KR101422882B1 - 마이크로리소그래피 도구를 위한 반사 일루미네이션 시스템 - Google Patents

마이크로리소그래피 도구를 위한 반사 일루미네이션 시스템 Download PDF

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Abstract

일반적으로, 한 측면에서, 본 발명은 마이크로리소그래피 도구의 일루미네이션 시스템을 포함하는 시스템을 특징으로 하며, 상기 일루미네이션 시스템은 복수의 구성요소들(401)을 갖는 제1 구성부품(400)을 포함한다. 상기 시스템의 가동 도중, 상기 구성요소들은 광학 경로를 따른 소스로부터 방사를 투영 대물렌즈의 물체 면에 있는 호-형상의 물체 필드로 보내며, 상기 구성요소들(401)의 하나 이상은 상기 물체 필드의 호-형상과는 상이한 커브된 형상을 갖는다.

Description

마이크로리소그래피 도구를 위한 반사 일루미네이션 시스템{CATOPTRIC ILLUMINATION SYSTEM FOR MICROLITHOGRAPHY TOOL}
본 발명은 반사 일루미네이션 시스템 및 반사 일루미네이션 시스템을 사용하는 도구에 관한 것이다.
일루미네이션 시스템은 마이크로리소그래피에 널리 사용되어 원하는 균질성 및 퍼필 필(pupil fill)을 갖는 방사(radiation)로 레티클을 비춘다. 이어서 투영 대물렌즈가 사용되어 기재 상에 위치된 감광성 재료의 층에 레티클의 이미지를 형성하는 것에 의해 레티클로부터의 패턴을 기재로 전달한다. 일반적으로, 일루미네이션 시스템은 3개의 상이한 클래스 : 굴절 시스템 ; 반사 시스템; 및 반사굴절 시스템으로 분류된다. 굴절 시스템은 투영 대물렌즈의 물체 면에 원하는 특성을 가지기 위하여 배타적으로 굴절 구성요소(element)(예를 들어, 렌즈 구성요소)를 사용하여 소스로부터의 방사를 성형한다. 반사 시스템은 배타적으로 반사 구성요소(예를 들어, 거울 구성요소)를 사용하여 방사를 성형한다. 반사굴절 시스템은 굴절 및 반사 구성요소 양자를 사용하여 방사를 성형한다.
마이크로리소그래피 도구를 위한 반사 일루미네이션 시스템이 상세히 설명된다. 특정 구현예에서, 이들 일루미네이션 시스템은 필드 래스터 플레이트(field raster plate)로 언급되는 면으로 된 리플렉터(faceted reflector)를 포함하며, 여기서 (필드 면 구성요소(field facet element)로서 언급되는) 각각의 리플렉터 면의 형상은, 마이크로리소그래피 도구의 투영 대물렌즈의 물체 면에 필드의 효율적인 일루미네이션을 제공하도록 선택된다. 필드 면 구성요소의 형상은 반사 일루미네이션 시스템에 의해 도입된 투영 효과를 보상하는 방식으로 필드 형상에 대해 왜곡된다. 예를 들어, 커브-형상의 필드 면 구성요소(예를 들어, 호-형상 필드 면 구성요소)가 사용되어 호-형상의 필드를 비출 수 있고, 여기서 필드 면 구성요소의 비율은 호-형상 필드의 비율과는 상이하다. 커브-형상의 구성요소 또는 필드는 명목상으로 직선이 아닌 두 개 이상의 대향하는 엣지를 가지는 구성요소 또는 필드를 말한다. 커브-형상의 구성요소/필드의 예는 호-형상의 구성요소/필드이며, 이는 굴곡 지점 없이 동일한 방향으로 커브된 2개의 대향하는 엣지를 가진다. 호-형상의 구성요소/필드의 예는 환형의 구획의 형상을 가지는 구성요소/필드이다. 다시 말해, 두 개의 대향하는 엣지는 모두 호-형상이며, 각각은 상이한 일정한 곡률 반경을 가지며 동심원상으로 배열된다. 본 발명의 다양한 측면은 하기에 요약된다.
일반적으로, 한 측면에서, 본 발명은 마이크로리소그래피 도구의 일루미네이션 시스템을 포함하는 시스템을 특징으로 하며, 상기 일루미네이션 시스템은 복수의 구성요소들을 갖는 제1 구성부품(component)을 포함한다. 상기 시스템의 가동 도중, 상기 구성요소들은 광학 경로를 따른 소스로부터 방사를 투영 대물렌즈의 물체 면에 있는 호-형상의 물체 필드로 보내며, 상기 구성요소들의 하나 이상은 물체 필드의 호-형상과는 상이한 커브된 형상을 갖는다.
일반적으로, 다른 측면에서, 본 발명은 마이크로리소그래피 도구의 일루미네이션 시스템을 포함하는 시스템을 특징으로 하며, 상기 일루미네이션 시스템은 복수의 구성요소들을 갖는 제1 구성부품을 포함한다. 상기 시스템의 가동 도중, 상기 구성요소들은 광학 경로를 따른 소스로부터 방사를 투영 대물렌즈의 물체 면에 있는 호-형상의 물체 필드로 보내며, 상기 구성요소들의 하나 이상은 커브된 형상을 갖고, 상기 일루미네이션 시스템은 상기 물체 면으로 상기 커브-형상 구성요소를 이미지하도록 구성되며, 이때 상기 물체 면에서 커브-형상 구성요소의 이미지의 형상은 상기 물체 필드의 형상과 동일하다.
일반적으로, 추가의 측면에서, 본 발명은 마이크로리소그래피 도구의 일루미네이션 시스템을 포함하는 시스템을 특징으로 하며, 상기 일루미네이션 시스템은 복수의 구성요소들을 갖는 제1 구성부품 및 복수의 구성요소들을 갖는 제2 구성부품을 포함한다. 상기 시스템의 가동 도중, 상기 제1 구성부품의 구성요소들이 광학 경로를 따른 소스로부터 방사를 상기 제2 구성부품의 구성요소들로 반사하고, 상기 제2 구성부품의 구성요소들이 투영 대물렌즈의 물체 면에서 물체 필드로 상기 방사를 반사하며, 상기 물체 필드가 제1 형상을 갖고, 상기 제1 구성부품의 구성요소들의 하나 이상은 상기 제1 형상과 상이한 제2 형상을 갖고, 상기 제2 구성부품 및 상기 물체 면 사이의 상기 광학 경로에는 반사 구성부품들이 존재하지 않는다.
추가의 측면에서, 본 발명은 복수의 반사 구성요소들을 갖는 구성부품으로부터의 방사를 마이크로리소그래피 투영 대물렌즈의 물체 면에 있는 호-형상의 물체 필드로 보내는 것을 포함하는 방법을 특징으로 한다. 상기 구성요소들의 하나 이상은 물체 필드의 호-형상과는 상이한 커브된 형상을 갖는다.
일반적으로, 추가의 측면에서, 본 발명은 복수의 커브-형상 반사 구성요소들을 마이크로리소그래피 투영 대물렌즈의 물체 면에 있는 호-형상의 물체 필드로 이미징하는 것을 포함하는 방법을 특징으로 한다. 물체 면에서 상기 반사 구성요소들의 이미지들은 물체 필드의 호-형상과 동일한 크기 및 형상을 갖는다.
