KR101571181B1 - 마이크로리소그래피 투사 노광 장치 - Google Patents

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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

마이크로리소그래피용 투사 노광 장치는 오브젝트 면에서 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 조명 광학 기기를 포함한다. 조명 광학 기기는 각각의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트에 대해서, 오브젝트 필드 포인트에 연관된 출사 동공을 가지며, sin(γ)은 출사 동공의 가장 큰 한계 각도 값이며, 조명 광학 기기는 오브젝트 필드 포인트에 연관된 출사 동공의 강도 분포를 조절하기 위한 다수의 미러(38s)를 포함하는 다중 미러 어레이(38)를 포함한다. 조명 광학 기기는 다중 미러 어레이(38)의 조명을 일시적으로 안정화시키기 위한 적어도 하나의 광학 시스템(33a, 33b, 33c; 3d; 400; 822; 903; 1010; 1103; 1203)을 더 포함하므로, 각각의 오브젝트 필드 포인트에 대해서, 연관된 출사 동공의 강도 분포는, 연관된 출사 동공의 가장 큰 한계 각도 값sin(γ)을 고려하여 중심 각도값 sin(β)이 2% 보다 적게 표시된 경우, 및/또는 타원율이 2% 보다 적을 경우, 및/또는 폴 밸런스가 2% 보다 적을 경우에, 연관된 출사 동공의 원하는 강도 분포로부터 벗어난다.

Description

마이크로리소그래피 투사 노광 장치{MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 감광면에 마스크를 이미징하는 마이크로리소그래피 투사 노광 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 미러 어레이를 갖춘 조명 광학 기기를 포함하는 이러한 장치에 관한 것이다.
마이크로리소그래피 투사 노광 장치는, 조명 광학 기기에 의해 조명되는 오브젝트 필드에서 오브젝트 필드 포인트에 연관된 출사 동공에 강도 분포를 생성하는 조명 광학 기기를 통상 포함한다. 이러한 장치는 예를 들면 US 6,285,443 B1에 개시되어 있다. 출사 동공의 구조화(즉, 원하는 강도 분포 생성)는, 각도 공간에서 강도 분포를 구조화하는 것으로부터 생기며, 각도 공간은 후속의 동공 면으로 푸리에 광학 기기에 의해 푸리에 관련된 면에 회절<
광학 소자(DOE : diffractive optical element)에 의해 생성된다. 출사 동공에서 강도 분포는 DOE의 면의 각도에 대응하는 동공 좌표의 함수로서 서술된다. DOE와 동공 면 사이에 배열된 가변 줌 대물렌즈 및/또는 엑시콘 시스템은, DOE에 의해 생긴 각도 분포를 선택적으로 변화시키도록 사용될 수 있다. 그럼으로써, 예를 들면, 조명의 코히어런스, 예를 들면, 세팅의 외측 및/또는 내측 σ를 조절하는 것이 가능하며, 여기서, σ는 아래에 보다 상세히 설명하는 코히어런스 파라미터이다. 이들 조정가능한 파라미터로부터 출사 동공의 보다 복잡한 구조를 얻을 수 있다. 줌 대물렌즈 및/또는 엑시콘 시스템은 대칭축으로서 동공 면의 광축 주위에 광의 방사상 대칭 또는 선대칭 재분포를 확실하게 한다. 일반적인 것에 제한되지 않고, 엑시콘의 대칭은 광축에 대한 것으로 가정한다.
상기 나타낸 코히어런스 파라미터에 대해서, 외측 σ는 출사 동공에서 광의 필 팩터(fill factor)를 측정하는 수단이다. 역으로, 내측 σ는 외측 σ에 의해 표시되는 출사 동공의 광이-채워진(light-filled) 영역 내부에 중앙 폐색(obscuration) 또는 섀도잉의 필 팩터를 측정하는 수단이다. 적어도 하나의 다른 세트의 푸리에 광학 기기는, 동공 면에서의 동공 위치의 함수로서의 분포를 후속의 오브젝트 면의 각도 분포로 변환하므로, 조명 광학 기기의 오브젝트 면에서 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공이 구성된다.
이들 투사 노광 장치에서 제한 팩터는, 엑시콘 시스템의 소자 또는 줌 대물렌즈의 가변 렌즈를 조정함으로써, 광축에 대해서 본질적으로 방사상으로 대칭이거나 또는 선대칭적으로, 작은 정도로만 DOE에 의해 생성된 구조물이 변경될 수 있다는 것이다. 출사 동공의 완전히 상이한 구조를 원하면, DOE를 변화시키는 것이 필요하다. 실제로, 원하는 동공 구조에 적합한 DOE를 제공하기 위해 걸린 시간은 몇 일 또는 심지어 몇 주일 수 있다. 그러므로 이러한 투사 노광 장치는 급격한 변화의 고객 요구를 구현하기에 제한적으로만 적합하다. 예를 들면, 갑작스럽게 출사 동공을 매우 상이한 구조 사이에서 변화시키는 것은 가능하지 않다.
다중 미러 어레이(MMA)에 의해 출사 동공의 구조를 급속하게 변화시키는 조명 광학 기기를 갖는, 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치가 예를 들면 WO 2005/026843 A2에 개시되어 있다.
레티클에 이미지되는 마스크 구조의 기능으로서 투사 노광 장치의 조명 광학 기기의 출사 동공의 최적 구조를 계산하는 방법이 예를 들면 US 6,563,566 B2 및 US 2004/0265707 A1에 개시되어 있다.
본 발명의 제1 목적은, 도입부에 서술된 유형의 투사 노광 장치를 개선하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 투사 노광 장치의 조명 광학 기기의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 구조를 신속하고 재생 가능하게 변화시키기 위한 다중 미러 어레이(MMA : multi-mirror array)를 갖는 투사 노광 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따르는, 도입부에 서술된 마이크로리소그래피용 제1 투사 노광 장치에 의해 달성되며, 조명 광학 기기는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 일시적으로 안정화시키기 위한 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하므로, 각각의 오브젝트 필드 포인트에 대해서, 연관된 출사 동공의 강도 분포는, 연관된 출사 동공의 원하는 강도 분포로부터 벗어난다
- 연관된 출사 동공의 최대 한계 각도(marginal angle) 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00001
)를 고려하여 중앙 각도값 sin(β)가 2% 보다 적게 표시된 경우, 및/또는
- 타원율이 2% 보다 적을 경우, 및/또는
- 폴 밸런스(pole balance)가 2% 보다 적을 경우.
발명자는, 예를 들면 US 6, 285, 443B1에 서술된 바와 같이, 종래 투사 노광 장치에서 DOE가 출사 동공에서 강한 광 혼합을 가져오는 것을 발견했다. 여기서, 강한 광 혼합은, 출사 동공에서 영역의 강도가 DOE의 모든 위치 또는 필드 포인트에서 본질적으로 나오는 다수의 조명 광선들의 중첩에 의해 형성되는 것을 의미한다. 그러므로, 이러한 시스템에서 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동, 예를 들면 공간적 레이저 지터는 DOE의 강한 광 혼합에 의해 밸런싱된다. 노광 과정 동안, 이것은 출사 동공에서 대략 시간적으로 안정화된 구조를 가져 오며, 시간-평균화된 구조에 대해 작은 정도로만 변동한다. DOE를 갖는 종래 투사 노광 장치에 있어서, 출사 동공에서 이러한 시간-평균화된 구조를 노광 과정에 대해 요구되는 근사(approximate) 구조로 만드는 것이 다양한 방식으로 가능하다. 다수의 시스템에 대해서 응용가능한 추정치는 투사 노광 장치에 대해서, 종래의 투사 노광 장치의 DOE의 광 혼합 성질을 재현하기 위해서 대략 80,000 이상의 미러들의 멀티 미러 어레이(MMA)가 필요하다고 밝혀졌다. 강한 광 혼합을 발생하기 위해 투사 노광 장치에 대해서 이렇게 많은 수의 미러 들을 갖는 이러한 다중 미러 어레이(MMA)는 현재 기술적으로 가능하지 않다.
본 발명에 따르면, 80,000 보다 적은 미러를 갖는 투사 노광 장치에 대해서, 멀티 미러 어레이(MMA)의 조명의 시간적 안정화는 출사 동공의 유사한 양질 또는 더 나은 시간-평균화된 구조를 가져 온다. 그러므로, 투사 노광 장치의 사용자에 의해 요구되고 최적으로 계산된 투사 노광 장치의 출사 동공의 구조는, 노광 과정 동안 투사 노광 장치에 의해 매우 정확히 재생가능하다. 원하는 구조에 대해서 매우 작은 허용가능한 편차를 갖고, 출사 동공의 구조에서의 변동이 얻어질 수 있다. 이것은 본 발명의 제1 실시예가, 출사 동공의 원하는 구조를 시간적으로 안정화시키기 위해, 동공에서 DOE의 광 혼합 성질이 재현되는 것을 유리하게 허용하는 것을 의미한다. 그러므로, 예를 들면, 80,000 보다 적은 미러를 갖는 MMA를 포함하는, 조명 광학 기기의 위치 또는 필드 면에서 조명을 시간적으로 안정화시킴으로써, 출사 동공은 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동, 예를 들면, 엑시머 레이저의 레이저 지터, 으로부터 유리하게 분리된다.
여기에서 출사 동공의 구조는 출사 동공의 강도 분포와 그 의미가 같다. 전문 용어로, 출사 동공의 구조 대신에 세팅(setting)이 또한 사용된다.
오브젝트 필드 포인트의 출사 동공은, 이미지 공간에서 스톱 뒤에 있는 광학 기기를 통해서 이 스톱을 이미징하는 것으로부터 생기는, 개구-제한 스톱의 이미지로서 광학 텍스트북에 정의되어 있다. 다른 방식으로 표현하면, 출사 동공은, 스톱 뒤에 오는 광학 기기를 통해 오브젝트 필드 포인트로부터 볼 수 있는 것같이 스톱의 후방 관찰로 나타나는, 개구-제한 스톱의 이미지이다. 후속의 광학 기기의 초점 거리의 값보다 짧게 후속의 광학 기기로부터 거리를 두고 개구-제한 스톱이 놓여 있으면, 출사 동공은 개구-제한 스톱의 가상 이미지이며, 논의 중인 오브젝트 필드 포인트의 오브젝트 면을 광 방향으로 선행한다. 그러나, 이들 광학 기기의 초점 거리의 값보다 더 길게 후속의 광학 기기로부터 거리를 두고 스톱이 놓여 있으면, 출사 동공은 예를 들면 출사 동공의 위치에서 스크린에 의해 캡쳐되거나 표현될 수 있는 개구-제한 스톱의 실제 이미지이다. 텔리센트릭 시스템에서, 개구-제한 스톱은, 후속 광학 기기의 초점 거리에 대응하는 후속 광학 기기로부터 거리를 두고 위치하므로, 출사 동공은 논의 중인 오브젝트 필드 포인트의 오브젝트 필드 면 전에 광 방향으로 무한대에 있는 개구-제한된 스톱의 가상 이미지로서, 또한 논의 중인 오브젝트 필드 포인트의 오브젝트 필드 면 후에 광 방향으로 무한대에 있는 개구-제한된 스톱의 실제 이미지로서 모두 발견된다. 텔리센트릭 시스템의 출사 동공으로서 개구-제한된 스톱의 이 가상 또는 실제이미지는, 후방으로 직선 또는 전방으로 직선으로 무한대로 연장되는 오브젝트 필드 포인트에서 개구-제한 스톱(주변 광선)을 여전히 통과할 수 있는 오브젝트 필드 포인트의 이들 조명 광선에 의해 즉시 얻어질 수 있다. 이 경우 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공으로서 개구-제한된 스톱의 가상 또는 실제 이미지에서 조명 광선의 위치는 오브젝트 필드 포인트에서 오브젝트 면에서 조명 광선의 연관 각도에 대응한다. 동시에 오브젝트 필드 면으로부터 출사 동공 거리에 대한, 출사 동공 중앙으로부터 출사 동공에서 조명 광선의 위치의 거리의 비율인 조명 광선의 각도의 법선을 사용하여 대응이 이루어진다. 이것은 출사 동공의 중앙에 대한 출사 동공의 위치의 거리와 탄젠트 함수를 통한 오브젝트 필드 면에서 각도 사이의 일대일 대응에 관련하기 때문에, 오브젝트 필드면에서의 각도를 사용하는 출사 동공의 또 다른 정의는 광학 텍스트북에서 출사 동공의 고전적인 정의에 부가하여 이 애플리케이션의 범위에서 유효한 것으로 여겨진다. 이 애플리케이션의 범위에서 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공은, 조명 광학 기기의 개구-제한된 스톱에 의해 제한되고, 그 안에서 오브젝트 필드 포인트가 조명 광학 기기로부터 광을 수광할 수 있는, 오브젝트면에서 오브젝트 필드 포인트의 각도 범위 또는 각도 공간이다. 이 애플리케이션의 범위에서 출사 동공의 정의는, 그 안에서 오브젝트 필드 포인트가 조명 광학 기기로부터 광을 수광할 수 있는 오브젝트면에서 오브젝트 필드 포인트의 각도 범위 또는 각도 공간이, 무한대의 개구-제한된 스톱의 가상 또는 실제 이미지보다 기술적 측정 목적을 위해 보다 즉시 수용가능하다는 장점을 가진다.
대안으로서, 오브젝트 면에서 각도 범위 또는 각도 공간의 형태 대신에, 출사 동공이 소위 푸리에 광학 기기의 동공 면의 형태로 그 푸리에 변환으로서 서술될 수 있다. 이러한 푸리에 광학 기기는 조명 광학 기기의 오브젝트 면에 도입되는 예를 들면 출사 동공을 분석하기 위한 측정 도구의 일부일 수 있다. 그러므로, 오브젝트와 푸리에 광학 기기의 동공 면 사이의 푸리에 관계에 의해, 동공 면에서 광축에 대해 측정된 푸리에 광학 기기의 동공 면의 포인트의 높이가, 오브젝트 면에서 광축에 대해 측정된 조명 각도의 사인(sine)과 연관된다.
그러므로, 출사 동공의 구조, 또는 동등하게 출사 동공에서 강도 분포의 구조는 개구-제한된 스톱의 가상 또는 실제의 이미지 면에 걸친 강도 분포, 또는 푸리에 광학 기기의 동공 면에서 표면에 걸친 강도 분포 또는 위치/이미지 또는 필드 면에서 각도 범위 또는 각도 공간에 걸친 강도 분포로서 서술될 수 있다.
일반적으로, 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 조명 광학 기기는 텔리센트릭 조건에서 50 mrad 미만으로 이탈된 오브젝트 또는 레티클 면에서 텔리센트릭 빔 경로를 갖는다. 이러한 레티클 면에서 텔리센트릭 빔 경로에 대한 근사는 레티클이 광학 기기 이미징을 위해서 광축을 따라서 위치되어야 하는 허용 오차에 대해 유리하다. 0 mrad의 텔리센트릭 값을 갖는 완전한 텔리센트릭 조명 광학 기기에서, 조명 시스템의 출사 동공으로서 개구-제한된 스톱의 가상 또는 실제 이미지가 무한대에 있으므로, 모든 필드 포인트의 출사 동공은 서로 일치한다. 유사하게, 오브젝트 필드 포인트가 조명 광학 기기로부터의 광을 수광할 수 있는 이 애플리케이션의 범위에서 출사 동공으로서 오브젝트 필드의 각도 범위가 일치한다.
오브젝트 또는 레티클 면에서 오브젝트 필드에 걸쳐 50 mrad 미만의 작은 텔리센트릭 프로파일을 가지고, 출사 동공으로서 개구-제한된 스톱의 가상 또는 실제 이미지가 조명 광학 기기로부터 매우 큰 거리에서 서로 중심이 벗어난다. 또한, 이 애플리케이션의 범위에서 출사 동공으로서 오브젝트 필드 포인트의 각도 범위는 오브젝트 면에서 서로 기울어져 있다. 이러한 이유로, 조명 광학 기기의 다른 이미징 에러가 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공에 더한 차이를 가져 오기 때문에, 투사 노광 장치에 대한 조명 광학 기기의 일반적인 출사 동공은 이 애플리케이션의 범위에서 고려되지 않고, 오히려 오브젝트 필드 포인트의 개별적인 출사 동공 및 오브젝트 필드 포인트의 개별적인 출사 동공에서 각각의 강도 분포에 따라서 구분이 행해진다. 이상적인 경우에, 이미 서술한 것같이, 이들 출사 동공은 또한 일치할 수 있다.
푸리에 광학 기기의 동공 면 또는 그것과 켤레가 되는 푸리에 면에서, 예를 들면, 조명 광학 기기 내부의 동공 면에서 또는 동공을 분석하기 위한 측정 광학 기기의 동공면에 있어서, 관련된 면에서 강도 분포에 영향을 주거나 또한 거기에서 강도 분포를 측정할 수 있다. 이 경우, 이들 면은 반드시 용어 "평평한"의 의미의 면일 필요가 없고, 오히려 2개의 공간적인 방향으로 구부러질 수도 있다. 유사하게, 오브젝트/이미지 또는 필드 면, 또는 그것과 켤레를 이루는 푸리에 면에서, 관련된 면에서 각도에 걸쳐서 강도 분포에 영향을 주거나, 또는 거기에서 강도 분포를 측정할 수 있다. 또한, 동공 면에 대해 서술된 일반 개념은 용어 "면"에 적용된다.
투사 노광 장치에서 생성된, 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 강도 분포로부터 원하는 강도 분포의 편차의 측정 방법으로서, 그 중에서도, 연관된 출사 동공의 가장 큰 한계 각도 값 sin(Υ)에 대한 2개의 강도 분포의 중심 각도 값 sin(β)의 차이를 이용하는 것이 실현 가능하다. 이 애플리케이션의 범위에서 각도 값은 대응하는 각도 x의 사인, sin(x)를 의미하도록 의도된다. 그러므로 한계 각도 값은 광축 또는 거기에 평행한 축에 대해 오브젝트 필드 포인트로부터 출사 동공의 주변 포인트가 보여지는 각도의 사인을 의미하도록 의도된다. 그 안에서 오브젝트 필드 포인트가 조명 광학 기기로부터 광을 수광할 수 있는 오브젝트 필드 포인트의 각도 범위로서의 출사 동공의 또 다른 정의에서, 한계 각도 값은 여기서 출사 동공으로서 적용하는 각도 범위의 주변 또는 제한 각도의 사인이다. 가장 큰 한계 각도 값 sin(Ｙ)은 출사 동공의 모든 주변 포인트의 모든 한계 각도의 가장 큰-크기의 각도 값이거나, 여기서 출사 동공으로서 적용하는 각도 범위의 모든 한계 각도의 가장 큰-크기 각도 값이다. 중심 각도 값 sin(β)는 출사 동공에서 강도 분포의 중심 각 β의 사인이고, 결국 이것은 출사 동공에서 강도 분포의 중심이 오브젝트 필드 포인트로부터 감지되는 방향의 각도이다.
출사 동공에서 강도 분포의 중앙이 감지되는 방향은 종종 중앙 광선 방향으로 칭해진다. 중심 각도 값 또는 중앙 광선 각도의 사인은 동시에 주어진 강도 분포에 대한 출사 동공의 텔리센트리서티의 측정 방법이다.
