KR101411164B1 - 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛 - Google Patents

마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR101411164B1
KR101411164B1 KR1020127008097A KR20127008097A KR101411164B1 KR 101411164 B1 KR101411164 B1 KR 101411164B1 KR 1020127008097 A KR1020127008097 A KR 1020127008097A KR 20127008097 A KR20127008097 A KR 20127008097A KR 101411164 B1 KR101411164 B1 KR 101411164B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
facet
optical unit
illumination optical
polarization
optical element
Prior art date
Application number
KR1020127008097A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120048032A (ko
Inventor
다미안 피올카
랄프 슈튀츨레
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
Publication of KR20120048032A publication Critical patent/KR20120048032A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101411164B1 publication Critical patent/KR101411164B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/18—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical projection, e.g. combination of mirror and condenser and objective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0905—Dividing and/or superposing multiple light beams
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0977—Reflective elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70075—Homogenization of illumination intensity in the mask plane by using an integrator, e.g. fly's eye lens, facet mirror or glass rod, by using a diffusing optical element or by beam deflection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/7015—Details of optical elements
    • G03F7/70175—Lamphouse reflector arrangements or collector mirrors, i.e. collecting light from solid angle upstream of the light source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566—Polarisation control
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/16—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using polarising devices, e.g. for obtaining a polarised beam
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K2201/00—Arrangements for handling radiation or particles
    • G21K2201/06—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K2201/00—Arrangements for handling radiation or particles
    • G21K2201/06—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements
    • G21K2201/064—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements having a curved surface
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K2201/00—Arrangements for handling radiation or particles
    • G21K2201/06—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements
    • G21K2201/067—Construction details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

조명 광학 유닛은 조명 광학 유닛의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소에 적용되는 편광 분포를 생성시키는 집광 거울을 포함하고, 상이한 편광을 구비하는 방사선이 적용되는 적어도 2개의 제1 파셋 요소가 있으며, 또한 제1 파셋 광학 요소는 적어도 하나의 제1 상태를 구비하며, 여기서 제1 파셋 요소의 반사 표면의 수직 벡터는 미리결정된 제1 편광 분포가 조명 광학 유닛의 작동 중에 물체 영역의 위치로 되도록 선택된다.

Description

마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛{ILLUMINATION OPTICAL UNIT FOR MICROLITHOGRAPHY}
본 발명은 물체 평면 내의 물체 영역(object field)을 조명하기 위한 복수 개의 제1 파셋 요소(facet element)를 구비하는 제1 파셋 광학 요소(faceted optical element)를 포함하고, 집광 거울을 포함하는 EUV 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛에 관한 것으로서, 각각의 제1 파셋 요소는 수직 벡터를 가진 반사 표면을 구비하고, 상기 수직 벡터의 방향이 반사 표면의 배향을 공간적으로 규정한다. 또한, 본 발명은 이러한 유형의 조명 광학 유닛을 포함하는 투영 노광 장치에 관한 것이다.
이러한 유형의 투영 노광 장치가 미국특허 제6,859,328호 및 국제특허공보 제2006/111319 A2호에 공지되어 있다.
또한, 마이크로리소그래피에 있어서, 미리결정된 편광 분포로 이미징되도록 구조체를 조명하는 것이 바람직하다는 것이 알려져 있는데, 그 이유는 이로 인해 다운스트림 이미징 동안에 콘트라스트가 개선되기 때문이다. 이러한 목적으로, 지금까지 추가의 편광 요소가 조명 광학 유닛에 사용되어 왔지만, 상기 요소는 또한 방사선의 일부를 흡수하여, 조명 광학 유닛의 총 투과도를 감소시킨다.
본 발명의 목적은 이러한 단점을 극복하고, 편광 분포가 특히 간단한 방식으로 설정될 수 있는 도입부에서 언급한 유형의 조명 광학 유닛을 개발하는 것이다.
집광 거울이 조명 광학 유닛의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소에 적용되는 편광 분포를 생성시키고, 상이한 편광을 갖는 방사선이 적용되는 적어도 2개의 제1 파셋 요소가 있으며, 또한 제1 파셋 광학 요소는 적어도 하나의 제1 상태를 구비하고, 제1 상태에서 제1 파셋 요소의 반사 표면의 수직 벡터는 미리결정된 제1 편광 분포가 조명 광학 유닛의 작동 중에 물체 영역의 위치에 있게 되는 방식으로 선택되는, 조명 광학 유닛에 의해 본 발명에 따른 목적이 달성된다.
본 발명에 따르면, 조명 광학 유닛 내에서 집광 거울에 의해 생성된 편광 분포는, 제1 파셋 광학 요소의 파셋 요소들의 반사 표면의 수직 벡터를 적절하게 선택함으로써, 조명되는 물체 영역의 위치에 편광 분포를 생성시키기 위해 사용될 수 있는 것으로 생각된다. 이것은 추가의 편광 요소가 사용되어야 하지 않기 때문에, 조명 광학 유닛이 비용 효율적이고, 간단하게 제조할 수 있다는 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 일 구성에 있어서, 조명 광학 유닛은 집광 거울에 의해 생성되고 조명 광학 유닛의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소에 적용되는 편광 분포가 물체 영역의 위치에서의 미리결정된 편광 분포와 상이하도록 개발된다.
이로 인하여 구조체-지지 마스크(structure-bearing mask)의 구조에 대해 물체 영역의 위치에서 편광 분포를 양호하게 적용할 수 있고, 상기 구조체-지지 마스크는 하류 투사 광학 유닛에 의해 이미징된다.
조명 광학 유닛의 발전된 일 형태에 있어서, 미리결정된 제1 편광 분포는 물체 영역 내의 적어도 2개의 위치에서 상이하다. 이것은 편광 분포가 물체 영역의 상이한 지점에서 구조가 상이한 구조체-지지 마스크에 보다 양호하게 순응되게 할 수 있다.
조명 광학 유닛의 추가 형태에 있어서, 미리결정된 제1 편광 분포는 물체 영역의 적어도 하나의 위치에서 접선방향 편광 분포이다. 접선방향 편광 분포는 투사 광학 유닛의 이미지 평면 내로의 구조체-지지 마스크의 이미징 동안에 특히 높은 해상도를 가능하게 한다.
본 발명에 따른 조명 광학 유닛의 다른 구성에 있어서, 입사 방사선의 각도 분포는 물체 영역의 적어도 하나의 위치에서 쌍극자 형태를 가지며, 그 위치에서 편광 분포는 각각의 극에서 주요 편광 방향이 주요 쌍극자 축에 수직하도록 되어 있다. 주요 편광 방향은 최대 강도가 존재하는 편광 방향을 의미하는 것으로 이해된다. 쌍극자형 각도 분포는, 우선적인 방향이 주요 쌍극자 방향과 수직하는 구조체가 이러한 조명 방사선의 도움으로 특히 높은 콘트라스트로 이미징된다는 이점을 갖는다. 주요 편광 방향이 주요 쌍극자 축과 수직하는 이 위치에서의 동시적인 편광 분포는 따라서 양호한 콘트라스트를 가진 특히 높은 해상도 이미징을 가능하게 한다.