본 시스템 및 방법의 구현예는 하기 특징들의 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 구성요소들은 반사 구성요소들일 수 있다. 제1 구성부품은 복수의 반사 구성요소들을 지지할 수 있다. 제1 구성부품은 필드 래스터 플레이트일 수 있다.
일부 구현예에서, 일루미네이션 시스템은 제1 구성부품의 각각의 구성요소를 물체 면으로 이미지하도록 구성된다. 물체 면에서 각각의 구성요소의 각각의 이미지의 형상은 상기 구성요소의 형상에 비해 왜곡될 수 있다. 물체 면에서 각각의 구성요소의 각각의 이미지의 형상은 물체 필드의 형상과 동일할 수 있다. 각각의 구성요소의 이미지는 호-형상의 물체 필드에 오버랩하여 상기 이미지들이 아크 형상의 물체 필드를 채울 수 있다. 물체 필드에서 방사의 에너지 프로파일이 하나 이상의 방향을 따라 실질적으로 가우스형(Gaussian) 또는 사다리꼴 형상을 갖도록 각 구성요소의 형상이 선택될 수 있다. 이 방향은 마이크로리소그래피 도구의 가동 도중 물체 면에 위치된 레티클의 스캔 방향에 상응할 수 있다.
각각의 구성요소의 이미지는 확대된 이미지일 수 있다.
제1 구성부품의 각 구성요소는 동일한 형상을 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 제1 구성부품의 구성요소들의 적어도 일부는 상이한 형상을 가진다. 일부 구현예에서, 상기 제1 구성부품의 구성요소들의 모두는 물체 필드의 형상과 상이한 커브된 형상을 갖는다. 상기 제1 구성부품의 구성요소들의 적어도 한 쌍은 동일한 형상을 갖는 인접한 엣지를 가질 수 있다. 상기 제1 구성부품은 복수 그룹의 구성요소들을 포함할 수 있고, 이때 각 그룹에있는 각 쌍의 구성요소들의 인접한 엣지는 동일한 형상을 갖는다. 상기 인접한 엣지들은 동일한 곡률 반경을 갖는 원형 엣지이다. 하나 이상의 커브-형상 구성요소는 아크-형상 구성요소일 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 제1 구성부품의 하나 이상의 커브-형상 구성요소는 환형의 구획으로서 성형되고, 일정한 곡률 반경(IR), 및 폭(w)를 갖는 내부 엣지를 갖고, 상기 호-형상의 물체 필드는 환형의 구획으로서 성형되고, 일정한 곡률 반경(IRf), 및 폭(Wf)를 갖는 내부 엣지를 갖고, 비율 IR/w은 비율 IRf/wf과 상이하다. 일부 구현예에서, IR/w < IRf/Wf 이다. 일부 구현예에서, IR/w > IRf/wf 이다.
일부 구현예에서, 상기 제1 구성부품의 하나 이상의 커브-형상 구성요소는 환형의 구획으로서 성형되고, 일정한 곡률 반경(IR), 및 높이(h)를 갖는 내부 엣지를 갖고, 상기 호-형상의 물체 필드는 환형의 구획으로서 성형되고, 일정한 곡률 반경(IRf), 및 높이(hf)를 갖는 내부 엣지를 갖고, 비율 IR/h는 비율 IRf/hf과 상이하다. 일부 구현예에서, IR/h < IRf/hf 이다. 일부 구현예에서, IR/h > IRf/hf 이다.
일부 구현예에서, 상기 제1 구성부품의 하나 이상의 커브-형상 구성요소는 환형의 구획으로서 성형되고 또한 높이(h) 및 폭(w)를 갖고, 상기 호-형상의 물체 필드는 환형의 구획으로서 성형되고 또한 높이(hf) 및 폭(Wf)를 갖고, 비율 h/w는 비율 hf/Wf와 상이하다. 일부 구현예에서, h/w < hf/Wf 이다. 일부 구현예에서, h/w > hf/Wf 이다.
본 시스템은 광학 경로를 따라서 제1 구성부품의 구성요소로부터 반사된 일루미네이션을 물체 면으로 보내도록 구성된 제2 구성부품을 추가로 포함할 수 있다. 상기 제2 구성부품은 광학 경로를 따라서 제1 구성부품의 구성요소로부터 반사된 일루미네이션을 물체 면으로 반사하도록 각각 구성된 복수의 구성요소들을 포함할 수 있다. 상기 일루미네이션 시스템은 상기 제2 구성부품의 각 구성요소로 소스를 이미지하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 구성부품의 복수의 구성요소들은 일루미네이션 시스템의 출구 퍼필(exit pupil)의 바람직한 퍼필 필(pupil fill)을 제공하도록 구성될 수 있다. 바람직한 퍼필 필은 원형, 환형, 쌍극자 또는 4중극자 일루미네이션에 상응할 수 있다. 상기 제2 구성부품은 퍼필 래스터 플레이트일 수 있다. 제2 구성부품 및 물체 면 사이의 광학 경로에는 어떠한 추가적인 반사 구성요소들도 존재하지 않을 수 있다. 본 시스템은 광학 경로에 하나 이상의 추가적인 반사 구성요소를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 추가적인 반사 구성요소는 그레이징 입사 미러일 수 있다. 상기 하나 이상의 추가적인 반사 구성요소는 노멀 입사 미러일 수 있다. 본 일루미네이션 시스템은 반사 일루미네이션 시스템일 수 있다. 상기 소스는 상기 일루미네이션 시스템에 파장 λ에서 방사를 제공하도록 구성될 수 있고, 이 때 λ는 약 193 nm 이하이다. 일부 구현예에서, λ는 약 13 nm 이다.
또다른 측면에서, 본 발명은 전술한 시스템을 포함하는 또는 전술한 방법을 실행하도록 구성된 EUV 마이크로리소그래피 도구를 특징으로 한다.
구현예는 물체 필드에 걸쳐 상대적으로 높은 정도의 균질성으로 레티클에 일루미네이션을 제공하는 EUV 마이크로리소그래피 도구용 일루미네이션 시스템을 포함한다. 예를 들어, 구현예는 각각의 면이 물체 면으로 이미지되는 면으로 된 미러로 구성된 필드 래스터 플레이트를 포함한다. 상기 면들은 물체 면에서 그들의 이미지의 크기 및 형상이 물체 필드의 크기 및 형상과 매치되도록 디자인된다. 또한, 상기 일루미네이션 시스템은 모든 미러 면 이미지들이 물체 필드에 오버랩되도록 배열된다.
일루미네이션 시스템은, 투영 대물렌즈 이미지 면에서 노출 필드 상의 강도 분포가 전체 스캔 범위에 걸쳐 실질적으로 동일하게 되는 방식으로 레티클 면에 일루미네이션을 제공할 수 있다.