텔리센트리서티의 경우에, 기하학적 및 에너제틱 텔리센트리서티 사이에 구분이 통상 행해진다(아래 참조). 기하학적 텔리센트리서티의 경우에, 또한, 출사 동공을 일정한 회전적으로 대칭으로 채우는 기하학적 텔리센트리서티와 프린서플 광선 텔리센트리서티(아래 참조)의 사이에 구분이 행해진다. 기하학적 텔리센트리서티는, 0과 가장 큰 한계 각도 값 사이에서 변할 수 있는 한계 각도 값까지의 광으로 출사 동공을 일정한 회전적 대칭으로 채우는 경우에, 중심 각도 값 또는 중앙 광선 각도의 사인과 의미가 동등하다.
출사 동공을 본질적으로 일정하게 회전적으로 대칭되게 광으로 채우는, 즉, 출사 동공에서 본질적으로 일정하고 회전적으로 대칭인 강도 분포, 소위 σ 세팅 또는 부분적으로 일치하는 세팅이 또한 참조된다. 전문가 문헌에서, 세팅의 외측 σ는 출사 동공에서 광으로 -채워진 영역이 갑자기 종료하는 가장 큰 한계 각도의 사인에 대한 그 각도의 사인의 비를 의미하도록 의도된다. 그러나, 세팅의 외측 σ의 이러한 정의에서, 실제 조명 광학 기기의 조건이 무시되며, 특히, 이미징 에러, 고스트 이미지 및 산란 광의 존재가 무시된다. 대부분에서 이미징 에러, 고스트 이미지 및 산란 광이 무시될 수 있기 때문에, 출사 동공에서 명암 영역의 갑작스런 전이는, 대략 조명 광학 기기의 동공 면에서 스톱을 사용함으로써만 발생될 수 있다. 그러나, 세팅을 생성하기 위해 조명 광학 기기의 동공 면에서 스톱을 사용하는 것은 반드시 광 손실을 가져 오며, 그러므로, 노광되는 웨이퍼 또는 기판의 수율의 감소를 가져 온다. 이 애플리케이션의 범위에서, 세팅의 외측 σ의 제안된 정의는 스톱에 의해 원하는 세팅을 생성하는 투사 노광 장치용 조명 광학 기기에 대해서만 적용하는 것이다. 모든 다른 조명 광학 기기에 대해서, 상기 서술된 것같이 세팅의 외측 σ의 교과서 정의와 대조적으로, 상기 서술된 이유로 외측 σ는 그 안에 출사 동공의 전체 강도의 90%가 존재하는 가장 큰 한계 각도의 사인에 대한 그 각도의 사인의 비율이 된다. 그러므로, 모든 다른 조명 광학 기기에 대해서, 다음이 적용된다.
외측 σ = 각도 값(90% 강도)/sin(Υ)
일반적으로, 조명 광학 기기의 이미징 에러로 인해서, 상이한 σ 설정을 갖는 텔리센트리서티 및 주어진 오브젝트 필드 포인트에 대한 프린서플 광선 텔리센트리서티에 대해서 0과 수 mrad 사이에 있는 상이한 값들이 발견된다.
오브젝트 필드 포인트의 프린서플 광선 텔리센트리서티는 오브젝트 필드 포인트의 위치에서 광축 또는 거기에 평행한 축에 대한 프린서플 광선의 각도를 의미하도록 의도된다. 이 경우, 프린서플 광선은 오브젝트 필드 포인트에서 보여지는 것같이 출사 동공의 기하학적 중심으로부터 나오는 광선이다.
유사하게, 고리모양의 세팅을 갖는 텔리센트리서티 값 및 주어진 오브젝트 필드 포인트에 대한 프린서플 광선 텔리센트리서티에 대해서 상이한 값이 일반적으로 구해진다. 고리 모양의 세팅은 출사 동공에서 광의 한계에 대해 외측 σ를 가질 뿐 아니라 내측 σ도 갖는 출사 동공에서 강도 분포에 관련한다. 세팅의 내측 σ는 출사 동공에서 중앙 섀도잉 또는 폐색의 정도를 서술한다. 전문가 문헌에서, 세팅의 내측 σ는 출사 동공에서 중앙 섀도잉 또는 폐색이 갑자기 끝나는 가장 큰 한계 각도의 사인에 대한 그 각도의 사인의 비율을 의미하도록 의도된다. 외측 σ의 관점에서 상기 설명한 것과 동일한 이유로, 세팅의 내측 σ의 이러한 정의는 세팅이 동공 면에서 스톱에 의해 생성되는 조명 광학 기기에 매우 적합하다. 본 애플리케이션의 범위에서, 이 정의와 반대로, 모든 다른 조명 광학 기기에 대한 세팅의 내측 σ에 대해서, 그 안에 출사 동공의 전체 강도의 10%가 존재하는 가장 큰 한계 각도의 사인에 대한 그 각도의 사인의 비율로서 취해지는 것이다. 그러므로, 모든 다른 조명 광학 기기에 대해서, 다음이 적용된다 : 내측 σ = 각도 값(10% 강도) / sin(Υ).
한편, 에너제틱 텔리센트리서티는 상이한 강도값을 갖는 출사 동공의 상이한 부분, 조명 광학 기기의 이미징 에러에 의해 상이하게 왜곡되거나 또는 왜곡되게 이미징되어 더 낫게 표현된 출사 동공의 상이한 부분으로부터 생긴다.
텔리센트리서티는 이것을 고려한 상이한 방법으로 인한 유일한 수량이 아니기 때문에, 이 애플리케이션의 범위에서, 중심 각도 값은 유일한 비교 수량, 즉, 중심각 또는 중앙 광선 각도의 사인으로 사용된다. 이 수량은 출사 동공에서 강도 분포의 중앙 광선 각도의 에너제틱 및 기하학적 원인을 모두 포함하며, 결국 마스크 이미징의 이미징 처리의 전반에 걸쳐 중심 각도 또는 중앙 광선 각도의 효과를 나타낸다.
투사 노광 장치에서 생성된, 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 강도 분포로부터 원하는 강도 분포의 편차의 또 다른 측정 방법은, 원하는 강도 분포와 얻어진 강도 분포 사이의 타원율의 차이이다.
출사 동공의 강도 분포의 타원율을 계산하기 위해, 4 사분면으로 서브분할된다. 여기서, x 방향 및 y 방향을 갖는 오브젝트 필드 면에서 좌표 시스템에 대해서 사분면들을 배열하는 2개의 종래의 선택 사양이 있다. 제1 배열의 사분면에서, 출사 동공은 x방향의 1선과 y방향의 1선으로 분할된다. 이 분할을 xy 분할이라 칭한다.
제2 배열에서, 선은 xy 좌표 시스템에 대해서 45°연장된다. 출사 동공의 이 분할은, 사분면이 오브젝트 필드에 대해 수평(H) 및 수직(V) 방향으로 놓여지기 때문에, HV 분할이라 칭한다.
출사 동공에서 강도 분포의 타원율은, 2개의 합의 합으로 정규화된, 출사 동공의 2개의 H 사분면에서 강도의 합과 출사 동공의 2개의 V 사분면에서 강도의 합 사이의 차이의, 100 %가 승산된, 크기 값을 의미하도록 의도된다. 출사 동공의 XY 분할의 타원율도 유사하게 정의된다.
투사 노광 장치에서 생성된, 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 강도 분포로부터 원하는 강도 분포의 편차의 또 다른 측정 방법은, 원하는 강도 분포와 얻어진 강도 분포 사이의 폴 밸런스(pole balance)의 차이이다. 출사 동공에서 강도를 갖는 폴 또는 영역의 수에 따라서, 출사 동공의 강도 분포의 폴 밸런스를 계산하기 위해, 후자는 광축 주위의 방사상 대칭인 동일하게 큰 부분으로 서브 분할하는 것에 대응한다. 이것은 출사 동공에서 서로 반대로 위치하는 강도를 갖는 2개의 영역을 갖는 다이폴 세팅에 대해서, 출사 동공은 2개의 절반으로 섹션으로 분할된 것을 의미한다. 출사 동공에서 강도를 갖는 4개의 영역을 갖는 사분면 세팅을 위해, 출사 동공은 섹션으로서 4개의 사분면으로 분할된다. 유사하게, 출사 동공에서 강도를 갖는 n개의 영역을 갖는 n-폴 세팅을 위해, 출사 동공은 n개의 섹션으로 분할된다. 출사 동공에서 강도 분포의 폴 밸런스는 2개의 섹션으로부터의 강도의 합으로 정규화된, 출사 동공의 섹션의 최대 강도와 출사 동공의 섹션의 최소 강도 사이의 차이의, 100 %가 승산된, 크기 값을 의미하도록 의도된다.
이 애플리케이션의 범위에서 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동은, 그 중에서도 광원에 의해 출력된 조명 광선 다발의 다음의 성질에서 시간적 및/또는 공간적 변화를 의미하도록 의도된다: 광원과 조명 광학 기기 사이에서 광축에 직교하는 조명 광선 다발의 위치, 광원과 조명 광학 기기 사이에서 광축에 직교하는 조명 광선 다발의 나머지에 대한 조명 광선 다발의 일부의 위치, 조명 광선 다발의 방향, 조명 광선 다발의 나머지의 방향에 대한 조명 광선 다발의 일부의 방향, 조명 광선 다발의 나머지의 강도 및 극성에 대한 조명 광선 다발의 일부의 강도 및 극성, 및 상기 성질들의 임의의 조합.
365nm와 3nm의 파장을 갖는 광원은 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 광원, 특히 고압 수은 증기 램프, 레이저, 예를 들면 엑시머 레이저, 예를 들면 ArF2, KrF2 레이저 또는 EUV 광원으로서 예상될 수 있다. 이 애플리케이션의 범위에서 248 nm, 193 nm, 157 nm 및 126 nm의 일반적인 파장을 갖는 광원으로서 엑시머 레이저의 경우에, 그 중에서 광원의 레이저 펄스의 레이저 모드의 모드 수 및 모드 조합의 변화도 또한 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동으로서 이해된다.
이 애플리케이션의 범위에서 다중 미러 어레이(MMA)의 시간적으로 안정화된 조명은 모든 총체의 평균 또는 시간 평균의 평균 또는 평균화된 공간 분포에 관해서 표현된, 25 % 미만, 특히 10 % 미만 만큼만 공간적 분포에서 이동 총체 평균(아래 참조) 또는 이동 시간 평균(아래 참조)으로서 시간상 변화하는, 멀티 미러 어레이(MMA)의 면 또는 멀티 미러 어레이(MMA)에서 조명 광선 다발의 공간적 강도 분포를 의미하도록 의도된다. 이동 총체 평균은 이 경우에 진동하는 광원(아래 참조)의 광 펄스의 총체에 걸친 이동 평균 값이다. 이동 시간 평균은 따라서 연속적인 광원(아래 참조)의 특정 노광 시간에 걸친 이동 평균 값이다.
멀티 미러 어레이(MMA)에 걸친 강도 분포 또는 조명의 전체 강도는 이 경우에 예를 들면, 이동 총체 평균 또는 이동 시간 평균으로서 멀티 미러 어레이(MMA)에 걸친 조명의 공간 분포가 아니라, 광 펄스로부터 광펄스까지에 대한 시간의 함수로서 매우 크게 변할 수 있다. 또한, 일반적으로, 노광을 위해 바람직하지 않은, 투사 노광 장치의 이미지 필드 포인트의 도스(dose)가 크게 변화하기 때문에, 이동 총체 평균 또는 이동 시간 평균으로서 멀티 미러 어레이(MMA)에 걸친 강도 분포의 평균 또는 평균화된 전체 강도는 크게 변하지 않는다.
이동 총체 평균은 연속적으로 발생하는 광 펄스의 수 n의 총체에 걸친 수량의 이동 평균 값을 의미하도록 의도된다. 여기서, 이동은 n의 연속적으로 발생하는 총체의 제1 광 펄스가 광원의 임의의 광 펄스이므로, 총체 평균은 총체의 제1 광 펄스로 시간상 이동하는 것을 의미한다. 상황은, 특정 노광 시간에 걸친 수량의 이동 평균 값이, 고려되는 노광 시간의 시작 인스턴트로 시간상 변화하는 연속적인 광원의 특정 노광 시간에 걸친 이동 시간 평균과 유사하다.
총체의 광 펄스의 수 n 또는 특정 노광 시간은, 노광되는 워크피스의 이미지 필드 포인트의 노광을 위해 얼마나 많은 광 펄스 또는 얼마의 노광 시간이 필요한지에 따라서 결정된다. 소위 마스크리스 리소그래피를 위해 투사 노광 장치로부터, 소위 스캐너를 통해 소위 스테퍼까지의 범위의 투사 노광 장치에 기초하여, 총체는 하나의 광 펄스와 수백 광 펄스 사이 또는 대응하는 노광 시간에 달할 수 있다.
출사 동공의 구조 또는 출사 동공의 강도 분포, 및 중심 각도 값, 타원율, 폴 밸런스, 및 투사 노광 장치의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 외측 및 내측 σ은 이 애플리케이션의 범위에서, 그 중에서도 또 다른 이동 총체 평균 값 또는 이동 시간 평균 값으로서 이해되어야 한다. 이것은, 총체의 필요한 광 펄스 또는 필요한 노광 시간으로 노광 공정 동안 만연한 조명 또는 이미징 조건을 특성화하거나 또는 서술하므로, 수량의 이들 이동 총체 평균 값 또는 이동 시간 평균 값만이 이미지 필드 포인트의 노광에 대해 전체적으로 관련되기 때문이다.
본 발명의 상기 서술된 제1 목적의 제2 해결책은 도입부에서 서술된 제1 투사 노광 장치, 즉, 투사 노광 장치에 의해 제공된다.
- 오브젝트 면 내에 오브젝트 필드 포인트를 갖는 오브젝트 필드를 조명하는 조명 광학기기를 갖고,
- 이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 가지며,
- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 관련된 출사 동공을 갖고, sin(
Figure 112010046766543-pct00002
)가 상기 출사 동공의 최대 한계 각도 값이며,
- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드 포인트의 관련된 출사 동공에서의 강도 분포를 조정하는 다수의 미러를 갖는 적어도 하나의 다중 미러 어레이(MMA)를 포함하고,
상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여,
각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 내부 및/또는 외부
Figure 112010046766543-pct00003
에서 0.1 미만만큼 벗어나게 된다.
본 발명에 따르면, 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동에 대한 고리 모양의 세팅의 시간적 안정화가 다중 미러 어레이(MMA)의 조명의 시간적 안정화의 형태로 제공될 때, 다중 미러 어레이(MMA)를 갖는 투사 노광 장치에 의해, 외측 및/또는 내측 σ에서 약간만 차이가 나는 고리 모양의 세팅 사이의 급격한 변화가 특히 잘 생성된다.
본 발명에 따르면, 80,000 보다 적은 미러를 갖는 투사 노광 장치의 다중 미러 어레이(MMA)의 조명의 시간적 안정화가 본 발명에 따르는 제1 투사 노광 장치와 연결하여 이미 서술된 것같이, DOE의 광 혼합 성질을 나타내는데 유리하다. 그러므로, 고리 모양의 세팅의 형태로 원하는 구조에 관련되어 큰 변동없이, 또한 최소의 가능한 편차를 가지고, 높은 정확성으로 재생가능하게 실행되는 노광 공정에 대해서 외측 및/또는 내측 σ에서 약간 차이가 나는 2개의 고리 모양의 세팅 사이에, 투사 노광 장치의 사용자에 의해 의도된, 변화가 가능하다. 그러므로 본 발명에 따르는 투사 노광 장치의 사용자는 외측 및/또는 내측 σ에서 약간만 차이가 나는, 2개의 고리 모양의 세팅 또는 출사 동공에서의 원하는 강도 분포 사이에서 정확할 뿐 아니라 신속하게, 시간적으로 안정되게, 재생가능하게 변화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 장점 및 특징들은 본 발명에 따르는 제안된 투사 노광 장치에 관련된 종속 항 및 도면과 함께 한 실시예의 설명에서 발견될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 목적은, 조명 광학 기기의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공에서 강도 분포가 투사 노광 장치의 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동에 대해 안정화되도록, 도입부에서 서술된 유형의 다중 미러 어레이(MMA)를 갖는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 조명 광학 기기를 개선하는 것이다.
이 목적은 도입부에서 서술된 조명 광학 기기, 즉 오브젝트 면 내에 오브젝트 필드 포인트를 갖는 오브젝트 필드의 균질한 조명을 위해 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용의 조명 광학기기에 의해 달성된다.
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 관련된 출사 동공을 갖고,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드 포인트의 관련된 출사 동공 내의 강도 분포를 조정하기 위한 다수의 미러를 갖는 적어도 하나의 다중 미러 어레이(MMA)를포함하며,
광원과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이에 조명 광선들의 조명 광선 다발(bundle)을 갖고,
상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 시간적으로 안정화하기 위한 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하며, 상기 시간적인 안정화는 다중 미러 어레이(MMA) 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들의 중첩에 의해 상기 다중 미러 어레이의 조명의 수행된다.
본 발명에 따르면, 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 위한 광원의 조명 광선 다발의 조명 광선의 중첩이 조명의 시간적 안정화를 유리하게 가져 오고, 그러므로, 투사 노광 장치의 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동에 관련해서 출사 동공에서 강도 분포의 안정화를 가져 온다.
본 발명의 또 다른 장점 및 특징들은 본 발명에 따르는 제안된 조명 광학 기기에 관련된 종속 항 및 도면과 함께 한 실시예의 설명에서 발견될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 목적은, 도입부에서 서술된 유형의 투사 노광 장치용 조명 광학 기기용 다중 미러 어레이(MMA)를 개선하는 것이며, 다중 미러 어레이(MMA)는 투사 노광 장치의 조명 광학 기기의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공을 급격히 변화시키기에 적합하도록 의도된다.
이 목적은 도입부에서 논급한 다중 미러 어레이(MMA)에 의해 달성되며, 그 다중 미러 어레이는 단위 [㎚]로 투사 노광 장치의 동작 광 파장
Figure 112010046766543-pct00004
를 갖는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 조명 광학기기용으로 적합하고
상기 다중 미러 어레이의 각 미러는 최대 틸트 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00005
)까지 적어도 하나의 축에 대해 회전 가능하며, 200[㎜*㎚]* sin(
Figure 112010046766543-pct00006
)/
Figure 112010046766543-pct00007
보다 더 큰 최소 에지 길이를 갖는다.
본 발명자는, 외측 및/또는 내측 σ에서 약간만 차이가 나는, 2개의 고리 모양의 세팅에서 급격한 변화가, 100㎛ 미만의 에지 길이와 4° 초과의 최대 틸트 각도를 갖는 40,000 초과의 미러를 구비한 다중 미러 어레이(MMA)가 예를 들면 193 nm의 파장을 갖는 것에 유용하기만 하면, 다중 미러 어레이(MMA)를 갖는 투사 노광 장치에 의해 매우 정확하고, 시간적으로 안정되게 및 재생 가능하게 보다 쉽게 얻어질 수 있는 것을 발견하였다. 이것은 다음의 고려 사항이 나타내는 바와 같이, 출사 동공의 구조가 개별 미러의 스폿에 의해 매우 미세하게 구성될 수 있고, 투사 노광 장치는 사용자에게 수용가능한 설치 공간에 장착될 수 있기 때문이다.
그러나, 특히, 다음의 고려 사항은 또한 무엇보다도 40,000 보다 적은 미러를 갖고, 및/또는 4° 미만의 최대 미러 틸트 각도를 갖는 다중 미러 어레이(MMA)용 취급 소개를 제공한다.
