KR101854465B1 - 투영 리소그라피용 조명 광학 시스템 - Google Patents

투영 리소그라피용 조명 광학 시스템 Download PDF

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Abstract

이후에 놓이는 이미징 광학 시스템의 오브젝트 필드를 배치할 수 있는 조명 필드의 조명을 위한 투영 리소그라피용 조명 광학 시스템은 패싯 미러(facet mirror)를 갖는다. 패싯 미러는, 조명광 선속의 부분 선속(24)의 반사 안내를 위해 다수의 패싯(7)을 갖는다. 패싯(7)의 반사면(25)은 각 경우에 틸트될 수 있다. 제1 조명 틸트 위치에서, 틸트될 수 있는 패싯(7)은, 이들에 충돌하고 있는 부분 선속(24)을 제 1 오브젝트 필드 조명 채널(261)을 따라 조명 필드로 안내한다. 추가적인 조명 틸트 위치에서, 틸트될 수 있는 패싯(7)은, 이들에 충돌하고 있는 부분 선속(24)을 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널(262)을 따라 조명 필드로 안내한다. 틸트될 수 있는 패싯(7)의 반사면(25)은, 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에서의 부분 선속(24)이 +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도(R)로 반사되도록 구성된다. 그 결과로, 조명 광학 시스템의 조명 광 처리량에 대한 틸트될 수 있는 패싯의 조명 틸트 위치의 원치 않는 영향을 회피하는 조명 광학 시스템을 얻게 된다.

Description

투영 리소그라피용 조명 광학 시스템{ILLUMINATION OPTICAL SYSTEM FOR PROJECTION LITHOGRAPHY}
본 발명은, 이후에 놓이는 이미징 광학 시스템(imaging optical system)의 오브젝트 필드(object field)를 배치할 수 있는 조명 필드를 조명하기 위한 투영 리소그라피용 조명 광학 시스템에 관한 것이다. 더 나아가, 본 발명은, 이러한 타입의 조명 광학 시스템의 제 1 패싯(facet) 미러의 제 1 패싯 중 하나의 조명 틸트 위치(illumination tilt positions)에 제 2 패싯 미러의 적어도 두 개의 제 2 패싯을 할당하는 방법, 이러한 타입의 조명 광학 시스템을 구비한 조명 시스템, 이러한 타입의 조명 시스템을 구비한 투영 노광 시스템, 이러한 타입의 투영 노광 시스템을 사용하여 마이크로 구조 또는 나노 구조의 소자의 제조 방법 및 이러한 타입의 제조 방법에 의해 제조한 마이크로 구조 또는 나노 구조 소자에 관한 것이다.
여러 가지 조명 틸트 위치 사이에서 이동시킬 수 있는 패싯, 즉 이동 가능한 필드 패싯을 구비한 조명 광학 시스템은 미국 특허(제 US 6,658,084B2호 및 제 US 7,196,841B2호)로부터 알려져 있다.
본 발명의 목적은, 조명 광학 시스템의 조명광 처리량 특히 조명 광학 시스템의 총 투과도(total transmission)에 대한 틸트될 수 있는 패싯의 조명 틸트 위치의 원치 않는 영향을 회피하도록, 앞서 언급한 타입의 조명 광학 시스템을 개발하는 것이다.
이러한 목적은, 제 1 양상에 따른 본 발명에 따라서, 조명 광학 시스템으로서,
- 패싯 미러를 구비하고, 상기 패싯 미러는,
-- 조명광 선속의 부분 선속(part bundles of a bundle of illumination light)의 반사 안내를 위한 다수의 패싯을 구비하며,
-- 상기 패싯의 반사면이,
--- 패싯 상에 충돌하는 부분 선속을 제 1 오브젝트 필드 조명 채널을 따라 조명 필드로 안내하는 제 1 조명 틸트 위치와,
--- 패싯 상에 충돌하는 부분 선속을 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널을 따라 조명 필드로 안내하는 적어도 하나의 추가적인 조명 틸트 위치 사이에서 각 경우에 틸트될 수 있고,
- 상기 틸트될 수 있는 패싯의 반사면은, 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에서의 부분 선속이 +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도(R)로 반사되도록 구성되는, 조명 광학 시스템에 의해 달성된다.
이러한 목적은 또한, 제 2 양상에 따라서, 이후에 놓이는 이미징 광학 시스템의 오브젝트 필드를 배치할 수 있는 조명 필드를 조명하기 위한 투영 리소그라피용 조명 광학 시스템으로서,
- 제 1 패싯 미러로서,
-- 조명광 선속의 부분 선속의 반사 안내를 위한 다수의 제 1 패싯을 구비하며,
-- 상기 패싯의 반사면이,
--- 패싯 상에 충돌하는 부분 선속을 제 1 오브젝트 필드 조명 채널을 따라 조명 필드로 안내하는 제 1 조명 틸트 위치와,
--- 패싯 상에 충돌하는 부분 선속을 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널을 따라 조명 필드로 안내하는 적어도 하나의 추가적인 조명 틸트 위치 사이에서 각 경우에 틸트될 수 있는, 패싯 미러와,
- 상기 제 1 패싯 미러의 하류에 배치되는 제 2 패싯 미러로서,
-- 상기 제 1 패싯 미러의 제 1 패싯에 의해 반사되는 부분 선속의 반사 안내를 위한 다수의 제 2 패싯을 갖는, 제 2 패싯 미러를 구비하여,
- 오브젝트 필드 조명 채널이 이러한 반사 선속 안내에 의해 미리 결정되고, 상기 두 개의 패싯 미러 중 각 경우에 한 패싯은 상기 오브젝트 필드 조명 채널에 할당되며,
- 상기 오브젝트 필드 조명 채널을 형성하기 위해 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 의해, 각 경우에, 상기 제 1 패싯 미러의 제 1 패싯 중 하나에 할당되는 제 2 패싯은, 두 개의 원뿔 섹션 라인(conic section lines)에 의해 한정되는, 상기 제 2 패싯 미러의 부분 상에 위치하고, 상기 두 개의 원뿔 섹션 라인 각각은, 상기 제 1 패싯 상의 부분 선속의 동일한 반사각에서의 상기 제 2 패싯 미러 상의 부분 선속의 충돌 장소를 규정하여, 각각의 오브젝트 필드 조명 채널을 명시하는, 투영 리소그라피용 조명 광학 시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 따라, 여러 가지 조명 틸트 위치의 입사각에 대해 허용 범위 내에서 일치하는 반사도를 통해, 틸트될 수 있는 필드 패싯이, 그 조명 틸트 위치에 상관없이, 이들에 충돌하는 조명광을, 미리 결정된 허용 범위 내에서 반사도 일치에 따라 일치하는 에너지로 조명 필드에 중계하게 됨을 인식하게 되었다. 틸트될 수 있는 패싯의 각각의 조명 틸트 위치에 무관한, 아마도 이들 패싯 이후에 놓이는 광학 소자의 반사도를 가정하면, 이로 인해, 허용 범위 내에서 조명 틸트 위치와 무관한 조명 필드의 강력한(energetic) 조명을 얻게 된다. 부분 선속은, +/-5%, +/-2%, +/-1%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도나 더 양호하게 일치하는 반사도로 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에서 반사될 수 있다. 일반적으로, 패싯 미러의 다수의 패싯은 적어도 두 개의 조명 틸트 위치 사이에서 틸트될 수 있다. 예컨대, 패싯 미러의 한 미리 결정된 패싯 그룹, 또는 그렇지 않고 모든 패싯이 틸트될 수 있다. 틸트될 수 있는 패싯은 정밀하게도 두 개의 조명 틸트 위치 사이에서 틸트될 수 있다. 대안적으로, 틸트될 수 있는 패싯은 예컨대 셋 또는 그 이상의 조명 틸트 위치 사이에서와 같이 둘보다 많은 조명 틸트 위치 사이에서 틸트될 수 있다.
