KR101528397B1 - 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 - Google Patents

마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 Download PDF

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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

투영 광 빔(34)을 생성하도록 구성된 광원(30), 광원(30)과 동공 면(84) 사이에 배치되는 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)를 포함하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템. 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과가 회절 광학 요소들(42, 44; 242, 244)상의 투영 광 빔(34)에 의해 조사되는 광 필드(110)의 위치에 좌우된다. 변위 메커니즘(54, 64)이 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경한다. 변위 메커니즘(54, 64)의 도움으로 획득될 수 있는 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 광 필드(110)가 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)의 양쪽에 걸쳐 연장한다. 이것은 간단한 방식으로 연속적으로 변화될 수 있는 조명 설정들을 생성할 수 있게 한다.

Description

마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 {ILLUMINATION SYSTEM OF A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 일반적으로, 마이크로리소그래피 노광 장치내의 마스크를 조명하기 위한 조명 시스템에 관한 것이고, 특히 회절 광학 요소가 동공 면(pupil plane)에서의 조사 분포(irradiance distribution)를 규정하는 데 사용되는 그러한 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 그러한 조명 시스템을 작동시키는 방법에 관한 것이다.
마이크로리소그래피(포토리소그래피 또는 간단히 리소그래피로도 칭해짐)는 집적 회로, 액정 디스플레이 및 다른 미세구조의 장치들의 제조를 위한 기술이다. 마이크로리소그래피의 공정은, 에칭의 공정과 함께, 기판, 예컨대 실리콘 기판상에 형성된 박막 스택(stack)내의 피쳐(feature)를 패터닝하는데 사용된다. 제조의 각 층에서, 웨이퍼가 먼저, 원자외선(deep ultraviolet; “DUV”)광과 같은, 방사(radiation)에 감응하는 재료인 포토레지스트(photoresist)로 코팅된다. 다음으로, 상부에 포토레지스트를 가진 웨이퍼가 투영 노광 장치의 투영 광에 노광된다. 상기 장치는, 웨이퍼가 마스크 패턴에 의해 결정되는 일정한 위치에서만 노광되도록, 패턴을 포함하는 마스크를 포토레지스트상으로 투영한다. 노광 후에는, 포토레지스트가 현상되어 마스크 패턴에 대응하는 이미지를 생성한다. 그 다음에, 에칭 공정이 패턴을 웨이퍼상의 박막 스택내로 전사한다. 최종적으로, 포토레지스트가 제거된다. 상이한 마스크들을 가진 이러한 공정의 반복이 다층 미세구조 부품이라는 결과를 가져온다.
투영 노광 장치는 일반적으로, 마스크를 조명하기 위한 조명 시스템, 마스크를 정렬하기 위한 마스크 스테이지(mask stage), 투영 오브젝티브(projection objective) 및 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼를 정렬하기 위한 웨이퍼 정렬 스테이지를 포함한다. 조명 시스템은, 예컨대, 직사각형 또는 굽어진 슬릿(slit)의 형태를 가질 수 있는 마스크상의 필드(field)를 조명한다.
현재의 투영 노광 장치에 있어서, 2개의 상이한 타입의 장치들 사이에 구별이 이루어질 수 있다. 하나의 타입에 있어서, 웨이퍼상의 각각의 표적 부분이, 전체의 마스크 패턴을 표적 부분상으로 한꺼번에 노광시키는 것에 의해, 조사된다. 그러한 장치는 공통적으로 웨이퍼 스테퍼(stepper)로 칭해진다. 스탭-앤드-스캔(step-and-scan) 장치 또는 스캐너로서 공통적으로 칭해지는 다른 타입의 장치에 있어서, 각각의 표적 부분은, 주사 방향을 따르는 투영 빔 하에서, 이러한 방향에 나란하거나 나란하지 않게 기판을 동기적으로 이동시키면서, 마스크 패턴을 순차 주사하는 것에 의해 조사된다.
“마스크”(또는 레티클(reticle ))이라는 용어는 패터닝 수단으로서 널리 해석된다는 것이 이해되어진다. 공통적으로 사용되는 마스크들은 투과성 또는 반사성 패턴들을 포함하고, 예컨대, 둘의, 교호의 위상-시프트, 희박 위상-시프트, 또는 다양한 혼성의 마스크 타입일 수 있다. 하지만, 활성 마스크들, 예컨대, 프로그램 가능한 미러 어레이로서 실현되는 마스크들이 또한 있다. 또한 프로그램 가능한 LCD 어레이들이 활성 마스크들로서 사용될 수 있다.
미세구조의 장치를 제조하기 위한 기술이 진보함에 따라, 조명 시스템에 대한 여전히 증가하는 요구들이 또한 있다. 이상적으로, 조명 시스템은 잘 규정된 조사 및 각도 분포를 갖는 투영 광으로 마스크상의 조명되는 필드의 각 포인트를 조명한다. 각도 분포라는 용어는, 마스크 평면의 특정 포인트쪽으로 수렴하는 광 다발의 총 광 에너지가 광 다발을 구성하는 광선들의 다양한 방향들 사이에 분포되는 방식을 기술한다.
마스크에 충돌하는 투영 광의 각도 분포는 보통 포토레지스트상으로 투영될 패턴의 종류에 순응된다. 예를 들어, 상대적으로 큰 크기의 피쳐들은 작은 크기의 피쳐들과는 상이한 각도 분포를 요구할 수 있다. 가장 공통적으로 사용되는 투영 광의 각도 분포들은 일반적인, 고리 모양의, 쌍극자 또는 4극자 조명 설정으로 칭해진다. 이러한 용어들은 조명 시스템의 동공 면에서의 조사 분포를 일컫는다. 고리 모양의 조명 설정으로, 예컨대, 고리 모양의 영역만이 동공 면에 조명된다. 따라서, 투영 광의 고리 모양의 분포에 존재하는 작은 각도 범위만이 있고, 그것은 모든 광선들이 마스크상으로 유사한 각도들로 비스듬하게 충돌한다는 것을 의미한다.
요구되는 조명 설정을 달성하도록 마스크에서의 투영 광의 각진 조사 분포를 변형시키기 위해 상이한 수단들이 당업계에 알려져 있다. 가장 단순화된 경우에 있어서, 하나 이상의 애퍼쳐(aperture)를 포함하는 조리개(stop)(다이어프램)는 조명 시스템의 동공 면에 위치된다. 동공 면에서의 위치들이 마스크 면과 같은 푸리에 관련 필드 면에서의 각도로 해석되기 때문에, 동공 면에서의 애퍼쳐(들)의 크기, 형태 및 위치는 마스크 면에서의 각진 분포를 결정한다. 하지만, 조명 설정의 임의의 변경은 조리개의 교체를 요구한다. 이것은 조명 설정의 정밀 조정을 어렵게 만드는데, 그 이유는 이것이 다소 상이한 크기들, 형태들 또는 위치들을 가진 애퍼쳐(들)을 갖는 매우 많은 수의 조리개들을 요구할 것이기 때문이다. 또한, 조리개들의 사용은 불가피하게 광 손실을 초래하고 따라서 장치의 쓰루풋(throughput)을 감소시킨다.
조리개들에 의해 유발되는 광 손실은, 회절 광학 요소들이 조명 설정의 동공 면에서의 특정 조사 분포를 생성하는데 사용뒤는 경우에, 회피된다. 회절 광혹 요소와 동공 면 사이에 배치되는 액시콘(axicon) 요소들의 쌍 또는 줌 렌즈와 같은 조정 가능한 광학 요소들에 의해, 적어도 일정한 범위로, 조사 분포가 변형될 수 있다.
동공 면에서의 상이한 조사 분포들을 생성하는 데 있어서 최대의 유연성은, 미러 어레이들이 회절 광학 요소들을 대신하여 사용될 때 얻어진다. 예를 들어, EP 1 262 836 A1은 1000개보다 많은 현미경 미러들을 포함하는 마이크로-전기기계 시스템(micro-electromechanical system; “MEMS”)로서 실현되는 미러 어레이의 사용을 제안한다. 각각의 미러들은 서로 수직한 2개의 상이한 평면에서 틸트(tilt)될 수 있다. 따라서, 그러한 미러 디바이스에 입사하는 방사는 (실질적으로) 임의의 요구되는 반구형의 방향으로 반사될 수 있다. 미러 어레이와 동공 면 사이에 배치된 집광 렌즈는 미러들에 의해 생성되는 반사 각도들을 동공 면내의 위치들로 변화시킨다. 이러한 종래 기술의 조명 시스템은 복수의 스폿(spot)을 가진 동공 면을 조명할 수 있게 하고, 여기서 각각의 스폿은 하나의 특정한 현미경 미러와 관련되고 이러한 미러를 틸트시키는 것에 의해 동공 면을 가로질러 자유롭게 이동될 수 있다.
유사한 조명 시스템들이 US 2006/0087634 A1, US 7,061,582 B2, WO 2005/026843 A2 및 WO 2010/006687로부터 알려져 있다.
하지만, 미러 어레이의 사용은 복잡한 광학, 기계 및 계산적 솔루션들을 기술적으로 요구하고 필요로 한다.