어떤 구현예에서는, 미러 면의 형상은, 물체 면에서 그들의 이미지의 형상이 물체 필드의 형상과 동일하게 매치되지 않고, 오히려 (예를 들어, 스캐너인 경우에 레티클의 스캔 방향과 같이) 하나 이상의 방향을 따라 어떠한 형상을 갖는 물체 필드에서 강도 프로파일을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 상기 강도 프로파일은 물체 면에서 하나 이상의 방향을 따라 실질적으로 가우스형 또는 실질적으로 사다리꼴 프로파일을 가질 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 물체 필드에서의 강도 프로파일은 하나의 차원에 걸쳐서 동일한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(예를 들어, 스캐너의 스캔 방향)을 따라서 측정된 강도 프로파일은, 상기 제1 방향에 직교하는 모든 위치에 대해 실질적으로 동일할 수 있다. 미러 면들의 형상을 선택하는 것에 의해, 스캐닝 방향에서 프로파일의 다양성이 얻어질 수 있다.
구현예는 상대적으로 반사 구성요소들이 거의 없는 반사 일루미네이션 시스템을 포함한다. 예를 들어, 어떤 구현예들은 컬렉터, 필드 래스터 플레이트, 및 퍼필 래스터 플레이트를 포함한다. 일부 구현예들은 퍼필 래스터 플레이트 및 레티클 사이에 어떠한 추가적인 반사 구성요소들도 포함하지 않는다. 예를 들어, 퍼필 래스터 플레이트와 레티클 사이의 추가적인 필드-형성 미러가 필수인 것은 아니다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 어떤 구현예들에서는 필드 래스터 플레이트 및 컬렉터 사이의 광학 경로에 어떠한 추가적인 반사 구성요소들도 위치되지 않는다. 상대적으로 매우 적은 반사 구성요소들의 결과로서, 상대적으로 높은 전달 효율을 가지는 반사 일루미네이션 시스템이 실현될 수 있다.
하나 이상의 구현예들의 상세가 첨부한 도면 및 하기 상세한 설명에 기재된다. 다른 특징들 및 장점들이 상세한 설명 및 도면과, 특허청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 마이크로리소그래피 도구의 개요도이다.
도 2A는 마이크로리소그래피 도구의 일루미네이션 시스템의 개요도이다.
도 2B는 비춰진 물체 필드의 섹션을 통해 상이한 강도 프로파일의 플롯을 나타낸다.
도 3은 필드 래스터 플레이트 및 퍼필 래스터 플레이트를 가지는 일루미네이션 시스템의 개요도이다.
도 4A는 필드 래스터 플레이트의 평면도이다.
도 4B는 필드 래스터 구성요소(element)들의 그룹의 평면도이다.
도 5A-5D는 필드 래스터 구성요소들의 구현예들의 평면도이다.
여러 도면들에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소들을 나타낸다.
[상세한 설명]
도 1과 관련하여, 마이크로리소그래피 도구(100)는 전체적으로 광원(110), 일루미네이션 시스템(120), 투영 대물렌즈(101), 및 스테이지(130)를 포함한다. 데카르트 좌표계가 참고용으로 도시된다. 광원(110)은 일루미네이션 시스템(120)에 의해 수집되는 파장 λ의 방사(112)를 생성한다. 일루미네이션 시스템(120)은 방사와 상호작용(예를 들어, 확장 및 균일화)하고, 성형된 방사(shaped radiation)(122)를 물체 면(103)에 위치된 레티클(140)로 보낸다. 투영 대물렌즈(101)는 레티클(140)로부터 반사된 방사(142)를 투영 대물렌즈(101)의 이미지 면(102)에 위치된 기재(150) 상의 감광성 층(예를 들어, 레지스트)으로 이미지한다. 투영 대물렌즈(101)의 이미지-측에서의 방사는 선(ray)(152)들로서 도시된다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 이 선들은 단지 예시적인 것이고, 예를 들어, 레 티클(140)과 관련하여 방사의 경로를 정확하게 도시하고자 하는 것이 아니다. 기재(150)는 스테이지(130)에 의해 지지되며, 이는 투영 대물렌즈(101)에 대해 기재(150)를 이동시켜서 투영 대물렌즈(101)가 기재(150)의 상이한 부분으로 레티클(140)을 이미지하도록 한다. 리소그래피 도구(100)가 스캐너인 구현예에서, 이 도구는 일루미네이션 시스템(120)에 관하여 스캔 방향으로 레티클(140)을 이동시키는 레티클 스테이지를 포함한다.
투영 대물렌즈(101)는 기준 축(105)(예를 들어, 광학 축)을 포함한다. 투영 대물렌즈가 자오선 섹션에 대하여 대칭인 구현예에서, 기준 축(105)은 물체 면(103)에 대해 수직이고, 물체 필드의 중심을 통해 지나간다. 어떤 구현예들에서, 축(105)은 투영 대물렌즈(101)의 이미지 필드 및 물체 필드 양자를 교차한다. 일부 구현예들에서, 투영 대물렌즈(101)의 이미지 필드 및 물체 필드의 양자는 축(105)에 의해 교차하지 않는다.
광원(110)은 도구(100)의 바람직한 가동 파장 λ로 방사를 제공하도록 선택된다. 일부 구현예에서, 광원(110)은 레이저 광원, 예컨대 KrF 레이저(예를 들어약 248 nm의 파장을 가짐) 또는 ArF 레이저(예를 들어, 약 193 nm의 파장을 가짐)이다. 사용될 수 있는 비-레이저 광원은, 예를 들어 약 365 nm, 약 280 nm 또는 약 227 nm의 전자기 스펙트럼의 청색 또는 UV 부분에서 방사를 방출하는 LED와 같은, 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
통상적으로, 리소그래피 도구에서 가동을 위해 디자인된 투영 대물렌즈에 대해서, 파장 λ는 전자기 스펙트럼의 자외선 부분에 있다. 예를 들어, λ는 약 400 nm 이하(예를 들어, 약 300 nm 이하, 약 200 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 50 nm 이하, 약 30 nm 이하)일 수 있다. λ는 약 2 nm 보다 클(예를 들어, 약 5 nm 이상, 약 10 nm 이상) 수 있다. 구현예들에서, λ는 약 193 nm, 약 157 nm, 약 13 nm, 또는 약 11 nm일 수 있다. 1 nm 내지 100 nm 범위(예를 들어, 13 nm)의 파장은 극자외선(Extreme UV)("EUV")으로 언급된다. 상대적으로 단파장을 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는, 일반적으로, 투영 대물렌즈의 해상도가 대략적으로 파장에 비례하기 때문이다. 따라서 더 짧은 파장은 투영 대물렌즈가, 보다 긴 파장을 사용하는 동등한 투영 대물렌즈보다 이미지에 있어서 작은 특징들을 해상하도록 한다. 그러나, 어떤 구현예들에서, λ는 전자기 스펙트럼의 비-UV 부분(예를 들어, 가시 영역)일 수 있다.
100 nm 내지 200 nm 사이의 파장에 대한 전형적인 광원은 엑시머 레이저이며, 예를 들어 ArF-레이저(193 nm), F2 - 레이저(157 nm), Ar2 - 레이저(126nm) 및 NeF-레이저(109 nm)를 들 수 있다. 광학 재료의 전달은 감소하는 파장으로 열화되기 때문에, 일루미네이션 시스템은 굴절 및 반사 구성부품(component)의 조합으로 디자인될 수 있다. 10 nm 내지 20 nm와 같이, EUV 파장 영역에서의 파장에 대해서, 리소그래피 도구(100)는 전부 반사로서 디자인된다. EUV 광원의 예로는 레이저-생성-플라즈마-소스(Laser-Produced-Plasma-source), 핀치-플라즈마-소스(Pinch-Plasma-Source), 위글러-소스(Wiggler-Source) 또는 언줄레이터-소스(Undulator-Source)를 들 수 있다.
