)를 가질 수 있다. 분산광을 억제하고 분산광이 투사 대물렌즈로 들어가지 못하도록 하기 위해, 상기 파싯 거울 위에 배치되는 하나의 스크린(1030)이 있다. 채널 할당의 변화에 의한 셋팅 조절의 대안으로써, 또한 퓨필 파싯 거울 앞 장소에 어퍼처스탑을 설치하는 것도 가능하지만, 본 실시예에서는 설명되지 않는다.
도 8은 광학 적분기(integrator)가 디퓨져(diffuser)로 형성된 조명시스템의 대체 형상을 보여준다. 도 8에서 광원은 참조 번호 2000으로 표기된다. 광원(2000)은 본 경우에서 수평 펌프젯(pump jet)을 가진 레이저-플라즈마 소스이다. 광원(radiation source)의 후미에서 방사되는 광선부분을 모으기 위하여, 배열은 회전 타원체로 형성되어질 수 있는 일반입사 거울(2004)을 포함한다. 가능한 대안은 예를 들어 듀얼 컬렉터를 사용함으로써, 하나 이상의 컬렉터로 빛을 모으는 것이다. 듀얼 컬렉터 시스템은 두 개의 비스듬히 위치하는 일반입사 컬렉터 거울들을 가진 일반입사 컬렉터 시스템이다. 스펙트럴 그리드 필터는 컬렉터의 타원체 상에 편입될 수 있다.
일반적으로, 디퓨져(2002)는 500에서 1000개의 작은 거울 파싯을 가진 디퓨져 거울 또는 대체로서 홀로그래픽 격자(lattice) 그리드로 형성되어 진다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 조명 시스템은 매우 콤팩트한 디자인이고 단지 광원(2000), 컬렉터(2004) 및 디퓨져(2002)로 구성된다. 입구 퓨필의 네거티브 백포커스를 가진 투사 대물렌즈로부터 조명 시스템을 격리하기 위하여, 마이크로리소그라피 투사 장치에, 바람직하게는 냉각되어질 수 있는 보호망(protective shield)의 형태로 스크린이 설치된다. 상기 스크린은 2005로 표기된다. 상기 투사 대물렌즈는 제1 거울(S1), 제2 거울(S2), 제3 거울(S3), 제4 거울(S4), 제5 거울(S5) 및 제6 거울(S6)의 6개의 거울로 된 투사 대물렌즈이다. 도 8에 나타낸 시스템에서 광학 적분기(integrator)의 형태로 된 디퓨져(2002)가 투사 대물렌즈의 반사된 입구 퓨필(RE) 또는 근처에 다시 배치된다. 제한된 설계공간으로 인해 그리고 전파각으로 인해, σ ＞ 1의 셋팅은 도 7 및 8에 따른 시스템에서는 불가능하다.
도 8의 시스템은 빛이 방사되어지는 물체, 예를 들어 웨이퍼가 배치되는 투사 대물렌즈의 광원으로부터 이미지평면으로 가는 광경로 상에 8개의 거울들을 가진다. 그러나, 물체평면상에 반사된 레티클이 도 8에 따른 시스템에 대한 거울의 수로 셈 되진 않는다. 도 8에 따른 시스템에서 대체 가능성으로서, 컬렉터(2004)는 다른 컬렉터, 예를 들어 그레이징입사(grazing-incidence) 컬렉터로 대체될 수 있다. 심지어 그레이징입사 컬렉터를 가진 이런 종류의 시스템으로, NA ≥ 0.25, 바람직하게는 NA ≥ 0.3의 이미지 측 수치적 어퍼처가 2 × 26 ㎟의 필드 사이즈로 가능한 9개 혹은 그보다 적은 거울들을 가진 EUV 투사 노출장치를 구체화하는 것이 가능하다.