동공 면에서의 연속 가변 조사 분포를 생성하기 위한 더 간단한 접근법은 회절 효과에 의존하는 위치를 갖는 회절 광학 요소들의 사용이다. 투영 광이 요소에 충돌하는 위치에 따라, 상이한 조사 분포들이 동공 면에서 생성된다. 보통, 투영 광 빔은 고정됨을 유지할 것이고 회절 광학 요소는 변위 메커니즘의 도움으로 변위됨으로써, 투영 광이 요소에 충돌하는 위치를 변경할 것이다. 이러한 종류의 회절 광학 요소들은 미국 산 호세 소재의 테레사 테크놀로지스 주식회사( Tessera Technologies, Inc.)로부터 상업적으로 이용 가능하다.
하지만, 그러한 회절 광학 요소들에 의해서는 또한, 동공 면에서의 상이한 조사 분포들을 생성하기 위한 유연성이 매우 한정된다. 기껏해야, 이러한 조사 분포를 변형시키는데, 즉 회절 광학 요소를 하나의 방향을 따라 이동시키고 그것을 직교 방향을 따라 이동시키는 데 사용될 수 있는 2개의 가용한 자유도가 있다; 광학 축을 따라 회절 광학 요소를 변위시키는 것은 조사 분포에 대한 매우 적은 효과만을 갖는다.
줌 렌즈들 및 액시콘 요소들과 같은 변위 가능한 광학 요소들에 의해 제공되는 추가적인 유연성에 의해서조차도, 연속 가변 조사 분포를 동공 면에 생성하기 위한 증가된 유연성에 대한 필요가 남는다.
따라서, 본 발명의 목적은, 조명 시스템의 동공 면에 간단한 방식으로 연속 가변 조사 분포를 생성할 수 있게 하는 조명 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 조작자로 하여금 조명 시스템의 동공 면에 간단한 방식으로 연속 가변 조사 분포를 생성할 수 있게 하는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템을 작동시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은, 투영 광 빔을 생성하도록 구성된 광원, 동공 면, 광학 축, 및 제1 및 제2 회절 광학 요소를 포함하는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템에 의해 달성된다. 상기 회절 광학 요소 요소들은 광원과 동공 면 사이에 배치됨으로써, 동공 면에서의 투영 광의 조사 분포(irradiance distribution)가 회절 광학 요소들에 의해 생성되는 회절 효과들에 좌우된다. 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과가 회절 광학 요소들상의 투영 광 빔에 의해 조사되는 광 필드(light field)의 위치에 좌우된다. 조명 시스템은 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경하도록 구성되는 변위 메커니즘(displacement mechanism)을 더 포함한다. 변위 메커니즘의 도움으로 획득될 수 있는 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 광 필드가 제1 및 제2 회절 광학 요소의 양쪽에 걸쳐 연장한다.
본 발명은, 투영 광 빔이 어느 순간에 하나만이 아닌 2개 이상의 회절 광학 요소들에 충돌하는 경우에, 가능성 있는 조사 분포들의 범위가 현저히 증가할 수 있다는 개념에 기초한다. 동공 면에서의 조사 분포는, 그렇다면, 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치에 좌우될 것이다. 적어도 하나의 자유도가 각각의 회절 광학 요소와 관련되기 때문에, 본 발명은 동공 면에서의 조사 분포를 변화사키기 위해 적어도 2개의 독립적인 자유도를 제공한다.
이것은, 변위 메커니즘이 각각의 회절 광학 요소를 독립적으로 변위시킬 수 있다는 것을 반드시 의미하지는 않는다. 조명 시스템이, 회절 광학 요소들의 순간적으로 정지되는 경우에, 광 필드의 위치를 변경시키도록 구성되는 빔 스티어링 장치(beam steering device)를 포함하면, 2개의 회절 광학 요소들 중 하나만을 고정된 위치에 남아 있는 다른 하나에 대해 변위시킬 수 있도록, 변위 메커니즘을 구성하기에 충분하다. 그러한 빔 스티어링 장치는, 광학 요소, 특히 렌즈 또는 미러를 틸트, 변위 또는 변형시키도록 구성되는 액츄에이터(actuator)를 포함할 수도 있다.
많은 경우에 있어서, 변위 메커니즘이, 조명 시스템의 제어 유닛으로부터의 입력 명령에 응답하여 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경하도록 구성된 모터로 구동되는 메커니즘인 경우에, 유리할 것이다. “모터”라는 용어는 넓게 이해되어야 한다: 그것은 외부 에너지원을 이용하는 임의의 종류의 액츄에이팅 장치를 포함하고, 예컨대, 전기식, 공압식, 또는 압전식 모터를 포함한다. 모터로 구동되는 메커니즘에 의해서, 동공 면에서의 조사 분포가, 회절 광학 요소들을 수동으로 조정할 필요 없이 매우 신속하게 변화될 수 있다. 원칙적으로, 하지만, 변위 메커니즘은 또한, 조작자가 회절 광학 요소들에 기계적으로 연결된 레버 또는 임의의 다른 종류의 작동 요소를 수동으로 조작하는 경우에, 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경시키도록 구성된 수동으로 구동되는 메커니즘일 수도 있다.
투영 광 빔이 조명 시스템의 광학 축에 나란히 전파하는 경우에, 변위 메커니즘은, 광학 축에 수직하거나 적어도 나란하지 않은 변위 방향을 따라 적어도 하나의 회절 광학 요소를 변위시키도록 구성되어야 한다. 그런 다음에만, 적어도 하나의 회절 광학 요소의 변위가, 적어도 하나의 회절 광학 요소상의 투영 광 빔에 의해 조사되는 광 필드의 위치가 변경되는 요구되는 효과를 가질 것이다.
그러한 조건하에서, 적어도 하나의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과들이 변위 방향을 따르는 광 필드의 위치에 따라 변화된다.
회절 광학 요소들이 실질적으로 평면의 요소들인 경우에, 그것들은 동일한 평면 또는 나란한 평면들에서 연장될 수 있다.
대부분의 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소는, 변위 메커니즘의 도움으로 획득될 수 있는 상호 공간 배치들 중 적어도 하나, 바람직하게는 모두에 있어서, 제1 회절 광학 요소상에 충돌한 투영 광이 제2 회절 광학 요소상에 충돌하지 않도록, 배치된다. 환언하면, 일반적으로 제1 회절 광학 요소에 충돌하는 투영 광 및 제2 회절 광학 요소에 충돌하는 투영 광이 있을 것이지만, 양쪽의 회절 광학 요소들에 충돌하는 투영 광은 없다. 그러면, 동공 면에서의 조합된 조사 분포는, 광 필드내에 놓이는 제1 및 제2 회절 광학 요소의 그 부분들에 의해 개별적으로 생성되는 조사 분포들의 중첩일 것이다.
변위 메커니즘의 도움으로 획득될 수 있는 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 제1 회절 광학 요소에 충돌하는 투영 광이 제2 회절 광학 요소에도 충돌하면, 동공 면에서의 조합된 조사 분포가 - 2개의 회절 광학 요소들 중 겹쳐진 부분에 대해서 - 중첩은 아닐 것이지만, 제1 및 제2 회절 광학 요소에 의해 생성되는 개별적인 조사 분포들의 소용돌이일 것이다. 제1 및 제2 광학 요소의 상호 공간 배치를 변경하는 것에 의해, 이러한 소용돌이를 요구되는 바와 같이 변형할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소는 동일하다. 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과는, 하나의 변위 방향을 독점적으로 따르는, 광 필드의 위치에 따라 변화된다. 회절 광학 요소들 중 하나는 광학 축에 나란한 축 주위로 180°만큼 회절 광학 요소를 회전시키는 것에 의해 획득되는 배향으로 장착된다.
그러한 미러 대칭 회절 효과들을 갖는 2개의 회절 광학 요소들에 의해, 하나의 자유도만이 있고, 따라서 동공 면에서의 상이한 조사 분포들을 생성하기 위한 유연성이 감소된다. 하지만, 그러한 일 실시예에 있어서, 변위 방향을 따르는 광 필드의 위치의 작은 변경은, 동공 면에서의 조사 분포에 대한 매우 적은 효과를 가지는데 그 이유는, 하나의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과의 변화가 다른 회절 광학 요소에 의해 생성되는 반대 효과(counter effect)에 의해 보상되기 때문이다.
이것은 광 필드의 위치가 충분히 안정화될 수 없는 그 경우들에서 중요하다. 광 필드의 진동 운동은 조명 시스템들에서 광원으로서 사용되는 레이저들에 의해 유발될 수 있다. 레이저에 의해 방출되는 광의 방향 및 또한 발산은, 완전하게 안정화되지 않으며, 빔 배달 경로의 긴 거리에 걸쳐(20 미터까지), 매우 작은 파동조차 회절 광학 요소들에 걸친 광 필드의 현저한 시프트(shift)를 초래한다. 회절 광학 요소들의 미러 대칭 배치에 의해, 그러한 파동에 대항하여 동공 면에서의 조사 분포의 민감도가 현저히 감소된다.
변위 방향에 수직한 방향을 또한 따르는 그러한 파동들에 의해 유발되는 역효과들을 억제하기 위해서는, 광 필드가, 제1 및 제2 회절 광학 요소의 높이의 합계보다 적어도 5%, 바람직하게 적어도 20% 더 낮은, 변위 방향에 그리고 광학 축에 수직한 높이를 갖도록, 회절 광학 요소들을 설계하는 것이 보통 적절하다.