틸트될 수 있는 패싯 중 하나의 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 할당되는 적어도 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널이, 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에서의 부분 선속이 (+/-10% 허용 범위 내에서 일치하는 입사각(β)으로) 반사면 상에서 반사되도록 틸트될 수 있는 패싯 상의 반사 영역에서 안내되는 입사각으로 인해 이러한 일치하는 입사각에 대해 최적화된 방식으로 틸트될 수 있는 패싯과 특히 이들 반사면 상의 반사 코팅을 구성할 가능성이 있게 된다. 그리하여 최적화는 다른 입사각에는 필요치 않다.
두 개의 오브젝트 필드 조명 채널이, 반사면 상에 입사되는 부분 선속을 따라 반사에 의해 서로에게로 통과하는 미러 대칭으로 인해 조명 광학 시스템의 간단하게 구성된 구조를 얻게 된다. 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널은, 반사면 상의 입사 부분 선속을 포함하고 부분 선속의 입사 평면에 수직으로 위치하는 평면을 중심으로 반사에 의해 서로에게로 통과할 수 있다.
틸트될 수 있는 패싯의 반사면이 적어도 두 개의 반사 부분으로 나눠지고 그 반사도(R)가 조명 틸트 위치 중 하나에 대해 최적화되는 반사 부분으로 인해, 각 경우에, 여러 가지 조명 틸트 위치에서 매우 다른 입사각에 대해 동일한 반사도를 얻을 수 있다. 원칙적으로, 반사면은 또한, 두 개보다 많은 반사 부분으로 나눌 수 있고, 이들 반사 부분은 이제 조명 틸트 위치에 따라 할당할 수 있다.
적어도 하나의 틸트될 수 있는 패싯의 반사면에 의해 수행되고 있는 반사 코팅으로 인해 매우 큰 반사도의 패싯을 얻을 수 있다. 반사 코팅은 단일-층 코팅으로 구성할 수 있다. 반사 코팅은 두-층 코팅(two-layer coating)으로 구성할 수 있다. 반사 코팅은 다층 코팅으로 구성할 수 있다. 다층 코팅은 예컨대, 5개의 층, 10개의 층, 20개의 층, 30개의 층 또는 더 많은 층을 가질 수 도 있다. 다층 코팅은 대안적인 소재의 층 코팅으로 구성할 수 도 있다. 예컨대, 몰리브덴/실리콘이 교대로 놓이는 층을 사용할 수 도 있다.
적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 대응하는 틸트될 수 있는 패싯 상의 입사각(β)에 대한 부분 선속이 +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도(R)의 반사 코팅에 의해 반사되도록 반사 코팅이 설계되는 반사 코팅 설계를 진행할 수 있어서, 반사 코팅이 제공된 패싯은 여러 조명 틸트 위치에 할당된 다른 입사각에 대해 그리고 특히 매우 다른 입사각에 대해 동일한 반사도를 갖게 된다. 반사 코팅은 또한, 두 개보다 많은 조명 틸트 위치에 대해 반사도 일치가 존재하도록 설계할 수 도 있다.
광대역 반사 코팅으로 인해 명시된 값 주위의 입사각 범위 내에서 일정한 반사도를 얻게 된다.
적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 할당되는 입사각(β)에 대해, 조명광에 대한 반사 코팅의 최대 반사도(Rmax)보다 1% 초과하여 더 작게 되는, +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도를 결과적으로 얻도록 반사 코팅이 설계되는 반사 코팅 설계로 인해, 이들은 허용 범위 내에서 동일한 반사도의 최대 반사도로 입사각 주위의 두 개의 특정한 입사각을 위해 설계된다. 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에서 허용 범위 내에서 일치하는 반사도는 조명광에 대한 반사 코팅의 최대 반사도보다 2%를 초과해 더 작을 수 도 있고, 5%를 초과해 더 작을 수 도 있거나, 10%를 초과해 더 작을 수 도 있다.
제 2 패싯 미러가 패싯 미러의 하류에 배치되고, 부분 선속의 반사 안내를 위한 다수의 제 2 패싯이 제 1 패싯 미러의 제 1 패싯에 의해 반사되어, 오브젝트 필드 조명 채널이 상기 오브젝트 필드 조명 채널에 할당되어 있는 두 개의 패싯 미러의, 각 경우에, 한 패싯에서 반사된 선속 안내에 의해 미리 결정되는 조명 광학 시스템 설계가 실제로 성공적임이 입증되었다. 제 1 패싯 미러는 필드 패싯 미러일 수 도 있고, 제 2 패싯 미러는 동공 패싯 미러일 수 도 있다. 정확히 하나의 필드 패싯과 정확히 하나의 동공 패싯을 그에 따라 각 오브젝트 필드 조명 채널에 할당한다. 조명 틸트 위치의 개수에 따라, 필드 패싯은 다수의 오브젝트 필드 조명 채널을 명시할 수 도 있고, 이러한 채널은 그에 따라 다른 동공 패싯 상에 충돌한다.