본 발명의 따른 목적은, 물체 평면 내의 물체 영역을 조명하기 위해 복수 개의 제1 파셋 요소를 구비하는 제1 파셋 광학 요소를 포함하고 집광 거울을 포함하는 EUV 마이크로리소그래피용의 조명 광학 유닛에 의해 마찬가지로 달성되는데, 여기서 각각의 제1 파셋 요소는 수직 벡터를 갖는 반사 표면을 구비하고, 상기 수직 벡터의 방향은 반사 표면의 배향을 공간적으로 규정하며, 물체 영역 상에의 제1 파셋 요소의 중첩 이미징을 위한 제2 파셋 요소를 구비하는 제2 파셋 광학 요소를 구비한다. 이러한 목적을 위해, 집광 거울은 조명 광학 유닛의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소에 적용되는 편광 분포를 생성시키고, 상이한 편광을 구비하는 방사선이 적용되는 적어도 2개의 제1 파셋 요소가 있다. 이러한 경우에, 제1 파셋 광학 요소는 적어도 하나의 상태를 구비하는데, 여기서 제1 파셋 요소의 반사 표면의 수직 벡터는 미리결정된 편광 방향이 조명 광학 유닛의 작동 중에 제2 파셋 광학 요소 상에 있게 되도록 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 미리결정된 제1 편광 분포는 접선방향 편광 분포이고, 여기서 접선방향으로 지향되는 주요 편광 방향의 방사선의 비율은 제2 파셋 광학 요소의 중앙으로부터 외측으로 증가된다. 이것은 접선방향으로 지향되는 주요 편광 방향으로의 높은 비율의 방사선이 특히 외부를 향해 비교적 멀리 배열된 제2 파셋 요소의 위치에 존재한다는 이점을 갖는다. 이러한 파셋 요소에 의해 물체 영역 내로 전달되는 이러한 방사선이 물체 영역의 위치에 배열된 구조체-지지 마스크의 이미징 동안에 이미지 생성에 특히 크게 기여하기 때문에, 접선방향으로 지향되는 주요 편광 방향으로의 높은 비율의 방사선이 바로 이러한 파셋 요소 상에 존재한다면, 특히 양호한 콘트라스트가 있게 된다.
조명 광학 유닛의 일 실시예에 있어서, 제1 파셋 요소 중 적어도 하나의 부분이 복수 개의 위치를 가지며, 여기서 제1 파셋 요소의 상기 부분 중 제1 파셋 요소의 적어도 하나에 있어서, 제1 위치의 광학 표면의 수직 벡터의 방향은 제2 위치의 반사 표면의 수직 벡터의 방향과 상이하다. 이로 인하여 조명 광학 유닛의 작동 중에 수직 벡터의 방향을 변경시킴으로써 물체 영역의 적어도 하나의 위치에서 입사 방사선의 각도 분포를 변경시킬 수 있어서, 구조체-지지 마스크가 교체될 때에, 각도 분포가 새로운 마스크에 순응될 수 있다.
이러한 경우에, 제1 파셋 광학 요소는 적어도 하나의 제2 상태를 가질 수 있고, 여기서 제1 및 제2 상태는 제1 파셋 요소의 적어도 하나의 부분이 상이한 위치를 취하고, 제2 상태의 제1 파셋 요소의 반사 표면의 수직 벡터는, 미리결정된 제2 편광 분포가 조명 광학 유닛의 작동 중에 물체 영역의 위치에 있도록 선택되는 점에 있어서 상이하다. 제1 및 제2 편광 분포는 이러한 경우에 상이하다. 그 결과, 변경된 마스크에 물체 영역의 위치의 편광 분포를 순응시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 집광 거울은 편광도를 증가시키기 위한 이중 집광기로 구현된다. 이로 인하여 방사선이 오직 한번만 반사되는 하나의 집광기와 비교하여 제1 파셋 요소 상에서 편광도가 더 높아진다.
편광 분포를 변경시키기 위해 또는 편광도를 증가시키기 위해, EUV 마이크로리소그래피용의 조명 시스템에 편광 요소를 사용하는 것이 알려져 있다. 이러한 편광 요소는 예를 들어, 유럽특허 제1 306 665 A2호, 독일특허 제103 27 963 A1호 및 미국특허 제2006/0221453 A1호에 공지되어 있다. 편광 요소의 실시예와 관련하여, 이들 문헌을 참고하라.
본 발명에 따르면, 일 구성의 조명 광학 유닛은 어떠한 편광 요소도 집광 거울과 제1 파셋 광학 요소 사이의 비임 경로 내에 배열되지 않도록 구현된다. 이것은 방사선의 강도가 편광 요소에서의 흡수에 의해 감소되지 않고, 또한 조명 광학 유닛은 특히 광학 요소를 거의 포함하지 않으며, 이에 따라 제조에 있어서 비용 효율적이다.
변형 구성에 있어서, 편광 요소는 집광 거울에 의해 생성되는 편광 분포를 변경시키기 위한 목적으로, 집광 거울과 제1 파셋 광학 요소 사이의 비임 경로에 배열된다. 이것은 집광 거울에 의해 생성된 편광 분포가 물체 영역에서 미리결정된 편광 분포를 보다 정밀하게 설정할 수 있게 한다.
일 실시예에 있어서, 어떠한 편광 요소도 제1 파셋 광학 요소와 물체 영역 사이의 비임 경로 내에 배열되지 않는다. 이것은 방사선의 강도가 편광 요소에서의 흡수에 의해 감소되지 않고, 또한 조명 광학 유닛이 특히 광학 요소를 거의 포함하지 않아서, 제조에 있어서 비용 효율적이라는 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 조명 광학 유닛의 일형태에 있어서, 조명 광학 유닛은 물체 영역 상의 제1 파셋 요소의 중첩 이미징을 위한 제2 파셋 요소를 구비하는 제2 파셋 광학 요소를 포함하고 있다. 이것은 균일한 각도 분포를 갖는 방사선으로 물체 영역의 균일한 조명을 달성하는 것을 가능하게 하는 조명 광학 유닛의 잘 알려진 구성이다.
대안으로서, 조명 광학 유닛은 또한 미국특허 제2006/0132747 A1호에 공지되어있는 정반사성(specular) 반사기의 형태로 구현될 수 있다.