몇몇의 실시예들에 있어서, 조명 시스템은, 투영 광 빔에 대한 회절 광학 요소들의 공간 배치가 광학 축을 포함하지 않는 2개의 직교 방향을 따라 변경될 수 있도록, 구성된다. 투영 광 빔에 대한 회절 광학 요소들의 공간 배치를 변경하기 위해서, 회절 광학 요소들 중 어느 쪽이든 그 자신들이 변위 메커니즘의 도움으로 변위될 수 있고, 또는 투영 광 빔이, 예컨대 빔 스티어링 장치를 이용하여 그 자신의 전파 방향을 변경하는 것에 의해 이동된다. 양쪽의 경우에 있어서, 광 필드가 어느 순간에 연장되는 회절 광학 요소들의 부분들의 면적을 변화시킬 수 있다. 이것은, 결국, 회절 광학 요소들 사이에 분포되는 광 에너지의 비율에 영향을 준다.
예를 들어, 적어도 하나의 상호 공간 배치에 있어서, 광 필드는 제1 회절 광학 요소의 제1 부분에 걸쳐 그리고 제2 회절 광학 요소의 제2 부분에 걸쳐 연장되며, 여기서, 제1 및 제2 부분의 면적들은 상이하다. 투영 광 빔이 그 자신의 직경을 가로지르는 대칭 조사 분포를 갖는다고 가정하면, 제1 및 제2 회절 광학 요소에 충돌하는 광량은 상이할 것이다. 따라서, 각각의 회절 광학 요소에 관련되는 조사 분포들이 또한, 상이한 광 에너지의 양들을 포함할 것이다.
변위 메커니즘은 광학 축을 포함하지 않는 2개의 직교 방향들을 개별적으로 따라 회절 광학 요소들을 변위시키도록 또한 구성될 수도 있다.
몇몇의 실시예들에 있어서, 제1 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과는 고리의 형태를 갖는 동공 면에서의 조사 분포를 초래하며, 여기서 고리의 폭은 제1 회절 광학 요소상의 광 필드의 위치에 좌우된다. 제2 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과는 2개의 극(pole)을 포함하는 동공 면에서의 조사 분포를 초래하며, 여기서 폴들의 크기는 제2 회절 광학 요소상의 광 필드의 위치에 좌우된다. 광 필드가 제1 및 또한 제2 회절 광학 요소에 걸쳐 연장된다면, 조합된 효과는 고리 모양의 그리고 쌍극자 조명 설정의 중첩일 것이다.
회절 광학 요소들과 동공 면 사이에 배치된 적어도 하나의 추가적인 광학 요소가 있을 수 있다. 조명 시스템의 광학 축을 따라 적어도 하나의 광학 요소를 변위시키도록 구성된 추가적인 변위 메커니즘이 제공될 수 있다. 광학 요소는, 예컨대, 렌즈 또는 액시콘 요소에 의해 형성될 수 있다. 그러면, 종래 기술에서 그와 같이 알려져 있듯이, 광학 축을 따라 하나 이상의 광학 요소들을 추가적으로 이동시키는 것에 의해 동공 면에서의 조사 분포를 변형시킬 수 있다.
조명 시스템은 제3 회절 광학 요소를 또한 포함할 수 있다. 그러면, 광 필드가 제1, 제2 및 또한 제3 회절 광학 요소에 걸쳐 연장하는 적어도 하나의 상호 공간 배치에 있을 수 있다. 동공 면에서의 결과는, 제1, 제2 및 제3 회절 광학 요소에 의해 생성되는 조사 분포의 중첩일 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기한 목적은, 투영 광 빔을 생성하도록 구성된 광원, 동공 면, 광학 축, 및 제1 및 제2 회절 광학 요소를 포함하는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템에 의해 달성된다. 상기 회절 광학 요소 요소들이 광원과 동공 면 사이에 배치됨으로써, 동공 면에서의 투영 광의 조사 분포가 회절 광학 요소들에 의해 생성되는 회절 효과들에 좌우된다. 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과는, 투영 광이 회절 광학 요소들상에 충돌하는 위치에 좌우된다. 조명 시스템은, 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경하도록 구성되는 변위 메커니즘을 더 포함한다. 변위 메커니즘의 도움으로 획득될 수 있는 상기 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 제1 회절 광학 요소상에 충돌한 투영 광이 제2 회절 광학 요소상에 또한 충돌한다.
본 발명의 이러한 양태에 따른 조명 시스템은, 상기 개괄했었던 동일한 일반적 개념에 기초한다. 가능성 있는 조사 분포들의 범위는, 투영 광 빔이 2개 이상의 회절 광학 요소들에 계속해서 충돌하는 경우에, 현저히 증대될 수 있다. 동공 면에서의 조사 분포는 그러면, 제1 및 제2 회절 광학 요소에 의해 생성되는 개별적인 조사 분포들의 소용돌이로서 기술될 수 있다. 제1 및 제2 광학 요소의 상호 공간 배치를 변경하는 것에 의해 이러한 소용돌이를 요구되는 바와 같이 변형할 수 있다. 적어도 하나의 자유도가 각각의 회절 광학 요소와 관련되기 때문에, 이러한 양태에 따른 본 발명은, 동공 면에서의 조사 분포를 변화시키기 위해 적어도 2개의 독립적인 자유도를 또한 제공한다.
방법에 관하여, 상기 목적은 다음의 단계들을 포함하는 방법에 의해 달성된다:
a) 조명 시스템을 제공하는 단계로서,
i) 동공 면,
ii) 광학 축,
iii) 제1 및 제2 회절 광학 요소를 포함하는 상기 조명 시스템을 제공하는 단계로서,
-- 회절 광학 요소들이 광원과 동공 면 사이에 배치됨으로써, 동공 면에서의 투영 광의 조사 분포가 회절 광학 요소들에 의해 생성되는 회절 효과들에 좌우되고,
-- 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과가 개개의 회절 광학 요소상의 투영 광 빔에 의해 조사되는 광 필드의 위치에 좌우되는, 단계,
b) 투영 광 빔을 생성하는 단계;
c) 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경하는 단계;
여기서, 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 광 필드가 제1 및 제2 회절 광학 요소의 양쪽에 걸쳐 연장한다.
본 발명에 따른 방법과 관련된 장점들 및 기술적 효과들에 관하여, 본 발명에 따른 조명 시스템의 상기한 설명이 참조된다.
적어도 하나의 광학 요소가 광학 축에 수직한, 또는 적어도 나란하지 않은 변위 방향을 따라 변위될 수 있다.
적어도 하나의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과가, 변위 방향을 따라, 광 필드의 위치에 따라, 변화될 수 있다.
광 필드에 대한 회절 광학 요소들의 공간 배치는, 광학 축을 포함하지 않는 2개의 직교 방향들을 따라 변경될 수 있다. 이것은 광학 축을 포함하지 않는 2개의 직교 방향들을 따라 회절 광학 요소들을 변위시키는 것에 의해 달성될 수 있다.
그러면, 적어도 하나의 상호 공간 배치에 있어서, 광 필드가 제1 회절 광학 요소의 제1 부분에 걸쳐 그리고 제2 회절 광학 요소의 제2 부분에 걸쳐 연장할 수 있고, 상기 제1 및 제2 부분의 면적들이 상이하다.
광 필드는 빔 스티어링 장치를 이용하여 투영 광을 스티어링하는 것에 의해 이동될 수 있다.
조명 시스템은 제3 회절 광학 요소를 포함할 수 있고, 그곳에는 광 필드가 제1, 제2 및 제3 회절 광학 요소에 걸쳐 연장하는 적어도 하나의 상호 공간 배치에 있을 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 목적은 다음의 단계들을 포함하는 방법에 의해 달성된다:
a) 조명 시스템을 제공하는 단계로서,
i) 동공 면,
ii) 광학 축,
iii) 제1 및 제2 회절 광학 요소를 포함하는 상기 조명 시스템을 제공하는 단계로서,
-- 회절 광학 요소들이 광원과 동공 면 사이에 배치됨으로써, 동공 면에서의 투영 광의 조사 분포가 회절 광학 요소들에 의해 생성되는 회절 효과들에 좌우되고,
-- 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과가 개개의 회절 광학 요소상의 투영 광 빔에 의해 조사되는 광 필드의 위치에 좌우되는, 단계,
b) 투영 광 빔을 생성하는 단계;
c) 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경하는 단계;
여기서, 변위 메커니즘의 도움으로 획득될 수 있는, 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 제1 회절 광학 요소에 충돌된 투영 광이 제2 회절 광학 요소에 또한 충돌한다.
정의
“광(light)”이라는 용어는 본 명세서에서, 임의의 전자기 방사(electromagnetic radiation), 특히 가시 광, UV, DUV, VUV 및 EUV 광과 X-선을 나타내는 데 사용된다.
“광선(light ray)”이라는 용어는 본 명세서에서, 전파 경로(path of propagation)가 선(line)에 의해 기술될 수 있는 광을 나타내는 데 사용된다.
“광 다발(light bundle)”이라는 용어는 본 명세서에서, 필드 면(field plane)에서 공통의 기원을 갖는 복수의 광선들을 나타내는데 사용된다.
“광 빔(light beam)”이라는 용어는 본 명세서에서, 특정 렌즈 또는 다른 광학 요소를 통과하는 모든 광을 나타내는데 사용된다.