제 2 양상에 따라, 할당 후보(assignment candidates)로서 특정한 제 2 패싯이 제 1 패싯 미러의 제 1 패싯 각각에 할당되어 이들 제 2 패싯 상의 오브젝트 필드 조명 채널을 명시하며, 다시 말해 이들 제 2 패싯은, 두 개의 원뿔 곡선 라인에 의해 한정되는 제 2 패싯 미러의 원뿔 섹션 부분 내에 위치하고, 이러한 원뿔 섹션 라인 각각은, 제 1 패싯 상에 반사되는 부분 선속의 동일한 반사각의 장소를 규정하여 각각의 오브젝트 필드 조명 채널을 명시한다. 원뿔 섹션 부분 내에서 제 2 후보 패싯 중 하나에 할당되도록 각각 관찰된 제 1 패싯이 틸트될 때, 제 1 패싯 상의 반사 동안의 부분 선속의 입사각은 반드시, 원뿔 섹션 부분을 한정하는 원뿔 섹션 라인에 의해 규정되는 두 개의 입사각 사이에 위치한다. 원뿔 섹션 부분은, 이들을 한정하는 원뿔 섹션 라인이, 관찰된 제 1 패싯 상의 반사 동안에 미리 결정된 반사도를 결과적으로 얻게 되는 입사각에 속하도록, 선택된다. 두 개의 원뿔 섹션 라인 중 하나는 최대 허용 가능 반사각을 규정할 수 있고, 두 개의 원뿔 섹션 라인 중 다른 하나는, 최소 허용 가능 반사각을 규정할 수 있으며, 이들 사이에서 소정의 반사도(R)를 관찰된 제 1 패싯에서 부분 선속의 반사 시에 얻게 된다. 관찰된 제 1 패싯에서 원뿔 섹션 부분의 두 개의 원뿔 섹션 라인에 의해 미리 결정되는 입사각은 30°, 20°, 10°, 5° 또는 더 작은 각도만큼 다를 수 도 있다. 조명 광학 시스템은 앞서 언급한 두 개의 양상의 특성 조합을 가질 수 도 있다.
본 발명에 따른 조명 광학 시스템에서 적어도 두 개의 제 2 패싯을 제 1 패싯 중 하나의 조명 틸트 위치에 할당하는 할당 방법은 다음의 단계:
- 제 2 패싯 중 하나가 제 1 패싯에 의해 반사된 부분 선속에 의해 충돌하게 되는 제 1 조명 틸트 위치를 미리 결정하는 단계,
- 입사각 허용 범위 내에서 제 1 패싯 상에 부분 선속의 입사각(β)을 유지하면서 제 1 패싯의 제 2 조명 틸트 위치를 결정하는 단계,
- 이 결정된 제 2 조명 틸트 위치에서, 제 1 패싯에 의해 반사된 부분 선속에 의해 충돌하게 되는 적어도 추가적인 제 2 패싯을 선택하는 단계를 가져, 이러한 할당으로 인해 미리 결정된 허용 한계치 내에서 제 1 패싯의 조명 틸트 위치와 무관한 패싯의 반사도를 얻도록, 제 2 패싯 미러는, 오브젝트 필드 조명 채널에 의해 필드 패싯에 할당된 동공 패싯이 점유하게 된다. 이러한 할당은 원뿔 섹션 부분의 도움으로 발생할 수 도 있다. 그 결과, 반사율 최적화 도중에 이러한 할당에서 점검하게 될 제 1 및 제 2 패싯의 조합은 유리하게 감소하게 된다.
본 발명에 따른 그리고 이미지 필드에 오브젝트 필드를 이미징하는 투영 광학 시스템을 갖는 조명 시스템, 본 발명에 따른 조명 시스템 그리고 EUV 광원을 갖는 투영 노광 시스템, 구조화된 소자를 제조하는 제조 방법으로서, 다음의 단계:
- 감광 소재 층을 적어도 부분적으로 적용하는 웨이퍼를 제공하는 단계,
- 이미징할 구조를 갖는 레티클(reticle)을 제공하는 단계,
- 본 발명에 따른 투영 노광 시스템을 제공하는 단계로서, 제 1 패싯 미러의 틸트될 수 있는 제 1 패싯 중 적어도 일부가 본 발명에 따른 방법에 따라 할당되는 조명 틸트 위치를 갖는, 단계,
- 레티클의 적어도 일부분을, 투영 노광 시스템의 도움으로 웨이퍼의 이러한 층의 한 영역 상에 투영하는 단계를 갖는 제조 방법 그리고 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 마이크로 구조의 또는 나노 구조의 소자의 장점은, 본 발명에 따른 조명 광학 시스템 및 본 발명에 따른 방법에 대하여 이미 앞서 논의하였던 장점에 대응한다. 정확히 조정된 조명을 제조할 소자나 단위 구조상에 명시할 수 있어서, 특히 초미세 그리고 특히 복잡한 구조를 갖는 반도체 칩을 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 조명 광학 시스템의 조명광 처리량 특히 조명 광학 시스템의 총 투과도에 대한 틸트될 수 있는 패싯의 조명 틸트 위치의 원치 않는 영향을 회피하도록, 앞서 언급한 타입의 조명 광학 시스템을 개발할 수 있다.
도 1은, 마이크로리소그라피용 투영 노광 시스템을 개략적으로 그리고 조명 광학 시스템과 관련하여 자오 단면(meridional section)으로 도시한 도면이다.
도 2는, 도 1에 따른 투영 노광 시스템의 조명 광학 시스템의 필드 패싯 미러의 패싯 배치의 평면도를 도시한다.
도 3은, 도 1에 따른 투영 노광 시스템의 조명 광학 시스템의 동공 패싯 미러의 패싯 배치의 평면도를 도시한다.
도 4는, 필드 패싯 미러의 추가적인 구성의 패싯 배치를 도 2와 유사한 도면으로 도시한 도면이다.
도 5는, 도 2 또는 도 4에 따른 필드 패싯 미러의 도시된 틸트될 수 있는 필드 패싯의 두 개의 조명 틸트 위치에 할당되는 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널의 일부분을 개략적으로 도시하며, 두 개의 조명 틸트 위치에서의 입사 조명광 부분 선속이 +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 입사각으로 반사되는, 도면이다.