다중 미러 어레이(MMA)의 개개의 미러의 지름의 스폿이, 다중 미러 어레이(MMA)의 필드 면과 푸리에 광학 기기의 동공 면 사이의 이상적인 푸리에 광학 기기에 대해, 이 면에서, 푸리에 광학 기기의 초점 거리와 개개의 미러에 남는 조명 광선 다발의 그 부분의 전체 분산 각도의 곱에 의해 주어진다.
한편, 동공 면에서 동공의 반경은 푸리에 광학 기기의 초점 거리와 개개의 미러의 최대 틸트 각도의 곱에 의해 주어진다. 이것은, 개개의 미러 뒤의 조명 광선 다발의 일부의 전체 분산 각도에 대한 개개의 미러의 최대 틸트 각도의 비가 동공 면에서 해상도 또는 눈금의 측정 방법으로서 적합하다는 것에 기인한다. 그러므로, 외측 또는 내측 σ에서 작은 차이만을 갖는 고리모양의 세팅 사이의 변화에 필요한 것으로서, 낮은 분산 각도 및 높은 최대 틸트 각도가 동공에서 높은 해상도를 갖게 한다. 그러나, 동공에서 해상도를 증가시키는 첫번째 가능한 방법으로서, 낮은 분산 각도가 동공에서 작은 스폿을 확실하게 하므로, 동공에서 스폿의 광의 작은 혼합을 반드시 확실하게 한다. 이 효과는 출사 동공의 구조가 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동(DOE의 광 혼합 성질의 상기 설명 참조) 에 의존한다는 것이다.
40,000 초과의 다수의 미러를 갖는 다중 미러 어레이(MMA)는 매우 낮은 분산 각도로 출사 동공의 영역이 많은 미러에 의해 조명되는 것을 확실하게 할 수 있어서, 이들 미러에 대해 평균하여, 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동으로부터 분리되도록 한다. 대략 40,000 미러를 갖는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 이러한 다중 미러 어레이(MMA)는 커다란 어려움이 있지만 현재 기술적으로 구현될 수 있다. 또한, 4° 초과의 최대 틸트 각도에 대해 높은 값을 갖는 다중 미러 어레이(MMA)는 동공에서 해상도를 증가시키는 또 다른 가능한 방법이다. 유사하게 이러한 다중 미러 어레이(MMA)는 커다란 어려움이 있지만 현재 기술적으로 구현될 수 있다.
게다가 동공에서 해상도, 동공의 크기는 고려되어야 하는 제한 사항이다.
조명 광학 기기의 동공면에는, 고유의 광 혼합을 갖는 필드 규정 소자(FDE : field defining element) 또는 후속의 필드면에서 후속의 광 혼합을 갖는 굴절 광학 소자(ROE : refractive optical element)가 일반적으로 있다. 양 경우에 광 혼합은 조명 광학 기기의 오브젝트 필드의 동질의 조명을 생성하도록 동작한다. 동공 면에서 이들 소자의 기능적 구성은 특정 최소 크기의 동공을 요구한다. 동공 면에서 동공의 크기는 다중 미러 어레이(MMA)와 동공 면 사이의 푸리에 광학 기기의 초점 거리와 최대 틸트 각도에 의해 결정된다. 그러므로, 최대 틸트 각도가 더 증가될 수 없으면, 예를 들면 푸리에 광학 기기의 초점 거리를 증가시킬 수 있다. 그러나, 푸리에 광학 기기의 초점 거리의 2배가 후속면으로부터 다중 미러 어레이(MMA)의 거리를 또한 정의하기 때문에, 기술적 설치 공간 한계가 초점 길이의 임의의 증가에 종래 놓여진다.
게다가, 동공의 해상도 및 동공의 크기, 조명 광학 기기에서 광 손실 및 동공에서 외래 광선은 또한 고려해야할 제한 사항이다. 조명 광학 기기에서 광 손실은 투사 노광 장치의 기판 또는 웨이퍼의 수율의 감소를 가져 온다. 예를 들면 산란광 또는 고스트 이미지에 의해 생긴 동공에서 외래 광은 최악의 경우 획득할 수 없는 출사 동공의 원하는 특정 구조를 가져온다. 일반적으로, 동공에서 미세한 해상도가 외래 광에 의해 방지되기 때문에, 외측 또는 내측 σ에서 약간만 변화하는 고리 모양의 세팅 사이에서 변화가 가능하지 않게 한다. 광 손실 및 외래 광이 다중 미러 어레이(MMA)를 갖는 조명 광학 기기에서 피해야 하는 것이면, 회절 효과로 인해 다중 미러 어레이(MMA)의 미러의 최소 에지 길이에 대해 더 낮은 한계가, 그러므로, 투사 노광 장치의 조명 광학 기기의 파장 λ의 함수로서 있는 것을 고려해야할 필요가 있다.
상기 서술된 제한 사항 이외에, 조명 광학 기기의 비용도 또 다른 제한 사항으로서 고려되어야 한다. 이것은, 최대 틸트 각도와 함께 다중 미러 어레이(MMA)의 영역이 지름에 대해서, 그러므로, 후속의 광학 기기의 비용에 대해서 책임이 있는 기하학적 플럭스를 결정하기 때문에, 다중 미러 어레이(MMA), 그러므로, 다중 미러 어레이(MMA)의 개개의 미러의 영역이, 또한 임의로 크게 만들어질 수 없다는 사실에 기인한다. 또한, 조명 광학 기기의 오브젝트 필드의 크기는 주어진 개구수 NA에 대해 유사하게 함께 결정된다.
본 발명은 단위 [nm]의 동작 파장 λ를 갖는 조명 광학 기기용, 본 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)의 상기 발견된 것들을 활용한다. 다중 미러 어레이(MMA)의 각각의 미러는 이 경우에 최대 틸트 각도 값 sin(α)까지 적어도 하나의 축 주위로 회전 가능하고, 최소 에지 길이는 200 [mm * nm]*sin(α)/λ 보다 크다. 본 발명에 따른 이러한 다중 미러 어레이(MMA)를 갖는 조명 광학 기기로 얻어지는 장점은, 외측 및/또는 내측 σ에서 약간만 차이가 나는, 투사 노광 장치의 조명 광학 기기의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 구조의 급속한 변화를 허용하는 것이다. 이 변화는 정확하게, 시간적으로 안정적으로 및 재생가능하게 발생한다.
본 발명의 또 다른 장점 및 특징은 본 발명에 따르는 제안된 다중 미러 어레이에 관련된 종속항 및 도면과 함께 서술된 실시예의 설명에서 찾을 수 있다.
또한, 본 발명의 제 4 목적은 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 조명 광학 기기의 다중 미러 어레이(MMA)의 동질성 조명용 광학 시스템을 개선하는 것이다.
제4 목적은 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 조명 광학 기기의 다중 미러 어레이(MMA)의 동질성 조명을 위해 도입부에 서술된 광학 시스템에 의해 이루어진다. 이 경우에 본 발명에 따르는 광학 시스템은 광원에서 다중 미러 어레이(MMA)로의 조명 광 방향 및 분산을 갖는 조명 광선 다발을 가지며, 광학 시스템 뒤의 조명 광 방향에서 조명 광선 다발의 분산은 광학 시스템 앞의 조명 광선 다발의 분산의 5배보다 적다.
본 발명의 발명자들은 조명 광학 기기의 본 발명에 따르는 광학 시스템에 의한 조명 광학 기기의 다중 미러 어레이(MMA)의 조명의 공간적인 동질성이 다중 미러 어레이(MMA)에서 조명의 시간적 안정화, 그러므로, 출사 동공에서 강도 분포의 시간적 안정화를 확실하게 하는 것을 발견하였다. 그러므로, 다중 미러 어레이(MMA)의 조명 및 출사 동공에서 강도 분포는 투사 노광 장치의 광원의 시간적 및/또는 공간적 변동으로부터 동질화 광학 시스템에 의해 분리된다. 본 발명자들은, 동공에서 전체 분산 각도와 해상도의 관계의 설명에서 상기 언급된 것같이, 한편, 필요한 해상도가 외측 및/또는 내측 σ에서 작은 정도로만 상이한 고리모양의 세팅의 변화에 대해 동공에서 얻어지지 않기 때문에, 다중 미러 어레이(MMA)에서 조명을 동질화하는 광학 시스템이 조명 광선 다발의 분산을 실질적으로 증가시킬 필요가 없다.
본 발명의 또 다른 장점 및 특징은 본 발명에 따르는 제안된 광학 시스템에 관련된 종속항 및 도면과 함께 서술된 실시예의 설명에서 찾을 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5 목적은 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 조명 광학 기기용 레이저의 조명 광선 다발을 조절하기 위한 광학 기기 조절 유닛을 개선하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 5 목적은 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 조명 광학 기기용 레이저의 조명 광선 다발을 조절하기 위해, 도입부에 서술된 광학 기기 조절 유닛에 의해 달성된다. 이 경우에 레이저는 하나 이상의 일관된 레이저 모드 및 레이저 출력을 갖는다. 또한, 조명 광선 다발은 분산, 광선 또는 다발 프로파일, 및 편광 상태를 가지며, 본 발명에 따르는 광학 기기 조절 유닛은 적어도 분산 및/또는 광선 또는 다발 프로파일, 및/또는 레이저 출력과 다중 미러 어레이(MMA) 사이의 조명 광선 다발의 편광 상태를 변경한다.
본 발명자는, 특정 환경에서 조명의 크기 및/또는 분산 각도 및/또는 조명 광선 다발의 편광 상태를, 조명 광선 다발이 다중 미러 어레이(MMA)에 도달할 때, 조절, 준비 또는 변경하는 것이 바람직하므로, 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 구조의 급속한 변화가, 외측 및 내측 σ에서 약간만 상이한 2개의 고리모양의 세팅 또는 출사 동공에서 원하는 강도 분포 사이에서 행해질 수 있는 것을 발견하였다. 이것은 출사 동공에서 강도 분포의 크기가 크게 상이한 2개의 고리모양의 세팅 사이에서 변화할 때 특히 유리하다. 여기서, 특정 조건 하에서, 2개의 세팅중 하나에 대해서, 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 상이한 수 및/또는 조명 광선 다발의 상이한 분산 각도를 선택하고, 출사 동공의 강도 분포의 안정화에 있어서 미러의 수의 효과 및 출사 동공의 해상도에 있어서 미러 뒤의 조명 광선 다발의 일부의 전체 분산 각도의 효과에 대한 상기 설명을 참조하는 것이 바람직하다. 유사하게, 2개의 세팅 중 하나의 이미징 성질에 대해서, 편광 상태를 변화시키는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 또한 2개의 고리모양의 세팅이 출사 동공에서 강도 분포의 크기가 보다 크게 상이할 때에도 상응된다.
본 발명의 또 다른 장점 및 특징은 본 발명에 따르는 제안된 광학 기기 조절 유닛에 관련된 종속항 및 도면과 함께 서술된 실시예의 설명에서 찾을 수 있다.
또한, 본 발명의 제6 목적은 마이크로구조의 부품의 마이크로리소그래피 제조를 위한 방법 및 그에 의해 제조될 수 있는 부품을 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따른 다음의 단계를 갖는 마이크로구조의 부품의 마이크로리소그래피 제조를 위한 방법에 의해 달성된다:
- 적어도 일부 상에 감광성 재료의 층이 도포되는 기판을 제공하는 단계,
- 결상될 구조체를 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
- 조명 광학기기용 광학 조절 유닛을 제공하는 단계, 및/또는
- 조명 광학기기용 광학 시스템을 제공하는 단계, 및/또는
- 조명 광학기기용 다중 미러 어레이를 제공하는 단계, 및/또는
- 투사 노광 장치용의 조명 광학기기를 제공하는 단계, 및/또는
- 투사 노광 장치를 제공하는 단계,
- 상기 투사 노광 장치의 투사 광학기기의 도움으로 상기 층의 영역 상에 마스크의 적어도 일부를 투사하는 단계,
또한, 그러한 방법에 의해 생성되는 마이크로구조의 부품에 의해 달성된다.
일 실시예에서, 인코히어런트 중첩의 시간적 변경을 행하도록 구성된 광학 시스템은, 미러 표면을 갖는 미러와, 미러 표면의 적어도 일부의 틸트를 생성하도록 구성된 액츄에이터를 포함한다. 미러 표면의 적어도 일부를 틸팅함으로써, 조명 광선 다발은 틸트될 뿐아니라 광학 적분기에 비스듬하게 충격을 가한다. 이것은 후속의 다중 미러 어레이에 생성된 강도 분포의 측면 시프트를 가져 온다. 광학 적분기가 허니콤 콘덴서의 2개의 채널판을 포함하면, 조명 광선 서브다발에 의해 조명되는 제 2판의 채널에서 표면 영역을 변화시킬 수 있다. 이것은 제1 채널 판이 조명 광선 서브-다발을 제2 채널판에 포커스하면 발생하는 매우 높은 강도에 의해 발생될 수 있는 제2 채널판에서의 손상을 방지할 수 있다.
일치하지 않는 조명 광선 다발의 중첩이 문제가 되지 않으면 시간적으로 변하는 입사각을 갖는 광학 적분기의 채널(즉, 마이크로렌즈)위로 광선 다발을 향하게 하는 개념이 또한 사용될 수 있다. 또한 이 경우 이 개념은 복수의 마이크로렌즈를 각각 포함하는 2개의 판을 포함하는 허니콤 광학 적분기에서 손상을 방지한다.
미러 표면의 적어도 일부의 틸트는 미러 표면을 구부리게 하는 액츄에이터의 도움으로 생성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 광축에 대해 0°와는 다른 각도, 바람직하게는 90°의 각도 만큼 기울어진, 회전축 주위의 미러의 회전 진동을 생성하도록 구성된다. 회전 진동의 크기를 제어함으로써, 장치의 동작 중에 변할 수 있는 특정 필요 사항에, 회전 진동에 의해 생성된 미러 표면의 틸트를 적응시킬 수 있다. 예를 들면, 조명 광선 서브-다발의 분산은 제2 채널 판의 채널 상에서 조명된 영역의 크기에 강한 효과를 갖는다. 이 분산이 다양한 영향의 결과로서 변하면, 예를 들면, 가열 효과의 결과로서 광학 소자의 광학 기기적 성질을 변화시키면, 회전 진동의 크기는 변화하는 필요 사항에 맞춰질 수 있다.
미러가 마이크로미러 어레이와 광학 기기적으로 결례가 되면, 미러와 마이크로미러 어레이가 평행 면에 배열되는 배열이 바람직하다. 이 점에서, 광학 시스템이 편광 종속 빔 스플리팅 면과, 빔 스플리팅 면과 미러 사이에 배열되어 있는 편광 매니퓰레이터(manipulator)를 포함하면 바람직하다. 그 후, 미러로부터 반사되고 편광 매니퓰레이터를 통해 2번 통과하는 광에 대해 투명한 폴딩 미러로서 편광 종속 빔 스플리팅 면을 사용하는 것이 가능하다.
이들 요지의 장점은 투사 노광 장치, 조명 광학 기기, 다중 미러 어레이(MMA), 광학 시스템 및 광학 기기 조절 유닛과 함께 상기 표시된 장점 및 도면과 함께 취한 실시예의 설명으로부터 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 투사 노광 장치의 조명 광학 기기의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 구조를 신속하고 재생 가능하게 변화시키기 위한 다중 미러 어레이(MMA)를 갖는 투사 노광 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 각종 특징 및 장점은 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 즉시 이해될 수 있다.
도 1은 종래 기술로서, 적분기로서 로드가 있는 조명 광학 기기를 갖는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 종래 기술로서, 적분기로서 FDE가 있는 조명 광학 기기를 갖는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 미러 어레이(MMA)를 갖는 본 발명에 따르는 조명 광학 기기의 본 발명에 따르는 동공 형성 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 미러 어레이에 걸친 강도 분포를 갖는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 주기 위상 소자를 갖는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 7은 랜덤 위상 프로파일을 갖는 본 발명에 따른 위상 소자를 갖는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 회전 위상 소자를 갖는 본 발명에 따른 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 동공 형성 유닛 후의 제1 동공 면까지 조명 광선 다발의 빔 경로를 개략적으로 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 렌즈 어레이를 갖는 본 발명에 따른 동공 형성 유닛 후의 제1 동공 면까지의 조명 광선 다발의 빔 경로를 개략적으로 나타낸다.
도 11은 본 발명에 따르는 혼합 및/또는 산란 소자를 갖는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 조절하기 위한 본 발명에 따르는 조절 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 12는 본 발명에 따르는 혼합 및/또는 산란 소자와 본 발명에 따르는 대칭화 유닛을 갖는 본 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 조절하기 위한 본 발명에 따르는 조절 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따르는 조절 유닛에 대한 본 발명에 따르는 대칭화 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따르는 혼합 및/또는 산란 소자와 본 발명에 따르는 대칭 유닛 및 본 발명에 따르는 스톱을 갖는 본 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 조절하기 위한 본 발명에 따르는 조절 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 15는 본 발명에 따르는 조절 유닛에 대한 본 발명에 따른 위상 소자를 개략적으로 나타낸다.
도 16은 본 발명에 따르는 적분기 및 본 발명에 따르는 텔리 - 또는 릴레이(tele or relay) 광학 기기으로서 본 발명에 따르는 허니콤 콘덴서를 갖는 본 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 17은 본 발명에 따르는 적분기 및 본 발명에 따르는 텔리 - 또는 릴레이 광학 기기으로서 본 발명에 따르는 로드 또는 본 발명에 따르는 광가이드를 갖는 본 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 18은 본 발명에 따르는 적분기 및 본 발명에 따르는 텔리 - 또는 릴레이 광학 기기으로서 본 발명에 따르는 플레이트 믹서 콘덴서를 갖는 본 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 19는 본 발명에 따르는 간단한 적분기 및 본 발명에 따르는 텔리 - 또는 릴레이 광학 기기으로서 동시에 동작하는, 본 발명에 따르는 광학 기기 조절 유닛으로서 본 발명에 따르는 큐브 믹서를 갖는 본 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키기 위한 본 발명에 따르는 광학 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 20은 회전 진동을 행할 수 있는 미러를 포함하는, 다중 미러 어레이의 조명을 안정화시키기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 광학 시스템을 통한 자오선부를 개략적으로 나타낸다.
도 21 ~ 23은 조명 광선 서브-다발이 상이한 입사각 하에서 제1 채널 판에 영향을 주는 3개의 상이한 인스턴트에서 2개의 채널 판을 포함하는 허니콤 콘덴서의 조명을 개략적으로 나타낸다.
도 24는 작은 거리만큼 공간적으로 떨어진 2개의 로드 사이에서 소멸파가 진행하는 실시예에 따른 혼합 소자를 통한 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 25는 도 24에 나타낸 것같은 복수의 혼합 소자를 포함하는 혼합 유닛을 개략적으로 나타낸다.
도 26은 2개의 로드가 물 또는 다른 유전 매체의 박층에 의해 공간적으로 떨어진 또 다른 실시예에 따른 혼합 소자를 개략적으로 나타낸다.
도 27은 Lummer-Gehrke 판과 유사한 슬랩(slab)을 포함하는 또 다른 실시예에 따른 혼합 소자를 개략적으로 나타낸다.