“위치(position)”라는 용어는 본 명세서에서, 3차원 공간에서 (광과 같은) 무형의 물체 또는 바디(body)의 기준점(reference point)의 장소(location)를 나타내는데 사용된다. 위치는 보통 3개의 데카트르 좌표들의 세트(set)에 의해 표시된다. 배향(orientation) 및 위치는 따라서 3차원 공간에서의 바디의 놓음(placement)을 완전하게 기술한다.
“방향(direction)”이라는 용어는 본 명세서에서, 직선의 공간적 배향을 나타내는데 사용된다. 특정 방향을 따르는 물체의 움직임은 따라서, 물체가 그 선상에서 2개의 반대 방향들로 이동하는 것이 가능케 된다는 것을 의미한다.
“표면(surface)”이라는 용어는 본 명세서에서, 3차원 공간에서 임의의 평면 또는 굽어진 표면을 나타내는데 사용된다. 표면은 바디의 부분일 수 있고, 또는 보통 필드 또는 동공 면의 경우에서처럼, 그로부터 완전하게 분리될 수 있다.
“필드 면(field plane)”이라는 용어는 본 명세서에서, 마스크 면에 광학적으로 결합(conjugate)되는 평면을 나타내는데 사용된다.
“동공 면(pupil plane)”이라는 용어는 본 명세서에서, 마스크 면(mask plane)의 상이한 포인트들을 통과하는 가장자리의 광선들이 교차하는 평면을 나타내는데 사용된다. 보통 당업계에서는, “동공 면”이라는 용어는 또한, 실상 수학적 의미에서의 평면은 아니지만, 다소 굽어져 있어서, 엄밀한 의미로, 동공 면으로서 칭해져야하는 경우에 사용된다.
“광학 래스터 요소(optical raster element)”라는 용어는 본 명세서에서, 여타의 동일하거나 유사한 광학 래스터 요소들과 함께, 각각의 광학 래스터 요소가 복수의 인접한 광학 채널들 중 하나와 관련되도록, 배치되는, 임의의 광학 요소, 예컨대, 렌즈, 프리즘 또는 회절 광학 요소를 나타내는데 사용된다.
“광학 인터그레이터(optical integrator)”라는 용어는 본 명세서에서, 곱
Figure 112012100027232-pct00001
를 증가시키는 광학 시스템을 표시하는데 사용되며, 여기서
Figure 112012100027232-pct00002
는 개구수이고
Figure 112012100027232-pct00003
는 조명되는 필드의 면적이다.
“집광기(condenser)”라는 용어는 본 명세서에서, 2개의 평면들, 예컨대, 필드 면과 동공 면 사이의 푸리에 관계를 (적어도 대략적으로) 확립하는 광학 요소 또는 광학 시스템을 나타내는데 사용된다.
“결합된 면(conjugated plane)”이라는 용어는 본 명세서에서, 그 사이에 이미징(imaging) 관계가 확립되어 있는 평면들을 나타내는데 사용된다. 결합된 면의 개념에 관한 더 많은 정보는, Applied Optics, 1963, vol. 2, no. 12의 1251 내지 1256 페이지의“First-order Design and the
Figure 112012100027232-pct00004
Diagram”이라는 제목의, 이. 델라노(E. Delano)의 소론에 기술되어 있다.
“공간적 조사 분포(spatial irradiance distribution)”라는 용어는 본 명세서에서, 전체의 조사가, 광이 충돌하는 실상 또는 가상의 표면에 걸쳐 어떻게 변화하는가를 나타내는데 사용된다. 보통, 공간적 조사 분포는, x, y가 표면상의 하나의 포인트의 공간 좌표들인, 함수 I s (x, y)에 의해 기술될 수 있다. 필드 면에 적용될 경우, 공간적 조사 분포는 복수의 광 다발에 의해 생성되는 조사들을 반드시 통합한다.
“각을 이룬 조사 분포(angular irradiance distribution)”라는 용어는, 광 다발의 조사가 광 다발을 구성하는 광선들의 각도들에 따라 어떻게 변화하는가를 나타내는데 사용된다. 보통, 각을 이룬 조사 분포는,
Figure 112012100027232-pct00005
가 광선들의 방향들을 기술하는 각좌표(angular coordinate)들인, 함수
Figure 112012100027232-pct00006
에 의해 기술될 수 있다.
본 발명은, 조명 시스템의 동공 면에 간단한 방식으로 연속 가변 조사 분포를 생성할 수 있게 하는 조명 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은, 조작자로 하여금 조명 시스템의 동공 면에 간단한 방식으로 연속 가변 조사 분포를 생성할 수 있게 하는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템을 작동시키는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 특징들 및 장점들이, 첨부 도면들과 결합하여 취해지는 하기의 상세한 설명을 참조하여 즉시로 더 많이 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투영 노광 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 도 1에 도시된 장치의 조명 시스템을 통하는 자오 단면이다.
도 3은 그 상부에 있어서, 도 2에 도시된 조명 시스템에 포함된 제1 회절 광학 요소의 평면도이며, 그 하부에 있어서, 상이한 위치들에서 광 필드로 조사되는 경우에, 제1 회절 광학 요소에 의해 원거리의 필드에서 생성되는 3개의 조사 분포들의 평면도이다.
도 4는 그 상부에 있어서, 도 2에 도시된 조명 시스템에 포함된 제2 회절 광학 요소의 평면도이며, 그 하부에 있어서, 상이한 위치들에서 광 필드로 조사되는 경우에, 제2 회절 광학 요소에 의해 원거리의 필드에서 생성되는 3개의 조사 분포들의 평면도이다.
도 5는, 특정 상호 배치에서 광학 축을 따라 보여지는 경우에, 제1 및 제2 회절 광학 요소에 대한 평면도이다.
도 6은 제1 및 제2 회절 광학 요소의 상이한 상호 공간 배치들로 획득될 수 있는 복수의 상이한 조합된 조사 분포들을 도시힌다.
도 7은 회절 광학 요소들이 2개의 직교 방향들을 따라 변위될 수 있는 제2 실시예에 따른 도 1에 도시된 장치의 조명 시스템을 통하는 자오 단면이다.
도 8a 내지 도 8c는 특정 상호 배치에서 광학 축을 따라, 하지만, 투영 광 빔에 관하여 상이한 상대 위치들로 보여지는 경우에, 제1 및 제2 회절 광학 요소에 대한 평면도들이다.
도 9는, 투영 광 빔에 대한 회절 광학 요소들의 공간 배치가 빔 스티어링 장치에 의해 변화될 수 있는 제3 실시예에 따른 도 1에 도시된 장치의 조명 시스템을 통하는 자오 단면이다.
도 10은 제4 실시예에 따른 특정 상호 배치에서 광학 축을 따라 보여지는 경우에 3개의 회절 광학 요소들에 대한 평면도이다.
도 11은 광학 축을 따라 보여지는 경우에, 제5 실시예에 따른 2개의 겹쳐진 회절 광학 요소들에 대한 평면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 회절 광학 요소들이 미러 대칭 위치 종속의 회절 효과들을 갖는 제6 실시예에 따른 2개의 회절 광학 요소에 대한 평면도들이다.
도 13은 중요한 방법 단계들을 예시하는 흐름도이다.
I.
투영 노광 장치의 일반적인 구조
도 1은 본 발명에 따른 투영 노광 장치(10)의 사시도이고 고도로 간략화된 도면이다. 장치(10)는 투영 광 빔(도시되지 않음)을 생성하는 조명 시스템(12)을 포함한다. 후자는 도 1에서 얇은 선으로 개략적으로 표시되는 복수의 작은 피쳐들(19)에 의해 형성되는 패턴(18)을 포함하는 마스크(16)상의 필드(14)를 조명한다. 이러한 실시예에 있어서, 조명되는 필드(14)는 링 세그먼트(ring segment)의 형태를 갖는다. 하지만, 조명되는 필드(14)의 다른 형태들도, 예컨대, 직사각형도 잘 생각되어 진다.
투영 오브젝티브(projection objective)(20)는, 기판(24)에 의해 지지되는 감광층(22), 예컨대, 포토레지스트(photoresist)상으로 조명되는 필드(14)내의 패턴(18)을 이미징한다. 실리콘 웨이퍼에 의해 형성될 수 있는 기판(24)은, 감광층(22)의 상부면이 투영 오브젝티브(20)의 이미지 면에 정밀하게 위치되도록, 웨이퍼 스테이지(wafer stage)(도시되지 않음)상에 배치된다. 마스크(16)는 마스크 스테이지(도시되지 않음)에 의해 투영 오브젝티브(20)의 오브젝트 면내에 위치된다. 후자가 |β|< 1인 배율 β를 갖기 때문에, 조명되는 필드(14)내의 패턴(18)의 축소된 이미지(18')는 감광층(22)상으로 투영된다.
이러한 실시예에 있어서, 투영 오브젝티브(20)의 설계는, 조명 필드(14)가 투영 오브젝티브(20)의 광학 축(26)을 벗어나 위치되는 것을 요구한다. 다른 타입의 투영 오브젝티브에 의해, 조명되는 필드(14)는 광학 축(26)의 중심에 있을 수 있다.