도 6은, 도 2에 따른 필드 패싯 미러와 도 3에 따른 동공 패싯 미러의 필드 패싯의 수직 투영도를 개략적으로 그리고 실제 축적에 맞지 않게 도시하며, 입사 조명광 부분 선속의 동일한 입사각으로 필드 패싯의 조명 틸트 위치에 할당되는 세 개의 동공 패싯을 강조하여 도시한, 도면이다.
도 7은 제 1 조명 틸트 위치에서 도 6에 따른 필드 패싯의 측면도를 도시한다.
도 8은 추가적인 조명 틸트 위치에서 도 6에 따른 필드 패싯의 측면도를 도시한다.
도 9는, 이제 동일한 필드 패싯의 여러 조명 틸트 위치에 할당되는 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널을 도 5와 유사한 도면으로 도시하며, 입사 부분 선속이 10°를 초과한 만큼 다른 입사각으로 두 개의 조명 틸트 위치에서 반사되는, 도면이다.
도 10, 제 1 조명 틸트 위치에서의 필드 패싯의 추가적인 구성을 측면도로 도 7과 유사한 도면으로 도시한 도면이다.
도 11은, 추가적인 조명 틸트 위치에서 도 10에 따른 필드 패싯을 도시한다.
도 12는, 입사각에 대한 필드 패싯 중 하나의 반사면 상의 층 설계의 반사도의 의존성을 그래프로 도시하며, 의존성은 실선 및 점선에 의해 두 개의 서로 다른 층 설계에 대해 도시되는, 도면이다.
도 13은, 투영 노광 시스템에서 도 1에 따른 조명 광학 시스템에 대한 대안으로서 사용될 수 있는 조명 광학 시스템의 변형예의 필드 패싯 미러와 동공 패싯 미러의 대안적인 구성에서 조명광 선속의 안내를 도 1과 유사한 도면으로 더 상세하게 도시한 도면이다.
도 14는, 도 13에 따른 조명 광학 시스템의 구성에서 하나의 동일한 필드 패싯의 오브젝트 필드 조명 채널에 의해 동일한 입사각으로 접근 가능한 동공 패싯을 도 6과 유사한 도면으로 도시한 도면이다.
마이크로리소그라피용 투영 노광 시스템(1)은 마이크로 구조나 나노 구조의 전자 반도체 구조 요소를 제조하는데 사용된다. 광원(2)은, 예컨대 5nm와 30nm 사이와 같은 파장 범위에서 조명에 사용되는 EUV 방사선을 방출한다. 광원(2)은 GDPP스(Gas Discharge Produced Plasma) 소스나 LPP(Laser Produced Plasma) 소스일 수 도 있다. 방사원은, 싱크로트론(synchrotron)을 기반으로 해서, 광원(2)에 또한 사용될 수 있다. 당업자는, 예컨대 미국 특허(제 6,859,515B2호)에서 이러한 타입의 광원에 대한 정보를 알게 될 것이다. EUV 조명광이나 조명 방사선(3)은 투영 노광 시스템(1) 내에서 조명 및 이미징에 사용된다. EUV 조명광(3)은, 광원(2) 이후에, 먼저는 컬렉터(collector)(4)를 통과하며, 컬렉터(4)는 예컨대 종래기술로부터 알려져 있는 멀티셸(multishell) 구조를 갖는 네스티드(nested) 컬렉터이거나 대안적으로는 타원 형상의 컬렉터이다. 대응하는 컬렉터가 유럽특허(제 EP 1,225,481A호)로부터 알려져 있다. 컬렉터(4) 이후, EUV 조명광(3)은 먼저 중간 초점 평면(5)을 통과하며, 이 평면(5)은 EUV 조명광(3)을 원치 않는 방사선이나 입자 부분(particle fractions)으로부터 분리하는데 사용할 수 있다. 중간 초점 평면을 통과한 후, EUV 조명광(3)은 먼저 필드 패싯 미러(6) 상에 충돌한다.
위치 관계 설명을 용이하게 하기 위해, 각 경우 도면에 데카르트 전역(global) xyz-좌표계를 먼저 그려 넣는다. 도 1에서 x-축은 도면 평면에 수직하게 그리고 그 바깥으로 연장된다. 도 1에서 y-축은 오른쪽으로 연장된다. z-축은 도 1에서 상방으로 연장된다.
투영 노광 시스템(10)의 개별 광학 소자에서 위치 관계 설명을 용이하게 하기 위해, 데카르트 국지적 xyz- 또는 xy-좌표계를 또한 다음의 도면에서 각 경우에 사용한다. 그 밖의 어떤 것도 기술하고 있지 않은 각각의 국지적 xy-좌표는 예컨대 반사 평면과 같은 광학 소자의 각각의 주된 배치 평면에 걸쳐져 있다. 전역 xyz-좌표계 및 국지적 xyz- 또는 xy-좌표계의 x-축은 서로 평행하게 연장된다. 국지적 xyz- 또는 xy-좌표계의 각각의 y-축은, x-축을 중심으로 한 각각의 광학 소자의 틸트 각에 대응하는, 전역 xyz-좌표계의 y-축에 대해 각을 갖는다.
도 2는, 예컨대 필드 패싯 미러(6)의 필드 패싯(7)의 패싯 배치를 도시한다. 필드 패싯(7)은 직사각형이고, 각 경우에 동일한 x/y-종횡비를 갖는다. x/y-종횡비는 예컨대 12/5, 25/4 또는 104/8일 수 도 있다.
필드 패싯(7)은 필드 패싯 미러(6)의 반사면을 명시하고, 6 내지 8개의 필드 패싯 그룹(8a, 8b)을 각각 갖는 네 개의 열로 그룹 지어져 있다. 각 경우에 필드 패싯 그룹(8a)은 7개의 필드 패싯(7)을 갖는다. 각 경우에 두 개의 중앙의 필드 패싯 열의 두 개의 추가적인 에지-측 필드 패싯 그룹(8b)은 각 경우에 네 개의 필드 패싯(7)을 갖는다. 두 개의 중앙 패싯 열 사이와 제 3 및 제 4 패싯 행 사이에서, 필드 패싯 미러(6)의 패싯 배치는 중간 공간(9)을 갖고, 여기서 필드 패싯 미러(6)는 컬렉터(4)의 홀딩 스포크(holding spokes)에 의해 가려진다. 필드 패싯 미러(6) 상의 반사 후, 개별 필드 패싯(7)에 할당된 빔 펜슬(beam pencil)이나 부분 선속으로 나눠진 EUV 조명광(3)이 동공 패싯 미러(10) 상에 충돌한다.