동공 면내의 조명 광선 다발(12)의 이러한 필드 각도 분포는, 다음의 필드 렌즈 광학기기(4)에 의해 로드(5) 입력의 조명 필드(5e)로 전해진다. 로드(5) 입력의 조명 필드(5e)는 조명 광학기기의 필드 면에 놓이고, 통상, 반드시는 아니지만, 이전의 필드 렌즈 광학기기(4)의 개구수에 대응하는 최대 조명 각도 값을 가진 조명 각도 분포를 갖는다. 회절 요소(3a)의 필드와는 대조적으로, 필드(5e)는 조명 광학기기의 완전한 기하학적 선속(geometrical flux)을 갖는다. 이러한 기하학적 선속은 기하학적 선속들의 2중의 도입의 결과이다. 먼저, 동공에 대한 기하학적 선속은, 다음의 필드 면에서의 조명 각도 분포를 조정하도록, 회절 광학 요소(3a)에 의해 도입된다. 2 번째 단계에서, 필드에 대한 기하학적 선속은, 다음의 필드 면에서 조명되는 필드 형태를 조정하도록, 굴절 광학 요소(3b)에 의해 도입됨으로써, 조명 광학기기의 완전한 기하학적 선속이 광학 요소(3b)의 다음에서 이용될 수 있다.
로드(5) 입력의 조명 필드(5e)는 로드(5)에 의해 로드의 출력으로 필드(5a)내로 전해진다. 로드의 필드(5a)의 최대 조명 각도들은 로드 입력의 필드(5e)의 그것들에 대응한다. 로드(5)의 로드 벽부에서의 다수의 총 반사는, 필드(5a)의 필드 포인트의 출사 동공에서의 로드 출구에서, 각각의 개별적인 제2 광원의 형태로서 로드 입구에서의 필드(5e)의 필드 형태를 가진 제2 광원을 생성한다. 로드(5)의 이러한 만화경 효과(kaleidoscope effect)에 의해, 많은 제2 광원들의 광이 이러한 필드(5a)에서 겹쳐지므로, 필드(5a)는 필드에 걸친 강도 분포에 관하여 균질화된다.
필드 스톱(field stop)(51)은 그 측 범위에서의 필드(5a)의 범위를 정하고 필드의 뚜렷한 명-암 천이를 보장한다. 다음의, 소위 REMA 대물렌즈(6)는 필드(5a)를 레티클 면(reticle plane)(7)내로 이미징한다. 필드 스톱(51)의 명-암 에지들은 그에 의해 대물렌즈 또는 필드 면(7)내로 뚜렷하게 전해진다. “레티클 마스킹(masking)”으로도 불리는, 레티클 또는 필드 면(7)내로의 필드 스톱(51)의 뚜렷한 에지 이미징의 이러한 기능은, REMA(REticleMAsking)라는 이름의 이러한 대물렌즈로 이끈다. REMA 대물렌즈(6)는, 예컨대, 콘덴서 그룹(61), 동공 면(62) 부근의 동공 영역, 동공 렌즈 그룹(63), 편위안 미러(deviating mirror)(64) 및 다음의 필드 렌즈 그룹(65)로 이루어진다.
REMA 대물렌즈의 동공 영역(62)에 있어서, 예컨대, 동공의 다종다양한 조작이, 특히 투과 또는 편광에 관하여, 실행될 수 있다. REMA 대물렌즈(6)는, 레티클 면(즉, 필드 면(7))으로의 필드 스톱(51)의 뚜렷한 필드 에지들을 가진 필드(5a)의 이미징을 보장한다. 필드(5a)의 조명 각도 분포는 그에 의해 필드 면(7)의 대응 조명 각도 분포로 또한 전해진다. 레티클 면(즉, 필드 면(7))의 조명 필드의 각각의 오브젝트 필드 포인트는, 따라서, 그 조명 각도 분포 또는 그 출사 동공을 획득한다.
일반적으로, REMA 대물렌즈(6)는 레티클 또는 필드 면(7)을 텔레센트릭하게(telecentrically) 조명한다, 즉 모든 오브젝트 필드 포인트의 조명 각도 분포는 광학축 또는 그에 나란한 축에 대해 대칭적이다. 필드 면(7)의 오브젝트 필드 포인트에서의 조명 광선들의, 조명 광학기기 또는 광원(1)의 방향으로의, 후방 기하학적 확대는, 무한대에서 이러한 오브젝트 필드 포인트에 대한 조명 광학기기들의 가상 출사 동공을 부여한다. 오브젝트 필드 면(7)내의 오브젝트 필드 포인트의 조명 각도 분포의, 다음의 투사 광학기기(8)의 방향으로의, 전방 투사은, 무한대에서 고려되는 이러한 오브젝트 필드 포인트에 대한 조명 광학기기의 실제 출사 동공을 부여한다. 조명 광학기기의 가상 또는 실제 출사 동공은, 필드 면(7)의 조명 광학기기의 텔레센트릭 빔 경로의 경우에 있어서 직접적인 결과이다. 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 중앙에 대한 출사 동공에서의 포인트의 높이는, 이러한 경우에, 이러한 오브젝트 필드 포인트의 조명 광선 각도를 출사 동공의 거리로 곱한 것의 탄젠트(tangent)만큼 부여된다.
오브젝트 필드 면(7)은, 투사 노광 장치의, 조명 광학기기와 투사 광학기기, 예컨대, 투사 대물렌즈(8) 사이의 분할 면을 나타낸다. 조명 광학기기는 뚜렷한 에지들에 의해 범위가 정해지는 필드를 균질하게 조명하는 임무를 갖고, 그에 의해 사양에 따른 오브젝트 필드 포인트의 요구되는 조명 각도 분포 또는 출사 동공을 생성한다.
오브젝트 필드 포인트의 특정 조명 각도가 탄젠트 조건을 통해 출사 동공의 대응 포지션과 관련되기 때문에, 본 출원의 권리 범위에 있어서, 오브젝트 필드 포인트의 조명 각도 분포의 생성은, 여기에서 의미적으로, 이러한 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공에서 강도 분포를 생성하는 것과 등가이다.
칩 제조를 위한 레티클 또는 마스크는 오브젝트 필드 면(7)내로 도입된다. 이들 마스크는 조명 광학기기에 의해 생성되는 조명 광선 다발(12)에 의해 조명된다. 투사 대물렌즈(8)는, 조명되는 마스크를 추가적인 필드 면, 이미지 필드 면(10)으로 이미징한다. 거기에, 그 상부측에서 감광층을 지지하는 기판(9)이 배열된다. 마스크 구조는 투사 대물렌즈(8)에 의해 감광층의 대응되는 노광 영역으로 전해진다. 일반적으로 말해서, 이러한 경우에 있어서 2개의 상이한 타입의 투사 노광장치가 있다, - 전체 마스크 필드가 하나의 노광 공정에서 감광 기판(9)상으로 전사되는 소위 스테퍼(stepper), 및 마스트의 부분들만이 노광 공정에서 기판(9)의 부분들상으로 전사되는 소위 스캐너 -, 이러한 경우에서 마스크 및 기판은 전체 마스크를 전사하기 위해 동기 방식으로 대응되게 이동된다.
노광 처리 공정 후에, 노광된 기판(9)은, 다음의 처리 공정들, 예컨대, 에칭을 필요로 한다. 통상, 기판(9)은 다음에 새로운 감광층을 받고, 새로운 노광 처리 공정을 필요로 한다. 이 처리 공정들은, 완성된 마이크로칩, 완성된 마이크로구조의 부품이 획득될 때까지 반복된다.
도 2는 종래 기술의 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 다른 예를 개략적으로 도시한다. 도 1의 그것들에 대응하는 도 2에서의 구성 요소들은 동일한 참조 번호들로 표시된다.
도 2의 투사 노광 장치는 도 1의 투사 노광장치와는 단지 조명 광학기기에 있어서 상이하다. 도 2에서의 조명 광학기기는, 제2 광원을 생성하기 위한 로드(5)가 없다는 점에서, 도 1에서의 조명 광학기기와 상이하다. 또한, 도 2에서의 조명 광학기기는, 필드 정의 요소(3c)(field defining element; “FDE”)가 동공 면에서의 요구되는 필도 각도들의 생성만을 보장하지 않고, 2-스테이지 허니컴 콘덴서(two-stage honeycomb condenser)를 통해, 제2 광원의 생성도 보장한다는 점에서 상이하다. 도 2에서의 필드 정의 요소(3c)는 따라서 도 1에서의 굴절 광학 요소(refractive optical element; “ROE”)(3b)의 기능성 및 도 1에서의 로드(5)에서의 기능성의 양쪽을 포함한다. 2-스테이지 허니컴 콘덴서로 구성된, 필드 정의 요소(3c)는, 한편으로는 동공 면에 필요한 필드 각도를 도입하고, 다른 편으로는 동공 면에 제2 광원을 생성한다. 필드에 걸친 요구되는 균질화된 강도 분포를 가진, 대응하는 필드 형태는, 따라서 제2 광원의 광의 중첩에 의해 조명 광학기기의 다음의 필드 면들에서 생성된다.
도 3은, 도 1 또는 도 2에서 예로서 나타내어진 바와 같이, 리소그래피 투사 노광 장치용 조명 광학기기에 대한 본 발명에 따른 동공 형성 유닛을 개략적으로 나타낸다. 여기서, 도 3에서의 본 발명에 따른 동공 형성 유닛은, 도 1 또는 도 2에 따른 이러한 투사 노광 장치의 동공 형성 유닛(2)에 대한 대체로서 역할을 한다. 도 3의 동공 형성 유닛의 사용은 하지만, 도 1 또는 도 2에 나타내어진 바와 같이 이들 투사 노광 장치에 한정되지 않는다.
도 3의 동공 형성 유닛은, 배열된, 동공 면(44)에서 끝나고, 도 1에 도시된 실시예에서는 굴절 광학 요소(3b)의 부근에서 끝나며, 도 2에 도시된 실시예에서는 필드 정의 요소(3c)의 부근에서 끝난다. 도 1 및 도 2의 회절 광학 요소(3a)의 대신에, 다중 미러 어레이(multi-mirror array; “MMA”)(38)가, 동공 면(44)에서 겹치는 조명 각도 분포를 생성하여 이러한 동공 면에서의 강도 분포를 형성한다. 동공 면들(44)의 이러한 강도 분포는, 이상적인 푸리에 광학기기가 가정되는 한, 오브젝트 필드 포인트의 조명 각도 분포 또는 출사공에서의 강도 분포에 대응한다.
광원으로부터 들어오며, 면 접이식 미러(plane folding mirror)(30)에 의해 편향되는 조명 광선 다발(12)은, 허니컴 콘덴서(32)에 의해 개별적인 조명 광선 서브-다발들로 분해되고 그 다음에 중계 광학기기(34) 또는 콘덴서(34)에 의해 렌즈 어레이(36)상으로 가이드된다. 이러한 렌즈 어레이(36)는 조명 광선 서브-다발들을 다중 미러 어레이(38)의 개별적인 미러들상으로 집중시킨다. 다중 미러 어레이(38)의 개별적인 미러들이 상이하게 틸트될 수 있음으로써, 즉, 다중 미러 어레이의 미러들 중 적어도 일부가 관련 조명 광선 서브-다발의 입사각을 수정하기 위해 적어도 하나의 축에 대해 회전될 수 있음으로써, 상이한 강도 분포들이 동공 면(44)에서 조정될 수 있다. 다중 미러 어레이(38)의 미러들로부터 들어오는 조명 광선 서브-다발들이 다음의 산란 디스크(scattering disc)(40) 및 콘덴서 광학기기(42)를 통과함으로써, 그것들은, 이제 바람직하게 나란한 주요한 광선들과, 동공 면(44)을 교차한다.
도 4는 면 접이식 미러(30)와 다중 미러 어레이(38) 사이의 도 3의 섹션을 개략적으로 그리고 확대된 스케일로 도시한다. 이러한 예시도에 있어서, 콘덴서 광학기기(34)와 다중 미러 어레이(38) 사이의 선택적인 렌즈 어레이(36)는 도시되지 않는다. 도 4는 조명 광선 다발(12)의 조명 광선 서브-다발이, 허니컴 콘덴서(32)와 콘덴서(34)를 통해 다중 미러 어레이(38)로 패스되는 것으로 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 콘덴서(34)는, 허니컴 콘덴서(32)의 제2 허니컴 채널 판이 배열되는 전방 초점면, 및 다중 미러 어레이(38)가 배열되는 후방 초점면을 갖는 푸리에 광학기기를 형성한다. 조명 광선 서브-다발의 선택된 광선들의 광선 경로들은, 실선 및 파선의 형태로 나타내어졌고, 광학축은 일점쇄선의 형태로 나타내어졌다. 실선으로 나타내어진 광선 경로들은, 가능한 큰 각도에서 허니컴 콘덴서(32)의 제1 허니컴 채널 판을 타격하는 광선들을 지시한다. 파선으로 나타내어진 광선 경로들은, 허니컴 콘덴서(32)의 제1 허니컴 채널 판을, 광학 축에 나란히 그리고 따라서 가능한 작은 각도에서, 타격하는 광선들을 지시한다.
허니컴 콘덴서(32)의 전방의 조명 광선 서브-다발의 발산은, 따라서, 조명 광선 서브-다발의 조명 광선들의 광선 경로들 사이의 완전한 개구 각도에 의해 실선의 형태로 부여된다. 이러한 발산은, 흑환(filled circle) a로 도 4에서 상징적으로 나타내어져 있다. 흑환 영역 a는 조명 광선 서브-다발의 발산의 치수이도록 의도되었다.
허니컴 콘덴서(32)의 후는, 조명 광선 서브-다발의 발산을 결정하는 파선으로 나타내어진 광선 경로들이다, 이러한 발산은 그 다음에 흑환 b의 형태로 상징적으로 나타내어진다. 흑환 b는 허니컴 콘덴서 전의 흑환보다 더 큰 영역을 갖고, 따라서 조명 광선 서브-다발에 대한 허니컴 콘덴서(32)의 발산-증가 효과를 나타낸다.
도 5는 조명 광선 다발(12)의 2개의 조명 광선 서브-다발들(실선 및 파선으로 지시됨)이 어떻게 허니컴 콘덴서(32)의 2개의 허니컴 채널들을 통과하여 다중 미러 어레이(38)에 부딪치는가를 도시한다. 2개의 조명 광선 서브-다발들의 양쪽 광선 경로들은, 광학 축에 나란히 그리고 따라서 허니컴 콘덴서(32)에 수직하게 도달하는 광선들과 관련된다. 도 5의 도움으로, 2개의 조명 광선 서브-다발들의 2개의 광선 경로들이 콘덴서(34)에 의해 다중 미러 어레이(38)상에서 겹치는 것을 알 수 있다. 이것은 또한, 허니컴 콘덴서(32)의 2개의 허니컴 채널들로부터의 광선 경로들(12a 및 12b)의 도움으로 예시되었다. 광선 경로들(12a 및 12b)은, 그것들이 2개의 상이한 허니컴 채널들로부터 올지라도, 다중 미러 어레이(38)상의 동일한 위치에서 겹친다.
만약 도 5에 도시된 2개의 조명 광선 서브-다발들이 높은 상호 공간적인 코히어런스(coherence)를 가지면, 이것은, 2개의 조명 광선 서브-다발들이 다중 미러 어레이(38)상에서 겹칠 때, 다중 미러 어레이(38)상의 주기적 강도 변화의 원인이 될 수 있다. 이러한 종류의 예시적인 변화는, 도 5에서 함수(100)로 예시되어 있다. 이러한 함수(100)는, 다중 미러 어레이(38) 위의 위치의 함수로서 최대 및 최소 값 사이에서 주기적으로 변화한다.
도 6은, 공간적인 코히어런스를 회피하는데 사용되는 주기적 위상 요소(33a)를 포함한다는 점에서, 도 5에 도시된 실시예와는 상이한 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 6의 상부는, 도 5에 도시된 것과 유사한 허니컴 콘덴서(32)의 상부의 2개의 허니컴 채널들을 통과하는 2개의 조명 광선 서브-다발들의 광선 경로들을 도시한다. 허니컴 콘덴서(32)의 2개의 상부 허니컴 채널들과 관련된 조명 광선 서브-다발(121)로부터 배향되는 2개의 조명 광선 서브-다발들이 상호 공간적으로 코히어런트(coherent)하다고 가정한다.
하지만, 허니컴 콘덴서(32)의 2개의 허니컴 채널 판들 사이에 배열된 주기적 위상 요소(33a)의 결과로서, 허니컴 콘덴서(32)의 상부 2개 허니컴 채널들의 2개의 조명 광선 서브-다발들이 상호 위상이 시프트됨으로써, 다중 미러 어레이(38)에 걸쳐서의 제1 공간적인 주기적 강도 분포에 더하여, 제1 공간적인 주기적 강도 분포에 대해 공간적으로 시프트된, 다중 미러 어레이(38)에 걸쳐서의 제2 공간적인 주기적 강도 분포가 획득된다. 함수(100a)는 다중 미러 어레이(38)에 걸쳐서의 이들 2개의 상호 공간적으로 시프트된 주기적 강도 분포들을 도시한다. 이들 2개의 주기적 강도 분포들의 합으로서의 강도가 최대 값과 최소 값의 사이에서 더 이상 변화하지 않고 대신 최대 값과 평균 값의 사이에서만 변화한다는 것을 분명히 알 수 있다. 이것은, 그 주기적 위상 함수 때문에, 위상 요소(33a)가, 조명 광선 서브-다발들의 공간적인 코히어런스로 인한 다중 미러 어레이(38)에 걸쳐서의 공간적인 간섭 현상의 감소를 이끈다는 것을 의미한다. 말해져왔던 것이, 하부 조명 광선 서브-다발(122) - 그로부터 2개의 상호 공간적인 코히어런트 조명 광선 서브-다발들이 배향되고 허니컴 콘덴서(32)의 2개의 하부 허니컴 채널들을 통과함 - 에 대해 대응되게 적용된다.
도 7은, 임의의 위상 함수를 가진 위상 요소(33b)가 다중 미러 어레이(38)상의 강도 분포에서의 공간적인 간섭 현상을 감소시키기 위해 허니컴 콘덴서(32)의 전방에 배열되는 대안적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 다중 미러 어레이(38)상의 필요한 제2 공간적인 강도 분포는, 이러한 경우에 있어서, 허니컴 콘덴서(32)의 하부 2개의 허니컴 채널들을 통과하는 2개의 조명 광선 서브-다발들에 의해 생성된다. 이들 2개의 조명 광선 서브-다발들은, 그것들이 허니컴 콘덴서(32)에 들어아기 전에, 위상 요소(33b)에 의해 틸트된다. 허니컴 콘덴서(32) 전에 틸트하기 때문에, 입사 조명 광선 서브-다발(122)로부터 배향되는 2개의 상호 공간적으로 코히어런트인 조명 광선 서브-다발들이, 허니컴 콘덴서(32)의 제2 허니컴 콘덴서 판 내부에서 시프트됨으로써, 다중 미러 어레이에 걸쳐서의 공간적으로 시프트된 제2 주기적 강도 분포가 획득된다.
함수(100b)는 다중 미러 어레이(38)상의 2개의 상호 공간적으로 시프트된 주기적 강도 분포들을 나타낸다. 2개의 주기적 강도 분포들의 합으로서의 총 강도가 이제는 최대 값과 최소 값의 사이에서 더 이상 변화하지 않고 대신 강도가 최대 값과 평균 값의 사이에서만 변화한다는 것을 알 수 있다. 도 6에 도시된 실시예와는 대조적으로, 조명 광선 서브-다발들의 공간적인 코히어런스에 기인하는, 다중 미러 어레이(38)상의 공간적인 강도 분포의 변화는, 주기적 위상 요소로 인한, 2개의 분리된, 상호 공간적으로 시프트된 강도 분포들에 기여하는 2개의 공간적으로 코히어런트인 조명 광선 서브-다발들에 의해서는 감소되지 않는다. 대신, 이러한 감소는, 다른 공간적으로 코히어런트인 조명 광선 서브-다발들의 주기적 강도 분포에 관련하여 위상 요소(33b)에 의해 시프트되는 주기적 강도 분포에 기여하는 그것들의 공간적인 코히어런스를 가진 2개의 조명 광선 서브-다발들에 의해 달성된다.