투영 동안에, 마스크(16) 및 기판(24)은 도 1에 표시된 Y 방향에 대응하는 스캔 방향을 따라 이동한다. 그러면 조명되는 필드(14)가 마스크(16) 위를 스캔하여, 조명되는 필드(14)보다 더 큰 패턴화된 영역이 연속적으로 이미징될 수 있다. 기판(24)과 마스크(16)의 속도들 간의 비율은 투영 오브젝티브(20)의 배율 β와 동등하다. 투영 오브젝티브(20)가 이미지를 역전하는 경우에(β < 0), 마스크(16) 및 기판(24)은 화살표 A1 및 A2에 의해 도 1에 표시되어 있듯이 반대 방향들로 이동한다. 하지만, 본 발명은, 마스크의 투영 동안에 마스크(16) 및 기판(24)이 이동하지 않는 스테퍼 도구에서 또한 사용될 수 있다.
II.
조명 시스템의 일반적인 구조
도 2는 도 1에 도시된 조명 시스템(12)을 통하는 자오 단면이다. 명료성을 위해서, 도 2의 예시는 현저히 단순화되어 있고 정확한 축척은 아니다. 이것은 특히, 상이한 광학 유닛들이 하나로 또는 매우 적은 광학 요소들로 표현되었다는 것을 의미한다. 실제로는, 이러한 유닛들은 상당히 더 많은 렌즈들 그리고 다른 광학 요소들을 포함할 수 있다.
조명 시스템(12)은, 도시된 실시예에 있어서, 엑시머 레이저로서 실현되는 하우징(28) 및 광원(30)을 포함한다. 광원(30)은 약 193 nm의 파장을 갖는 투영 광을 방출한다. 다른 타입의 광원들(30) 및 다른 파장들, 예컨대, 248 nm 또는 157 nm가 또한 잘 생각되어 진다.
도시된 실시예에 있어서, 광원(30)에 의해 방출되는 투영 광은, 확대되고 대체로 시준된 투영 광 빔(34)을 출력하는 빔 확대 유닛(32)으로 들어간다. 투영 광 빔의 직경을 증대시키기 위해서, 빔 확대 유닛(32)은 몇몇의 렌즈들을 포함할 수 있고, 또는 예컨대, 미러 장치로서 실현될 수 있다.
제1의 평면 빔 경로 접이식 미러(36)와 제2의 평면 빔 경로 접이식 미러(38)에서 편향되고 난 후에, 투영 광 빔(34)은, 후속의 동공 면에서 가변의 공간 조사 분포들을 생성하는데 사용되는 동공 규정 유닛(40)에 들어간다. 이러한 목적을 위해서, 동공 규정 유닛(40)은 제1 회절 광학 요소(42)와 제2 회절 광학 요소(44)를 포함한다.
확대된 컷-아웃(cut-out)(46)에서 최적으로 볼 수 있듯이, 각각의 회절 광학 요소들(42, 44)이 공통의 평면 기판(50)상에 형성되는 복수의 미소 회절 구조체들(48)을 포함한다. 회절 광학 요소들(42, 44)은 당업계에서 그와 같이 알려져 있는 바와 같이, 컴퓨터로 생성된 홀로그램(computer generated holograms; “CGH”)으로서 실현될 수 있다. 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 광학 특성들은 도 3 및 4를 참조하여 하기에서 더 설명될 것이다.
회절 광학 요소들(42, 44)은 조명 시스템(12)의 광학 축(OA)에 직교하는 평면들내에서 연장된다. 이러한 실시예에 있어서, 2개의 평면들이 광학 축(OA)을 따라 다소 변위되지만, 공통의 평면에 회절 광학 요소들(42, 44)을 배치하는 것이 또한 예견될 수 있다. 2개의 회절 광학 요소들(42, 44)을 나타내는 도 5로부터 분명해질 바와 같이, 광학 축(OA)이 나란한 Z 방향을 따라 보여지는 경우에, 2개의 회절 광학 요소들(42, 44)은 그것들이 겹쳐지지 않지만 Y 방향을 따라 서로가 바로 인접되는 그러한 방식으로 배치된다.
동공 규정 유닛(40)은, X 방향을 따라 회절 광학 요소들(42, 44)을 개별적으로 변위시키는 것에 의해 회절 광학 요소들(42, 44)의 상호 공간 배치를 변경시키도록 구성되는 변위 메커니즘(52)을 더 포함한다. 이러한 목적을 위해, 변위 메커니즘(52)은, 양쪽 화살표(A3)로 표시되는 바와 같이, X 방향을 따라 제1 회절 광학 요소(42)를 변위시키도록 구성되는 제1 구동기(54)를 포함한다. 이러한 실시예에 있어서, 제1 구동기(54)는 톱니 기어 장치(toothed gearing)(58)에 의해 제1 회절 광학 요소(42)에 연결되는 서보 모터(56)를 포함한다. 서보 모터(56)는 종합 시스템 제어(overall system control)(62)에 연결되는 제어 유닛(60)에 의해 제어된다.
변위 메커니즘(52)은 유사한 방식으로 제2 회절 광학 요소(44)와 관련되는 제2 구동기(64)를 더 포함한다. 제2 구동기(64)는 이중 화살표(A4)로 표시되는 바와 같이, X 방향을 따라 제2 회절 광학 요소(44)를 변위시키도록 구성된다. 제1 구동기(54)와 유사하게, 제2 구동기(64)는 톱니 기어 장치(68)에 의해 제2 회절 광학 요소에 연결되는 서보 보터(66)를 포함한다. 또한, 제2 변위 메커니즘(64)의 서보 모터(66)는 제어 유닛(60)에 연결된다.
이러한 방식으로, 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 상호 공간 배치는 제어 유닛(60)으로부터의 입력 명령에 응답하여 변경될 수 있다.
동공 규정 유닛(40)은 제1 액츄에이터(71)의 도움으로 광학 축(OA)을 따라 변위될 수 있는 줌 시준기 렌즈(70)(양쪽 화살표(A5) 참조), 및 상보적 원뿔 표면들을 갖는 제1 및 제2 액시콘 요소(72, 74)를 또한 포함한다. 광학 축(OA)을 따르는 액시콘 요소들(72, 74)들 사이의 거리는 양쪽 화살표(A6)로 표시되는 바와 같이 제2 액츄에이터(76)의 도움으로 변경될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 제2 액츄에이터(76)는 제2 액시콘 요소(74)에만 결합되며; 2개의 액시콘 요소들(72, 74) 사이의 거리를 변경시키기 위한 다른 구성들이 또한 실행 가능하다. 액시콘 요소들(72, 74)은 제1 액시콘 요소(72)의 입사 표면에서의 조사 분포가 방사상으로 외향하여 시트프되는 효과를 갖는다. 방사상의 시프트의 양은 제1 액시콘 요소(72)와 제2 액시콘 요소(74) 사이의 거리에 좌우된다.
액시콘 요소들(72, 74)을 패스한 광은, 도시된 실시예에 있어서, 광학 래스터 요소들의 2개의 어레이들(80, 82)을 포함하는 광학 인터그레이터(78)에 충돌한다. 각각의 광학 래스터 요소는 그와 같이 당업계에 알려진 바와 같이 2개의 원통형 렌즈를 교차시키는 것에 의해 형성된다. 광학 래스터 요소들은, 예컨대, 직사각형의 경계선을 갖는 회전 대칭 렌즈들에 의해 또한 형성될 수도 있다. 광학 인터그레이터(78)는 동공 면(84)내에서 복수의 제2 광원들을 생성한다. 각각의 제2 광원은 동일한 X 및 Y 좌표들을 갖는 화살표들(80, 82)의 2개의 광학 래스터 요소들에 의해 규정되는 광학 채널과 관련된다.
집광기(86)는, 제2 광원들에 의해 생성된 고리 모양의 광 분포를 후속하는 중간의 필드 면(88)에서의 공간적인 조사 분포로 변환한다. 모든 제2 광원들이 동일한 고리 모양의 조사 분포를 실질적으로 생성하기 때문에, 또한 중간 필드 면(88)에서의 공간적인 조사 분포들이 매우 유사하다. 이러한 조사 분포들의 중첩은 중간 필드 면(88)에서의 필드의 매우 균질한 조명을 초래한다.
중간 필드 면(88)은 필드 조리개 오브젝티브(field stop objective)(92)에 의해서 필드 조리개(90)와 함께, 마스크(16)가 배치된 마스크 면(94)상으로 이미징된다. 마스크(16)상에 조명되는 필드(14)는 따라서, 복수의 제2 광원들에 의해 중간 필드 면(88)내의 조명되고 필드 조리개(90)에 의해 마스크(mask)되는 필드의 이미지이다.
III.
회절 광학 요소들의 광학 특성
하기에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 광학 특성들은 도 3 및 4를 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 3은 제1 회절 광학 요소(42)의 평면도를 그 상부에 도시한다. 제1 회절 광학 요소(42)의, 간략화를 위해 도시되지 않은, 회절 구조체들(48)은, 제1 회절 광학 요소(42)에 의해 생성되는 회절 효과가 제1 회절 광학 요소(42)상의 투영 광 빔(34)에 의해 조사되는 광 필드의 위치에 좌우되도록, 설계된다.
도 3에 있어서, 그러한 광 필드의 제1, 제2 및 제3 위치는 각각 96a, 96b 및 96c로 도시되고 표시된다. 3개의 위치(96a, 96b, 96c)는 X 방향을 따르는 그것들의 장소에 관해서만 서로 상이하다.