도 3은, 동공 패싯 미러(10)의 둥근 동공 패싯(11)의 예시적인 패싯 배치를 도시한다. 동공 패싯(11)은, 서로의 내부에 놓이는 패싯 링(facet rings)의 중심부 주위에 배치된다. 적어도 하나의 동공 패싯(11)은, 각 경우에, 필드 패싯(7) 중 하나 및 동공 패싯(11) 중 하나와 충돌하는 하나의 패싯 쌍이 EUV 조명광(3)의 관련 부분 선속에 대한 오브젝트 필드 조명 채널을 명시하도록, 필드 패싯(7) 중 하나에 의해 반사된 EUV 조명광(3)의 각 부분 선속에 할당된다. 동공 패싯(11)의 필드 패싯(7)에 대한 채널-와이즈(wise)의 할당은 투영 노광 시스템(1)에 의한 원하는 조명에 따라 발생한다.
필드 패싯(7)은, 3개의 EUV 미러(12, 13, 14)로 구성되는 이후에 놓이는 투과 광학 시스템(15)과 동공 패싯 미러(10)(도 1과 비교)에 의해 투영 노광 시스템(1)의 오브젝트 평면(16)에 이미징된다. EUV 미러(14)는 그레이징(grazing) 입사 미러로서 구성된다. 오브젝트 평면(16)에 배치되는 것은 레티클(17)이고, 이것에 의해, 조명 필드 형태의 조명 영역은 EUV 조명광(3)으로 조명되고, 조명 필드는, 투영 노광 시스템(1)의 하류에 있는 투영 광학 시스템(19)의 오브젝트 필드(18)와 일치한다. 오브젝트 필드 조명 채널은 오브젝트 필드(18)에 겹쳐진다. EUV 조명광(3)은 레티클(17)에 의해 반사된다.
투영 광학 시스템(19)은 오브젝트 평면(16)의 오브젝트 필드(18)를 이미지 평면(21)의 이미지 필드(20)에 이미징한다. 이 이미지 평면(21)에 배치되는 것은 웨이퍼(22)이고, 웨이퍼(22)는 투영 노광 시스템(1)으로 투영 노광하는 동안에 노광되는 감광 층을 지니고 있다. 투영 노광 동안에, 레티클(17)과 웨이퍼(22)는 y-방향에서 동기화된 방식으로 스캔된다. 투영 노광 시스템(1)은 스캐너로 구성된다. 스캐닝 방향은 또한 아래에서 오브젝트 이동 방향(object displacement direction)이라고 한다.
필드 패싯 미러(6), 동공 패싯 미러(10) 및 투과 광학 시스템(15)의 미러(10 내지 14)는 투영 노광 시스템(1)의 조명 광학 시스템(23)의 소자이다. 투영 광학 시스템(19)과 함께, 조명 광학 시스템(23)은 투영 노광 시스템(1)의 조명 시스템을 형성한다.
필드 패싯 미러(6)는 조명 광학 시스템(23)의 제 1 패싯 미러이다. 필드 패싯(7)은 조명 광학 시스템(23)의 제 1 패싯이다.
동공 패싯 미러(10)는 조명 광학 시스템(23)의 제 2 패싯 미러이다. 동공 패싯(11)은 조명 광학 시스템(23)의 제 2 패싯이다.
도 4는 필드 패싯 미러(6)의 추가적인 구성을 도시한다. 도 2에 따른 필드 패싯 미러(6)에 대해 앞서 기술했던 것에 대응하는 소자는 동일한 참조번호를 가지며, 단지 도 2에 따른 필드 패싯 미러(6)의 소자와 다른 점을 고려하여 기술될 것이다. 도 4에 따른 필드 패싯 미러(6)는 만곡된 필드 패싯(7)의 필드 패싯 배치를 갖는다. 이들 필드 패싯(7)은, 다수의 필드 패싯 그룹(8)을 각각 갖는 총 5개의 열로 배치된다. 필드 패싯 배치는 필드 패싯 미러의 캐리어 플레이트(24)의 원형 한계 내에 기록된다.
도 4에 따른 실시예의 필드 패싯(7)은 모두 x-방향의 폭과 y-방향의 높이의 동일한 비와 동일한 면적을 가지며, 이러한 비는 도 2에 따른 구성의 필드 패싯(7)의 x/y 종횡비에 대응한다.
동공 패싯 미러(10)의 동공 패싯(11) 중 정확히 2개가, 각 경우에, 오브젝트 필드 조명 채널에 의해 필드 패싯 미러(6)의 각 구성의 필드 패싯(7) 각각에 할당된다. 그에 따라 동공 패싯 미러(10)는, 필드 패싯 미러(6)가 필드 패싯(7)을 갖는 개수의 두 배의 동공 패싯(11)을 갖는다.
필드 패싯(7)의 기계적 틸팅 성능의 구성에 따라, 동공 패싯 미러(10)의 동공 패싯(11) 중 두 개보다 많은 패싯을, 각각의 오브젝트 필드 조명 채널에 의해 필드 패싯(7) 중 하나에 할당할 수 도 있다. 필드 패싯(7)은 그 후 대응하는 개수의 조명 틸팅 위치로 이동할 수 있다.
도 5는, 조명광(3)의 총 선속 중 부분 선속(24)의 반사된 안내를 예시한다. 예를 들어 도시한 필드 패싯(7)의 반사면(25)은, 반사면(25) 상에 충돌하는 부분 선속(24)을 제 2 오브젝트 필드 조명 채널(261)을 따라 오브젝트 필드(18)로 안내하는 제 1 조명 틸팅 위치와, 부분 선속(24)을 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널(262)을 따라 오브젝트 필드(18)로 안내하는 추가적인 조명 틸트 위치 사이에서 틸트될 수 있다.