가능한 σ ＞ 1로 셋팅하기 위하여, 조명 시스템에서 예를 들어 평면거울을 이용하여 광경로를 겹치게 하는 것이 유리하다. 이것은 도 9의 시스템에서 설명된다. 선행 실시예에서의 구성요소들과 유사한 구성요소들은 동일한 참조번호로 표기된다. 거울(2008)로, 두 번째 래스터(raster) 요소들(도시되지 않음)을 가진 두 번째 광학 요소(2007) 앞의 광경로는 물체평면(2009)에 배치되는 레티클 쪽으로 겹쳐지고, 따라서 첫 번째 래스터 요소, 즉 필드 파싯 거울들을 가진 첫 번째 광학 요소(2006)가 쉽게 접근가능한 공간에 위치하게 한다. 필드 파싯 거울은 다른 필드 파싯 거울들을 포함하는 서포트(2010) 상에 배치될 수 있고, 회전축(R1)에 대하여 회전될 수 있다. 상기 회전가능한 서포트는 교환된 거울이 오염된 경우 세척하기 위해 동일한 형상의 파싯 거울로 교환할 수 있도록 한다. 또 다른 가능성으로, 파싯 거울에 대한 서포트 요소는 또한 다른 파싯 거울들, 즉 래스터 요소의 다른 배열을 가진 파싯 거울들을 지탱할 수 있고, 따라서 다른 조명 셋팅이 축(R1)에 관해 회전함으로써 실현되어질 수 있다. 이러한 개념들의 조합들도 또한 가능하다.
하나의 옵션으로서, 겹침(folding)거울(2008)은 굴절력(refractive power)을 가진 거울일 수 있다. 도 9에 나타낸 시스템에서, 필드 파싯들은 십자형으로 각 퓨필 파싯과 서로 연관된다. 이것은 도 9에서 나타낸 자오섹션에서 필드 파싯 거울의 오른쪽 부분에 위치하는 하나의 필드 파싯이 자오섹션에서 퓨필 파싯 거울의 왼쪽 부분에 있는 퓨필 파싯과 서로 연관된다는 것을 의미한다. 이러한 교차관계의 결과로서, 광선 패턴의 수축, 즉 광원의 중간이미지(IMI1)이 첫 번째 파싯된 광학요소로부터 두 번째 파싯된 광학요소로 가는 광경로에 형성된다. 수축 또는 중간이미지(IMI1)은 광원(2002), 컬렉터(2004.1) 그리고 투사 대물렌즈를 구성하는 유닛으로부터 첫 번째 파싯된 광학요소(2006)로 구성되는 유닛을 분할하는 보호벽(2020)에 제한된 통로 개구(OP)를 배치할 수 있게 한다. 더욱이, 광원의 중간이미지(IMI2)은 또한 광원(2000), 컬렉터(2004.1) 및 첫 번째 파싯된 광학요소(2006)로 구성되는 상기 유닛에 형성된다.
도 10은 특히 EUV 범위에서의 파장들에 대한 마이크로리소그라피 투사 노출장치의 또 다른 실시예를 보여주는데, 상기 장치에서 광학 적분기는 반사된 입구 퓨필에 위치하지 않는다.
이 마이크로리소그라피 투사 노출장치의 조명 시스템은 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)를 포함한다. 이 디퓨져(3006)는 반사된 입구 퓨필의 평면에 또는 상기 평면과 짝을 이루는(conjugate) 평면에 배치될 필요가 없고, 어떤 임의로 선택된 평면에 배치되는 방식으로 설계된다. 상기 디퓨져는 수많은 개개의 거울 파싯들, 바람직하게는 1000 개 이상의 거울 파싯들로 구성되며, 상기 거울 파싯들은 상기 디퓨져가 상기 조명 시스템에 배치되는 위치에 의존하는 편형각(deflecting angle)들을 가지며, 따라서 각 파싯은 광원으로부터 빛을 받아서, 상기 조명 시스템의 물체평면(3007)에 형성된 하나의 필드(도시되지 않음)의 할당된 분리점(discrete point)으로 빛을 향하게 한다. 물체평면(3007)에 있는 상기 분리점들은 물체평면(3007)에 있는 필드가 소정의 형상, 예를 들어 아치 형상으로 방사되도록 하기 위해 선택된다. 더욱이, 상기 파싯은, 물체평면에 있는 필드의 각각 할당된 분리점을 가지고, 상기 파싯이 투사 대물렌즈의 퓨필 평면의 특정된 영역에 방사하게 하는 방식으로 배치된다.
상기 디퓨져(3006)는 또한 소위 정반사체(specular reflector)로 언급되기도 한다. 상기 디퓨져는 파싯들이 경사각뿐만 아니라 사이즈와 위치에서 다르다는 사실에 의해 특히 구별되는데, 여기서 경사각은 각 관련된 필드점에 의해 정의된다. 상기 정반사체는 바람직하게 방사되어지는 필드와 실질적으로 유사한 형태를 가진다. 만일 방사되어지는 필드가 아치 형상이라면, 정반사체는 콩팥형태이다.