도 8은 위상 요소(33c)가 다중 미러 어레이(38)상에 생성되는 강도 분포에 대한 조명 광선 서브-다발들의 공간적인 코히어런스의 영향을 감소시키는, 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 위상 요소(33c)는, 이러한 실시예에 있어서, 회전 가능한 웨지(wedge)로 구성된다. 이러한 웨지는, 다중 미러 어레이(38)상의 공간적인 강도 분포가 시간의 함수로서 오가며 이동함으로써, 시간-평균화된 총 강도 분포가 최대 값과 평균 값의 사이에 변화하는 것을 보장한다. 도 8에 도시된 강도 분포(100c)는, 회전 가능한 위상 요소(33c)의 임의의 고정된 위치에 대한 다중 미러 어레이(38)에 걸쳐서의 공간적인 강도 분포의 순간의 그림을 나타낸다. 위상 요소(33c)가 회전할 때, 이러한 강도 분포(100c)는, 도 8에 도시된 양방향 화살표로 지시되는 바와 같이, 미러 어레이(38)에 걸쳐서 주기적으로 이동한다. 따라서, 다중 미러 어레이(38)상의 강도 분포는, 시간에 걸쳐 평균화되는 다중 미러 어레이의 미러상의 강도를 초래하는, 미러 어레이(38)의 표면에 걸쳐서의 시간의 함수로서 시프트된다.
도 9는 조명 광선 다발(12)의 빔 경로들을 개략적으로 도시한다. 허니컴 콘덴서(32)에 들어가는 광선들은 다중 미러 어레이의 개별적인 미러들(38s) 중 하나로부터 반사되어 최종적으로 동공 면(44)을 통과한다. 실선으로 지시되는 광선 경로들은, 허니컴 콘덴서(32)의 개별적인 채널들의 (광학적 의미에서의) 가장자리 구역들을 통과하는 그 조명 광선들을 나타낸다. 파선으로 지시되는 광선 경로들은, 허니컴 콘덴서(32)의 채널들의 가장자리들을 바로 통과하는, 그 조명 광선들을 나타낸다. 도 9에서의 일점쇄선은 광학축을 나타낸다.
허니컴 콘덴서(32)로부터 나오는 도 9에 도시된 모든 광선들은 콘덴서(34)를 통과하고 다중 미러 어레이(38)의 개별적인 미러들(38s) 중 하나에 떨어진다. 미러(38s)로부터 반사된 후에, 광선들이, 추가적인 콘덴서(42)의 도움으로 동공 면(44)의 표면 요소(44a)상에서 겹친다. 미러(38s)가, 간략화를 위해, 그것이 투명한 것처럼, 도 9에 도시되었다는 것에 주목한다. 실제에 있어서는, 콘덴서(42)와 동공 면(44)이, 허니컴 콘덴서(34)가 중심에 있는 광학축에 관하여 틸트진 광학축을 따라 배열된다.
조명 광선 다발(12)의 전파 방향으로 다중 미러 어레이 후에 배열된 콘덴서(42)는 선택적이며, 특히 굴곡진 미러들(38s)이 사용되면, 생략될 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 것과 유사한 빔 경로들을 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 하지만, 렌즈 어레이(36)는 콘덴서(34)와 개별적인 미러들(38s)를 포함하는 다중 미러 어레이(38) 사이에 배열된다. 렌즈 어레이(36)는, 다중 미러 어레이(38)의 개별적인 미러들(38s)상의 광선들의 더 강한 집중(포커싱)을 보장한다. 도 10에 도시된 실시예에 있어서, 실선 및 파선으로 지시된 광선들은 다음의 콘덴서(42)에 의해 동공 요소(44a)상의 동공 면(44)에서 더 이상 겹치지 않고, 대신 서로 인접하여 위치됨으로써, 그것들이 동공 면(44)내의 더 큰 표면 요소(44b)를 조명한다. 콘덴서(42)의 그리고 개별적인 미러들(38s)의 반사면의 곡률의, 렌즈 어레이(36)의 적합한 치수기입(dimensioning)에 의해, 개별적인 미러에 의해 동공 면에서 조명되는 표면 요소(44b)의 크기를 결정하는 것이 가능하다. 그러한 치수기입의 결과로서, 동공 면(44)에서 조명되는 표면 요소(44b)는 또한, 도 9에 도시된 실시예에서의 대응 표면 요소(44a)보다 더 작거나 동등할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 광선들 - 조명 광선 다발(12)이 그에 도시되었다면 - 은 동공 형성 유닛에 들어가서 동공 형성 유닛의 다중 미러 어레이(38)에 부딪힌다. 이러한 실시예의 동공 형성 유닛은, 회절 광학 요소(3d) 및 콘덴서 또는 푸리에 광학기기(34)를 포함한다. 이러한 실시예의 다중 미러 어레이(38)는 세부적인 이미지에 도시된 바와 같이 개별적인 미러들(38s)을 포함한다. 개별적인 미러들(38s)은 하나 이상의 축에 대해서 틸트될 수 있다. 따라서, 개별적인 미러들(38s)에 입사하는 광선들이 상이한, 조정 가능한 방출 방향들로 반사되는 것이 가능하다.
회절 광학 요소(3d)는, 조명 광선 다발(12)을 대다수의 조명 광선 서브-다발들로 분해하고, 이들 조명 광선 서브-다발들을 콘덴서(34)의 도움으로 다중 미러 어레이(38)의 개별적인 미러들(38s)상으로 겹치며, 동시에 그것들을 개별적인 미러들(38s)상으로 집중 또는 포커싱(focusing)하는 과업을 갖는다. 이것은 다중 미러 어레이(38)의 개개의 개별적인 미러들(38s)에 조명되는 영역들(381)에 의해 더 상세한 뷰(view)로 개략적으로 나타내어진다.
도 12는 도 11에 도시된 동공 형성 유닛의 전방에 배열될 수 있는 광학 조절 유닛(optical conditioning unit)(400)을 개략적으로 도시한다. 광학 조절 유닛(400)은, 특정 강도 프로파일(profile)(401)을 갖는, 조명 광선 다발(12)을 수신한다. 그 출력에서, 광학 조절 유닛(400)은 광학 축(도 12에서는 도시되지 않음)에 관하여 대칭인 조명 광선 다발을 생성하며, 이 조명 광선 다발은 광학 축의 위 및 아래에서 각각 강도 서브-프로파일들(402 및 403)을 갖는다. 도 11에 따라서, DOE(3d) 콘덴서(34) 및 다중 미러 어레이(38)를 포함하는 동공 형성 유닛의 출력에서, 2개의 강도 프로파일들(402 및 403)의 중첩이 일어난다.
도 13은 도 12에 도시된 실시예에서 사용되고 대칭 강도 프로파일들(402 및 403)을 생성하는 광학 조절 유닛(400)의 일 실시예의 세부를 개략적으로 도시한다. 강도 프로파일(401) 및, 작은 원 기호들로 도 13에 지시되는 바와 같은 도면의 평면에 수직한 직선 편광을 가진 조명 광선 다발(12)은, 반투명 미러(505)를 통해 부분적으로 투과된다. 미러(505)의 뒤에, 즉 광학 조절 유닛(400)의 출력에서, 조명 광선 다발은 강도 프로파일(402)을 갖고 도면의 평면에 수직한 편광 방향과 직선 편광된다.
조명 광선 다발(12)의 다른 부분은 편광을 보전하면서 반투명 미러(505)에서 반사된다. 이러한 반사된 부분은 편광 의존 빔 스플리터(polarization dependent beam splitter)(504)에 의해 조명 광선 다발(12)의 원래의 광 방향에 반대인 방향으로 다시 반사된다. 조명 광선 다발(12)의 이러한 부분은 그 다음으로, 편광 방향을 45°만큼 회전시키는 광학 회전기에 의해 대체될 수도 있는, λ/4 판(502)을 통과한다. 조명 광선 다발(12)의 이러한 부분의 편광의 상태는, 그로서 원 편광(도시되지 않음)으로 변환된다. 조명 광선 다발(12)의 이러한 변환된 부분은 그 다음으로 미러(501)에서 반사되어 그 자신의 복귀 경로상의 λ/4 판(502)을 다시 통과한다. 광의 원 편광은 그로서 도면의 평면에 나란한 편광 방향을 가진 직선 편광으로 변환된다.
따라서, 조명 광선 다발(12)의 나머지 부분이 도면의 평면에 나란한 편광 방향을 가진 직선 편광된 광으로서 복귀 경로상의 편광자(504)를 통과하는 것이 가능하다. 그 다음의 λ/2 판(503)은 직선 편광된 광의 편광 방향을 도면의 평면에 나란한 방위로부터 도면의 평면에 수직한 방위로 회전시킴으로써, 도면의 평면에 수직한 직선 편광을 가진 제2 강도 프로파일(403)이 광학 조절 유닛(400)의 출력에서 획득된다. 이러한 강도 프로파일(403)은 강도 프로파일(402)에 관하여 미러-대칭 강도 형태를 갖는다.
도 14는, 추가적인 스톱 디바이스(600)가 제공된다는 점에서, 도 12에 도시된 실시예와는 상이한 실시예를 도시한다. 스톱 디바이스(600)가 대칭화된 강도 프로파일들(402 및 403)을 갖는 조명 광선 다발(12)의 범위를 정하는데 사용됨으로써, 조절 유닛(400)내에서 생성되는 임의의 산란광이 유리하게 스톱 아웃(stop out)될 수 있다.
도 15는 도 11, 12 및 14 중 하나에 따른 실시예의 회절 광학 요소(3d)의 전방에 선택적으로 배열될 수 있는 위상 요소(701)를 개략적으로 도시한다. 비구면 렌즈 요소 및/또는 자유 곡면(freeform surface)을 가진 렌즈 요소이거나 포함할 수 잇는, 위상 요소(701)는 조명 광선 다발(12)의 파면(700)을 적합시키는 역할을 한다. 도 15는 위상 요소(701)를 통과하기 전의 조명 광선 다발(12)의 파면(700)을 도시한다. 도 15는 위상 요소(701) 후의 조명 광선 다발(12)의 파면(702)을 또한 도시한다. 위상 요소(701)를 통과한 후의 파면(702)은, 예컨대, 조명 광선 다발(12)의 원래의 파면(700)보다 더 작은 곡률을 갖는다는 것을 명확히 알 수 있을 것이다. 위상 요소(701)의 적합한 선택에 의해서, 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 조명 광학기기에 들어가기 전의 조명 광선 다발(12)의 파면을 수정하는 것이 따라서 가능하다. 조명 광선 다발(12)의 파면의 곡률을 수정하는 것에 의해, 그 발산이 또한 변화된다. 도 15의 위상 요소(701)는 따라서 조명 광선 다발(12)의 파면의 곡률을 수정하는 역할만을 하지 않고 조명 광선 다발(12)의 발산을 수정 또는 조절하는 역할도 한다.
도 16은 허니컴 콘덴서(32), 콘덴서 또는 중계기 또는 텔레-광학기기(tele-optics)(34), 렌즈 중계기(36) 및 다중 미러 어레이(38)를 포함하는 본 발명에 따른 동공 형성 유닛을 개략적으로 도시한다. 허니컴 콘덴서(32)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 조명 광선 다발의 발산을 실제적으로 증가시키지 않기 때문에, 이들 낮은 발산들이 다중 미러 어레이(38)상의 광학 축에 관하여 대응 높이들로 변환하는 것이 가능해지도록 긴 초점 길이를 갖는 콘덴서 또는 중계 광학기기(34)를 사용할 필요가 있다. 기술적인 설치 공간의 이유로, 긴 초점 길이를 갖는 이러한 콘덴서 또는 중계 광학기기(34)가 프리즘들 또는 미러들에 의해 접히게 되는 것이 따라서 상책이다.
도 17은, 도 16에 도시된 실시예와 비교하여, 허니컴 콘덴서(32)가 적합한 로드(32a), 광-가이드 광파이버(light-guiding optical fibre)(32a) 또는 광-가이드 파이버 다발(32a)로 대체된, 대안적인 동공 형성 유닛을 개략적으로 도시한다.
도 18은 본 발명에 따른 동공 형성 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 중계기 또는 콘덴서 광학기기(34)는 2개의 분리된 중계기 광학기기(34a 및 34b)로 분할된다. 이전의 실시예들과는 대조적으로, 상호 수직하게 놓인 2개의 얇은 광학 판들의 “보조 렌즈들”에 의해 형성되는, 광학 시스템은 도 18에서 광 혼합 기구(32b)로서 사용된다. 상호 수직하게 놓인 2개의 얇은 판들은 다중 미러 어레이(38)에 대한 요구되는 광 혼합 효과를 보장한다.
도 18에 도시된 실시예에 있어서, 선택적인 빔 형성 유닛(31a)이 조명 광선 다발의 발산 및 크기의 적합을 보장한다. 동공 형성 유닛 및/또는 조명 광학기기의 조절 유닛의 본 발명에 따른 요소들이 31b에 의해 표시되는 조명 광학기기의 하우징 벽 전에 또한 놓일 수 있다는 것이, 광선 전파 방향에 수직한 2개의 섹션 평면들(31b)에 의해 표시된다.
도 19는 본 발명에 따른 동공 형성 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 광학 조절 유닛(32c)이 조절 유닛(32c)의 출력에서 조명 광선 다발을 대칭화하는데 - 그로서 대칭화에 대한 광의 편광 특성을 재분류하지 않고 - 사용된다. 조명 광선 다발의 일부가 미러들(37a 및 37b)에 의해 편향된다. 조명 광선 다발의 이러한 부분은 그 다음에 소위 도브 프리즘(dove prism)(35)을 통과한다. 조명 광선 다발의 실제 미러링(mirroring) 또는 대칭화가 도브 프리즘(35)의 내부에서 일어남으로써, 광학 조절 유닛(32c)의 출력에, 광의 전파 방향을 따르는 축에 관하여 상호 대칭화된 2개의 조명 광선 서브-다발들에 의해 형성되는 조명 광선 다발이 있다.
도 19에 따른 예시적인 실시예에 있어서, 추가적인 광 혼합 유닛, 예컨대, 허니컴 콘덴서 또는 로드의 도움으로 추가적인 광 혼합을 할 필요를 덜 수 있다. 다른 광 혼합 유닛들과의 조합들은 - 예컨대 앞서 언급된 - 그럼에도 가능하다. 광원에 의해 생성되고 조명 광선 다발(12)을 형성하는 광의 품질에 따라, 다중 미러 어레이(38)의 조명을 균질화시키기 위해 추가적인 광 혼합을 하지 않고 광학 조절 유닛(32c)의 동기화 특성을 사용하는 것이 도 19에 따른 실시예에 있어서 적절할 수 있다.
도 20은 다중 미러 어레이(38)상에서 생성되는 강도 분포의 조명 광선 서브-다발들의 공간적인 코히어런스의 효과를 감소시키는 광학 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한다. 회전 투명 웨지가 조명 광선 서브-다발들을 틸트하는데 사용되는 도 8에 도시된 실시예와는 대조적으로, 도 20에 도시된 실시예는 유사한 효과를 획득하기 위해 회전 진동을 실시할 수 있는 미러를 사용한다. 하지만, 도 20에 도시된 실시예에 있어서, 조명 광선 서브-빔들(121, 122)이 도면의 평면에서만 틸트되는데 반해, 도 8에 도시된 다발들(121, 122)은 광학 축 주위의 회전을 실시한다. 그것은 그렇다 치고, 도 20에 도시된 실시예는, 하기의 설명으로부터 명확해질 바와 같이, 조명 광선 서브-다발들의 최대 틸팅 각도들을 (필요하다면) 변화시킬 수 있게 만든다:
도 20에 도시된 실시예는 입사 조명 광선 다발(12)의 작은 부분을 분리시키고 이러한 부분을 푸리에 광학기기(812)쪽으로 지향시키는 빔 스플리터 판(810)을 포함한다. 푸리에 광학기기(812)를 패스한 후에, 분리 부분은, 위치 분해 센서, 예컨대 CCD 센서를 포함하는 발산 측정 유닛(814)에 부딪친다. 발산 측정 유닛(840)은, 조명 광선 다발(12)의 분리 부분의 발산을 측정하도록 구성된다.
조명 광선 다발(12)의 나머지 부분은 빔 스플리터 판(810)을 통과하여 편광 의존 빔 스플리팅 큐브(polarization dependent beam splitting cube)(816)에 부딪친다. 입사 조명 광선 다발(12)은, 빔 스플리팅 큐브(816)가 조명 광선 다발(12)를 완전하게 반사하도록 선택되는 직선 편광 상태에 있다. 반사된 다발(12)은 4분의 1 파장판(818)을 통과하고, 광학 시스템의 광학 축(822)에 수직하여 나아가는 회전 축에 대해 회전 진동을 실시할 수 있는 평면 미러(820)에 부딪힌다. 액츄에이터(822)는 미러(820)에 결합되고, 도 20에 파선 및 양방향 화살표로 지시되는 바와 같이, 회전 진동을 실시하도록, 미러(820)에 힘을 가한다. 액츄에이터(822)는, 미러 제어 유닛(824)을 통해, 발산 측정 유닛(814)에 연결된다.
빔 스플리팅 큐브(816)의 반대측에는, 미러(820)를 허니컴 콘덴서(32)의 제1 채널 판(828)에 이미징하는, 중계 광학기기(826)가 구비된다.
하기에 도 20에 도시된 광학 시스템의 기능이 설명될 것이다:
빔 스플리팅 큐브(816)에 의해 반사된 조명 광선 다발(12)의 부분이 4분의 1 파장판(818)에 부딪친다. 거기에서 직선 편광 상태가 원 편광 상태로 변환된다. 원 편광된 광이 진동 미러(820)에 부딪침으로써, 주어진 순간에, 조명 광선 다발(12)의 전파 방향이 미러(820)의 순간의 회전 각도에 의해 결정되는 각도만큼 틸트된다.
미러(820)로부터 반사된 후에, 조명 광선 다발(12)은 다시 4분의 1 파장판(818)을 통해 전파된다. 원 편광 상태는 그 다음에, 직선 편광 상태 - 그러나, 빔 스플리터 큐브(816)에 의해 반사된 조명 광선 다발(12)의 직선 편광 상태에 직교하는 - 로 되 변환된다. 편광의 이러한 직교 상태의 결과로서, 조명 광선 다발(12)은 이제 빔 스플리팅 큐브(816)를 통과하고, 중계 광학기기(826) 및 허니컴 콘덴서(32)를 패스한 후, 마이크로-미러 어레이(38)에 최종적으로 부딪친다.