도 2A와 관련하여, 일루미네이션 시스템(120)은 바람직한 퍼필 필(pupil fill) 및 균일한 강도 프로파일을 갖는 방사 빔을 형성하도록 배열된 광학 구성부품(5)을 포함한다. 통상적으로, 일루미네이션 시스템(120)은 소스(110)로부터 방사를 수집하고 광학 경로를 따르는 빔으로서 상기 방사를 빔 성형 옵틱스(220)로 보내도록 구성된 컬렉터(210)를 포함한다. 통상적으로, 컬렉터(210)는 시준된(collimated) 또는 수렴성 (convergent) 빔을 생성할 것이다.
일반적으로, 컬렉터(210)를 나가는 방사의 강도 프로파일 및 형상은 물체 면(103)에서 원하는 방사의 강도 프로파일 및 형상과 상이하다. 예를 들어, 컬렉션 옵틱스와 빔 성형 옵틱스(beam shaping optics)(220) 사이의 빔 프로파일(212)은 통상적으로 그 폭을 따라 실질적으로 변할 수 있는 강도 프로파일을 가지며 형상에 있어서 실질적으로 원형이다.
이미지 면(102)으로 이미지되는 물체 면(103)에 위치된 레티클의 부위는 물체 필드로서 언급된다. 일반적으로, 물체 면(103)에 있는 물체 필드의 형상은 투영 대물렌즈(101)에 의해 결정된다. 통상적으로, 물체 필드는 상대적으로 낮은 수차를 가진 이미지 면(102)으로 이미지되는 영역에 상응한다. 통상적으로, 물체 필드의 형상은 투영 대물렌즈(101)의 타입에 의존한다. 스텝퍼-타입의 리소그래피 도구에서, 물체 필드는 일반적으로 형상에 있어서 직사각형이다. 스캐너-타입의 리소그래피 도구에서, 물체 필드는 통상적으로 직사각형 또는 호-형상이다. 전반사, 또는 반사의 투영 대물렌즈는 예를 들어 통상적으로 호-형상의 물체 필드를 가진다.
따라서, 빔 성형 옵틱스(220)는 바람직한 퍼필 필 및 물체 필드에 걸쳐서 원하는 강도 프로파일을 갖는 물체 면(103)에서 방사 빔을 제공하도록 구성된 하나 이상의 구성부품을 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 빔 성형 옵틱스(220)는 물체 필드와 동일한 크기 및 형상을 갖는 물체 필드(예를 들어, 상기 물체 필드 내의 방사 강도는 약 ±5% 이하까지 변화함)에 걸쳐서 실질적으로 균질한 강도 프로파일을 갖는 빔을 제공할 수 있다. 하기에 기재되는 바와 같이 다른 프로파일 또한 가능하다.
EUV 파장에서 사용을 위해 디자인된 리소그래피 도구에서와 같은, 반사 시스템에서, 도 2A에 나타낸 바와 같이, 호-형상의 물체 필드(222)가 통상적으로 바람직하다. 호-형상의 물체 필드(222)는 내부 곡률 반경(IRf), 외부 곡률 반경(ORf), 및 폭(Wf)을 특징으로 하는 환형의 구획에 상응한다. 호-형상의 필드(222)는 또한 ORf 및 IRf 간의 차이인 높이(hf)를 특징으로 한다. IRf 및 ORf 는 상기 필드의 폭에 걸쳐서 일정하다. 물체 면(103)의 참고를 위해 데카르트 좌표계가 제공된다. 폭, Wf는 x-축을 따라 결정되는 반면, 높이(hf)는 y-축을 따라 결정된다. 일부 구현예에서, IRf 는 약 50 mm 내지 약 250 mm (예를 들어, 약 100 mm 내지 약 200 mm, 예컨대 약 110 mm 이상, 약 120 mm, 약 125 mm, 약 130 mm의 범위)의 범위에 있고, Wf는 약 50 mm 내지 약 250 mm (예를 들어, 약 80 mm 내지 약 200 mm, 예컨대 약 100 mm, 약 105 mm, 약 110 mm의 범위)의 범위에 있고, hf는 약 5 mm 내지 약 20 mm (예를 들어, 약 8 mm 내지 약 15 mm, 예컨대 약 10 mm의 범위)의 범위에 있다.
호-형상의 물체 필드를 가진 구현예에서, 빔 성형 옵틱스(220)는 아크-형상의 물체 필드(222)의 균질한 일루미네이션을 제공하는 방식으로 컬렉션 옵틱스(210)로부터의 방사를 물체 면(103)으로 보내는 하나 이상의 구성부품을 포함한다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 구성부품의 한 예는 필드 래스터 플레이트이며, 그 예들은 하기에 설명된다. 또한, 빔 성형 옵틱스(210)는 투영 대물렌즈(101)의 입사 퍼필에 위치된, 일루미네이션 시스템(120)의 출구 퍼필의 바람직한 필(fill)을 제공하도록 구성된 하나 이상의 구성부품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔 성형 옵틱스(210)는 투영 대물렌즈(101)의 입사 퍼필에 원형, 환형, 쌍극자 또는 4중극자 일루미네이션을 제공하는 하나 이상의 구성부품을 포함할 수 있다. 적절한 퍼필 래스터 플레이트가 사용되어 이러한 기능을 수행할 수 있다.
도 2B는 물체 필드(222)의 섹션에 걸쳐 이미지 면(103)에서 방사의 가능한 강도 프로파일의 상이함을 나타낸다. 일부 구현예에서, 방사는 실질적으로 스텝-형상 프로파일(커브 222A)을 갖는다. 어떤 구현예에서, 방사는 실질적으로 사다리꼴 프로파일(커브 222B)을 갖는다. 일부 구현예에서, 방사는 실질적으로 가우스형 프로파일(커브 222C)을 갖는다.
반사 일루미네이션 시스템(300)의 예는 도 3에 개략적으로 도시된다. 일루미네이션 시스템(300)은 컬렉터(310), 필드 래스터 플레이트(320), 및 퍼필 래스터 플레이트(330)를 포함한다. 필드 래스터 플레이트(320)는 필드 래스터 구성요소(322)의 배열로 구성된 면으로 된 리플렉터이다. 유사하게, 퍼필 래스터 플레이 트(330)은 퍼필 래스터 구성요소(332)의 배열로 구성된 면으로 된 리플렉터이다.