전술한 조명 광학 유닛을 포함하는 투영 노광 장치는 조명 광학 유닛과 관련하여 설명한 이점을 갖는다.
본 발명을 도면을 참조하여 더 자세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 조명 광학 유닛을 포함하는 투영 노광 장치의 실시예를 도시하고 있다.
도 2a는 도 1에 따른 조명 광학 유닛의 제1 파셋 광학 요소에 대한 평면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2b는 도 1에 따른 조명 광학 요소의 제2 파셋 광학 요소에 대한 평면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 입사각의 함수로서 s-편광 및 p-편광 방사선에 대한 반사 계수의 프로파일을 도시하고 있다.
도 4는 도 1에 따른 집광기 거울로 인해 발생되는 것과 같은 제1 파셋 광학 요소 상에서의 편광 분포를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5a는 본 발명의 제1 구성의 제2 파셋 광학 요소 상에서의 편광 분포를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5b는 본 발명의 다른 구성의 제2 파셋 광학 요소 상에서의 편광 분포를 개략적으로 도시하고 있다.
도 6a는 제2 파셋 광학 요소가 쌍극자(dipole) 형태로 조명되는 본 발명의 구성의 제2 파셋 광학 요소 상에서의 편광 분포를 개략적으로 도시하고 있다.
도 6b는 제2 파셋 광학 요소의 조명이 쌍극자 형태인 본 발명의 추가 구성의 제2 파셋 광학 요소 상에서의 편광 분포를 개략적으로 도시하고 있다.
도 7은 도 1에 따른 제1 파셋 광학 요소의 개별적인 파셋 요소의 편광 분포에 대한 프로파일을 도시하고 있다.
도 8은 특정 대칭 문제를 만족시키는 제2 파셋 요소에 대한 제1 파셋 요소의 할당을 예로서 도시하고 있다.
도 9는 이중 집광기 형태의 집광 거울의 구성을 도시하고 있다.
도면 부호는 도 1에 도시되어 있는 물체에 한자리수 또는 두자리수 부호가 제공되도록 선택되었다. 추가의 도면에 도시되어 있는 물체는 3자리수 이상의 부호를 갖는 도면부호를 갖고 있으며, 마지막 두자리수는 물체를 지시하고, 그 앞의 숫자는 물체가 도시되어 있는 도면의 번호를 지시한다. 따라서, 복수 개의 도면에 도시되어 있는 동일한 물체의 도면부호는 마지막 2개의 번호가 대응한다.
도 1은 조명 광학 유닛(3)을 포함하는 본 발명에 따른 투영 노광 장치(1)의 구성을 도시하고 있다. 이러한 경우에, 조명 광학 유닛(3)은 집광 거울(5)과, 제1 파셋 요소(9)를 구비하는 제1 반사 광학 요소(7)와, 복수 개의 제2 파셋 요소(13)를 구비하는 제2 반사 광학 요소(11)를 포함하고 있다. 제1 망원 거울(15)과 제2 망원 거울(17)이 제2 반사 광학 요소(11)의 하류의 광 경로 내에 배열되어 있고, 상기 거울 모두는 수직 입사로 작동되는데, 즉 방사선이 0° 내지 45° 사이의 입사각으로 양 거울에 충돌한다. 편향 거울(19)이 하류에 배열되는데, 이 편향 거울은 거울과 충돌하는 방사선을 물체 평면(23) 내의 물체 영역(21) 상으로 안내한다. 편향 거울(19)은 스침 입사(grazing incidence)로 작동되는데, 즉 방사선이 45° 내지 90° 사이의 입사각으로 거울 상에 충돌한다. 구조체-지지 마스크가 물체 영역(21)의 위치에 배열되고, 상기 마스크는 투사 광학 유닛(25)의 도움으로 이미지 평면(27) 상에 이미징된다. 투사 광학 유닛은 6개의 거울(29, 31, 33, 35, 37, 39)을 포함하고 있다. 투사 광학 유닛의 모든 6개의 거울은 광학축(41)을 중심으로 회전 대칭인 표면을 따라 뻗어있는 반사 표면을 구비하고 있다.
도 2a는 복수 개의 제1 파셋 요소(209)를 포함하는 제1 반사 파셋 광학 요소(207)에 대한 평면도를 도시하고 있다.
도 2b는 제2 파셋 요소(213)를 구비하는 제2 파셋 반사 광학 요소(211)의 대응하는 평면도를 도시하고 있다. 제1 파셋 요소(9)의 개수는 제2 파셋 요소(13)의 개수와 완전히 동일하거나, 더 크거나, 또는 더 작을 수 있다.
조명 광학 유닛의 작동 중에, 집광 거울(5)은 제1 파셋 광학 요소(7)의 방향으로 광원(43)으로부터 나오는 방사선을 반사시킨다. 이에 따라, 집광 거울(5)에 의해 반사된 방사선은 제1 파셋 광학 요소(7)에 적용된다. 광원(43)은 다양한 실시예로 구현될 수 있다. 이것은 레이저 플라즈마 소스(LPP)일 수 있고, 여기서 고에너지 레이저로 소형 재료 액적을 조사함으로써 좁게 구획된 소스 플라즈마가 발생된다. 대안으로서, 방출 소스가 수반될 수 있고, 여기서 소스 플라즈마가 방출의 도움으로 발생된다. 양자의 경우에 있어서, 특히 5nm 내지 20nm의 파장 범위의 방사선을 방사하는 발광 소스 플라즈마가 발생된다. 상기 방사선은 집광 거울(5)의 도움으로 수집되어, 제1 반사 광학 요소(7)에 적용된다. 이러한 경우에, 집광 거울(5)과 제1 파셋 요소(9)는, 소스 플라즈마의 이미지가 제2 반사 파셋 광학 요소(11)의 파셋 요소(13) 위치에 있게 하는 광학 효과를 갖는다. 이러한 목적으로, 첫째로 집광 거울(5)과 제1 파셋 요소(9)의 초점 길이가 공간적 거리에 따라 선택된다. 둘째로, 제1 파셋 요소(9)는 수직 벡터를 갖는 반사 표면을 구비하고, 이 수직 벡터의 방향이 반사 표면의 배향을 공간적으로 규정한다. 본 발명에 따르면, 제1 파셋 요소(9)의 반사 표면의 수직 벡터는 제1 파셋 요소(9)에 의해 반사되는 방사선이 특정의 미리결정된 제2 파셋 요소(13) 상에 충돌하도록 선택, 즉 배향된다. 제2 파셋 요소(13)와, 거울(15, 17, 19)을 포함하는 하류 광학 유닛의 도움으로, 제1 파셋 요소(9)는 물체 평면(23) 내의 물체 영역(21) 상에 중첩 방식으로 이미징된다. 따라서, 조명된 물체 영역(21)의 형태는 제1 파셋 요소(9)의 외측 형태와 대응하고, 긴 경계선이 투사 광학 유닛(25)의 광학축(41)을 중심으로 실질적으로 원호 형태로 뻗어 있는 방식으로 아치형을 이룬다.