미러(820)의 회전 진동으로 인해, 조명 광선 서브-다발들(121, 122)은 허니컴 콘덴서(32)에 비스듬하게 부딪친다. 조명 광선 다발들이 허니컴 콘덴서(32)에 부딪치는, 틸트 각도들은 미러(820)의 회전 진동의 주기에 의해 결정되는 주기를 갖는 시간으로 주기적으로 변화한다. 도 20에서, 조명 광선 서브-다발들의 이러한 계속되는 틸팅은, 조명 광선 서브-다발(121)에 대해서 실선 및 파선으로 예시된다,
조명 광선 서브-다발들(121)의 이러한 연속 진동 틸팅의 효과는 이제, 작은 발산을 갖고 허니컴 콘덴서(32)상에서의, 조명 광선 서브-다발(121)을 3가지 상이한 순간들에서 도시하는 도 21, 22 및 23을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 도 21에서 볼 수 있듯이, 허니컴 콘덴서(32)의 제1 채널판(828)의 채널을 완전하게 조명하는, 조명 광선 서브-다발(121)이 제2 채널판(830)의 대응 채널쪽으로 수렴한다. 도 21에 도시된 순간에, 제2 채널 판(830)의 이러한 채널의 광 입사면(832)의 하부만이 조명 광선 서브-다발(121)에 의해 조명된다.
도 22에서 도시된 나중의 순간에, 조명 광선 서브-다발(121)은, 광학 축(822)에 나란히 전파하도록, 미러(820)에 의해 틸트된다. 이제 제2 채널 판(830)의 대응 채널의 중앙 부분이 수렴 조명 광선 서브-다발(821)에 의해 조명된다. 더 나중의 순간에, 조명 광선 서브-다발(121)은, 제2 채널 판(830)의 대응 채널의 상부가 조명되도록 틸트된다(도 23 참조). 이로부터, 제2 채널 판(830)의 광 입사면(832)을 미러(830)의 회전 진동의 최대 진폭을 적합하게 선택하는 것에 의해 (가장) 균질하게 조명할 수 있다는 것이 명백해진다. 이것은, 제2 채널 판(830)이 만들어지는 투명 재료가, 광 강도들이 너무 크면, 손상될 수 있기 때문에, 유리하다. 그러한 큰 광 강도들은, 조명 광선 서브-다발들(121)이 제1 채널 판(828)의 채널들에 의해 포커싱됨으로써, 초점들이 제2 채널 판(830)의 채널들내에 놓이면, 발생할 수 있다.
조명 광선 서브-다발(121)의 발산이 시간 동안에 변화하지 않으면, 제1 채널 판(828)의 채널들의 초점 길이는, 초점들이 제2 채널 판(830)의 채널들내에 놓이지 않도록, 결정될 수 있다. 하지만, 통상의 상황들하에서 조명 광선 서브-다발들(121)의 발산의 변화들이 완전히 방지될 수는 없다. 그러한 상황들하에서, 발산이, 제2 채널 판내에서 감내할 수 없는 강도들을 이끄는 범위로 변화할 수 있다.
도 20에 도시된 광학 시스템은, 제2 채널 판(830)의 채널들의 광 입사면(832)에 조명되는 영역들을 공간적으로 변화시키는 것에 의해 그러한 손상들을 방지한다.
조명 광선 서브-다발들(121)의 발산의 변화의 결과로서, 제2 채널 판(830)의 채널들상의 조명된 영역들이 너무 작아지거나, 이들 영역들이 회피되어야할 인근의 채널들로 너무 연장하는 것을 회피하기 위해, 광학 시스템은 발산 측정 유닛(814)에 의해서 들어오는 조명 광선 다발(12)의 발산을 측정한다. 측정 값들은, 도 21 내지 23에 도시된 상황들이 효과를 나타내도록, 즉, 제2 채널 판(830)의 광 입사면들(832)이 완전하게 - 임의의 순간에서는 아니지만, 시간에 걸쳐서 완전히 - 조명되거나, 적어도 지나치게 높은 광 강도에 의해 유발되는 손상을 방지하는 영역에 걸쳐서 조명되도록, 액츄에이터(822)에 의해 생성된 회전 진동의 최대 진폭을 제어하는 미러 제어 유닛(824)에 통신된다.
하기에서 몇몇의 대안적인 실시예들이 기술될 것이다:
발산이 알려져 있거나, 그것들의 변화가 알려진 범위내에 있으면, 빔 스플리터 판(810), 푸리에 광학기기(812) 및 발산 측정 유닛(814)이 필요 없어질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 미러(820)는 회전 진동을 실시하지 않지만, 도면의 평면에 수직하여 연장하는 구부림 축으로, 적절한 액츄에이터의 도움으로 구부러진다.
다른 대안적인 실시예에 있어서, 빔 스플리팅 큐브(816) 및 4분의 1 파장판(818)이 필요 없어진다. 미러(820)는, 그 표면 법선이 (중립 위치에서) 들어오는 조명 광선 다발(12)의 방향에 대해서 각도를 형성하도록, 배열된다. 환언하면, 미러(820)는 그 다음에 접이식 미러로서 사용된다. 이러한 틸트진 배향의 결과로서, 허니컴 콘덴서(32)는 틸트진 방식으로서도, 특히 샤임플러그(Scheimpflug) 조건에 따라서, 배열될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 중계 광학기기(826)가 필요 없어진다. 하지만, 이러한 경우에 있어서, 입사 각도만이 아니고, 조명 광선 서브-다발들(121)이 제1 채널 판(828)에 부딪치는 영역들도, 시간적으로 변화할 것이다. 이것이 감내될 수 있다면, 중계 광학기기(826)의 생략은 광학 시스템의 설계를 현저히 단순화시킨다.
다른 대안적인 실시예에 있어서, 4분의 1 파장판(818)은 다른 편광 머니퓰레이터(polarization manipulator), 예컨대 편광 방향을 45°의 각도만큼 회전시키는 편광 회전자로 대체된다. 그러한 편광 회전자는, 예컨대, 광학 활성 재료들을 포함할 수 있다.
도 24는 도 11에 도시된 배열에서 회절 광학 요소(3d) 대신에 사용될 수 있는 혼합 요소(903)를 통하는 섹션을 개략적으로 도시한다. 혼합 요소(903)는 조명 광선 다발들에 대해 투명한 제1 로드(910) 및 제2 로드(912)를 포함한다. 제1 로드(910)는 제1 면(914)을 갖고, 제2 로드(912)는 제1 로드(910)의 제1 면(914)에 인접하여 배열된 제2 면(916)을 갖는다. 제1 면(914)과 제2 면(916)은 서로 나란하고, 제1 로드(910)내에서 총 내부 반사에 의해 가이드되는 광의 적어도 실질적인 부분이 에바네슨트 파(evanescent wave)로서 제2 로드(912)내로 결합할 정도로 작은, 거리 D만큼 이격되어 있다.
그러한 에바네슨트 파는, 총 내부 반사가 발생하는 경우의 부작용이다. 에바네슨트 파는, 2개의 인접한 광학 매질 사이의 경계면을 가로질러 전파된다. 일반적인 조건하에서, 에바네슨트 파는 임의의 에너지를 전송하지 않는다. 하지만, 2 매질 사이의 거리가 수 파장보다 더 적으면, 즉, 제3 매질로 채워진 얇은 사이 공간이 있으면, 에바네슨트 파는 사이 공간을 가로질러 제2 매질내로 제3 매질을 가로질러 에너지를 전송한다. 거리가 작을수록, 제2 매질내로 결합되는 광의 단편이 더 크다. 양자 터널링(quantum tunnelling)에 매우 유사한 이러한 효과는 좌절된 총 내부 반사(frustrated total internal reflection)로도 불린다.
제1 및 제2 면들(914, 916)사이의 거리 D를 광의 수 파장보다 더 작게 유지할 수 있도록 하기 위해, 면들(914, 916)은 평면이어야 하고, 그 이유는 이것이 짧은 거리 D를 가진 면들(914, 916)의 나란한 배열을 단순화시키기 때문이다. 도시된 실시예에 있어서, 거리 D는 면들(914, 916) 사이에 배열된 스페이서들(918)에 의해 결정된다. 스페이서들(918)은, 얇은 막, 예컨대 금 막의 스트라이프들, 또는 스퍼터링된 구조체들에 의해 형성될 수 있다. 로드들은 대체로 임의의 단면을 가질 수 있고, 예컨대, 로드가 얇은 슬래브(slab)의 형태를 갖도록 종횡비를 가진 직사각형일 수 있다.
참조 번호(920)는 조명 서브-다발의 중심 광선을 나타낸다. 이러한 광선(920)이 로드(910)의 전방 단부면(921)내로 적절한 입사 각도로 결합되면, 그 측면(923)에 대한 입사 각도가 임계 각도보다 더 큼으로써, 총 내부 반사가 이러한 측면(923)에서 발생하는 것이 보장될 수 있다.
측면(923)으로부터 반사된 광선(920)이 제1 면(914)에 입사되면, 광의 단편이 인접한 제2 로드(912)내로 결합될 수 있음으로써, 빔 스플리팅 기능이 획득된다. 반사된 부분이 측면(923)쪽으로 다시 지향되고, 투과된 부분이 제2 로드(912)의 측면(925)에 부딪친다. 광선이 제1 또는 제2 면들(914, 916) 중 하나에 부딪칠 때마다, 그것은 이러한 방식으로 2개의 광선으로 분리될 것이다.
로드들(910, 912)의 반대쪽 후방 단부면들(927, 929)로부터, 로드(910)내로 결합되기 전의 광선(920)의 강도의 단편을 반송하는 복수의 광선들이 방출된다. 단편은, 혼합 요소(903)의 기하학적 파라미터들, 특히 거리 D, 전방 단부면(921)의 각도, 로드들(910, 912)의 길이 및 두께에 좌우된다.
혼합 요소(903)의 전방 단부면(921)의 더 큰 부분이 조명 광선 다발에 의해 조명되면, 매우 유효한 광 혼합 효과가 짧은 세로 치수를 가진 혼합 요소(903)에 의해 달성된다. 이러한 실시예의 가장 현저한 장점들 중 하나는, 광학 경계에서 광이 손실되지 않는다는 것이다. 광 손실은 오로지, 고도로 투명한 광학 매질이 사용되는 경우 매우 낮게 유지될 수 있는 로드들(910, 912)내에서의 광 흡수의 결과로서 발생한다.
편광 의존성을 감소시키기 위해, 혼합 요소들(903)을 통해 전파되는 광 다발들은 직선 편광의 s-상태에 있어야 한다.
일 실시예에 있어서, 조명 광선 다발은 193 nm의 파장을 갖고, 제1 및 제2 면들(914, 916)에 대한 입사 각도는 45°이며, 거리 D는, 100 nm, 즉, 광 파장의 약 2분의 1이다. 이것은 면들(914, 916)에서 약 50:50의 빔 분리 비율을 초래할 것이다. 필요한 편평함과 최소 거칠기를 가진 로드들은, 예컨대, 스위스의 스위스옵틱(Swissoptic)으로부터 상업적으로 이용 가능하다.
도 25는 도 24에 도시된 바와 같이 복수의 혼합 요소들(903)을 포함하는 혼합 유닛(950)을 통하는 개략적인 단면도이다. 이러한 실시예에서의 혼합 요소들(903)은 거의 1 mm 내지 2 mm 정도의 두께 및 10 mm와 50 mm 사이의 길이를 갖고, 칼슘 플루오르화물, 마그네슘 플루오르화물, 석영 또는 용융된 실리카(fused silica)로 이루어질 수 있다. 혼합 요소(903)의 두께들은 동등해지지 않아야 한다.
프리즘(952)은 혼합 요소들(903)의 후방 단부면들 뒤에 배열된다. 프리즘(952)은, 다양한 방향들 하에서 후방 단부면들로부터 방출되는 광선 다발들을, 광선 다발들이 나란히 나아가도록, 틸트한다. 이 목적을 달성하기 위해, 프리즘(952)은, 틸트가 각도들에 적합되는 그리고 광선 다발들이 혼합 요소들(903)로부터 방출되는 2개의 틸트진 단부면들을 갖는다. 프리즘(952) 대신에, 그와 같이 당업계에 알려져 있는 바와 같이, 적절한 미러 배열이 사용될 수 있다.
도 25의 하부에 모범적으로 예시된 강도 분포들은, 혼합 유닛(950)의 전 및 후의 조명 광선 다발의 강도 분포의 불균등성을 나타낸다.
광선 다발들이 2개의 대향 각도들 하에서 혼합 요소들(903)의 후방 단부면들로부터 방출되기 때문에, 혼합 요소들(903)의 전방 단부면들을 2개의 대향 각도들 하에서 또한 조명하는 것이 예견될 수 있다. 이것은 혼합 유닛(950)에 의해 획득되는 광 혼합 효과를 더 향상시킨다. 혼합 요소들(903)의 전방 단부면들내로의 광의 결합을 촉진시키기 위해, 이들 단부면들은, 점선(954)으로 도 25에서 최상부 혼합 요소(903)에 대해 지시되는 바와 같이, 프리즘의 형태를 가질 수 있다.
다른 대안적인 실시예에 있어서, 복수의 혼합 유닛들(하지만 프리즘(950)이 없는)은 캐스케이드 방식으로 하나 뒤에 다른 또 하나가 있도록 배열되고, 그래서 유닛의 후방 단부면으로부터 방출되는 광이 그 다음 유닛의 전방 단부면내로 결합된다. 프리즘(950)은 캐스케이드의 최종 유닛들 뒤에 배열될 수 있다.
도 26은 또 다른 실시예에 따른 광 혼합 요소를 통하는 개략적인 단면도이다. 도 24에 도시된 것과 동일한 요소들은 100만큼 증가되는 동일한 참조 번호들로 나타내어진다. 광 혼합 요소(1003)는, 제1 및 제2 면(1014, 1016) 사이에 형성된 내부 공간이 공기 또는 다른 가스(혼합물)에 의해 채워져 있지 않고, 유전체 재료, 예컨대, 고도로 정제된 물 또는 복수의 개별적인 서브-층들을 포함하는 유전체 빔 스플리팅 층에 의해 채워져 있다는 점에서 주로 도 24에 도시된 광 혼합 요소(903)와는 상이하다. 그러면, 면들(1014, 1016) 사아의 거리 D를, 수십 또는 수백 나노미터 정도로, 또는 일반적으로 좌절된 내부 반사가 발생하는 거리에 유지시킬 필요가 없다. 이것은 로드들(1010, 1012)의 제조 및 장착을 단순화시킨다.
면들(1014, 1016) 사이의 내부 공간에 배열된 유전체 매질이 통상 로드들(1010, 1012)의 재료보다 더 높은 조명 광선 다발에 대한 흡수를 갖기 때문에, 광 혼합 요소(1003)내에서의 광학 손실은 도 24에 도시된 실시예에서보다 얼마간 더 높을 수 있다.
물론, 광 혼합 요소들(1003)이, 도 25에 도시되었던 바와 같이 혼합 유닛(950)에서도 사용될 수 있다.
도 27은 또 다른 실시예에 따른 광 혼합 요소(1103)를 통하는 개략적인 단면도이다. 광 혼합 요소(1103)는 틸트진 전방 단부면(1118)을 가진 (일체적으로 또는 위에 형성된) 프리즘 부분(1116)을 갖는 슬래브(1114)를 포함한다. 중심 광선(1120)에 의해 표현되는 조명 광선 서브-다발이 그 전방 단부면(1118)을 통해 슬래브(1114)내로 결합되면, 그 면들에서의 총 내부 반사로 인해 그것은 슬래브(1114)내에서 오가며 이동할 것이다. 하지만, 슬래브(1114)의 나란한 측면들(1122, 1124)에 대한 광선(1120)의 입사 각도는, 입사 각도가 오로지 임계 각도에 가깝도록 결정된다. 따라서, 면들(1122, 1124) 중 하나에서의 각각의 반사에서, 광선(1120)의 일부분이 투과되고 슬래브(1114)로부터 굴절된 광선(1120')으로서 방출된다. 면들(1122, 1124)에서 투과되는 광의 단편은, 입사 각도 및 슬래브(1114)와 주위 매질(대개는 공기 또는 다른 가스)의 굴절률들에 의해 결정된다. 슬래브(1114)의 기능은 따라서, 광학기기의 분야에서 분광기로서 사용되는 루머-게르케 판(Lummer-Gehrke plate)의 기능과 유사하다.
또한, 이러한 실시예에 있어서, 굴절된 광선들(1120')은 2 상이한 각도들 하에서 슬래브(1114)로부터 방출된다. 나란히 나아가는 방사 다발들을 획득하기 위해, 프리즘들(1112a, 1112b) 및 미러들(1113a, 1113b)이 사용된다.
루머-게르케 판과 대비하여, 굴절된 다발(1120')이 원거리 필드에서 간섭 패턴을 생성하는 것이 방지되어야 한다. 이것은 슬래브(1114) 내에서의 2개의 편향 사이의 거리가 대략 광의 시간적인 코히어런스 길이인 경우에 보증될 수 있다. 293 ㎚의 파장 및 1.5 pm의 대역폭을 갖는 광에 대해, a = 2.5 cm이다. 그런데, 동일한 조건이 도 24 내지 26에 도시된 실시예들에 또한 적용된다.
도 3, 9 및 10의 발명에 따르는 동공 형성 유닛, 도 4 내지 8 및 16 내지 27의 발명에 따르는 광학 시스템, 및 도 11 내지 14의 발명에 따르는 광학 조절 유닛은 조명 광선 서브다발의 중첩에 의해 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 조명 광학기기의 다중 미러 어레이(MMA)(38)의 조명의 시간적인 안정화를 제공한다.
따라서, 이들 다양한 실시예는 오브젝트 면 내에 오브젝트 필드 포인트를 갖는 오브젝트 필드의 균질한 조명을 위한 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 본 발명에 따르는 조명 광학기기를 도시하고,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공을 가지며,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드 포인트의 관련 출사 동공 내의 강도 분포를 조정하기 위한 다수의 미러를 갖는 적어도 하나의 다중 미러 어레이(MMA)를 포함하며,
광원과 다중 미러 어레이(MMA) 사이에 조명 광선의 조명 광선 다발을 갖고,
상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하며, 시간적인 안정화는 다중 미러 어레이(MMA) 상에 조명 광선 다발의 조명 광선들의 중첩에 의해 수행된다.
이 조명을 분리하고 그에 따라 투사 노광 장치의 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공을 광원의 시간적 및/또는 공간적인 변동으로부터 분리하기 위해 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 안정화시키는 것이 필요하다.
이 분리에 의해, 도 3, 9 및 및 10의 발명에 따르는 동공 형성 유닛, 도 4 내지 8 및 16 내지 27의 발명에 따르는 광학 시스템, 및 도 11 내지 14의 발명에 따르는 광학 조절 유닛을 갖는 투사 노광 장치에 의해 생성되는 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공 내의 강도 분포가, 중심 각도 값, 타원율 및 폴 밸런스에 대해 원하는 강도 분포로부터 약간만 벗어나는 것이 가능해진다.
이들 상기 실시예는 마이크로리소그래피용 본 발명에 따르는 투사 노광 장치를 도시하며,
오브젝트 면 내에 오브젝트 필드 포인트를 갖는 오브젝트 필드를 조명하는 조명 광학기기를 갖고,
이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 가지며,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00008
)를 갖는 관련 출사 동공을 갖고,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드 포인트의 관련 출사 동공 내의 강도 분포를 조정하기 위한 다수의 미러를 갖는 적어도 하나의 다중 미러 어레이(MMA)를 포함하며,
상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여, 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 관련 출사 동공 내의 강도 분포가 관련 출사 동공 내의 원하는 강도 분포로부터
- 중심 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00009
)의 경우에는 상기 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00010
)에 의해 표현되는 2% 미만만큼, 및/또는
- 타원형의 경우에는 2% 미만만큼, 및/또는
- 폴 밸런스(pole balance)의 경우에는 2% 미만만큼
벗어나게 된다.