소스(110)로부터의 방사는 컬렉터(310)에 의해 수집되며, 이는 다수의 네스트형(nested) 그레이징 입사 미러를 포함한다. 컬렉터(310)는 소스(110)로부터의 방사 빔을 필드 래스터 플레이트(320)로 보낸다. 비록 컬렉터(310)로부터의 빔은 도 3에서 발산하는 빔으로서 도시되지만, 일반적으로, 컬렉터(310)로부터의 빔은 발산, 시준되거나 또는 수렴될 수 있다. 필드 래스터 구성요소들(322)은 빔을 분해하고, 방사를 퍼필 래스터 플레이트(330)의 상응하는 퍼필 래스터 구성요소들(332)로 보낸다. 퍼필 래스터 구성요소들(332)은 필드 래스터 구성요소들(322)로부터의 입사 방사를, 물체 면(103)의 동일한 위치에 각각의 필드 래스터 구성요소의 이미지를 형성하는 물체 면(103)에 있는 필드로 보내도록 구성된다. 퍼필 래스터 플레이트(330) 및 필드 래스터 플레이트(320) 양자는 또한 바람직한 퍼필 필을 달성하도록 디자인된다. 예를 들어, 필드 래스터 구성요소들(322)은, 소스의 중간 이미지(331)가 상응하는 퍼필 래스터 구성요소들(332)에 또는 근처에 있도록 하는 방식으로 틸트될 수 있다.
하기에 상세히 설명하는 바와 같이, 물체 면(103)에서 각각의 필드 래스터 구성요소(322)의 이미지의 형상은 필드 래스터 구성요소들(322)의 실제 형상에 비해 왜곡된다. 또한, 필드 래스터 구성요소들(322)의 이미지는 확대될 수 있다(예를 들어, 약 1.5X, 약 2X, 약 2.5X, 약 3X까지). 필드 래스터 구성요소들(322)은 물체 면(103)에서 각각의 구성요소의 이미지가 물체 필드와 동일한 형상이 되도록 성형된다. 또한, 필드 래스터 구성요소들(322)의 이미지는 서로 오버랩되고 그에 의해 물체 면(103)에서 물체 필드의 균일한 일루미네이션을 제공한다.
일루미네이션 시스템(300)에서 다른 구성요소들의 배열에 의존하여, 필드 래스터 구성요소들(322)은 평평하거나 또는 커브된 반사 표면을 가질 수 있다. 커브된 반사 표면을 갖는 필드 래스터 구성요소들을 포함하는 구현예에서, 상기 표면은 오목 또는 볼록일 수 있다. 커브된 표면은 구면 또는 비구면일 수 있다.
각각의 필드 래스터 구성요소(322)의 반사 표면은 동일한 방향으로 배향될 수도 있고, 다른 필드 래스터 구성요소들에 대해 틸트될 수도 있다.
일부 구현예에서, 필드 래스터 플레이트(320) 및 퍼필 래스터 플레이트(330)는 각각의 퍼필 래스터 구성요소(332)에서 소스(110)의 이미지를 형성하도록 배열될 수 있다. 또한, 퍼필 래스터 구성요소들(332)은 일루미네이션 시스템(300)의 출구 퍼필에 또는 그 근처에 배열될 수 있다. 퍼필 래스터 구성요소들(332)은 투영 대물렌즈의 입사 퍼필에 상응하는, 일루미네이션 시스템(300)의 출구 퍼필의 바람직한 퍼필 필을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 퍼필 래스터 구성요소들(332)은 퍼필에 원형 일루미네이션, 환상 일루미네이션, 쌍극자 일루미네이션, 또는 4중극자 일루미네이션을 제공하도록 배열될 수 있다.
일루미네이션 시스템(300)은 컬렉터(320) 및 두 개의 추가적인 구성부품들(즉, 필드 래스터 플레이트(320) 및 퍼필 래스터 플레이트(330))을 포함하지만, 일반적으로, 반사 일루미네이션 시스템은 추가적인 광학적 구성부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일루미네이션 시스템은 하나 이상의 추가적인 미러(예를 들어, 노멀(예를 들어, 입사 0°내지 20°의 각도) 또는 그레이징(예를 들어, 입사 70° 내지 90°의 각도) 입사 미러)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 추가적인 미러가 포함되어, 마이크로리소그래피 도구의 구성부품에 의해 부과된 공간적 제약에 따라 빛의 광학 경로를 접는다. 예로서, 하나 이상의 추가적인 미러가 포함되어 퍼필 래스터 플레이트(330)로부터의 방사를, 예를 들어, 바람직한 입사각으로 레티클을 비추기 위해 접힌 광학 경로가 요구되는 레티클(140)으로 보낼 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 레티클에서 발산 또는 수렴성 방사를 제공하기 위하여) 물체 플레이트(103)에서 방사가 바람직한 발산을 가지도록 텔레스코프를 제공하기 위하여 하나 이상의 미러가 포함될 수 있다. 또다른 예로서, 일부 구현예에서, 컬렉터(310) 및 필드 래스터 플레이트(320) 사이에 하나 이상의 미러가 위치될 수 있다.
또한, 일루미네이션 시스템(300)은 각각의 퍼필 래스터 구성요소(332)에서 광원(110)의 이미지들(331)을 포함하지만, 일부 구현예에서 일루미네이션 시스템은 소스의 추가적인 이미지들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 일루미네이션 시스템(300)은 컬렉터(310) 및 필드 래스터 플레이트(320) 사이에 광원(110)의 이미지를 형성하도록 배열된 추가적인 미러들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(110) 및 컬렉터(310)가 필드 래스터 플레이트(320) 및 퍼필 래스터 플레이트(330)에 비해 상이한 모듈로 제공되는 경우에, 그러한 구성들이 유리할 수 있다. 일부 구현예에서, 컬렉터(310)는, 예를 들어 컬렉터(310) 및 필드 래스터 플레이트(320) 사이에 이미지를 형성하는, 수렴성 광 빔을 생성하는 옵틱스를 포함할 수 있다.
일루미네이션 시스템은 미러 이외의 추가적인 구성부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어떤 구현예에서, 일루미네이션 시스템(300)은 스트레이 방사가 물체 면(103)에 도달하는 것을 감소시키는 하나 이상의 조리개를 포함한다. 일부 구현예에서, 일루미네이션 시스템(300)은 스펙트럼 순도 필터(예를 들어, EP 1540423에 기재된 스펙트럼 순도 필터), 불균일 보상 구성요소(예를 들어, EP 1291721에 기재된 불균일 보상 구성요소), 하나 이상의 구경 조리개(예를 들어, 바람직한 퍼필 필을 제공하기 위해 일루미네이션 셋팅을 선택하기 위함)(예를 들어, U.S. 2005/0110972에 기재된 바와 같은 조리개)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구성부품은 사용 도중 구성부품의 위치를 조정하도록 구성된 머니퓰레이터(예를 들어, 압전 머니퓰레이터와 같은, 전기기계식 머니퓰레이터)에 연결될 수 있다.
필드 래스터 플레이트를 가지는 반사 일루미네이션 시스템의 예가 미합중국 특허 제6,438,199 Bl 및 미합중국 특허 제6,859,328 B2에 기재되어 있고, 그 두 특허의 전체 내용은 인용에 의해 본 명세서에 일체화된다.
일반적으로, 필드 래스터 구성요소들(322)의 크기 및 형상은 물체 면(103)에서 그들의 이미지의 크기 및 형상이 물체 필드에서와 동일하게 되도록 선택된다. 도 4A와 관련하여, 일부 구현예에서, 필드 래스터 플레이트(400)는, 필드 래스터 플레이트에서 컬렉터로부터의 빔 형상에 상응하는 영역(401)을 실질적으로 채우도록 배열된 호-형상의(예를 들어, 환형의 구획) 필드 래스터 구성요소들(410)의 배열을 포함한다.