제 1 조명 채널(261)을 따라, 부분 선속(24)은, 필드 패싯(7) 상에서 반사된 후, 제 1 동공 패싯(111) 상에서 반사된다. 동공 패싯(111)은 그에 따라 오브젝트 필드 조명 채널(261)에 의해 필드 패싯(7)에 할당된다. 오브젝트 필드 조명 채널(262)을 따라, 다시 말해 필드 패싯(7)의 다른 조명 틸트 위치에서, 부분 선속(24)은, 필드 패싯(7) 상에서 반사된 후, 동공 패싯 미러(10)의 다른 동공 패싯(112) 상에서 반사된다. 동공 패싯 미러(10)의 두 개의 동공 패싯(111 및 112)만을 도 5에 따라 개략적으로 도시한다. 부분 선속(24)이, 오브젝트 필드 조명 채널(261)에 할당된 제 1 조명 틸트 위치에서 필드 패싯 미러(7)의 반사면(25) 상에 반사되는 입사각(β1)은, 필드 패싯 미러(7)의 다른 조명 틸트 위치에서의 부분 선속(24)이, 오브젝트 필드 조명 채널(262)에 할당되는 반사면(25) 상에서 반사되는 입사각(β2)과 일치한다. 입사각(β1/2)은 입사 부분 선속(24)과 필드 패싯(7)의 반사면(25) 직각(N) 사이의 각도로 규정한다.
반사면(25)은 다층 코팅, 다시 말해 몰리브덴 및 실리콘이 교대로 놓이는 층을 갖는 다층 코팅을 지닌다. 이러한 다층 반사 코팅(27)의 층 설계는 입사각(β1/2)에서 큰 반사도의 필드 패싯(7)에 최적화된다. 입사각(β1/2)은, 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널(261, 262)에 할당된 두 개의 조명 틸트 위치 사이에서 도 5에 따른 필드 패싯 미러(7)를 교환할 때(switching over), 변하지 않으므로, 필드 패싯 미러(7)는, 조명 틸트 위치에 상관없이, 동일한 반사도를 갖는다. 도 6에 도시한 두 개의 조명 틸트 위치에서의 필드 패싯 미러(7)의 반사도는 +/-1%의 허용 범위 내에서 일치한다.
다층 반사 코팅(27) 대신에, 매우 좁은 입사각의 허용 범위를 갖는 단일 층 또는 이중 층 반사 코팅을 또한 사용할 수 도 있다. 0°에 가까운 범위에서의 입사각에 대해, 다시 말해, 수직 입사에 대해 그리고 다층 반사 코팅(27)의 주기적인 층 스택에 대해, 입사각 허용 범위는 7°일 수 도 있다. 15°범위의 입사각에 대해, 입사각 허용 범위는 1°와 2°사이의 범위에 있을 수 도 있다. 비주기적인 층 스택을 갖는 다층 반사 코팅, 다시 말해 소위 광대역 코팅을 사용할 때, 입사각 허용 범위는 증가한다. 이러한 타입의 광대역 코팅은 일반적으로 더 낮은 평균 반사도를 갖는다.
z-축을 따라서의 수직 투영에서, 도 6은 도 5에 따른 배치를 도시한다. 예컨대, 세 개의 동공 패싯(111, 112 및 113)을, 필드 패싯(7) 상에 입사하는 부분 선속(24)이 동일한 입사각(β)에서 반사될 수 있는 방향에서 도시한다. 만약 필드 패싯(7)의 틸팅 메커니즘이 두 개의 조명 틸트 위치에서 조정을 허용한다면, 이들 세 개의 동공 패싯(111 내지 113) 중 두 개는 예컨대 이들 두 개의 조명 틸트 위치에 할당될 수 있다. 필드 패싯(7)의 틸팅 메커니즘이 예컨대 세 개의 조명 틸트 위치의 명시를 허용한다면, 세 개의 동공 패싯(111 내지 113) 모두는 예컨대 이들 조명 틸트 위치에 할당될 수 있다. 기본적으로, 입사각(β)에 대한 미리 결정된 허용 범위 내에서 각각의 필드 패싯(7)의 틸트 축과 이 필드 패싯(7)의 틸트 메커니즘의 대응하는 배향(orientation)에 의해, 동공 패싯 미러(10)의 모든 동공 패싯(11)은 도 6에 도시한 필드 패싯(7)에 선행하는 오브젝트 필드 조명 채널(26)에 의해 활성화될 수 있으며, 상기 조명 채널은, 도 6에 개략적으로 나타낸 동공 패싯 미러(10)의 원뿔 섹션 부분(28)에 위치한다. 원뿔 섹션 부분(28)은 두 개의 원뿔 섹션 라인(28a, 28b)에 의해 한정되고, 추가로 동공 패싯 미러(10)의 외부 윤곽(outer contour)에 의해 추가로 한정된다. 이 외부 윤곽 바깥에서, 두 개의 원뿔 섹션 라인(28a, 28b)은 도 6에서 점선으로 도시한다. 기하학적 비에 따라, 원뿔 섹션 라인(28a, 28b)은 포물선, 타원, 원 또는 쌍곡선일 수 도 있다. 두 개의 원뿔 섹션 라인(28a, 28b) 각각은 필드 패싯(7)에서 대응하는 틸트 배향을 규정하여, 부분 선속(24)은 제 1 패싯(7) 상의 부분 선속(24)의 동일한 반사각의 장소에서 각 원뿔 섹션 라인(28a, 28b) 상으로 반사되어, 각각의 오브젝트 필드 조명 채널(26)을 명시한다. 원뿔 섹션 부분(28) 내에 위치한 동공 패싯(11)은, 원뿔 섹션 라인(28a, 28b)에 의해 규정된 두 개의 한계 각 사이에 있는 입사각으로의 필드 패싯(7) 상의 부분 선속(24)의 반사에 의해 달성할 수 있다. 이들 한계 값을 명시한 후, 관련된 원뿔 섹션 라인(28a, 28b)을, 다시 말해 전체 동공 패싯 미러(10) 내에서 결정함으로써, 원뿔 섹션 부분(28)을 선정할 수 있고, 여기서 동공 패싯(11)이 놓이며, 이것은 이들 두 개의 한계 각 내의 반사각으로의 패싯(7) 상의 부분 선속(24)의 반사에 의해 달성할 수 있다. 따라서 원뿔 섹션 부분(28)에 의해, 관찰된 필드 패싯(7)에 대한 오브젝트 필드 조명 채널 할당을 위한 다량의 동공 패싯 후보를 명시할 수 있거나 모든 동공 패싯(11)의 동공 패싯 하위그룹을 명시할 수 있다.