이 분리에 의해, 본 발명에 따르는 투사 노광 장치에 의해 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공 내에서 생성되는 제1 강도 분포가, 생성되는 제2 강도 분포로부터 외부
Figure 112010046766543-pct00011
또는 내부
Figure 112010046766543-pct00012
에서 약간만 벗어나는 것이 유사하게 가능해진다.
따라서 상기 논급한 실시예들은 유사하게 마이크로리소그래피용의 본 발명에 따르는 투사 노광 장치를 도시하며,
오브젝트 면 내에 오브젝트 필드 포인트를 갖는 오브젝트 필드를 조명하는 조명 광학기기를 갖고,
이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 가지며,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00013
)를 갖는 관련 출사 동공을 갖고,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드 포인트의 관련 출사 동공 내의 강도 분포를 조정하기 위한 다수의 미러를 갖는 적어도 하나의 다중 미러 어레이(MMA)를 포함하며,
상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여,
각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 내부 및/또는 외부
Figure 112010046766543-pct00014
에서 0.1 미만만큼 벗어나게 된다.
도 3 내지 12, 14 및 16 내지 27의 발명에 따르는 다중 미러 어레이(MMA)(38)는 외부 및/또는 내부
Figure 112010046766543-pct00015
에서 약간만 상이한 각도 세팅 사이의 변화에 대해 동공 내의 필요한 분해능의 요건을 충족하기 위해, 도입부에서 상기 설명까지 앞에서 제시된 고려사항에 따라 구성된다. 또한, 그 중에서도 도시된 도면들의 상기 실시예들의 발명에 따르는 다중 미러 어레이(38)는 투사 노광 장치의 설치 공간의 요건 및 동공 면(44) 내의 동공의 최소 크기의 요건을 충족시킨다.
따라서 상기 실시예들은 단위 [㎚]의 상기 투사 노광 장치의 동작 광 파장
Figure 112010046766543-pct00016
를 갖는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 조명 광학기기에 대한 다중 미러 어레이(MMA)를 도시하며,
상기 다중 미러 어레이의 각 미러는 최대 틸트 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00017
)까지 적어도 하나의 축에 대해 회전 가능하며, 최소 에지 길이를 갖고,
상기 최소 에지 길이는 200[㎜*㎚]* sin(
Figure 112010046766543-pct00018
)/
Figure 112010046766543-pct00019
보다 더 크다.
도 4 내지 8 및 16 내지 27의 발명에 따르는 광학 시스템은 다중 미러 어레이 상으로의 조명 광선 서브다발의 중첩에 의해 다중 미러 어레이(MMA)(38)의 조명의 순수한 시간적인 안정화를 초과하여 연장하는 이 조명의 균질화를 보증한다. 이 경우에 상기 실시예에서의 발명에 따르는 광학 시스템은 도입부에서 상기 설명에서 상기 논급된 이유로, 발명에 따르는 광학 시스템 이후에 조명 광선 서브다발의 증가된 발산의 형태로 다소의 부가적인 기하학적 플럭스를 도입한다.
따라서, 상기 실시예들은 광원으로부터 다중 미러 어레이(MMA)까지 조명 광 방향 및 조명 광선 다발의 발산을 갖는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용의 조명 광학기기의 다중 미러 어레이의 조명을 균질화하기 위한 발명에 따르는 광학 시스템을 도시하고, 광학 시스템 이후의 조명 광 방향에서의 조명 광선 다발의 발산은 광학 시스템 이전의 조명 광선 다발의 발산의 5배 미만이다.
도 11 내지 15의 발명에 따르는 광학 조절 유닛은 레이저 출력과 다중 미러 어레이(MMA)(38) 사이의 조명 광선 다발(12)의 위치, 발산, 및/또는 광선 또는 다발 프로파일 및/또는 편광 상태를 변경할 수 있다.
따라서, 상기 실시예들은 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용의 조명 광학기기용 레이저의 조명 광선 다발을 조절하기 위한 발명에 따르는 광학 조절 유닛을 도시하며, 상기 레이저는 하나 이상의 코히어런트 레이저 모드 및 레이저 출력을 가지며, 상기 조명 광선 다발은 발산, 광선 또는 다발 프로파일 및 편광 상태를 갖고, 상기 광학 시스템은 상기 레이저의 출력과 상기 다중 미러 어레이 사이의 상기 조명 광선 다발의 적어도 상기 발산 및/또는 상기 광선 또는 다발 프로파일 및/또는 상기 편광 상태를 변경한다.
본 발명은 특허 청구범위에 논급된 실시예들로 또는 예시적인 실시예들의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
특허 청구범위 내에 있거나, 예시적인 실시예들에 제시되어 있는 개별 실시예들의 특징의 조합으로부터의 결과로서의 실시예들도 또한 본 발명에 의해 커버될 것으로 생각된다.
논급될 수 있는 일례는 도 16 및 17에 따르는 실시예들의 조합이며, 그 예에서 적분기(32 및 32a)가 또한 광 전달 방향으로 순차적인 배열에 의해 공동으로 동작될 수도 있다. 또한, 도 12 내지 14와 관련하여 예로서 설명한 조절 유닛(400)의 적분기(32 또는 32a)와의 다수의 조합 가능성이 예로서 나타내고 있으며, 그 경우에 2개의 유닛이 다중 미러 어레이(38) 이전의 광 방향으로 임의의 원하는 시퀀스의 조명 광선 다발에 연속적으로 배열될 수도 있다.
또한, 상술한 개별 실시예들의 특징을 조합한 것으로부터의 결과인 실시예들 이외에, 발명에 의해 커버될 것으로 유사하게 생각되는 발명에 따르는 실시예들이 다른 실시예들로부터의 특징을 교환함으로써 또한 획득될 수도 있다.
아래의 센텐스들은 본 발명의 이들 및 다른 양태를 더욱 일반적인 용어로 설명한다. 출원인은 이들 센텐스에 의해 설명된 양태 중 어느 하나에 특허청구범위를 지시하는 권리를 갖는다:
1. 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 마이크로리소그래픽 투사 노광 장치용 조명 광학기기로서,
a) 복수의 마이크로렌즈를 각각 포함하는 2개의 판를 포함하는 하니컴 광학 적분기,
b) 입사 각도를 시간적으로 변화시키면서 광학 적분기의 마이크로렌즈로 광선 다발을 지향시키도록 구성되는 광선 다발 틸트 장치를 포함한다.
2. 센텐스 1에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 장치는 미러 표면을 갖는 미러와, 상기 장치의 광축을 따라 이동 부품을 갖는 미러 표면의 이동을 생성하도록 구성되는 액추에이터를 포함한다.
3. 센텐스 2에 따르는 장치로서, 상기 액추에이터는 0°와 구별되는 각도만큼 바람직하게는 90°의 각도만큼 광축에 대해 기울어진 회전축 둘레로 미러의 회전 진동을 생성하도록 구성된다.
4. 센텐스 1 또는 2에 따르는 장치로서, 상기 광학 시스템은 편광 의존형 빔 스플리팅 표면 및 상기 빔 스플리팅 표면과 미러 사이에 배열되는 편광 매니퓰레이터(manipulator)를 포함한다.
5. 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드 포인트를 갖는 오브젝트 필드의 균질한 조명을 위한 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치용 조명 광학기기로서,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 관련 출사 동공을 갖고,
상기 조명 광학기기는 오브젝트 필드 포인트의 관련 출사 동공 내의 강도 분포를 조정하기 위한 다수의 미러를 갖는 적어도 하나의 다중 미러 어레이(MMA)를 포함하며,
광원과 다중 미러 어레이(MMA) 사이에 조명 광선의 조명 광선 다발을 갖고,
상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하며, 시간적인 안정화는 다중 미러 어레이(MMA) 상에 조명 광선 다발의 조명 광선들의 중첩에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
6. 센텐스 5에 따르는 조명 광학기기로서, 단위 [㎚]의 상기 투사 노광 장치의 동작 광 파장
Figure 112010046766543-pct00020
를 갖고,
상기 다중 미러 어레이의 각 미러는 최대 틸트 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00021
)까지 적어도 하나의 축에 대해 회전 가능하며, 최소 에지 길이를 갖고,
상기 최소 에지 길이는 200[㎜*㎚]* sin(
Figure 112010046766543-pct00022
)/
Figure 112010046766543-pct00023
보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
7. 센텐스 6에 따르는 조명 광학기기로서, 사이즈 OF를 갖는 상기 오브젝트 필드의 조명된 오브젝트 필드 표면과, 사이즈 AF 및 상기 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00024
)를 갖는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 조명된 표면을 가지며,
AF = c*sin(
Figure 112010046766543-pct00025
')/sin(
Figure 112010046766543-pct00026
)*OF이고,
c는 0.1<c<1인 상수이며, sin(
Figure 112010046766543-pct00027
)는 다중 미러 어레이의 미러들의 최대 틸트 각도 값이고, sin(
Figure 112010046766543-pct00028
')는 상기 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공에 관련된 최대 한계 각도 값들 sin(
Figure 112010046766543-pct00029
) 중에서 최대 한계 각도 값인 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
8. 센텐스 7에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 필 팩터는 상기 조명된 표면 AF에 대한 모든 조명된 미러의 표면 콘텐츠(surface content)의 합의 비로서, 10% 보다 큰 것을 특징으로 한다.
9. 센텐스 5 내지 8 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 0°와 60° 사이의 입사 각도에 대한 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 평균 반사율은 25% 보다 큰 것을 특징으로 한다.
10. 센텐스 9에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 평균 반사율로부터 상기 다중 미러 어레이의 미러들의 반사율의 표준 편차는 0°와 60° 사이의 입사 각도에 대해, 상기 평균 반사율에 관해 표현되는 50% 미만인 것을 특징으로 한다.
11. 센텐스 5 내지 10 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이의 미러의 적어도 하나의 에지 두께는 30 ㎛ 보다 큰 것을 특징으로 한다.
12. 센텐스 5 내지 11 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 투사 노광 장치는 소위 스캐너로서 작동되며, 상기 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 강도 분포는 스캔 프로세스 동안 변경되는 것을 특징으로 한다.
13. 센텐스 5 내지 11 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이는 2,000과 40,000 사이의 미러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
14. 선행 센텐스 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이는 2 ㎠ 내지 8 ㎠ 사이의 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.
15. 센텐스 5 내지 14 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00030
)를 갖고, 상기 다중 미러 어레이의 미러에 의해 생성되는, 오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공 내의 조명된 입체각 범위는 상기 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00031
)에 관해 표현되는 5% 미만, 특히 1% 미만인 최대 각도 범위 값을 갖는 것을 특징으로 한다.
16. 센텐스 5 내지 15 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00032
)를 갖고, 오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공 내의 입체각 범위는 0이 아닌 강도 및 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 적어도 2개의 미러에 의해, 특히 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 적어도 4개의 미러에 의해 상기 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값에 관해 표현되는 10% 미만, 특히 2% 미만의 각도 범위 값으로 조명되는 것을 특징으로 한다.
17. 센텐스 5 내지 16 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이의 각 개별 미러는 1/10초 내에, 바람직하게는 1/100초 내에 원하는 각도로 조정될 수 있는 것을 특징으로 한다.
18. 센텐스 5 내지 17 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 각 개별 미러는 적어도 하나의 미러 설정 또는 적어도 하나의 미러 위치를 측정하기 위한 적어도 하나의 용량성, 압전저항 또는 광학 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
19. 센텐스 5 내지 18 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 오브젝트 필드 포인트의 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00033
)를 갖고, 모든 오브젝트 필드 포인트에 대해 오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00034
)는 0.2 보다 큰 것을 특징으로 한다.
20. 센텐스 5 내지 19 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 공간적으로 균질한 조명을 위해 구성되는 것을 특징으로 한다.
21. 센텐스 20에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광원으로부터 상기 다중 미러 어레이로 조명 광 방향 및 상기 조명 광선 다발의 발산(divergence)을 갖고, 상기 광학 시스템 이후의 상기 조명 광 방향으로의 조명 광선 다발의 발산이 상기 광학 시스템 이전의 상기 조명 광선 다발의 발산 보다 2배 적은 것을 특징으로 한다.
22. 선행 센텐스 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광학 시스템은 적어도 하나의 광학 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
23. 센텐스 22에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 적분기는 하니컴(honeycomb) 콘덴서인 것을 특징으로 한다.
24. 센텐스 23에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 하니컴 콘덴서는 5 m 보다 큰 초점 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
25. 센텐스 5 내지 24 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광학 시스템은 신축 가능한 빔 경로를 갖고, 이 신축 가능한 빔 경로는 적어도 하나의 프리즘 또는 미러에 의해 접히는 것을 특징으로 한다.
26. 센텐스 20 내지 25 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이(MMA) 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들을 중첩하는 것을 특징으로 한다.
27. 센텐스 26에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA) 상에 인코히어런트적으로(incoherently) 상기 조명 광선 다발의 인코히어런트 중첩이 시간적으로 변형되는 것을 특징으로 한다.
28. 센텐스 27에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 인코히어런트 중첩의 시간적인 변형은 회전 웨지 판에 의해 달성되는 것을 특징으로 한다.
29. 센텐스 26 또는 27에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광학 시스템은 상기 인코히어런트 중첩을 제공하기 위해 상기 조명 광선 다발을 산란하는 광학 소자 및/또는 혼합하는 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
30. 센텐스 29에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 산란하는 광학 소자는 1 mrad(HWHM) 미만, 특히 0.4 mrad(HWHM) 미만의 산란 각도를 갖는 산란 디스크인 것을 특징으로 한다.
31. 센텐스 29에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 혼합하는 광학 소자는 회절성 광학 소자인 것을 특징으로 한다.
32. 센텐스 26 또는 27에 따르는 조명 광학기기로서, 광원과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이에 광축을 갖고,
상기 조명 광선 다발의 조명 광선은 상기 광원과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이의 상기 광축에 수직인 면 내에서 상기 광축에 대하여 높이를 가지며,
상기 조명 광선의 위상 지연이 상기 광축에 대한 상기 조명 광선의 높이의 함수로서 도입되는 것을 특징으로 한다.
33. 센텐스 32에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 조명 광선의 위상 지연은 상기 광원과 상기 다중 미러 어레이 사이의 광학 위상 소자에 의해 생성되는 것을 특징으로 한다.
34. 센텐스 5 내지 33 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 광원과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이에 조명 광선의 다발의 조명 광선들을 갖고, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들은 미러 표면을 가지며, 상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 미러 표면 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들을 집중시키기 위한 적어도 하나의 광학 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
35. 센텐스 34에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광학 장치는 렌즈 어레이 및/또는 미러 어레이 및/또는 회절성 광학 소자(DOE)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
36. 센텐스 5 내지 35 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 조명 광선 다발을 생성하는 레이저를 포함하고, 상기 레이저는 하나 이상의 코히어런트 레이저 모드 및 레이저 출력을 가지며, 상기 조명 광선 다발은 발산, 광선 또는 다발 프로파일 및 편광 상태를 갖고, 상기 광학 시스템은 상기 레이저의 출력과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이의 상기 조명 광선 다발의 적어도 상기 발산 및/또는 상기 광선 프로파일 및/또는 상기 편광 상태를 변경하는 광학 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
37. 센텐스 36에 따르는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치로서, 상기 광학 조절 유닛은 적어도 하나의 왜곡 소자 및/또는 비구면 소자 및/또는 자유형태의 표면을 갖는 소자 및/또는 DOE를 포함하는 것을 특징으로 한다.
38. 센텐스 36에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 광학 조절 유닛은 적어도 하나의 미러 및/또는 빔 스플리터 표면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
39. 센텐스 5 내지 38 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다수의 미러들은 다각형 형상으로 이루어진 경계를 갖는 것을 특징으로 한다.
40. 센텐스 5 내지 38 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다수의 미러들은, 다수의 미러들이 파셋된(facetted) 방식으로 배열될 수 있게 하는 경계를 갖는 것을 특징으로 한다.
41. 센텐스 39 내지 40 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서,
- 상기 투사 노광 장치는 스캐너로 동작되도록 구성되고,
- 상기 경계선은 적어도 하나의 대칭 방향을 가지며,
- 이 대칭 방향은 주사 방향과 평행하지 않은 것을 특징으로 한다.
42. 센텐스 5 내지 41 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다수의 미러들은 면 표면에서 벗어나는 오목 또는 볼록 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.
43. 센텐스 5 내지 42 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 적어도 하나의 미러는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다른 미러와 상이한 표면 콘텐츠를 갖는 것을 특징으로 한다.
44. 센텐스 5 내지 43 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 적어도 하나의 미러는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다른 미러와 상이한 표면 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.
45. 센텐스 5 내지 44 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 적어도 하나의 미러는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다른 미러와 가장 가까운 이웃 미러로부터 상이한 최단 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
46. 센텐스 5 내지 45 중 하나에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 조명 광학기기는 미러의 적어도 하나의 속성이 다른 적어도 2개의 다중 미러 어레이(MMA)를 동작시키도록 의도되는 것을 특징으로 한다.
47. 센텐스 46에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 적어도 2개의 다중 미러 어레이(MMA)의 선택적인 사용을 위해 장치가 제공되는 것을 특징으로 한다.
48. 센텐스 47에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 적어도 2개의 다중 미러 어레이(MMA)를 교환하기 위한 장치가 제공되는 것을 특징으로 한다.
49. 센텐스 46에 따르는 조명 광학기기로서, 상기 적어도 2개의 다중 미러 어레이는 동시에 동작될 수 있는 것을 특징으로 한다.
50. 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 단위 [㎚]의 상기 투사 노광 장치의 동작 광 파장
Figure 112010046766543-pct00035
를 갖고,
상기 다중 미러 어레이의 각 미러는 최대 틸트 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00036
)까지 적어도 하나의 축에 대해 회전 가능하며, 최소 에지 길이를 갖고,
상기 최소 에지 길이는 200[㎜*㎚]* sin(
Figure 112010046766543-pct00037
)/
Figure 112010046766543-pct00038
보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
51. 센텐스 50에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 표면의 크기와 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 최대 틸트 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00039
)를 가지며,
상기 다중 미러 어레이(MMA)의 표면의 크기는 c*NA/sin(
Figure 112010046766543-pct00040
)*OF로 주어지고,
0.1<c<1인 상수 c, 오브젝트 필드 면의 조명 광학기기의 개구수, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 최대 틸트 각도 값 sin(
Figure 112010046766543-pct00041
) 및 상기 오브젝트 필드 면의 조명 광학기기의 오브젝트 필드 OF의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
52. 센텐스 51에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 표면의 크기에 대한 모든 미러 표면들의 표면 콘텐츠의 합의 비로서 정의되는 상기 다중 미러 어레이의 필 팩터(fill factor)가 10% 보다 큰 것을 특징으로 한다.
53. 센텐스 50 내지 52 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 0°와 60° 사이의 입사 각도에 대한 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 평균 반사율은 25% 보다 큰 것을 특징으로 한다.
54. 센텐스 53에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 평균 반사율로부터 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 반사율의 표준 편차는 0°와 60° 사이의 입사 각도에 대해, 상기 평균 반사율에 관해 표현되는 50% 미만인 것을 특징으로 한다.
55. 센텐스 50 내지 54 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러의 적어도 하나의 에지 두께는 30 ㎛ 보다 큰 것을 특징으로 한다.