투영 광 빔(34)이 제1 회절 광학 요소(42)상의 제1 위치(96a)에서의 광 필드를 조사하는 경우에, 도 3에서 98a로 표시되는 제1 공간 조사 분포에 대해 원거리 필드에 (또는 등가인 줌 시준기 렌즈(70)에 의한 푸리에 변환 후) 대응하는 고리 모양의 광 분포를 생성할 것이다. 이러한 제1 공간 조사 분포(98a)에 있어서, X 방향을 따라 이격되는 2개의 작은 극들(P1, P2)만이 조명된다. 각각의 극들(P1, P2)은 외측 반경(rpo)과 내측 반경(rpi)을 갖는 링의 세그먼트의 형태를 갖는다. 하기에서 극 너비 각도(pole width angle) α로 칭해질 링 세그먼트의 고리 모양의 범위는 양쪽의 극들(P1, P2)에 대해 동일하다.
투영 광 빔(34)이 제1 회절 광학 요소(42)상의 제2 위치(96b)에 광 필드를 생성하는 경우에, 유사한 공간 조사 분포가 원거리 필드에, 하지만 더 큰 극 너비 각도 α로 생성될 것이다. 광 필드의 제3 위치(96c)에 있어서, 극 너비 각도 α는 그 자신의 최대 값을 갖는다.
광 필드의 모든 중간 위치들에서 유사한 극들(P1, P2)이, 하지만 3개의 위치들(96a, 96b 및 96c)에 대해서 도 3에 표시된 것들 사이에 있는 값들을 갖는 극 너비 각도 α로, 생성될 것이라는 것이 이해되어진다.
이러한 실시예에 있어서, 도 3에 예시된 상이한 위치들(96a, 96b, 96c)은 고정된 제1 회절 광학 요소(42) 위로 투영 광 빔(34)을 이동시키는 것에 의해서는 생성되지 않고, 제1 구동기(54)의 도움으로, 고정된 투영 광 빔(34)에 대해 제1 회절 광학 요소(42)를 변위시키는 것에 의해 생성된다.
도 4는, 도 3에서와 유사한 표현으로서, 광 필드가 상이한 X 위치들(102a, 102b, 102c)에서 제2 회절 광학 요소(44)상에 조사되는 경우에, 원거리 필드에 생성되는 상이한 공간적인 조사 분포들(103a, 103b, 103c)을 도시한다. 광 필드의 제1 위치(102a)에 있어서, 외측 반경(rao)과 내측 반경(rai)을 갖는 고리(104)가 조사된다. 광 필드가 X 방향을 따라 이동되는 경우에(위치 102a), 고리(104)의 외측 반경(rao)은 제3 위치(102c)에 대해 나타내어진 그것의 최대 값에 도달할 때까지 계속해서 증가한다.
하기에 있어서, 조명 시스템(12)의 함수는 도 5 및 6을 참조하여 설명될 것이다.
IV.
함수
도 5는 광학 축(OA)에 나란한 Z 방향을 따라 보여지는 경우에, 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 평면도이다. 회절 광학 요소들(42, 44)은 안내 레일들(104, 106, 108)내에서 안내됨으로써, 그것들은 X 방향을 따라 제1 및 제2 구동기(54, 64)(도 5에는 도시되지 않음)의 도움으로 개별적으로 변위될 수 있다.
각각의 회절 광학 요소(42, 44)에 있어서, 광이 회절 광학 요소들(42, 44)의 개별적인 X 위치에 충돌하는 경우에 생성될 원거리 필드 조사 분포들이 개략적으로 표시되어 있다. 2개의 회절 광학 요소들(42, 44)이 투영 광 빔(34)의 빔 경로내에 배치되어 있음으로써, 투영 광 빔(34)이, 양쪽의 회절 광학 요소들(42, 44)에 대해 동등하게 연장하는 광 필드(110)를 회절 광학 요소들(42, 44)상에서 조사한다. 환언하면, 광 빔(34)의 2분의 1이, (중간의 안내 레일(106)에 의해 생성되는 작은 광 손실을 고려하지 않으면) 제1 회절 광학 요소(42)에 의해 회절되고, 광 빔(34)의 나머지 절반이 제2 회절 광학 요소(44)에 의해 회절된다.
도 5에 나타내어진 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 특정한 상호 공간 배치에 있어서, 제1 회절 광학 요소(42)는 중간 크기의 극 너비 각도 α를 갖는 2개의 광 극들(P1, P2)을 원거리 필드에 생성한다. 제2 회절 광학 요소(44)는 작은 외측 반경(rao)을 갖는 얇은 고리(104)를 원거리 필드에 생성한다. 양쪽의 원거리 필드 조사 분포들이 단순하게 중첩하기 때문에, 2개의 중간 크기의 극들(P1, P2)을 가진 얇은 고리(104)의 조합인, 조합된 조사 분포(112)가 얻어진다.
제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 상호 공간 배치를 변경하는 것에 의해, 고리(104)의 두께 및 극 너비 각도 α가 독립적으로 변화될 수 있다. 보다 상세하게, 제1 회절 광학 요소(42)가 제1 구동기(54)의 도움으로 화살표(A3)로 표시되는 바와 같이 X 방향을 따라 이동되는 경우에, 극 너비 각도 α는 연속적으로 변화한다. 제2 회절 광학 요소(44)가 제2 구동기(64)의 도움으로 화살표(A4)로 표시되는 바와 같이 X 방향을 따라 이동되는 경우에, 고리(104)의 외측 반경이 연속적으로 변화한다.
이것은, 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 상이한 상호 공간 배치들로 획득될 수 있는 복수의 상이한 조합된 조사 분포들(112)을 도시하는 도 6에 또한 예시되어 있다. 도 6의 제1의 3개의 로우(row)들에 있어서, 도 5에 도시된 제1 회절 광학 요소(42)가 우측으로 이동됨으로써, 광 필드(110)가, 최소 극 너비 각도 α를 갖는 원거리 필드 극들(P1, P2)내에 생성하는 제1 회절 광학 요소(42)의 일부에 걸쳐 연장한다고 가정되었다. 이러한 공간 조사 분포는, 도 5에 도시된 제2 회절 광학 요소(44)가 좌측으로 이동하는 것에 의해 원거리 필드내에 생성되는 상이한 고리들(104)과 조합된다. 그러면, 조합된 조사 분포(112)내의 극들(P1, P2)의 기하학적 구조 및 크기가 고정된 채로 유지되며, 고리(104)의 외측 반경(rao)이 연속적으로 증가한다.
제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 상호 공간 배치에 따라, 고리(104)의 외측 반경(rao)과 극 너비 각도 α의 임의의 조합이 획득될 수 있다.
2개의 회절 광학 요소들(42, 44)을 이용하여 획득될 수 있는 각각의 조합된 조사 분포(112)는 줌 시준기 렌즈(64)와 액시콘 요소들(72, 74)의 도움으로 더 변화될 수 있다. 줌 시준기 렌즈(64)가 광학 축(OA)을 따라 변위되는 경우에, 이것은, 회절 광학 요소들(42, 44)에 의해 그것들의 순간적인 공간 매치에서 생성되는 조합된 조사 분포(112)를 확대 또는 축소하는 효과를 가질 것이다. 환언하면, 조사 분포는 일정한 계수(constant factor)만큼 스케일(scale)이 커지거나 스케일이 작아진다. 이것은, 예컨대, 고리(104)의 외측 반경(rao)이 계수(factor) x만큼 증가되고, 그 내측 반경(rai)이 계수 x만큼 증가된다는 것을 함축한다.
액시콘 요소들(72, 74)의 도움으로, 고리(104)와 극들(P1, P2)이 그것들의 방사상의 크기를 변경하지 않고 방사상으로 이동될 수 있다. 이것은, 예컨대, 고리(104)의 외측 반경(rao)이 계수 x만큼 증가되고, 그 내측 반경(rai)이 rai + rao(x-1)가 된다는 것을 함축한다.
조명 시스템은 따라서, 최적의 가능성 있는 방식으로 감광 표면(22)상에 마스크(16)를 이미징하기 위해서 동공 면(84)의 조사 분포를 조정하도록, 4개의 자유도들, 즉 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 X 위치들, 줌 시준기 렌즈(64)의 Z 위치 및 제2 액시콘 요소(74)의 Z 위치를 제공한다.
V.
제2 실시예
도 7은 도 2와 유사한 표현으로 제2 실시예에 따른 조명 시스템(12)을 통하는 자오 단면이다.
도 7에 도시된 조명 시스템(12)은, 제1 및 제2 구동기들(54, 64)이 X-방향만이 아니고 Y 방향을 따라서도 회절 광학 요소들(42, 44)을 변위시키도록 구성된다는 점에서 주로, 도 2에 도시된 조명 시스템과는 상이하다. X 및 Y 방향들이 서로 직교하지만 광학 축(OA)을 포함하지는 않는다.
이러한 목적을 위해서, 구동기들(54, 64)은, Y 방향을 따라, 서보 모터들(56, 66)과 톱니 기어 장치들(58, 68)과 함께, 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)를 변위시킬 수 있는 추가적인 서보 모터들(114, 116)을 포함한다.
Y 방향을 또한 따라서 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)를 변위시킬 수 있는 효과가 도 8a, 8b 및 8c를 참조하여 하기에서 설명될 것이다.