도 6에 따른 필드 패싯(7)의 조명 틸트 위치는 다음의 방법에 의해 적어도 두 개의 동공 패싯(11)에 할당될 수 있다: 첫째, 예컨대 도 6에서 동공 패싯(111)과 같은 동공 패싯(11) 중 하나가 할당된 오브젝트 필드 조명 채널에 의해 필드 패싯(7)에 의해 반사된 부분 선속(24)에 의해 충돌하는, 필드 패싯(7)의 제 1 조명 틸트 위치를 미리 결정한다. 필드 패싯(7)의 반사면(25) 상의 다층 반사 코팅(27)의 입사각 허용 범위에 의해 미리 결정되는 원뿔 섹션 부분(28) 내에서, 필드 패싯(7)의 제 2 조명 틸트 위치는, 이 입사각 허용 범위 내에서 필드 패싯(7) 상의 부분 선속(24)의 입사각을 유지하면서 결정된다. 결정된 제 2 조명 틸트 위치에서, 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널(26)에 의해 필드 패싯(7)에 의해 반사되는 부분 선속(24)에 의해 충돌되는 예컨대 동공 패싯(112)과 같은 추가적인 동공 패싯을 이제 선택한다.
필드 패싯(7)의 두 개의 조명 틸트 위치에서의 입사각(β1 및 β2)의 일치는 다시 도 7 및 도 8의 도움으로 명백해 진다. 도 7 및 도 8의 xyz-좌표계는 총 필드 패싯 미러(6)의 주 반사면에 관련된다.
도 7은, 입사 부분 선속(24)이 입사각(β1)으로 오브젝트 필드 조명 채널(261)에서 반사되는 제 1 조명 틸트 위치에서의 필드 패싯(7)을 도시한다.
도 8은, 입사 부분 선속(24)이 입사각(β2)으로 오브젝트 필드 조명 채널(262)에서 필드 패싯(7)에 의해 반사되는 추가적인 조명 틸트 위치에서의 필드 패싯(7)을 도시한다. 다음이 적용된다:
β1= β2.
도 7 및 도 8에 따른 두 개의 조명 틸트 위치 사이에서, 필드 패싯(7)은 액츄에이터(29)에 의해 y-축과 평행하게 뻗어 있는 틸트 축(31)을 중심으로 틸트 각(2β1)만큼 틸트되고, 이 액츄에이터(29)는 도 7에서 개략적으로만 도시하고, 제어 장치(30)로 신호 연결된다.
입사 부분 선속(24)은 필드 패싯(7) 상에서 반사될 때까지 도 7 및 도 8에서 그 공간 위치를 변화시키지 않는다.
도 7에 따른 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널(261 및 262)은, 반사면(25) 상의 입사 부분 선속(24)을 포함하고 필드 패싯(7) 상의 부분 선속(24)의 입사 평면에 수직인 평면을 중심으로 한 반사에 의해, 다시 말해 yz-평면에 평행한 평면을 중심으로 한 반사에 의해 서로에게로 통과한다. 두 개의 오브젝트 조명 채널(261, 262)은, 반사면(25) 상에 입사하는 부분 선속(24)을 따라 반사에 의해 서로에게로 통과한다.
도 9는, 도 5 내지 도 8에 따른 필드 패싯(7) 대신에 사용될 수 있는 필드 패싯(32)의 추가적인 구성을 도 5와 유사한 도면으로 도시한다. 도 1 내지 도 8을 참조하여 이미 앞서 기술한 구성요소나 참조번호는 동일한 참조번호를 가지며 다시 상세하게 논의하지 않을 것이다.
도 9는, 이제 입사 부분 선속(24)과 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널(261 및 262)을 도시한다. 동공 패싯(111)은 오브젝트 필드 조명 채널(261)에 의해 충돌되고, 이 채널로는, 입사 부분 선속(24)이 도 9에서 점선으로 도시한 제 1 조명 틸트 위치에서 보내진다. 동공 패싯(112)은 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널(262)에 의해 충돌되고, 이 채널로는, 입사 부분 선속(24)이 도 9에서 실선으로 도시한 추가적인 조명 틸트 위치에서 보내진다. 도 9에 도시한 두 개의 조명 틸트 위치에서의 부분 선속(24)의 입사각은 절대적으로는 최대 10%만큼 다르며 특히 최대 10°만큼 다르다.
필드 패싯(32)의 반사면(25) 상의 다층 반사 코팅(33)은 큰 입사각 허용 범위를 갖는 층 설계를 가지며, 그에 따라 +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도로, 오브젝트 필드 조명 채널(261, 262)의 입사각을 또한 포함하는 입사각 범위에 걸쳐서 입사 부분 선속(24)을 반사한다. 이러한 타입의 반사 코팅을 또한 광대역 반사 코팅이라고 한다. 입사각(β)에 대한 반사도(R)의 의존성을 도 12에서 반사도 곡선(34)으로서 점선으로 도시한다. 반사도(R)는, 필드 패싯(7)에 의해 반사되는 부분 선속(24)의 에너지(Eout)와 필드 패싯(7) 상에서 입사되는 부분 선속(24)의 에너지(Ein) 사이에서의 에너지 비(Eout/Ein)로서 여기서 규정한다. 작은 허용 범위 내의 반사도(R)는, 대략 9.5°의 범위에서의 최소 입사각(βmin)과 대략 17.3°의 범위에서의 최대 입사각(βmax) 사이에서 대략 R=0.6으로 일정하고, 한계 값(R=0.58과 R=0.62) 사이에서만 범위([βmin, βmax]) 내에서 변동한다.
필드 패싯(32)의 대응하는 조명 틸트 위치에 의해 입사각 허용 범위([βmin, βmax]) 내에서 달성할 수 있는 다수의 동공 패싯(11i)은 예컨대 도 9에서 도시한다. 예컨대, 도 9에 따른 필드 패싯(32)의 틸트 조정의 기계적인 설계에 따라, 둘 이상의 동공 패싯(111, 112...,11n)은 동공 패싯(11i)으로부터 선택할 수 있고 그 후 오브젝트 필드 조명 채널(261, 262...26n)에 의해 충돌한다. 반사도 곡선(34)의 진로 때문에, 여러 가지 오브젝트 필드 조명 채널(26i)에 의해 안내되는 부분 선속(24)의 에너지는, 필드 패싯(32)의 각각의 조명 틸트 위치와 상관없이 +/-10%의 허용 범위 내에서 일정하다.