일반적으로, 각각의 필드 래스터 구성요소(410)의 형상은 플레이트(400)에 있는 다른 필드 래스터 구성요소들과 동일하거나 상이할 수 있다. 필드 래스터 구성요소들(410)은 일루미네이션 시스템의 다양한 고려에 기반하여 배열될 수 있다. 예를 들어, 필드 래스터 구성요소(410)는 컬렉터에 의해 제공된 일루미네이션 프로파일에서의 변형에 기초하여 배열될 수 있다. 필드 래스터 구성요소들(410) 간의 갭(420 및 430)은, 예를 들어, 컬렉터의 구조적 구성요소들로부터의 빔의 일루미네이션 프로파일에 있는 섀도에 상응한다.
도 4B와 관련하여, 구성요소들(4101 및 4102)을 포함하는 필드 래스터 구성요소들(410)은, 인접한 필드 래스터 플레이트들 간의 갭이 거의 없거나 전혀 없이 그룹(411)에 배열될 수 있다. 예를 들어, 필드 래스터 구성요소(4101)의 내부 엣지(4101i)가 인접한 필드 래스터 플레이트(4102)의 외부 엣지(4102o)와 동일한 형상인 경우에, 이들은 이들 간의 갭 없이 그룹으로 적층될 수 있다.
인접한 구성요소들 간에 갭이 없는 필드 래스터 구성요소들을 그룹화하는 것은 갭을 포함하는 그룹화에 비해 영역(401)의 더 큰 필(fill)을 제공할 수 있다. 따라서, 갭이 없는 필드 래스터 구성요소들을 그룹화하는 것은, 방사 필링 영역(radiation filling area)(401)의 더 큰 부분이 필드 래스터 구성요소들에 의해 반사됨에 따라 일루미네이션 시스템의 보다 큰 전달 효율을 제공할 수 있다.
필드 래스터 구성요소들(410)(예를 들어, 모든 필드 래스터 구성요소들)의 적어도 일부는 물체 면(103)에서 물체 필드의 형상과 상이한 형상을 갖는다. 일반적으로, 물체 면에서 물체 필드의 형상으로부터 필드 래스터 구성요소들의 이미지의 형상을 왜곡하는 투영 효과에 대해 보상하기 위해 형상의 차이가 도입된다. 이 들 투영 효과는 반사 일루미네이션 시스템에서 발생할 수 있는데, 그 이유는 광학 시스템이 공통의 광학 축을 갖도록 구현될 수 없기 때문이다. 필드 래스터 구성요소들 및 물체 면 간의 상대적인 틸팅은 또한 물체 면에서 필드 래스터 구성요소들로부터의 필드의 형상을 왜곡하는 투영 효과를 도입할 수 있다. 따라서, 필드 래스터 구성요소들(410)의 적어도 일부의 형상은 물체 면에서 물체 필드의 형상에 대해 왜곡된다. 일부 구현예에서, 필드 래스터 구성요소들(410)의 적어도 일부는, 물체 면에서 각각의 래스터 필드 구성요소의 이미지의 왜곡이 그들 구성요소들의 이미지로 하여금 물체 필드와 동일한 크기 및 형상을 가지게 하도록 물체 면에서 물체 필드의 형상에 대해 왜곡된다. 어떤 구현예에서는, 모든 필드 래스터 구성요소들의 필드 래스터 구성요소 이미지들의 오버레이가 물체 필드와 동일한 형상을 가지도록 필드 래스터 구성요소들의 형상이 물체 필드의 형상에 대해 왜곡된다. 또한, 전술한 바와 같이, 모든 필드 래스터 구성요소들의 필드 래스터 구성요소 이미지들의 오버레이가 물체 필드에서 바람직한 강도 프로파일을 갖도록 필드 래스터 구성요소들의 형상은 물체 필드의 형상에 대해 왜곡될 수 있다.
일반적으로, 필드 래스터 플레이트에서 필드 래스터 구성요소들의 수는 일루미네이션 시스템의 특정 디자인에 기반하여 바람직하게 변화된다. 일부 구현예에서, 필드 래스터 플레이트는 약 100 이상 (예를 들어, 약 200 이상, 약 280 이상, 약 350 이상, 약 500 이상)의 필드 래스터 구성요소들을 포함한다.
도 5A와 관련하여, 일부 구현예에서, 필드 래스터 플레이트는 내부 곡률 반경(IR), 외부 곡률 반경(OR), 및 폭(w)을 특징으로 하는 환형의 구획에 상응하는 호-형상의 필드 래스터 구성요소(500)를 포함한다. 필드 래스터 구성요소(500)는 또한 OR 및 IR 간의 차이인, 높이(h)를 특징으로 한다. IR 및 OR은 래스터 구성요소의 폭에 걸쳐서 일정하다. 일반적으로, 필드 래스터 구성요소(500)의 형상은 물체 면(103)에 있는 물체 필드의 형상과 상이하다. 물체 필드가 또한 환형의 구획(도 2 참조)의 형상인 경우, 물체 필드 및 필드 래스터 구성요소의 비율은 상이하다.
예를 들어, 필드 래스터 구성요소(500)의 IR/w의 비율은 물체 면에 있는 물체 필드의 비율 IRf/wf과 상이하다. 일부 구현예에서, IR/w < IRf/wf (예를 들어, IRf/wf 는 약 1.05 IR/w 이상, 약 1.10 IR/w 이상, 약 1.15 IR/w 이상, 약 1.20 IR/w 이상, 약 1.25 IR/w 이상)이다. 대안적으로, 어떤 구현예에서, IR/w > IRf/Wf (예를 들어, IRf/wf 는 약 0.95 IR/w 이하, 약 0.90 IR/w 이하, 약 0.85 IR/w 이하, 약 0.80 IR/w 이하)이다.
대안적으로, 또는 추가적으로, 필드 래스터 구성요소(500)의 h/w 비율은 물체 면에 있는 물체 필드의 비율 hf/wf과 상이할 수 있다. 일부 구현예에서, h/w < hf/wf (예를 들어, hf/wf 는 약 1.05 h/w 이상, 약 1.10 h/w 이상, 약 1.15 h/w 이상, 약 1.20 h/w 이상, 약 1.25 h/w 이상)이다. 대안적으로, 어떤 구현예에서, h/w > hf/Wf (예를 들어, hf/wf 는 약 0.95 h/w 이하, 약 0.90 h/w 이하, 약 0.85 h/w 이하, 약 0.80 h/w 이하)이다.
일부 구현예에서, 필드 래스터 구성요소(500)의 IR/h 비율은 물체 면에 있는 물체 필드의 비율 IRf/hf과 상이할 수 있다. 예를 들어, 어떤 구현예에서, IR/h < IRf/hf (예를 들어, IRf/hf 는 약 1.05 IR/h 이상, 약 1.10 IR/h 이상, 약 1.15 IR/h 이상, 약 1.20 IR/h 이상, 약 1.25 IR/h 이상)이다. 대안적으로, 일부 구현예에서, IR/h > IRf/hf(예를 들어, IRf/hf 는 약 0.95 IR/h 이하, 약 0.90 IR/h 이하, 약 0.85 IR/h 이하, 약 0.80 IR/h 이하)이다.