EUV 범위 내, 즉 5 nm 내지 20nm의 범위 내의 방사선을 반사시키도록 구성되고, 수직 입사로 작동되는 거울, 예를 들어 집광 거울(5)은 하나가 다른 하나의 위에 배치되는 복수 개의 교번하는 제1 및 제2 층을 포함하는 반사 코팅을 가진 기판을 구비하고 있다. 이러한 경우에, 제1 층은 제1 재료를 포함하고, 5-20nm 범위의 파장을 갖는 방사선에 대한 제1 재료의 굴절율은 제2 층이 포함하고 있는 제2 재료의 굴절율보다 크다. 제1 재료는 실리콘일 수 있고, 예를 들어 제2 재료는 몰리브덴 또는 루테늄일 수 있다. 표 1에는 대응하는 층 순서의 예가 제공된다. 이러한 경우에, 제1 열이 기판에 가장 인접하게 놓여 있는 층의 두께를 지시하고, 마지막 열은 기판으로부터 가장 멀리 놓여 있는 층의 두께를 지시한다. 이러한 경우에, 루테늄으로 이루어진 최상측 층은 산화를 방지하는 기능을 한다. 이와 관련하여, 도 3은 13.5 nm의 파장을 갖는 방사선에 대한 이 층 연속물의 반사도를 도시하고 있다. 수직으로 편광된 광(점선으로 도시되어 있는 s-편광)과, 평행-편광 광(실선의 p-편광)의 강도 반사 계수(intensity reflection coefficient)가 대응하는 거울 상의 입사각의 함수로서 규정되어 있다. s-편광 및 p-편광 광의 반사도가 0°내지 5°범위의 작은 입사각에 있어서 실질적으로 동일한 반면, s-편광 광은 더 큰 입사각에서는 p-편광 광보다 상당히 더 양호하게 반사된다. 이 물리적인 효과는, 도 1에 도시되어 있는 집광 거울(5)이 반사 과정에서 광원(43)에 의해 발생되는 비편광 방사선을 적어도 부분적으로 편광시키는 결과를 갖는다. 광원(43)으로부터 나오고 집광 거울(5) 상에 충돌하는 방사선의 입사각이 내측 집광기 구역(45)에서 비교적 작은 반면, 외측 집광기 구역(47) 내의 방사선의 입사각은 대개 대략 25°보다 크다. 이에 따라, 내측 집광 거울 구역(45)에 의해 반사된 방사선은 실질적으로 비편광되는 반면, 외측 집광 거울 구역(47)에 의해 반사되는 방사선의 상당 부분은 s-편광된다. 따라서, 집광 거울(5)은 조명 광학 유닛의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소(7)에 적용되는 편광 분포를 생성시킨다. 도 1에 도시되어 있는 집광 거울(5)은 그 회전 대칭성으로 인해 제1 파셋 광학 요소(7) 상에서 접선방향 편광 분포로 되고, 이것이 도 4에 개략적으로 도시되어 있다.
재료 두께[nm]
Si 5.305
Mo 1.524
Si 5.241
Mo 1.625
Si 5.181
Mo 1.717
Si 5.125
Mo 1.802
Si 5.072
Mo 1.878
Si 5.024
Mo 1.948
Si 4.978
Mo 2.012
Si 4.935
Mo 2.070
Si 4.895
Mo 2.123
Si 4.858
Mo 2.171
Si 4.823
Mo 2.215
Si 4.791
Mo 2.255
Si 4.760
Mo 2.292
Si 4.732
Mo 2.325
Si 4.706
Mo 2.356
Si 4.681
Mo 2.383
Si 4.658
Mo 2.409
Si 4.636
Mo 2.432
Si 4.616
Mo 2.453
Si 4.597
Mo 2.472
Si 4.580
Mo 2.489
Si 4.563
Mo 2.505
Si 4.548
Mo 2.520
Si 4.534
Mo 2.533
Si 4.520
Mo 2.545
Si 4.508
Mo 2.556
Si 4.496
Mo 2.566
Si 4.485
Mo 2.575
Si 4.475
Mo 2.584
Si 4.465
Mo 2.591
Si 4.456
Mo 2.598
Si 4.448
Mo 2.604
Si 4.440
Mo 2.610
Si 4.433
Mo 2.615
Si 4.426
Mo 2.620
Si 4.420
Mo 2.625
Si 4.414
Mo 2.629
Si 4.409
Mo 2.632
Si 4.404
Mo 2.635
Si 4.399
Mo 2.638
Si 4.394
Mo 2.641
Si 4.390
Mo 2.644
Si 4.386
Mo 2.646
Si 4.382
Mo 2.648
Si 4.379
Mo 2.650
Si 4.376
Mo 2.652
Si 4.373
Mo 2.653
Si 4.370
Mo 2.655
Si 4.367
Mo 2.656
Si 4.365
Mo 2.657
Si 4.363
Ru 4.230
표 1 : 층 연속물
도 4는 2개의 상호 수직하는 이중-헤드 화살표의 도움으로 충돌하는 방사선의 편광을 제1 파셋 광학 요소(407)의 17개의 위치에서 예로서 도시하고 있다. 이러한 경우에, 2개의 이중-헤드 화살표의 방향은 각각 2개의 상호 수직하는 편광 방향을 미리 규정하고, 2개의 이중-헤드 화살표의 길이의 비는 각각의 편광 방향에서의 입사 방사선의 강도의 비에 대한 정성적인 측정이다. 이것은 정량적으로 편광도(ρ)를 특징으로 할 수 있다. 이러한 경우에, 방사선의 편광도(ρ)는 아래의 식에 의해 규정되는데,
ρ = (Ip - Is)/(Ip + Is)