위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)에 대한 장소가 상기 조명 시스템의 설계에서 임의적으로 선택되어질 수 있다는 사실로 인해, 시스템의 나머지 레이아웃과는 독립적으로 디퓨져(3006)에 대한 최적 위치를 선정하는 것이 가능하다. 상기 디퓨져는 시스템의 레이아웃이 최적화되고, 디퓨져가 최적 사이즈를 가지는 방식으로 배치되는 것이 바람직하다. 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)를 가지는 시스템이 도 10에서 설명된다. 도 10의 시스템은 광원(3000)을 포함한다. 광원의 빛은 컬렉터 거울(3002)에 의해 모여 겹침(folding) 거울(3004)로 향하게 된다. 상기 겹침 거울(3004)은 조명 시스템의 광선 패턴과 투사 대물렌즈의 광선 패턴을 구별하기 위해 필요하다. 상기 거울(3004)로 들어오는 빛은 반사되고, 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)으로 보내진다. 전에 나타낸 시스템과 대조적으로, 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)는 임의적으로 선택된 평면, 즉 반사된 입구 퓨필 평면 또는 퓨필 평면과 짝을 이루는 평면도 아니고, 물체평면과 같은 필드 평면 또는 필드 평면과 짝을 이루는 평면도 아닌 평면에 배치된다.
광원(3000)으로부터 디퓨져로 가는 광경로에서, 디퓨져(3006) 앞에 위치하는 일반입사 거울(3004)은 선행 실시예에서 기재되었던 바와 같이 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져로 들어오는 빛에 대한 필터로서의 기능을 가진다. 이러한 필터링 효과를 기초로, 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져는 사용가능한 광선, 특히 13.5 ㎚의 파장을 가진 EUV광 만을 받는다. 이것은 디퓨져(3006) 상의 광선 노출 부하를 최소화하며, 광선 노출 부하를 최소화하는 것은 더 낮은 열응력 부하와 더 낮은 오염의 결과를 가진다.
상기 일반입사 거울(3004)은 바람직하게 비축의 원뿔형상의 구성요소(extra-conical componet)를 가진 자유형 표면으로 형성되어질 수 있다. 이런 종류의 일반입사 거울의 기능이 도 11에서 설명되는데, 도 11은 자유형 표면, 예를 들어 비축의 원뿔형상의 구성요소로 된 일반입사 거울의 설계로 인해, 콩팥형상으로 된 레이아웃을 가진 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)가 어떻게 콩팥형상으로 되고 따라서 크게 손실없는 조명을 받는지를 보여준다.
도 11에서, 광원으로부터 입사되는 광 번들은 4000으로 표기된다. 광 번들은 도 11에 두드러지게 그려진 원뿔형상의 구성요소(conical component)를 가진 일반입사 거울(3004)로 들어오고, 일반입사 거울에 의해 반사된다. 위치 조절 또는 필드 종속 반사체 또는 디퓨져가 배치되는 평면에 이러한 반사가 발생하는 조명 패턴은 4502로 표기된다. 도 11에서 명백히 볼 수 있듯이, 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져가 배치된 평면의 조명은 콩팥형상이며 서로 간에 옵셋(offset)되는 서브 퓨필(4504)로 구성된다.
일반입사 거울을 사용하는 것에 대한 대안으로서, 그레이징 입사 거울, 예를 들어 그레이징 입사 컬렉터의 셸을 가지는 거의 콩팥형상으로 된 조명을 얻는 것도 가능하다. 더욱이, 일반입사 거울은 또한 조명 외에 광학 기능을 가진다. 광학 성능은 거울에 굴절력을 주기 위해 원뿔형상의 구성요소에 구형, 환상형 또는 일반적으로 비구형(非球形)의 구성요소를 부가함으로써 달성될 수 있다.
도 10의 시스템에서, 디퓨져(3006)의 빛은 그레이징 입사 거울(3008)에 의해 물체평면(3007)으로 향하게 된다. 물체평면상의 물체는 6 개의 거울 S1, S2, S3, S5 및 S6을 가진 투사 대물렌즈(3010)에 의해 이미지평면(3022)로 투영되며, 여기서 노출된 물체, 예를 들어 웨이퍼(3024)는 캐리어(3026) 상에 배치된다. 네거티브 백포커스를 가진 투사 대물렌즈는 광축(HA)을 가진다.