일반적으로, 필드 래스터 구성요소들의 크기는 물체 필드의 크기에 비해 상이할 수 있다. 통상적으로, 필드 래스터 구성요소들의 크기는 물체 필드의 바람직한 크기 및 일루미네이션 시스템의 배율에 의존한다. 일부 구현예에서, 필드 래스터 구성요소들의 크기는 물체 필드보다 더 작고, 필드 래스터 구성요소들의 이미지는 확대된다. 예를 들어, 필드 래스터 구성요소들의 이미지는 약 1.5X 이상 (예를 들어, 약 2X 이상, 약 4X 이상, 약 8X 이상)까지 확대될 수 있다.
일부 구현예에서, 필드 래스터 구성요소들은 약 10 mm 이상 (예를 들어, 약 14 mm 이상, 약 20 mm 이상, 약 30 mm 이상, 약 45 mm 이상, 약 57 mm 이상, 약 73 mm 이상)의 폭을 갖는다. 어떤 구현예에서, 필드 래스터 구성요소들은 약 0.5 mm 이상(예를 들어, 약 1 mm 이상, 약 1.6 mm 이상, 약 2.5 mm 이상, 약 3.2 mm 이상, 약 4.2 mm 이상, 약 6.1 mm 이상)의 높이(h)를 갖는다.
전술과 같이, 일반적으로 각각의 필드 래스터 구성요소에 대해서 IR 및 OR은 동일할 수도 상이할 수도 있다. 일부 구현예에서, IR 및/또는 OR은 약 10 mm 이상 (예를 들어, 약 15 mm 이상, 약 20 mm 이상, 약 32 mm 이상, 약 38 mm 이상, 약 46 mm 이상, 약 56 mm 이상, 약 70 mm 이상)이다.
예시로서, 일부 구현예에서, 필드 래스터 구성요소들은 약 14 mm의 폭, 약 1 mm의 높이, 및 약 15 mm의, 대략적으로 OR과 동일한 IR을 갖는다.
각각의 래스터 구성요소의 형상은, 상업적으로 입수가능한 광학적 디자인 소프트웨어(예를 들어, ORA(Pasadena, CA)로부터의 Code V)와 같은 광학적 디자인 소프트웨어를 사용하여 실행될 수 있는, 광학적 디자인 원리를 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 일루미네이션 시스템의 전체적인 디자인이 이미 알려져 있는 경우, 광학적 디자인 원리가 사용되어 맞춤 파라미터로서 필드 래스터 구성요소들의 하나 이상의 크기를 사용하여 물체 필드 형상에 기반한 필드 래스터 구성요소들에 대한 최적의 형상을 발견할 수 있다. 환상 구획 형상의 구성요소들에 대한 예시적인 맞춤 파라미터들은 비율 IR/w, h/w, IR/h 및 그들의 역을 포함한다. 물체 필드 형상의 상응하는 파라미터의 값은 최적화 알고리즘에 대한 출발 값으로서 사용될 수 있고, 이는 이어서 파라미터에 대한 최적 값이 발견될 때까지 변화된다. 한 접근은 필드 면 상으로 일루미네이션 시스템을 통한 물체 필드로부터 후방의 선(ray)을 추적하는 것이다. 각각의 필드 면에서 선 위치의 경계는 그 면의 최적의 형상을 부여한다. 하나 이상의 필드 래스터 구성요소의 형상이 동일한 경우(예를 들어, 모두가 동일한 형상을 가짐)의 구현예에서, 모든 경계선은 예를 들어 적어도 정사각형 핏트를 사용함으로써 동일한 커브에 의해 핏트될 수 있다. 예시로서, 각각의 필드 래스터 구성요소의 내부 및/또는 외부 곡률 반경은 적어도 정사각형 핏 트로 결정될 수 있다.
일반적으로, 하나 이상의 맞춤 파라미터가 사용되어 각각의 필드 래스터 구성요소의 형상을 결정할 수 있다.
환상 구획 형상을 갖는 필드 래스터 구성요소들이 기재되었지만, 기타 호-형상의 필드 래스터 구성요소들도 또한 고려된다. 예를 들어, 도 5B와 관련하여, 일부 구현에에서, 필드 래스터 구성요소(510)의 내부 엣지의 곡률 반경(IR510)은 외부 엣지의 곡률 반경(OR510)과 상이할 수 있다. IR510/OR510 또는 OR510/IR510의 비율은 최적의 필드 래스터 구성요소 형상을 결정하기 위한 맞춤 파라미터로서 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, IR510 > OR510이다. 대안적으로, 어떤 구현예에서, OR510 > IR510 이다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 필드 래스터 구성요소들의 내부 및/또는 외부 엣지는 원형 형상으로부터 벗어날 수 있다. 즉, 환상 구획이 아닌 호-형상의 필드 래스터 구성요소들 또한 가능하다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 필드 래스터 구성요소들의 내부 및/또는 외부 엣지는 상기 구성요소의 폭을 따라 변하는 곡률 반경을 가질 수 있다. 예시로서, 도 5C와 관련하여, 일부 구현예에서, 필드 래스터 구성요소(520)는 상기 필드 래스터 구성요소의 폭을 따라 변하는 외부 반경을 가진다. 예를 들어, 외부 반경(OR520)은, 필드 래스터 구성요소(520)의 대칭 면에서, 상기 필드 래스터 구성요소의 엣지에 더 가까운 외부 반경(OR'52O)보다 더 크다. 필드 래스터 구성요소(520)에 대하여, 내부 엣지의 형상은 외부 엣지의 형상과 동일하다.
추가의 예로는 도 5D에 도시된 필드 래스터 구성요소(530)를 들 수 있고, 여기서 내부 엣지 및 외부 엣지 양자는 상기 구성요소의 폭에 따라 변하는 곡률 반경을 갖는다. 그러나, 여기에서, 내부 엣지의 형상은 외부 엣지의 형상과 상이하다.
또한, 예시적인 필드 래스터 구성요소들(500, 510, 520, 및 530) 모두는 대칭 면을 갖지만, 비대칭 필드 래스터 구성요소들도 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 다항식 함수가 사용되어 필드 래스터 구성요소들에 대한 최적의 형상을 결정할 수 있다. 예를 들어, 다항식 계수가 최적화 알고리즘에서 맞춤 파라미터로서 사용되어 최적의 구성요소 형상을 결정할 수 있다. 따라서, 래스터 필드 구성요소의 내부 및/또는 외부 엣지는 다항식 함수(예를 들어, 2차 이상의 핏팅 함수)에 상응할 수 있다.
또한, 환형의 구획으로서 성형된 물체 필드에 대한 필드 래스터 구성요소들의 형상을 측정하기 위한 원리가 기재되었지만, 이들 원리는 다른 물체 필드 형상들, 예컨대 직사각형 물체 필드, 원형 물체 필드, 및/또는 타원형 물체 필드에 대해서 적용될 수 있다.
많은 구현예들이 기재되었다. 다른 구현예들은 하기 특허청구범위에 있다.