여기서, Ip와 Is는 p-편광 및 s-편광 방사선의 강도를 각각 지시한다. 제1 파셋 광학 요소의 중앙(449)에서, 2개의 이중-헤드 화살표는 동일한 길이를 갖는데, 즉 2개의 수직하는 편광 방향의 강도는 크기가 동일하다. 이에 따라, 실질적으로 비편광된 방사선이 제1 파셋 광학 요소의 중앙(449)에 존재한다. 대조적으로, 부분적으로 편광된 방사선이 제1 파셋 광학 요소(407) 상의 위치(451)에 적용되고, 여기서 더 긴 이중-헤드 화살표에 의해 표시되는 주요한 편광 방향이 중앙(449)과 충돌 위치(451) 사이의 연결선에 수직한다. 집광 거울(5)의 회전 대칭으로 인하여, 제1 파셋 광학 요소 상의 각 위치에서 주요 편광 방향 때문에 대응하는 관계가 발생된다; 이러한 경우에 이것은 접선방향 편광 분포로 불리운다. 특정 주요 편광 방향을 갖는 방사선이 제1 파셋 광학 요소(407)의 각각의 제1 파셋 요소(409)에 적용되고, 여기서 주요 편광 방향은 제1 파셋 광학 요소(407) 상의 제1 파셋 요소(409)의 위치로부터 결정될 수 있다. 본 발명의 경우에, 접선방향 편광 분포가 발생되고, 주요 편광 방향으로의 방사선의 비율이 중앙(449)으로부터 외측으로 증가하고, 주요 편광 방향은 더 긴 이중-헤드 화살표에 의해 지시되고, 중앙(449)과 충돌 위치(451) 사이의 연결라인에 수직한다. 각각의 제1 파셋 요소(409)는 이제 수직 벡터를 갖는 반사 표면을 구비하고, 상기 수직 벡터의 방향이 반사 표면의 배향을 공간적으로 규정하기 때문에, 각각의 파셋 요소(409)는 상기 파셋 요소 상의 입사 방사선의 방향과 관련된 수직 벡터의 방향으로부터 기인하는 특정 방향의 입사 방사선을 반사시킨다. 수직 벡터의 대응하는 정의에 의하면, 방사선은 제2 파셋 광학 요소(11)의 제2 파셋 요소 각각으로 지향될 수 있다. 상이한 주요 편광 방향을 갖는 방사선은 제1 파셋 광학 요소(409)의 제1 파셋 요소(407)에 적용되기 때문에, 제2 파셋 요소(13)가 적용되는 제1 파셋 요소(409)의 반사 표면의 관련된 수직 벡터를 적절하게 선택함으로써, 주요 편광 방향을 갖는 방사선을 결정할 수 있다. 제1 파셋 요소(407)의 반사 표면의 수직 벡터를 선택함으로써, 이에 따라 제2 파셋 광학 요소(11) 상에서의 미리결정된 편광 분포를 확립할 수 있다.
도 5a는 제2 파셋 광학 요소(511) 상에서의 미리결정된 편광 분포의 제1 예를 도시하고 있다. 이러한 경우에, 제2 파셋 광학 요소의 상이한 위치에서의 주요 편광 방향이 상호 수직하는 이중-헤드 화살표의 도움으로 도 4와 유사하게 도시되어 있다. 실질적으로 비편광된 방사선이 중앙(553)에 배열된 제2 파셋 요소(513)에 적용되지만, 부분적으로 편광된 방사선은 외측 구역에 배열된 파셋 요소(513) 상에 지향된다. 이러한 경우에, 제1 파셋 요소의 반사 표면의 수직 벡터는, 접선방향 편광 분포가 제2 파셋 광학 요소 상에서 발생되고, 이러한 분포의 경우에 접선방향으로 지향되는 주요 편광 방향에 있어서의 방사선의 비율이 중앙(553)으로부터 외측으로 증가되도록 배향된다.
대안으로서, 도 5b는 제2 파셋 광학 요소(501)에 걸친 반경방향 편광 분포를 도시하고 있으며, 이러한 분포의 경우에 제2 파셋 광학 요소(511) 상의 각 위치에서의 주요 편광 방향은 공통 중앙(553)의 방향으로 지향된다.
방사선은 도 5a 및 도 5b의 모든 제2 파셋 요소(513)에 적용되지만, 도 6a 및 도 6b는 제2 파셋 요소(613) 중 오직 일부에만 방사선이 적용되는 2개의 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 방사선이 적용되지 않는 파셋 요소(613)는 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에 해칭선없는 원으로 도시되어 있다. 방사선이 적용되는 제2 파셋 요소(655)는 도 6a 및 도 6b에 쌍극자 형태로 배열되어 있다. 이러한 경우에, 쌍극자는 도 6a에 수평으로 도 6b에서 수직으로 배향되어 있다. 이러한 경우에, 제2 파셋 광학 요소(611)에 걸친 편광 분포는 방사선의 주요 편광 방향이 주요 쌍극자 축에 실질적으로 수직하게 되어 있다. 특히, 방사선이 제2 파셋 요소(613) 모두에 적용되지 않는 도 6a 및 도 6b에 따른 실시예에 있어서, 방사선이 적용되는 각각의 제2 파셋 요소(655)에 대하여, 원하는 주요 편광 방향을 갖는 방사선이 적용되는 적절한 제1 파셋 요소(409)를 찾는 것이 가능하다. 이러한 제1 파셋 요소(409)에 있어서, 반사 표면의 수직 벡터는, 방사선이 할당된 제2 파셋 요소 상으로 지향되도록 적절한 방식으로 선택된다. 추가의 제1 파셋 요소(409)는 수직 벡터의 적절한 선택에 의해, 예를 들어 이들이 방사선을 다이어프램 상에 지향시키도록, 즉 방사선이 물체 영역의 조명에 기여하지 않도록 지향될 수 있다.
본 발명의 제1 구성에 있어서, 제1 파셋 요소는 정적(static)이고, 이에 따라 제2 파셋 광학 요소 상에서의 고정된 편광 분포가 미리규정된다. 본 발명의 추가 구성에 있어서, 제1 파셋 요소에는 작동기가 제공되어, 할당된 반사 표면의 수직 벡터의 방향은 변경될 수 있고, 이에 따라 작동 중에 예를 들어, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에 따른 제2 파셋 광학 요소(511/611) 상의 편광 분포 사이에 걸쳐서 변경될 수 있다.
도 4 내지 도 6과 관련하여, 제2 파셋 광학 요소(511/611) 상의 미리결정된 편광 분포가 본 발명에 따라 어떻게 달성되는 가에 대한 설명을 앞에서 제공하였다. 제2 파셋 광학 요소가 조명 광학 유닛의 동공 평면(pupil plane) 내에 배열되는 도 1에 따른 조명 광학 유닛의 구성은 미리 결정된 편광 분포가 물체 영역의 각각의 위치에 있게 되는 결과를 갖는다. 물체 영역 위치에서의 편광 분포는 함수
Figure 112012025189608-pct00001
를 의미하는 것으로 이해되는데, 이 함수는 입사 방사선의 편광도와 편광 방향을 2개의 입사각(α, β)의 함수로서 규정하고 있다. 제2 파셋 광학 요소(511.611)는 조명 광학 유닛(3)의 동공 평면 내에 배열되어 있기 때문에, 제2 파셋 광학 요소(511/611) 상의 위치에 걸친 편광 분포는 단순한 방식으로 함수
Figure 112012025189608-pct00002
에 대응하고, 물체 영역 내에서 각도(α, β)로 충돌하는 방사선이 동공 평면 내의 특정 위치(x, y)로부터 나온다.