도 8a는 도 5와 실질적으로 동일하다. 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)는, 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)상에 조사되는 부분들이 적어도 실질적으로 동일한 면적을 갖도록, 광 필드(110)에 대해 배치된다. 따라서, 동일한 광량이, 조합된 조사 분포(112)의 고리(104)에 관해 극들(P1, P2)쪽으로 지향된다.
도 8b에 있어서, 2개의 회절 광학 요소(42, 44)가, 화살표(118)로 표시되는 바와 같이, 즉, Y 방향을 따라 하향하여 변위되었다고 가정한다. 따라서, 광 필드(110)에 대한 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 배치는, 투영 광 빔(34)에 의해 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)상에 조사되는 부분들이 이제는 상이한 면적들을 갖도록, 변경된다. 결과적으로, 가용한 광의 2분 1보다 많은 가용한 광이 제1 회절 광학 요소(42)에 의해 극들(P1, P2)쪽으로 지향되고, 가용한 광의 2분 1보다 적은 가용한 광이 제2 회절 광학 요소(44)에 의해 고리(104)쪽으로 지향된다. 환언하면, 광 에너지가 조합된 조사 분포(112)에서 고리(104)로부터 극들(P1, P2)로 시프트된다.
2개의 회절 광학 요소들(42, 44)이, 도 8c에서 화살표(120)에 의해 표시되는 바와 같이, Y 방향을 따라 상향하여 공통적으로 이동되는 경우에, 대부분의 투영 광이 고리(104)쪽으로 지향될 것이고, 극들(P1, P2)만이 동공 면(84)에 있어서 미약하게 조사된다.
회절 광학 요소들(42, 44)의 Y 위치를 변경하는 것에 의해, 따라서, 극들(P1, P2)쪽으로 지향되는 가용한 광과 고리(104)쪽으로 지향되는 광의 광 에너지 비율을 연속적으로 변화시킬 수 있다.
회절 광학 요소들(42, 44)을 Y 방향을 따라 이동시키는 것에 의해, 고리(104)와 극들(P1, P2) 사이의 광 에너지 비율을 변경시킬 수 있는 능력은, 각각의 회절 광학 요소(42, 44)에 의해 생성되는 원거리 필드 조사 분포들의 위치뿐만 아니고 면적들도 x 방향을 따르는 회절 광학 요소들(42, 44)의 이동들과 더불어 변화되는 경우에, 특히 유리하다. 예를 들어, 극들(P1, P2)의 크기가 극 너비 각도 α를 증가시키는 것만큼 증가될 경우에, 극들(P1, P2)의 각각의 포인트에서의 조사를 일정하게 유지시키는 것이 이상적일 수 있다. 그러면, 광 에너지가 고리(104)로부터 극들(P1, P2)로 전해져서, 극들(P1, P2)의 조사가 극 너비 각도 α에 관계없이 일정한 채로 남을 수 있다.
VI.
추가적인 대안의 실시예들
a) 빔 방향을 변경시킴
도 9는, 광 필드(110)에 대한 회절 광학 요소(42, 44)의 공간 배치를 X 및 Y 방향을 따라서 또한 변경시킬 수 있는, 제3 실시예에 따른 조명 시스템(12)을 통하는 자오 단면이다. 하지만, 본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 구동기(54, 64)는, 오로지 회절 광학 요소들(42, 44)을, 그것들의 상호 공간 배치를 변경하도록, X 방향을 따라 변위시킬 수 있는, 도 2에 도시된 실시예와 유사하다. 광 필드(110)에 대한 회절 광학 요소들(42, 44)의 배치의 Y 방향을 따르는 변경은, 액츄에이터(122)를 포함하는 빔 스티어링 장치에 의헤 본 실시예에서 만들어진다. 후자는, 투영 광 빔(34), 및 따라서 회절 광학 요소들(42, 44)상의 광 빔(34)에 의해 조사되는 광 필드(110)가 요구되는 바와 같이 Y 방향의 상하를 따라 이동하도록, 제2 빔 접이식 미러(38)를 틸트시킬 수 있다. 그러면, 극들(P1, P2) 및 고리(104)의 크기들이 X 방향을 따르는 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)의 상호 공간 배열에 의해 결정된다. 광 에너지 비율은 액츄에이터(122)의 도움으로 광 필드(110)를 상하로 이동시키는 것에 의해 결정된다.
액츄에이터(122)를 이용하여 회절 광학 요소들(42, 44)상의 요구되는 위치로 광 빔(34)을 겨냥하는 이러한 개념은 제1 및 제2 구동기(54, 64)의 기계적인 레이아웃을 단순하게 유지하는 데 도움이 된다.
제2 빔 접이식 미러(38)를 틸트시키는 것은 회절 광학 요소들(42, 44)에 충돌하는 투영 광 빔(34)의 방향을 불가피 하게 변경시키기 때문에, 액츄에이터(122)가 제2 빔 접이식 미러(38)를 X 방향을 따라 변위시킬 수 있도록, 액츄에이터(122)를 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 회절 광학 요소들(42, 44) 및 구동기들(54, 64)이, 광학 축(OA)에 대해서 90°만큼 이러한 구성 요소들을 회전시키는 것에 의해 도 9에 도시된 배열로부터 획득되는 배향으로 장착되는 경우에, 도 9에 도시된 실시예들에서와 같이 달성되는 동일한 효과가 달성되지만, 투영 광 빔(34)은 회절 광학 요소들(42, 44)상에 동일한 각도하에서 항상 충돌한다.
b) 3개의 회절 광학 요소들
도 10은, 2개만이 아니라, 3개의 회절 광학 요소들(42, 44, 45)이 그것들이 겹쳐지지 않도록 하나의 평면 또는 나란한 평면들에 배열되어 있는 제 4 실시예를, 도 5와 유사한 표현으로, 도시한다.
본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)는, 그것이 도 3 및 4를 참조하여 앞서 설명되었던 것과 동일한 광학 특성들을 갖는다. 제3 회절 광학 요소(45)는, 원거리 필드에, 광 빔(34)이 충돌하는 위치에 따라, 제1 회절 광학 요소(42)와 동일하지만 90°만큼 회전되어 있는 극들(P1, P2)의 배치를 만든다. 그러면, 3개의 회절 광학 요소들(42, 44, 45)에 의해, 4개의 극들(P1, P2, P3, P4)과 외부 고리(104)를 가진 조합된 조사 분포들(112)을 생성할 수 있다. 하지만, X 방향을 따라 배열된 극들(P1, P2)의 그리고 Y 방향을 따라 배열된 극들(P3, P4)의 극 너비 각도 α는 X 방향을 따라 제1 및 제3 회절 광학 요소(42, 45)를 변위시키는 것에 의해 독립적으로 변화될 수 있다.
추가적으로 광 필드(110)에 대한 회절 광학 요소들(42, 44, 45)의 배열이 Y 방향을 따라 변경되는 경우에, X 방향을 따라 연장하는 극들(P1, P2)과 Y 방향을 따라 연장하는 극들(P3, P4) 사이의 에너지 비율이 변화한다.
c) 회절 광학 요소들의 겹침
도 11은 제5 실시예에 따른 제1 및 제2 회절 광학 요소(142, 144)의 개략적인 평면도이다. 상기한 실시예들과는 달리, 회절 광학 요소들(142, 144)은 그것들이 적어도 부분적으로 겹쳐지도록 상이한 나란한 평면들에 배열된다. 그러면, 투영 광 빔(34)은 제1 회절 광학 요소(142)를 그리고 그 다음에 제2 회절 광학 요소(144)를 계속해서 통과한다. 조합된 조사 분포(112)는, 제1 및 제2 회절 광학 요소(142, 144)에 의해 생성되는 원거리 필드 공간 조사 분포들의 소용돌이로서 본 경우에 기술될 수도 있다.
도 11에 도시된 특정 구성에 있어서, 제1 회절 광학 요소(142)가, 개수 또는 위치들이 제1 회절 광학 요소(142)상의 광 필드(110)의 X 위치에 좌우되는 복수의 작은 점들(146)을 생성한다고 가정한다. 제1 회절 광학 요소(144)는, 원거리 필드에, 원형 경계선을 갖는 단일의 중앙 스폿(spot)(148)을 생성하는 것으로 가정한다. 스폿의 직경은, 광이, 제2 회절 광학 요소(144)에 충돌하는 제1 회절 광학 요소(142)에 의해 회절되는 X 위치에 따라 증가한다.
2개의 공간 조사 분포들을 회선시키는 것(convoluting)에 의해, 공동 면(84)내의 극들(150) 또는 스폿들의 변화하는 패턴들을 생성할 수 있다. 극 패턴은 제1 회절 광학 요소의 X 위치에 의해 결정되고, 극 직경은 제2 회절 광학 요소(144)의 X 위치에 의해 결정된다.
d) 빔 진동 보상
도 12a는, 제6 실시예에 따른 2개의 회절 광학 요소들(242, 244)에 대한, 도 5에 도시된 표현과 유사한, 평면도이다.