Claims (45)

  1. 마이크로리소그래피 도구의 일루미네이션 장치를 포함하는 장치로서,
    상기 일루미네이션 장치는 복수의 구성요소(element)들을 포함하는 제1 구성부품(component)을 포함하고,
    여기서, 상기 장치의 가동 도중, 상기 구성요소들이 광학 경로를 따른 소스로부터 방사를 투영 대물렌즈의 물체 면에 있는 호-형상의 물체 필드로 보내고, 상기 구성요소들의 하나 이상이 상기 물체 필드의 호-형상과 상이한 커브된 형상을 가지며,
    상기 제1 구성부품의 상기 하나 이상의 커브-형상 구성요소가 환형의 구획으로서 성형되고 또한 일정한 곡률 반경(IR), 및 높이(h)을 갖는 내부 엣지를 갖고, 상기 호-형상의 물체 필드가 환형의 구획으로서 성형되고 또한 일정한 곡률 반경(IRf), 및 높이(hf)을 갖는 내부 엣지를 갖고, 비율 IR/h가 비율 IRf/hf와 상이한 것인, 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 구성요소들이 반사 구성요소들인 것인, 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 구성부품이 상기 복수의 반사 구성요소들을 지지하는 것인, 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 구성부품이 필드 래스터 플레이트(field raster plate)인 것인, 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 일루미네이션 장치가 상기 물체 면에 상기 제1 구성부품의 각각의 구성요소를 이미지하도록 구성된 것인, 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 물체 면에서 각각의 구성요소의 각각의 이미지의 형상이 상기 구성요소의 형상에 대해 왜곡된 것인, 장치.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 물체 면에서 각각의 구성요소의 각각의 이미지의 형상이 상기 물체 필드과 동일한 것인, 장치.
  8. 청구항 5에 있어서, 각각의 구성요소의 상기 이미지가 상기 호-형상의 물체 필드에서 오버랩하여, 상기 이미지들이 상기 호-형상의 물체 필드를 채우도록 한 것인 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 각각의 구성요소의 상기 형상이, 상기 물체 필드에서 상기 방사의 에너지 프로파일이 하나 이상의 방향을 따라서 가우스형(Gaussian) 또는 사다리꼴 형상을 갖도록 선택되는 것인, 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 방향이, 상기 마이크로리소그래피 도구의 가동 도중 상기 물체 면에 위치된 레티클의 스캔 방향에 상응하는 것인, 장치.
  11. 청구항 5에 있어서, 각각의 구성요소의 이미지가 확대된 이미지인 것인, 장치.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 구성부품의 각각의 구성요소가 동일한 형상을 갖는 것인, 장치.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 구성부품의 상기 구성요소들의 적어도 일부가 상이한 형상을 갖는 것인, 장치.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 구성부품의 상기 구성요소들의 모두가 상기 물체 필드의 형상과 상이한 커브된 형상을 갖는 것인, 장치.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 구성부품의 구성요소들의 한 쌍 이상이 동일한 형상을 갖는 인접한 엣지를 갖는 것인, 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제1 구성부품이 구성요소들의 복수의 그룹을 포함하고, 여기서 각각의 그룹에서 구성요소들의 각각의 쌍의 인접한 엣지가 동일한 형상을 갖는 것인, 장치.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 인접한 엣지가 동일한 곡률 반경을 갖는 원형 엣지인 것인, 장치.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 하나 이상의 커브-형상 구성요소가 호-형상의 구성요소인 것인, 장치.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 구성부품의 상기 하나 이상의 커브-형상 구성요소가 환형의 구획으로서 성형되고 또한 일정한 곡률 반경(IR), 및 폭(w)을 갖는 내부 엣지를 갖고, 상기 호-형상의 물체 필드가 환형의 구획으로서 성형되고 또한 일정한 곡률 반경(IRf), 및 폭(Wf)을 갖는 내부 엣지를 갖고, 비율 IR/w가 비율 IRf/wf와 상이한 것인, 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, IR/w < IRf/wf 인 것인, 장치.
  21. 청구항 19에 있어서, IR/w > IRf/wf 인 것인, 장치.
  22. 삭제
  23. 청구항 1에 있어서, IR/h < IRf/hf 인 것인, 장치.
  24. 청구항 1에 있어서, IR/h > IRf/hf 인 것인, 장치.
  25. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 구성부품의 상기 하나 이상의 커브-형상 구성요소가 환형의 구획으로서 성형되고 또한 높이(h) 및 폭(w)를 갖고, 상기 호-형상의 물체 필드가 환형의 구획으로서 성형되고 또한 높이(hf) 및 폭(Wf)를 갖고, 비율 h/w가 비율 hf/Wf와 상이한 것인, 장치.
  26. 청구항 25에 있어서, h/w < hf/wf인 것인, 장치.
  27. 청구항 25에 있어서, h/w > hf/wf인 것인, 장치.
  28. 청구항 1에 있어서, 상기 광학 경로를 따라서 상기 제1 구성부품의 구성요소들로부터 반사된 일루미네이션을 상기 물체 면으로 보내도록 구성된 제2 구성부품을 추가로 포함하는, 장치.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 제2 구성부품이, 상기 광학 경로를 따라서 상기 제1 구성부품의 구성요소들로부터 반사된 일루미네이션을 상기 물체 면으로 반사하도록 각각 구성된 복수의 구성요소들을 포함하는 것인, 장치.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 일루미네이션 장치가 상기 제2 구성부품의 각 구성요소로 상기 소스를 이미지하도록 구성된 것인, 장치.
  31. 청구항 28에 있어서, 상기 제2 구성부품의 복수의 구성요소들이 상기 일루미네이션 장치의 출구 퍼필(exit pupil)의 퍼필 필(pupil fill)을 제공하도록 구성된 것인, 장치.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 퍼필 필이 원형, 환형, 쌍극자 또는 4중극자 일루미네이션에 상응하는 것인, 장치.
  33. 청구항 28에 있어서, 상기 제2 구성부품이 퍼필 래스터 플레이트인 것인, 장치.
  34. 청구항 28에 있어서, 상기 제2 구성부품 및 상기 물체 면 사이의 상기 광학 경로에는 어떠한 추가적인 반사 구성요소들도 존재하지 않는 것인, 장치.
  35. 청구항 28에 있어서, 상기 광학 경로에 하나 이상의 추가적인 반사 구성요소를 추가로 포함하는, 장치.
  36. 청구항 35에 있어서, 상기 하나 이상의 추가적인 반사 구성요소가 그레이징 입사 미러인 것인, 장치.
  37. 청구항 35에 있어서, 상기 하나 이상의 추가적인 반사 구성요소가 노멀 입사 미러인 것인, 장치.
  38. 청구항 1에 있어서, 상기 일루미네이션 장치는 반사 일루미네이션 장치인 것인, 장치.
  39. 청구항 1에 있어서, 상기 소스가 상기 일루미네이션 장치에 파장 λ에서 방사를 제공하도록 구성되고, 여기서 λ가 200 nm 이하인 것인, 장치.
  40. 청구항 39에 있어서, λ가 1 nm 내지 100 nm 인 것인, 장치.
  41. 청구항 1 기재의 장치를 포함하는, EUV 마이크로리소그래피 도구.
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
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