전술한 고려에 있어서, 제1 파셋 광학 요소(7)의 각각의 파셋 요소 상에서의 편광 분포는 제1 파셋 요소 상의 위치에 걸쳐 변화하지 않는 것으로 추정된다. 제1 파셋 광학 요소 상의 집광기 쉘(5)에 의해 생성된 편광 분포가 중앙으로부터 제1 파셋 광학 요소의 에지까지 균일하게 변화하기 때문에, 제1 파셋 광학 요소의 개별적인 파셋 요소에 걸친 편광 분포의 약간의 변경이 불가피하게 발생된다. 이것이 도 7에 도시되어 있다. 도 7은 도 1에 따른 집광기 쉘(5)에 의해 생성되는 것과 같은 편광 분포를 갖는 도 4에 따른 제1 파셋 광학 요소를 도시한다. 또한, 도 7은 확대 도시된 2개의 특정 파셋 요소(757, 759)를 도시하고 있다. 제1 파셋 광학 요소(711) 상에서의 파셋 요소(757, 759)의 배열로 인하여, 2개의 파셋 요소(757, 759) 상에서 입사 방사선의 편광의 변경이 실질적으로 파셋 요소(757, 759)의 긴 방향을 따라서 발생된다. 따라서, 파셋 요소(757) 상에서, 편광도는 좌측으로부터 우측으로 긴 방향을 따라서 감소되는 한편, 파셋 요소(759) 상에서는, 편광도가 파셋 요소 상에서 좌측으로부터 우측으로 긴방향을 따라 증가한다. 제1 파셋 요소(709)에 걸친 편광의 변경은, 물체 영역
Figure 112012025189608-pct00003
내의 편광 분포가 물체 영역 내의 위치에 추가적으로 종속한다는 효과를 갖는다. 물체 영역 내의 편광 분포는 실질적으로 함수
Figure 112012025189608-pct00004
이고, 여기서 x 및 y는 물체 영역 내의 위치를 지시한다. 특히, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 기재한 실시예에 있어서, 방사선 중 적어도 일부가 차단되기 때문에 제1 파셋 요소 중 모두가 물체 영역의 조명에 기여하는 것은 아니고, 물체 영역의 조명에 기여하는 파셋의 적절한 선택에 의해 위치(x, y)에 걸친 물체 영역 내의 편광 분포의 미리결정된 프로파일을 달성할 수 있다. 이것은 제1 파셋 요소(757)와 별개로 모든 제1 파셋 요소가 차단되는 경우에 고려가 제공될 때에 특히 명백해진다. 이러한 특수 경우에 있어서, 물체 영역 내의 편광 분배의 위치 의존성은 제1 파셋 요소(757) 상의 편광 분포의 위치 의존성에 완전히 대응한다.
도 8은 본 발명에 따른 조명 광학 유닛의 추가 구성을 도시하고 있다. 조명은 제1 파셋 요소(809)를 구비하는 제1 파셋 광학 요소(807)와, 제2 파셋 요소(813)를 구비하는 제2 파셋 광학 요소(811)의 확대된 구역을 도시하고 있다. 또한, 연결 화살표가 4개의 제1 파셋 요소(861, 863)에 있어서, 이들이 방사선을 적용하는 제2 파셋 요소(813)를 지시하도록 사용된다. 이러한 할당의 경우에, 그 중앙이 서로에 밀접하는 제1 파셋 요소(861, 863)는 방사선을 제2 파셋 광학 요소(811)의 중앙(853)에 대해 중심 대칭적으로 배열된 제2 파셋 요소에 적용되도록 배향된다. 이 할당은 그 중심이 밀접해 있는 제1 파셋 요소(861, 863) 상의 강도 분포 및 편광 분포 모두가 실질적으로 동일하기 때문에 유리하다. 이러한 제1 파셋 요소 쌍의 중심 대칭적으로 배열된 제2 파셋 요소(813)에의 할당으로 인해 불가피하게 제2 파셋 광학 요소(811)에 걸쳐 중심 대칭 강도 및 편광 분포로 된다. 다수의 용례에 있어서, 이것은 강도 분포 및/또는 편광 분포의 바람직한 변형예이다. 또한, 제1 파셋 광학 요소 상에서의 강도 분포 및/또는 편광 분포에 대한 약간의 방해가 제2 파셋 광학 요소(811) 상의 분포의 중심 대칭성에 매우 큰 영향을 미치지 않는다. 이것은 제1 파셋 광학 요소(807) 상의 강도 및/또는 편광 분포가 방해되더라도, 그럼에도 불구하고 종종 실질적으로 동일한 강도 및/또는 편광 분포가 그 중심이 서로에 대해 매우 밀접해 있는 제1 파셋 요소에 적용되는 것이 보장되기 때문이다.