도 10에 따른 시스템으로, 이미지 측 구개수 NA ≥ 0.25, 바람직하게는 NA ＞ 0.3 인 26 × 2 ㎟의 필드에 방사하는 투사 노출장치가 활용될 수 있다.
도 12와 13은 조명 시스템에서 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져를 가진 마이크로리소그라피 투사 노출장치의 대체형상을 보여준다.
도 12의 실시예에서, 광선 경로상에 광집중(light-collecting) 일반입사 거울이 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006) 다음으로 뒤따라온다. 도 10에 있는 구성요소와 유사한 구성요소들은 동일한 참조번호로 표기된다. 광원으로부터 이미지평면으로 가는 광경로 상에 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져 다음에 일반입사 거울(3050)을 두는 것은 특히 위치 조절 디퓨져의 각 파싯들이 평면 거울로 설계되어질 수 있다는 이점을 가진다. 광집중 일반입사 거울(3050)은 레티클이 배치되는 물체평면(3007)에 광원(3000)의 크게 확대된 상(image)을 생성하며, 반면에 한편으로는 위치 조절 디퓨져가 물체평면(3007)에 광원의 다수의 이미지들의 중첩을 제공한다. 평면 거울로 형성된 또 다른 거울(3054)이 설명된 실시예에 있는 광경로 상에 굴절력을 가진 일반입사 거울(3050) 다음으로 뒤따라온다. 이 거울(3054)은 광선 경로를 겹치게 한다. 가능한 대안으로서, 두 번째 일반입사 거울(3054)은 또한 굴절력이 제공되어질 수 있으며, 따라서 첫 번째 일반입사 거울(3050)과의 조합으로 이미징스케일비(imaging scale ratio)가 구체화된 목표값으로 맞춰질 수 있고, 따라서 위치 조절 디퓨져의 사이즈는 조절될 수 있다. 이것은 위치 조절 디퓨져(3006)가 매우 크게 설계되어지는 것을 허용하며, 따라서 위치 조절 디퓨져 상의 각 파싯 요소들도 그에 따라 상당한 사이즈로 설계될 수 있다. 위치 조절 디퓨져(3006)와 그것에 배치되는 각 파싯들의 사이즈로 인해서, 상기에서 언급한 바와 같이 열응력 부하는 크게 줄어들 수 있다. 상기 위치 조절 디퓨져는 또한 곡선으로 된 캐리어 바디로 형성될 수도 있다.
도 12에서 나타낸 바와 같은 위치 조절 디퓨져를 가진 시스템의 실시예에서, 콩팥 형상으로 된 영역이 위치 조절 디퓨져(3006) 상에 방사되는 방식으로 형성된 방향전환 반사체(3060)에 의해 광원(3000)의 빛이 집중된다. 본 실시예에서, 방향전환 반사체는, 비축의 원뿔형상의 구성요소를 가진 자유형 표면으로 된 도 10과 11의 실시예의 일반입사 거울 대신에, 아크형상으로 된 조명을 위치 조절 디퓨져(3006)에 제공한다.
위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져를 가진 특히 단순히 조명시스템이 도 13에 따른 실시예에서 나타나 있다. 도 10에서 12까지의 구성요소와 유사한 구성요소들은 동일한 참조번호로 표기된다. 도 13의 실시예에서, 광원의 빛은 다수의 거울 셸(3070.1, 3070.2)들을 가진 그레이징 입사 컬렉터에 의해 집중된다. 그레이징 입사 컬렉터에 의해 받은 빛은 물체평면(3007) 바로 앞에 배치된 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)로 향하게 된다. 위치 조절 또는 필드 종속 디퓨져(3006)에 의해 반사된 빛은 물체평면(3007)으로 향하게 된다. 물체평면(3007)으로 돌아가 겹쳐지도록 하나의 거울(3080)을 추가함으로써, 시스템의 기하학적 효율은 크게 증가될 수 있다. 도 13에서 설명된 실시예는 매우 단순한 설계구조를 가진다는 사실과 조명 시스템의 조명 광경로에 중간 이미지(image)가 없다는 사실에 의해 특히 구별된다.
도 13뿐만 아니라 도 12에 따른 투사 대물렌즈는 입구퓨필의 네거티브 백 포커스와 6 개의 거울 S1, S2, S3, S4, S5, S6을 가진 대물렌즈이다.
본 발명은 우선 마이크로리소그라피 투사 노출 장치에서 조명 광경로와 이미지투영 광경로 사이의 교차가 주로 피하도록 하는 방식으로 설계된 입구퓨필의 네거티브 백 포커스를 가진 투사 대물렌즈를 제공한다. 교대로, 이것은 투사 노출 장치의 모듈 설계를 실현하는 것이 가능하도록 한다.