56. 센텐스 50 내지 55 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)는 2,000과 40,000 사이의 마이크로미러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
57. 센텐스 50 내지 56 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)는 2 ㎠ 내지 8 ㎠ 사이의 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.
58. 센텐스 50 내지 57 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 각 개별 미러는 1/10초 내에, 바람직하게는 1/100초 내에 원하는 각도로 조정될 수 있는 것을 특징으로 한다.
59. 센텐스 50 내지 58 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 각 개별 미러는 적어도 하나의 미러 설정 또는 적어도 하나의 미러 위치를 측정하기 위한 적어도 하나의 용량성, 압전저항 또는 광학 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
60. 센텐스 50 내지 59 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다수의 미러들은 다각형 형상으로 이루어진 경계를 갖는 것을 특징으로 한다.
61. 센텐스 50 내지 60 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다수의 미러들은, 다수의 미러들이 파셋된 방식으로 배열될 수 있게 하는 경계를 갖는 것을 특징으로 한다.
62. 센텐스 102 내지 103 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다수의 미러들은 면 표면에서 벗어나는 오목 또는 볼록 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.
63. 센텐스 61 내지 62 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 적어도 하나의 미러는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다른 미러와 상이한 표면 콘텐츠를 갖는 것을 특징으로 한다.
64. 센텐스 50 내지 63 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 적어도 하나의 미러는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다른 미러와 상이한 표면 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.
65. 센텐스 50 내지 64 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이(MMA)로서, 적어도 하나의 미러는 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 다른 미러와 가장 가까운 이웃 미러로부터 상이한 최단 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
66. 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 조명 광학기기이 다중 미러 어레이의 균질한 조명을 위한 광학 시스템으로서, 광원으로부터 상기 다중 미러 어레이로 발산 및 조명 광 방향을 갖고, 상기 광학 시스템 뒤의 상기 조명 광 방향으로의 조명 광선 다발의 발산이 상기 광학 시스템 앞의 상기 조명 광선 다발의 발산 보다 2배 적은 것을 특징으로 한다.
67. 센텐스 66에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 광학 시스템은 적어도 하나의 광학 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
68. 센텐스 67에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 적분기는 하니컴 콘덴서인 것을 특징으로 한다.
69. 센텐스 68에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 하니컴 콘덴서는 5 m 보다 큰 초점 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
70. 센텐스 66 내지 69 중 하나에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 광학 시스템은 적어도 하나의 프리즘 또는 미러에 의해 접힌 신축 가능한 빔 경로를 갖는 것을 특징으로 한다.
71. 센텐스 66 내지 70 중 하나에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이(MMA) 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들을 인코히어런트하게 중첩하는 것을 특징으로 한다.
72. 센텐스 71에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 다중 미러 어레이(MMA) 상으로의 조명 광선 다발의 인코히어런트 중첩은 시간적으로 변형되는 것을 특징으로 한다.
73. 센텐스 72에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 인코히어런트 중첩의 시간적인 변형은 회전 웨지 판에 의해 달성되는 것을 특징으로 한다.
74. 센텐스 71 또는 72에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 광학 시스템은 상기 인코히어런트 중첩을 제공하기 위해, 상기 조명 광선 다발을 혼합하기 위한 광학 소자 및/또는 산란용의 광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
75. 센텐스 74에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 산란 소자는 1 mrad (HWHM) 미만, 특히 0.4 mrad (HWHM) 미만의 산란 각도를 갖는 산란 디스크인 것을 특징으로 한다.
76. 센텐스 75에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 혼합 소자는 회절성 광학 소자인 것을 특징으로 한다.
77. 센텐스 71 또는 72에 따르는 광학 시스템으로서, 광원과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이에 광축을 갖고,
상기 조명 광선 다발의 조명 광선은 상기 광원과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이의 상기 광축에 수직인 면 내에서 상기 광축에 대하여 높이를 가지며,
상기 조명 광선의 위상 지연이 상기 광축에 대한 상기 조명 광선의 높이의 함수로서 도입되는 것을 특징으로 한다.
78. 센텐스 77에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 조명 광선의 위상 지연은 상기 광원과 상기 다중 미러 어레이 사이에 배열되는 광학 위상 소자에 의해 생성되는 것을 특징으로 한다.
79. 센텐스 66 내지 78 중 하나에 따르는 광학 시스템으로서, 광원과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이에 조명 광선의 다발의 조명 광선들을 갖고, 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들은 미러 표면을 가지며, 상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이(MMA)의 미러들의 미러 표면 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들을 집중시키기 위한 적어도 하나의 광학 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
80. 센텐스 79에 따르는 광학 시스템으로서, 상기 광학 장치는 렌즈 어레이 및/또는 미러 어레이 및/또는 회절성 광학 소자(DOE)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
81. 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치의 조명 광학기기용 레이저의 조명 광선 다발을 조절하는 광학 조절 유닛으로서, 상기 레이저는 하나 이상의 코히어런트 레이저 모드 및 레이저 출력을 가지며, 상기 조명 광선 다발은 발산, 광선 또는 다발 프로파일 및 편광 상태를 갖고, 상기 광학 시스템은 상기 레이저의 출력과 상기 다중 미러 어레이(MMA) 사이의 상기 조명 광선 다발의 적어도 상기 발산 및/또는 상기 광선 프로파일 및/또는 상기 편광 상태를 변경하는 광학 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
82. 센텐스 81에 따르는 광학 조절 유닛으로서, 상기 광학 조절 유닛은 적어도 하나의 왜곡 소자 및/또는 비구면 소자 및/또는 자유형태의 표면을 갖는 소자 및/또는 DOE를 포함하는 것을 특징으로 한다.
83. 센텐스 81에 따르는 광학 조절 유닛으로서, 상기 광학 조절 유닛은 적어도 하나의 미러 및/또는 빔 스플리터 표면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
84. 마이크로구조의 부품의 마이크로리소그래픽 제조 방법으로서,
- 적어도 일부 상에 감광성 재료의 층이 도포되는 기판을 제공하는 단계,
- 결상될 구조체를 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
- 청구항 1 내지 58 중 하나에 따르는 투사 노광 장치를 제공하는 단계,
- 상기 투사 노광 장치의 투사 광학기기의 도움으로 상기 층의 영역 상에 마스크의 적어도 일부를 투사하는 단계를 포함한다.
85. 마이크로구조의 부품의 마이크로리소그래픽 제조 방법으로서,
- 적어도 일부 상에 감광성 재료의 층이 도포되는 기판을 제공하는 단계,
- 결상될 구조체를 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
- 센텐스 5 내지 49 중 하나에 따르는 투사 노광 장치용 조명 광학기기를 제공하는 단계,
- 그러한 투사 노광 장치를 제공하는 단계,
- 상기 투사 노광 장치의 투사 광학기기의 도움으로 상기 층의 영역 상에 마스크의 적어도 일부를 투사하는 단계를 포함한다.
86. 마이크로구조의 부품의 마이크로리소그래픽 제조 방법으로서,
- 적어도 일부 상에 감광성 재료의 층이 도포되는 기판을 제공하는 단계,
- 결상될 구조체를 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
- 센텐스 50 내지 65 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 다중 미러 어레이를 제공하는 단계,
- 투사 노광 장치용의 그러한 조명 광학기기를 제공하는 단계,
- 그러한 투사 노광 장치를 제공하는 단계,
- 상기 투사 노광 장치의 투사 광학기기의 도움으로 상기 층의 영역 상에 마스크의 적어도 일부를 투사하는 단계를 포함한다.
87. 마이크로구조의 부품의 마이크로리소그래픽 제조 방법으로서,
- 적어도 일부 상에 감광성 재료의 층이 도포되는 기판을 제공하는 단계,
- 결상될 구조체를 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
- 센텐스 66 내지 83 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 광학 시스템을 제공하는 단계,
- 투사 노광 장치용의 그러한 조명 광학기기를 제공하는 단계,
- 그러한 투사 노광 장치를 제공하는 단계,
- 상기 투사 노광 장치의 투사 광학기기의 도움으로 상기 층의 영역 상에 마스크의 적어도 일부를 투사하는 단계를 포함한다.
88. 마이크로구조의 부품의 마이크로리소그래픽 제조 방법으로서,
- 적어도 일부 상에 감광성 재료의 층이 도포되는 기판을 제공하는 단계,
- 결상될 구조체를 포함하는 마스크를 제공하는 단계,
- 센텐스 81 내지 83 중 하나에 따르는 조명 광학기기용 광학 조절 유닛을 제공하는 단계,
- 투사 노광 장치용의 그러한 조명 광학기기를 제공하는 단계,
- 그러한 투사 노광 장치를 제공하는 단계,
- 상기 투사 노광 장치의 투사 광학기기의 도움으로 상기 층의 영역 상에 마스크의 적어도 일부를 투사하는 단계를 포함한다.
89. 센텐스 84 내지 88 중 하나에 따르는 방법에 의해 제조되는 마이크로구조의 부품.

Claims (59)

  1. - 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 조명 광학기기,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 상기 오브젝트 포인트와 관련된 출사 동공을 갖고, sin(
    Figure 112015061596793-pct00085
    )가 상기 출사 동공의 최대 한계 각도 값이며,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드 포인트와 관련된 출사 동공에서의 강도 분포를 조정하는 복수의 미러를 포함하는 다중 미러 어레이를 포함하고,
    - 이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 포함하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치로서,
    상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여, 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 외부 및/또는 내부
    Figure 112015061596793-pct00086
    에서 0.1 미만만큼 벗어나고,
    오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
    Figure 112015061596793-pct00087
    )는 모든 오브젝트 필드 포인트에 대해 0.2 보다 크며,
    상기 투사 노광 장치는 광원과 상기 다중 미러 어레이 사이에 조명 광선들의 조명 광선 다발(bundle)을 갖고, 상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들의 중첩에 의해 상기 다중 미러 어레이의 조명의 시간적인 안정화를 수행하고,
    상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들의 인코히어런트(incoherent) 중첩을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  2. - 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 조명 광학기기,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 상기 오브젝트 포인트와 관련된 출사 동공을 갖고, sin(
    Figure 112015061596793-pct00089
    )가 상기 출사 동공의 최대 한계 각도 값이며,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드 포인트와 관련된 출사 동공에서의 강도 분포를 조정하는 복수의 미러를 포함하는 다중 미러 어레이를 포함하고,
    - 이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 포함하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치로서,
    상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여, 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 외부 및/또는 내부
    Figure 112015061596793-pct00090
    에서 0.1 미만만큼 벗어나고,
    오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
    Figure 112015061596793-pct00091
    )는 모든 오브젝트 필드 포인트에 대해 0.2 보다 크며,
    상기 다중 미러 어레이의 미러에 의해 생성되는, 오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공 내의 조명된 입체각 범위가 상기 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
    Figure 112015061596793-pct00088
    )에 관해 표현되는 5% 미만인 최대 각도 범위 값을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  3. - 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 조명 광학기기,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 상기 오브젝트 포인트와 관련된 출사 동공을 갖고, sin(
    Figure 112015061596793-pct00092
    )가 상기 출사 동공의 최대 한계 각도 값이며,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드 포인트와 관련된 출사 동공에서의 강도 분포를 조정하는 복수의 미러를 포함하는 다중 미러 어레이를 포함하고,
    - 이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 포함하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치로서,
    상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여, 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 외부 및/또는 내부
    Figure 112015061596793-pct00093
    에서 0.1 미만만큼 벗어나고,
    오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
    Figure 112015061596793-pct00094
    )는 모든 오브젝트 필드 포인트에 대해 0.2 보다 크며,
    오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공 내의 입체각 범위는 0이 아닌 강도로 조명되고, 또한 상기 다중 미러 어레이의 적어도 2개의 미러에 의해 상기 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값에 관해 표현되는 10% 미만의 각도 범위 값으로 조명되는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  4. 삭제
  5. - 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 조명 광학기기,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 상기 오브젝트 포인트와 관련된 출사 동공을 갖고, sin(
    Figure 112015061596793-pct00095
    )가 상기 출사 동공의 최대 한계 각도 값이며,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드 포인트와 관련된 출사 동공에서의 강도 분포를 조정하는 복수의 미러를 포함하는 다중 미러 어레이를 포함하고,
    - 이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 포함하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치로서,
    상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여, 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 외부 및/또는 내부
    Figure 112015061596793-pct00096
    에서 0.1 미만만큼 벗어나고,
    오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
    Figure 112015061596793-pct00097
    )는 모든 오브젝트 필드 포인트에 대해 0.2 보다 크며,
    상기 투사 노광 장치는 광원과 상기 다중 미러 어레이 사이에 조명 광선들의 조명 광선 다발(bundle)을 갖고, 상기 광학 시스템은 상기 다중 미러 어레이 상에 상기 조명 광선 다발의 조명 광선들의 중첩에 의해 상기 다중 미러 어레이의 조명의 시간적인 안정화를 수행하고,
    상기 조명 광선 다발은 상기 광원으로부터 상기 다중 미러 어레이로 발산(divergence) 및 조명 광 방향을 갖고, 상기 광학 시스템 뒤의 상기 조명 광 방향으로의 조명 광선 다발의 발산이 상기 광학 시스템 앞의 상기 조명 광선 다발의 발산 보다 2배 적은 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  6. - 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 조명 광학기기,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 상기 오브젝트 포인트와 관련된 출사 동공을 갖고, sin(
    Figure 112015061596793-pct00098
    )가 상기 출사 동공의 최대 한계 각도 값이며,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드 포인트와 관련된 출사 동공에서의 강도 분포를 조정하는 복수의 미러를 포함하는 다중 미러 어레이를 포함하고,
    - 이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 포함하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치로서,
    상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여, 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 외부 및/또는 내부
    Figure 112015061596793-pct00099
    에서 0.1 미만만큼 벗어나고,
    오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
    Figure 112015061596793-pct00100
    )는 모든 오브젝트 필드 포인트에 대해 0.2 보다 크며,
    상기 광학 시스템은 적어도 하나의 프리즘 또는 미러에 의해 접힌 신축 가능한(telescopic) 빔 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 시스템은 상기 인코히어런트 중첩의 시간적인 변형을 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 투사 노광 장치는 광원과 상기 다중 미러 어레이 사이에 광축을 갖고, 상기 조명 광선 다발의 조명 광선은 상기 광원과 상기 다중 미러 어레이 사이의 상기 광축에 수직인 면 내에서 상기 광축에 대하여 높이를 가지며, 상기 조명 광선의 위상 지연이 상기 광축에 대한 상기 조명 광선의 높이의 함수로서 도입되는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 조명 광선의 위상 지연은 상기 광원과 상기 다중 미러 어레이 사이에 배열되는 광학 위상 소자에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  11. - 오브젝트 면 내의 오브젝트 필드의 오브젝트 필드 포인트를 조명하는 조명 광학기기,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드의 각 오브젝트 필드 포인트에 대해 상기 오브젝트 포인트와 관련된 출사 동공을 갖고, sin(
    Figure 112015061596793-pct00101
    )가 상기 출사 동공의 최대 한계 각도 값이며,
    -- 상기 조명 광학기기는 상기 오브젝트 필드 포인트와 관련된 출사 동공에서의 강도 분포를 조정하는 복수의 미러를 포함하는 다중 미러 어레이를 포함하고,
    - 이미지 면 내의 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 결상하는 투사 광학기기를 포함하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치로서,
    상기 조명 광학기기는 상기 다중 미러 어레이의 조명을 시간적으로 안정화시키는 적어도 하나의 광학 시스템을 포함하여, 각 오브젝트 필드 포인트에 대해, 상기 관련된 출사 동공 내의 제1의 조정된 강도 분포가 상기 관련된 출사 동공 내의 제2의 조정된 강도 분포에서 외부 및/또는 내부
    Figure 112015061596793-pct00102
    에서 0.1 미만만큼 벗어나고,
    오브젝트 필드 포인트에 관련된 출사 동공의 최대 한계 각도 값 sin(
    Figure 112015061596793-pct00103
    )는 모든 오브젝트 필드 포인트에 대해 0.2 보다 크며,
    상기 투사 노광 장치는 조명 광선 다발을 생성하는 레이저를 포함하고, 상기 레이저는 하나 이상의 코히어런트 레이저 모드 및 레이저 출력을 가지며, 상기 조명 광선 다발은 발산, 광선 또는 다발 프로파일 및 편광 상태를 갖고, 상기 광학 시스템은 상기 레이저의 출력과 상기 다중 미러 어레이 사이의 상기 조명 광선 다발의 상기 발산, 상기 광선 프로파일 및 상기 편광 상태 중 적어도 하나를 변경하는 광학 조절 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 광학 조절 유닛은 왜곡 소자, 비구면 소자, 자유형태의 표면을 갖는 소자 및 DOE 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 광학 시스템은 미러 표면을 갖는 미러와, 0°와 구별되는 각도만큼 광축에 대해 기울어진 회전축 둘레에 상기 미러의 회전 진동을 생성하기 위해 상기 미러 표면의 적어도 일부의 틸트를 생성하도록 구성되는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 광학 시스템은, 상기 인코히어런트 중첩을 생성하기 위해, 산란 소자 및/또는 상기 조명 광선 다발을 혼합하는 혼합 소자를 포함하며,
    상기 혼합 소자는:
    a) 제1 측면을 갖는 투명한 제1 로드(rod) 및
    b) 상기 제1 로드의 제1 면에 인접한 제2 측면을 갖는 투명한 제2 로드를 포함하며,
    상기 제1 면 및 제2 면은 서로 평행하고, 상기 제1 로드 내에서의 총 내부 반사에 의해 안내되는 광이 상기 제2 로드에 소멸파(evanescent waves)로서 결합할 정도로 작은 거리 D만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 시스템은, 상기 인코히어런트 중첩을 생성하기 위해, 산란 소자 및/또는 상기 조명 광선 다발을 혼합하는 혼합 소자를 포함하며,
    상기 혼합 소자는:
    a) 제1 측면을 갖는 투명한 제1 로드 및
    b) 상기 제1 로드의 제1 면에 인접한 제2 측면을 갖는 투명한 제2 로드,
    c) 상기 제1 면 및 제2 면에 접촉하는 빔 스플리팅 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 시스템은, 상기 인코히어런트 중첩을 생성하기 위해, 산란 소자 및/또는 상기 조명 광선 다발을 혼합하는 혼합 소자를 포함하며,
    상기 혼합 소자는:
    a) 2개의 평행한 표면을 갖는 투명한 로드,
    b) 광선 다발을 로드에 연결하도록 구성되어, 상기 광선 다발이 총 내부 반사가 일어나는 입사 각도에 가까운 입사 각도 하에 상기 표면들에 충돌하게 하여, 상기 광선 다발의 일부분이 총 내부 반사에 의해 반사되고, 다른 부분이 상기 표면들을 통과하는 효과를 얻는 광선 다발 입력 연결 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 혼합 소자는 상기 광선 다발이 평행하게 진행하도록 다양한 방향 하에 상기 로드로부터 나오는 광선 다발을 기울어지게 하도록 구성되는 프리즘 또는 미러 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 광학 위상 소자는 투명한 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 광학 시스템은 제1 허니콤 채널판(honeycomb channel plate)과 제2 허니콤 채널판을 갖는 허니콤 콘덴서(honeycomb condenser)(32)를 포함하며, 상기 광학 위상 소자(33a)는 상기 제1 허니콤 채널판과 상기 제2 허니콤 채널판 사이에 배열되는 마이크로리소그래피용 투사 노광 장치.
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