도 9는 집광 거울의 본 발명에 따른 전개를 도시하고 있다. 이러한 경우에, 집광 거울(905)은 제1 반사 표면(965)과 제2 반사 표면(967)을 구비하는 이중 집광기로서 구현되고, 이것은 모두 공통 광학축(969)을 중심으로 회전 대칭된다. 광원으로부터 나오는 방사선은 제1 반사 표면(965)에 의해 수집되고, 제2 반사 표면(967) 상으로 지향된다. 이러한 경우에, 양 반사 표면(965, 967)은 수직 입사로 작동된다. 따라서, 양 표면(965, 967)에서의 반사의 경로에 있어서, 방사선의 편광이 발생되고, 이로 인해 이 경우에 상호 강화된다. 이것은 제1 반사 표면(965)에서의 각 광선의 반사 평면이 제2 반사 표면(967)에서의 동일한 광선의 반사 평면과 일치하기 때문이다. 반사 평면은 입사 광선과 반사 광선에 의해 걸쳐 있는 평면을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 제1 반사 과정 중의 s-편광된 방사선은 마찬가지로 제2 반사 광학 표면의 제2 반사에 대해 s-편광된다. 동일한 것이 p-편광 방사선에 대해 대응하게 적용된다. 양 반사에 있어서, 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이 s-편광 방사선이 보다 양호하게 반사된다. 따라서, 편광도는 제2 편광에 의해 정해진 방식으로 증가된다. 본 발명에 따르면, 이러한 집광 거울은 제1 파셋 광학 요소에 대해 보다 고편광 방사선을 적용하기 위해 전술한 조명 광학 유닛에 특히 양호하게 사용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 물체 평면(23) 내의 물체 영역(21)을 조명하기 위한 복수 개의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)를 구비하는 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)를 포함하고, 집광 거울(5, 905)을 포함하는 EUV 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛(3)이며,
    각각의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)는 수직 벡터를 가진 반사 표면을 구비하고, 상기 수직 벡터의 방향이 반사 표면의 배향을 공간적으로 규정하는, UV 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛에 있어서,
    집광 거울(5, 905)은 조명 광학 유닛(3)의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)에 적용되는 편광 분포를 생성시키고, 상이한 편광을 갖는 방사선이 적어도 2개의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)에 적용되며,
    제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)는 적어도 하나의 제1 상태를 구비하고, 상기 제1 상태에서 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)의 반사 표면의 수직 벡터는, 미리결정된 제1 편광 분포가 조명 광학 유닛(3)의 작동 중에 물체 영역(21)에 있게 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    집광 거울(5, 905)에 의해 생성되고 조명 광학 유닛(3)의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)에 적용되는 편광 분포는 물체 영역(21)의 위치에서의 미리결정된 편광 분포와 상이한 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    미리결정된 제1 편광 분포는 물체 영역(21) 내의 적어도 2개의 위치에서 상이한 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    미리결정된 제1 편광 분포는 물체 영역(21)의 적어도 하나의 위치에서 접선반향 편광 분포인 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    입사 방사선의 각도 분포는 물체 영역(21)의 적어도 하나의 위치에서 쌍극자 형태를 가지며, 이 위치에서의 편광 분포는 쌍극자의 각 극에서 주요 편광 방향이 주요 쌍극자 축에 대해 수직하도록 되는 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    조명 광학 유닛(3)은 물체 영역 상에의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)의 중첩 이미징을 위한 제2 파셋 요소(13, 213, 513, 613, 655, 813)를 구비하는 제2 파셋 광학 요소(11, 211, 511, 611, 811)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  7. 물체 평면(23) 내의 물체 영역(21)을 조명하기 위한 복수 개의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)를 구비하는 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)를 포함하고, 집광 거울(5, 905)을 포함하는 EUV 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛(3)이며,
    각각의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)는 수직 벡터를 가진 반사 표면을 구비하고, 상기 수직 벡터의 방향이 반사 표면의 배향을 공간적으로 규정하며, 제2 파셋 광학 요소(11, 211, 511, 611, 811)가 물체 영역(21) 상에의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)의 중첩 이미징을 위한 제2 파셋 요소를 구비하는 UV 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛에 있어서,
    집광 거울(5, 905)은 조명 광학 유닛(3)의 작동 중에 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)에 적용되는 편광 분포를 생성시키고, 상이한 편광을 갖는 방사선이 적어도 2개의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)에 적용되며,
    제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)는 적어도 하나의 제1 상태를 구비하고, 상기 제1 상태에서 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)의 반사 표면의 수직 벡터는 미리결정된 제1 편광 분포가 조명 광학 유닛(3)의 작동 중에 제2 파셋 광학 요소(11, 211, 511, 611, 811) 상에 있게 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    미리결정된 제1 편광 분포는 접선방향 편광 분포인 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    접선방향으로 지향되는 주요 편광 방향에서의 방사선의 비율은 제2 파셋 광학 요소(553)의 중앙으로부터 외측으로 증가되는 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  10. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)의 적어도 하나의 부분은 복수 개의 위치를 구비하고, 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)의 상기 부분의 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863) 중 적어도 하나에 있어서, 제1 위치에서의 광학 표면의 수직 벡터의 방향은 제2 위치에서의 반사 표면의 수직 벡터의 방향과 상이한 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)는 적어도 하나의 제2 상태를 구비하고, 제1 및 제2 상태는 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863) 중 적어도 하나의 부분이 상이한 위치를 취하는 점에 있어서 상이하며,
    제2 상태에서 제1 파셋 요소(9, 209, 409, 709, 809, 861, 863)의 반사 표면의 수직 벡터는, 미리결정된 제2 편광 분포가 조명 광학 유닛의 작동 중에 제1 편광 분포와 상이하도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  12. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    집광 거울(5, 905)은 편광도를 증가시키기 위해 이중 집광기(905)로서 구현되는 것을 특징으로 하는
    조명 광학 유닛.
  13. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    어떠한 편광 요소도 집광 거울(5, 905)과 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807) 사이의 비임 경로 내에 배열되지 않는
    조명 광학 유닛.
  14. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    집광 거울(5, 905)에 의해 생성되는 편광 분포를 변경시키기 위해, 편광 요소가 집광 거울(5, 905)과 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807) 사이의 비임 경로 내에 배열되는
    조명 광학 유닛.
  15. 제1항, 제2항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    어떠한 편광 요소도 제1 파셋 광학 요소(7, 207, 407, 707, 807)와 물체 영역(21) 사이의 비임 경로 내에 배열되지 않는
    조명 광학 유닛.
  16. 투영 노광 장치(1)이며,
    제1항, 제2항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 따른 조명 광학 유닛(3)을 포함하는
    투영 노광 장치.