상기 기재에서 모듈 설계가 실현되도록 허용하는 입구 퓨필의 네거티브 백 포커스를 가진 마이크로리소그라피 투사 시스템 이외에, 본 발명은 또한 적은 수의 광학 구성요소와, NA ≥ 0.25 NA ≥ 0.3인 이미지 방향 수치적 어퍼처와, 1 ㎜ 이상 바람직하게는 3 ㎜ 이상 그리고, 바람직한 정도를 늘려간다면, 4 ㎜ 이상, 5 ㎜ 이상, 6 ㎜ 이상, 8 ㎜ 이상, 10 ㎜ 이상, 12 ㎜ 이상, 15 ㎜ 이상 그리고 특히 바람직하게는 25 ㎜ 이상의 이미지 측 상에 최대 필드 치수(Dx, Dy)를 가지는 마이크로리소그라피 투사 시스템을 제공한다. 이런 종류의 시스템에서는, 광원과 이미지평면 사이의 광학 요소에서 10 또는 그보다 더 작은 일반입사(normal-incidence) 반사들을 가짐이 바람직하며, 여기서 물체평면, 특히 반사 레티클에 배치되는 반사물체(reflective object) 상에서의 반사는 포함되지 않는다. 이미지 필드의 사이즈는 예를 들어 2 × 26 ㎟ 일 수 있다. 하나의 적분기만이 요구되는 마이크로리소그라피 투사 시스템은 이러한 관계 안에서 특히 유리하다. 단지 하나의 광학 적분기를 가진 시스템들에서, 특별한 이점이 광학적분기가 마이크로리소그라피 투사 노출장치에서 임의적으로 선택되는 위치에 놓여질 수 있다는 사실에 의해 구별되는 그들의 시스템에 의해 얻어진다. 이 요구조건들을 만족하는 광학 적분기는 특히 소위 위치 조절 또는 필드 종속 광학 적분기 또는 정반사체이다.

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  82. 광원으로부터의 광선(radiation)을 이미지 평면으로 인도하는 투사노출장치로서,
    광원으로부터의 광선이 이미지 평면내로 인도되도록 배치된 다수개의 광학 요소들을 포함하며, 상기 다수개의 광학 요소들은 거울들이고, 수직입사 조건 하에서 광선을 반사하는 거울들의 최대 개수는 10개이되 이는 물체 평면 내에 배치된 반사 물체를 포함하지 않으며, 투사노출장치는 이미지 측 개구수(image-side numerical aperture)(NA)가 NA ＞ 0.25이며, 투사노출장치는 이미지 측 필드의 최대 치수(Dx, Dy)가 16 mm 보다 큰 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  83. 제 82 항에 있어서, 수직입사 조건 하에서 광선을 반사하는 거울들의 최대 개수는 9개이되 이는 물체 평면 내에 배치된 반사 물체를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  84. 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서, 상기 광선은 파장 λ를 가지며, λ ≤ 100 nm 임을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  85. 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서, 광학 요소들의 제 1 부는 조명시스템의 일부를 구성하고, 제 2 부는 투사대물렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  86. 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서, 마이크로 리소그래피 투사노출장치의 자오평면 내에서 광선은, 수직입사 하에서 광선이 입사되는 각각의 광학 요소의 표면에 대해, 20° 미만의 최대 입사각 Θmax(max)을 가지는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  87. 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서, 상기 다수개의 광학 요소는 광학 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  88. 제 87 항에 있어서, 상기 광학 적분기는 파싯된 거울인 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  89. 제 87 항에 있어서, 상기 광학 적분기는 디퓨져인 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  90. 제 89 항에 있어서, 상기 디퓨져는 500 개 보다 많은 거울 파싯들을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  91. 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서, 상기 다수개의 광학 요소는 제 1 레스터 요소들을 갖는 제 1 파싯된 광학 요소와 제 2 레스터 요소들을 갖는 제 2 파싯된 광학 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  92. 제 87 항에 있어서, 상기 광학 적분기는 1000개 보다 많은 개별 파싯들을 포함하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  93. 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서, 상기 다수개의 광학 요소는 그레이징 입사 컬렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
  94. 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서, 셋팅에 가변적인 조절을 가하기 위한 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로 리소그래피 투사노출장치.
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