이러한 실시예는, 제2 회절 광학 요소(244)가 원거리 필드에 상이한 고리들을 생성하지 않지만, 제1 회절 광학 요소(242)와 동일한 극들이라는 점에서 주로, 도 2 내지 도 6에 도시된 제1 실시예와는 상이하다. 하지만, 방향 의존은 미러 대칭적으로 반전된다. 보다 상세하게는, 도 12a에 도시된 광 필드(110)의 위치가 우측으로 이동하는 경우에, 제1 회절 광학 요소(242)에 의해 생성되는 극들(P1', P2')의 크기가 증가하고, 및 제2 회절 광학 요소(244)에 의해 생성되는 극들(P1", P2")의 크기가 감소한다. 이것은, 2개의 동일한 회절 광학 요소들을 생성하고, 그것들 중 하나를 광학 축(OA)에 나란한 축 주위로 180°만큼 회전시킨 후에 장착하는 것에 의해 간단히 달성될 수 있다.
제1 및 제2 회절 광학 요소(242, 244)의 그러한 구성에 의해, 조합된 조사 분포(112)가 제1 및 제1 회절 광학 요소(242, 244)의 광 필드(110)의 위치와는 적어도 대략적으로 독립적일 것이다. 이것은, 광 필드(110)가 좌측으로 시프트된 X 위치에서 회절 광학 요소들(242, 244)을 조사하는 방식을 나타내는 도 12b에 예시되어 있다. 제1 회절 광학 요소(242)는 그러면 더 작은 극들(P1', P2')을 생성하지만, 이것은 더 큰 극들(P1", P2")을 생성하는 제2 회절 광학 요소(244)에 의해 보상된다. 조합된 원거리 필드 조사 분포(112)의 극들(P1, P2)은 그러면, 극들(P1', P2')의 크기와 극들(P1", P2")의 크기 사이의 중간인 크기를 가진다.
도 12c에 도시된 바와 같이, 또한, Y 방향을 따르는 광 필드(110)의 위치는 조합된 조사 분포(112)에 영향을 주지 않는다. 이것은 양쪽의 회절 광학 요소들(242, 244)이 동일한 극들에 광을 지향시키고, 따라서 조합된 조사 분포(112)의 양쪽의 극들(P1, P2)이 회절 광학 요소들(242, 244)의 배열에 관하여 광 필드(110)의 Y 위치에 관계없이 동일한 광량을 수광하기 때문이다.
회절 광학 요소(242, 244)상의 광 필드(110)의 위치의 조합된 조사 분포(112)의 그러한 독립성은, 투영 광 빔(34)을, 그것이 동공 규정 유닛(40)에 충돌할 때, 공간적으로 안정화시키기 어려운 그 경우들에서 유리하다. 빔 위치의 그러한 원치 않는 시간 의존 변화는, 광원(30)과 동공 규정 유닛(40) 사이의 긴 거리(보통 수 미터 또는 심지어 20미터까지)에 의해 크게 확대되는 광원(30)의 특정한 드리프트 효과들(drift effects)의 결과일 수 있다. 그러면, 제안된 동일한 회절 광학 요소들(242, 244)의 배치는, 동공 면(84)내의 조합된 조사 분포(112)가 광 필드(110)의 원치 않는 그러한 진동에 의해 현저히 영향받지 않는 것을 보장한다.
그럼에도, 제1 및 제2 회절 광학 요소(242, 244)의 상호 공간 배치를 제1 및 제2 구동기(54, 64)의 도움으로 변경시키는 것에 의해 극 너비 각도 α를 변형시키는 것이 가능하다.
VII.
중요 방법 단계들
하기에서는, 본 발명의 중요한 방법 단계들이 도 13에 도시된 흐름도를 참조하여 요약될 것이다.
제1 단계(S1)에서, 제1 및 제2 회절 광학 요소를 포함하는 조명 시스템이 제공된다.
제2 단계(S2)에서, 투영 광 빔이 생성된다.
제3 단계(S3)에서, 회절 광학 요소의 상호 공간 배치가 변경된다.

Claims (14)

  1. 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템으로서,
    a) 투영 광 빔(34)을 생성하도록 구성된 광원(30),
    b) 동공 면(84),
    c) 광학 축(OA),
    d) 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244),
    i) 상기 회절 광학 요소들(42, 44; 242, 244)이 상기 광원(30)과 상기 동공 면(84) 사이에 배치됨으로써, 상기 동공 면(84)에서의 투영 광의 조사 분포(irradiance distribution)가 상기 회절 광학 요소들(42, 44; 242, 244)에 의해 생성되는 회절 효과들에 좌우됨, 그리고
    ii) 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 회절 효과가 상기 회절 광학 요소들(42, 44; 242, 244)상의 투영 광 빔(34)에 의해 조사되는 광 필드(light field)(110)의 위치에 좌우됨,
    e) 상기 회절 광학 요소들의 상호 공간 배치를 변경하도록 구성되는 변위 메커니즘(displacement mechanism)(54, 64)을 포함하며,
    상기 변위 메커니즘(54, 64)의 도움으로 획득될 수 있는 상기 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 상기 광 필드(110)가 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)의 양쪽에 걸쳐 연장하고,
    A) 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소(242, 244)는 동일하고,
    B) 각각의 회절 광학 요소(242, 244)에 의해 생성되는 상기 회절 효과는, 하나의 변위 방향(X)을 독점적으로 따라, 상기 광 필드(110)의 위치에 좌우되어, 변화하며,
    C) 상기 회절 광학 요소들 중 하나(244)는 상기 광학 축에 나란한 축 주위로 180°만큼 상기 회절 광학 요소를 회전시키는 것에 의해 획득되는 배향으로 장착되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변위 메커니즘(54, 64)은 상기 광학 축(OA)에 나란하지 않은 변위 방향(X)을 따라 적어도 하나의 회절 광학 요소를 변위시키도록 구성되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)에 의해 생성되는 회절 효과가, 상기 변위 방향(X)을 따라, 상기 광 필드(110)의 위치에 좌우되어, 변화하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44)는 동일하거나 나란한 평면들에서 연장하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영 광 빔(34)에 대한 상기 회절 광학 요소들(42, 44)의 공간 배치가 상기 광학 축을 포함하지 않는 2개의 직교 방향들(X, Y)을 따라 변경될 수 있도록 구성되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 상기 광 필드(110)가 상기 제1 회절 광학 요소(42; 242)의 제1 부분에 걸쳐 그리고 상기 제2 회절 광학 요소(44; 244)의 제2 부분에 걸쳐 연장하며, 상기 제1 및 제2 부분의 면적들이 상이한, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회절 광학 요소들(42, 44)이 순간적으로 정지되는 경우에, 상기 광 필드(110)의 위치를 변경하도록 구성된 빔 스티어링 장치(beam steering device)(122)를 포함하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    제3 회절 광학 요소(45)를 포함하고, 상기 광 필드(110)가 상기 제1 회절 광학 요소(42), 상기 제2 회절 광학 요소(44) 및 상기 제3 회절 광학 요소(45)에 걸쳐 연장하는, 적어도 하나의 상호 공간 배치가 있는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템.
  10. 삭제
  11. 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템을 작동시키는 방법으로서,
    a) 조명 시스템(12)을 제공하는 단계이며,
    i) 동공 면(84),
    ii) 광학 축(OA),
    iii) 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)를 포함하는 상기 조명 시스템(12)을 제공하는 단계로서,
    -- 상기 회절 광학 요소들이 광원(30)과 상기 동공 면(84) 사이에 배치됨으로써, 상기 동공 면에서의 투영 광의 조사 분포가 상기 회절 광학 요소들(42, 44; 242, 244)에 의해 생성되는 회절 효과들에 좌우되며, 그리고
    -- 각각의 회절 광학 요소에 의해 생성되는 상기 회절 효과가 상기 개개의 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)상의 투영 광 빔에 의해 조사되는 광 필드(110)의 위치에 좌우되는, 단계,
    b) 상기 투영 광 빔(34)을 생성하는 단계;
    c) 상기 회절 광학 요소들(42, 44; 242, 244)의 상호 공간 배치를 변경하는 단계를 포함하며;
    상기 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 상기 광 필드(110)가 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)의 양쪽에 걸쳐 연장하고,
    A) 상기 제1 및 제2 회절 광학 요소(242, 244)는 동일하고,
    B) 각각의 회절 광학 요소(242, 244)에 의해 생성되는 상기 회절 효과는, 하나의 변위 방향(X)을 독점적으로 따라, 상기 광 필드(110)의 위치에 좌우되어, 변화하며,
    C) 상기 회절 광학 요소들 중 하나(244)는 상기 광학 축에 나란한 축 주위로 180°만큼 상기 회절 광학 요소를 회전시키는 것에 의해 획득되는 배향으로 장착되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 작동 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    적어도 하나의 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)가 상기 광학 축(OA)에 나란하지 않은 변위 방향(X)을 따라 변위되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 작동 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회절 광학 요소(42, 44; 242, 244)에 의해 생성되는 회절 효과가, 상기 변위 방향(X)을 따라, 상기 광 필드(110)의 위치에 좌우되어, 변화하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 작동 방법.
  14. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 상호 공간 배치들 중 적어도 하나에 있어서, 상기 광 필드(110)가 상기 제1 회절 광학 요소(42; 242)의 제1 부분에 걸쳐 그리고 상기 제2 회절 광학 요소(44; 244)의 제2 부분에 걸쳐 연장하며, 상기 제1 및 제2 부분의 면적들이 상이한, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 작동 방법.
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