KR1020127008097A 2009-09-30 2010-09-27 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛 KR101411164B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009045135A DE102009045135A1 (de) 2009-09-30 2009-09-30 Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie
DE102009045135.8 2009-09-30
PCT/EP2010/064242 WO2011039136A1 (en) 2009-09-30 2010-09-27 Illumination optical unit for microlithography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120048032A KR20120048032A (ko) 2012-05-14
KR101411164B1 true KR101411164B1 (ko) 2014-06-23

Family

ID=43414067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127008097A KR101411164B1 (ko) 2009-09-30 2010-09-27 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9235137B2 (ko)
EP (1) EP2483720B1 (ko)
JP (1) JP5576938B2 (ko)
KR (1) KR101411164B1 (ko)
CN (1) CN102549461A (ko)
DE (1) DE102009045135A1 (ko)
WO (1) WO2011039136A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084266A1 (de) * 2011-10-11 2013-04-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Kollektor
DE102012206148A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, sowie Verfahren zur Justage eines optischen Systems
DE102012208521A1 (de) 2012-05-22 2013-06-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungssystem für eine Projektionsbelichtungsanlage für die Projektionslithographie
DE102012223233A1 (de) * 2012-12-14 2014-06-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102013218128A1 (de) 2013-09-11 2015-03-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungssystem
DE102013218132A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Kollektor
DE102013223935A1 (de) * 2013-11-22 2015-05-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungssystem für die EUV-Belichtungslithographie
JP6498680B2 (ja) 2014-01-27 2019-04-10 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 放射源
DE102016205624B4 (de) * 2016-04-05 2017-12-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die EUV-Projektionslithografie, Beleuchtungssystem, Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren zur Projektionsbelichtung
DE102021210492A1 (de) * 2021-09-21 2023-03-23 Carl Zeiss Smt Gmbh EUV-Beleuchtungseinrichtung, sowie Verfahren zum Betreiben einer für den Betrieb im EUV ausgelegten mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102021210491A1 (de) * 2021-09-21 2023-03-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Komponentengruppe, insbesondere zum Einsatz in einer Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007515766A (ja) 2003-08-27 2007-06-14 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー 光源、とくにｅｕｖプラズマ放電源のための傾斜ミラーの垂直入射コレクタシステム
JP2007227918A (ja) 2006-02-23 2007-09-06 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10053587A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-02 Zeiss Carl Beleuchtungssystem mit variabler Einstellung der Ausleuchtung
US6859328B2 (en) 1998-05-05 2005-02-22 Carl Zeiss Semiconductor Illumination system particularly for microlithography
JP2003057801A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Sony Corp マスクデータの補正方法、その装置、およびフォトマスク製造方法
JP3652296B2 (ja) 2001-10-26 2005-05-25 キヤノン株式会社 光学装置
DE10219514A1 (de) * 2002-04-30 2003-11-13 Zeiss Carl Smt Ag Beleuchtungssystem, insbesondere für die EUV-Lithographie
US6700644B2 (en) * 2002-06-05 2004-03-02 Euv Llc Condenser for photolithography system
DE10317667A1 (de) 2003-04-17 2004-11-18 Carl Zeiss Smt Ag Optisches Element für ein Beleuchtungssystem
US7636149B2 (en) * 2003-05-09 2009-12-22 Nikon Corporation Optical systems that correct optical irregularities, and projection-exposure systems and methods comprising same
DE10327963A1 (de) 2003-06-19 2005-01-05 Carl Zeiss Jena Gmbh Polarisationsstrahlteiler
DE10344010A1 (de) 2003-09-15 2005-04-07 Carl Zeiss Smt Ag Wabenkondensor und Beleuchtungssystem damit
JP2006128321A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Nikon Corp 照明光学系、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
JP2006196715A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Nikon Corp 光束変換素子、照明光学装置、露光装置、および露光方法
JP2006216917A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Canon Inc 照明光学系、露光装置およびデバイス製造方法
US7982854B2 (en) 2005-04-20 2011-07-19 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection exposure system, method for manufacturing a micro-structured structural member by the aid of such a projection exposure system and polarization-optical element adapted for use in such a system
CN101171547A (zh) * 2005-05-03 2008-04-30 卡尔·蔡司Smt股份公司 使用偏振光的微光刻曝光装置及具有凹面主镜和凹面辅镜的微光刻投射系统
JP2007027226A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Nikon Corp 反射光学系、照明光学装置及び露光装置
US20070058151A1 (en) * 2005-09-13 2007-03-15 Asml Netherlands B.V. Optical element for use in lithography apparatus and method of conditioning radiation beam
KR20090013746A (ko) * 2006-05-25 2009-02-05 가부시키가이샤 니콘 조명 광학 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조방법
JP5077724B2 (ja) * 2007-06-07 2012-11-21 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィツール用の反射照明システム
DE102008009600A1 (de) * 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Facettenspiegel zum Einsatz in einer Projektionsbelichtungsanlage für die Mikro-Lithographie
KR101593712B1 (ko) * 2008-02-15 2016-02-12 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 사용하기 위한 패싯 미러
DE102008002749A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungsoptik für die Mikrolithografie
DE102009054540B4 (de) * 2009-12-11 2011-11-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die EUV-Mikrolithographie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007515766A (ja) 2003-08-27 2007-06-14 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー 光源、とくにｅｕｖプラズマ放電源のための傾斜ミラーの垂直入射コレクタシステム
JP2007227918A (ja) 2006-02-23 2007-09-06 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9235137B2 (en) 2016-01-12
WO2011039136A1 (en) 2011-04-07
EP2483720A1 (en) 2012-08-08
DE102009045135A1 (de) 2011-03-31
CN102549461A (zh) 2012-07-04
US20120162627A1 (en) 2012-06-28
EP2483720B1 (en) 2015-06-17
JP5576938B2 (ja) 2014-08-20
KR20120048032A (ko) 2012-05-14
JP2013506979A (ja) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101411164B1 (ko) 마이크로리소그래피용 조명 광학 유닛
JP6221159B2 (ja) コレクター
JP5717513B2 (ja) 投影リソグラフィ用の照明光学系
KR101166658B1 (ko) 입구퓨필의 네거티브 백포커스를 갖는 투사대물렌즈 및 투사노출장치
KR101213950B1 (ko) 편광을 이용한 마이크로리소그래피 노광장치 및 제1 및 제2오목거울을 구비한 마이크로리소그래피 투영시스템
KR101572930B1 (ko) 방사 시스템, 방사선 콜렉터, 방사 빔 컨디셔닝 시스템, 방사 시스템용 스펙트럼 퓨리티 필터, 및 스펙트럼 퓨리티 필터 형성 방법
KR101944122B1 (ko) Euv 투영 노광 시스템용 미러, 광학 시스템 및 부품을 생산하는 방법
JP2017126086A (ja) リソグラフィ装置、スペクトル純度フィルタおよびデバイス製造方法
JP2014514741A (ja) 偏向ミラー及び当該偏向ミラーを備えたマイクロリソグラフィ用の投影露光装置
US9658533B2 (en) Arrangement of a mirror
JP5759234B2 (ja) 反射光学要素、投影系及び投影露光装置
US10101569B2 (en) Mirror, in particular collector mirror for microlithography
KR20020028806A (ko) 리소그래피 장치, 디바이스 제조방법 및 그 디바이스
JP2005536900A (ja) 極紫外線リソグラフィーシステム内で所定の帯域の放射線を取り除く格子ベースのスペクトルフィルター
KR19990088660A (ko) Ｅｕｖ-리소그래피용제1볼록미러를갖는링필드-4-미러시스템
TW201128321A (en) Holographic mask inspection system with spatial filter
TW201017345A (en) Collector assembly, radiation source, lithographic apparatus, and device manufacturing method
TW202232245A (zh) 包含加熱裝置與極化器的投影曝光設備
KR102344279B1 (ko) Euv 투영 리소그래피를 위한 조명 광학 유닛
JP2006194764A (ja) 多層膜反射鏡および露光装置
JP4933110B2 (ja) 投影光学系及びこれを適用した極紫外線リソグラフィ装置
JP3371512B2 (ja) 照明装置及び露光装置
JP2010226123A (ja) マスク、リソグラフィ装置及び半導体部品
WO2016078964A1 (en) Illumination optical unit for illuminating an illumination field and projection exposure apparatus comprising such an illumination optical unit
JP2009224792A (ja) マスク、リソグラフィ装置及び半導体部品

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170608

Year of fee payment: 4