도 10 및 도 11의 도움으로, 필드 패싯(35) 상의 반사 코팅의 추가적인 구성을 후술할 것이며, 이것은 필드 패싯(7 또는 32) 대신에 사용할 수 있다. 도 1 내지 도 8을 참조하여 이미 앞서 기술한 소자나 참조 변수는 동일한 참조번호를 가지며 다시 상세하게는 기술하지 않을 것이다.
필드 패싯(35)의 반사면(36)은 두 개의 반사 부분(37, 38)으로 나누며, 이들의 반사도(R)는 각 경우에 필드 패싯(35)의 두 개의 조명 틸트 위치 중 하나에 대해 최적화된다. 제 1 반사 부분(37)은, 단일 층, 이중 층 또는 다층 코팅으로 구성되고 입사되는 부분 선속(24)에 대한 제 1 입사각(β1)에 대해 최적화된 제 1 반사 코팅을 지닌다. 제 2 반사 부분(38)은, 이제 단일 층, 이중 층 또는 다층 코팅으로서 구성될 수 있고 그 반사도에 대한 입사하는 부분 선속(24)의 제 2 입사각(β2)에 대해 최대화되는 추가적인 반사 코팅을 지닌다. 입사각(β1)에 대한 반사 부분(37)의 반사도(R)는 여기서 +/-10%의 허용 범위 내에서 입사각(β2)에 대한 반사 부분(38)의 반사도(R)와 일치한다. 5%, 2%, 1% 또는 1% 미만의 허용 범위 내의 반사도의 일치는 또한, 반사 부분(37, 38)의 반사 코팅의 대응하는 설계에 의해 가능하다.
도 10은, 입사 부분 선속(24)이 입사각(β1)으로 제 1 오브젝트 필드 조명 채널(261) 내로 편향되는 제 1 조명 틸트 위치에서의 필드 패싯(35)을 도시한다. 오로지 반사 부분(37)의 반사 코팅은 이 제 1 조명 틸트 위치에서 동작한다.
도 11은, 입사 부분 선속(24)이 입사각(β2)에서 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널(262) 내로 편향되는 제 2 조명 틸트 위치에서의 필드 패싯(35)을 도시한다. 오로지 반사 부분(38)의 반사 코팅이 이 추가적인 조명 틸트 위치에서 동작한다.
일치하는 반사도(R)로 인해, 조명 채널(261, 262) 내로 반사되는 부분 선속(24)은, 필드 패싯(35) 상에 반사된 후, 각각의 조명 틸트 위치와 상관없이 동일한 에너지를 갖는다.
도 9에 따른 필드 패싯(32)의 반사 코팅(33) 대신 사용되는 반사 코팅의 추가적인 설계를, 도 12에서 실선으로 도시한 반사도 곡선(39)의 도움으로 후술할 것이다.
반사도 곡선(39)은 특정한 값의 반사도에 의해 입사각 범위([βmin, βmax)를 따라 실질적으로 일정하게 연장되기보다는, 두 개의 입사각(βmin, βmax) 사이에 놓여 있는 반사도의 최대치(Rmax)를 갖는 반사도 곡선(39)의 진로를 가지며, 여기서 다음이 적용된다: Rmax
Figure 112011019164333-pat00001
0.71. 두 개의 한정된 입사각(βmin 및 βmax)에서, 반사도 곡선(39)을 갖는 반사 코팅은 각 경우에 또한 0.6의 동일한 반사도(R)를 갖는다. 예컨대 도 9에 따른 필드 패싯(32)과 같은 필드 패싯이, 허용 범위 내에서, 각 경우에 입사각(βmin 또는 βmax)에 대응하는, 입사 부분 선속(24)에 대한 입사각에 대응하는 조명 틸트 위치로 동작하는 한, 이들 조명 틸트 위치에 의해 필드 패싯(32)에 의해 반사된 부분 선속(24)은, 선택된 조명 틸트 위치에 상관없이, 이제 동일한 에너지를 갖는다.
도 13 및 도 14의 도움으로, 조명 광학 시스템(40)의 추가적인 구성을 후술할 것이며, 이 시스템(40)은, 투영 노광 시스템(1) 내에서 도 1에 따른 조명 광학 시스템(23)의 소자(10 내지 14) 대신에 사용할 수 있다. 이미 도 1 내지 도 12를 참조하여 전술한 소자나 참조 변수는 동일한 참조번호를 가지기에 다시 상세하게 기술하지 않을 것이다.
조명 광학 시스템(40)에서 동공 패싯 미러(41)는 조명광(3)을 위한 관통-구멍(42)을 갖는다. 관통-구멍(42)을 통과한 후, 조명광(3)은 먼저 필드 패싯 미러(6)의 필드 패싯(7) 상에서 반사된 후 상세하게 도시하고 있지 않은, 동공 패싯 미러(41)의 동공 패싯 상에 반사되어 이곳으로부터 오브젝트 필드(18)로 보내지며, 오브젝트 필드(18)에서 여러 오브젝트 필드 조명 채널(26)이 겹쳐진다. 개략적으로 도시한 패싯(7)의 두 개의 조명 틸트 위치에 할당된 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널(261 및 262)과 조명광(3) 선속의 에지를 규정하는 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널(26)을 도 13에 도시한다. 도 13에서 이러한 필드 패싯(7)에는 이제 조명광(3)의 부분 선속(24)이 충돌한다. 오브젝트 필드 조명 채널(261, 262)에 할당된 부분 선속(24)의 두 개의 입사각(β1 및 β2)은 +/-10%의 허용 범위 내에서 동일하다. 필드 패싯 미러(6)와 동공 패싯 미러(41)의 영역에서 조명광(3)의 빔 경로에 대해 조명 광학 시스템(40)이 거의 대칭인 구조이기 때문에, 예컨대 +-5%, +-2% +-1% 또는 더 양호한 일치의 허용 범위 내에서의 일치와 같이 더 큰 일치도의 입사각(β1, β2)을 필드 패싯 미러(6)의 필드 패싯(7)의 조명 틸트 위치에 대해 또한 얻을 수 있다.
두 개의 조명 틸트 위치 사이에서, 도 13에 따른 필드 패싯(7)은 대략 12°의 각도만큼 x-축 평행 틸트 축(31)을 중심으로 틸트된다.
총 조명광(3) 선속은, 중간 초점(43) 영역에서, 필드 패싯 미러(41)의 관통-개구(42)를 통과한 처리량(throughput)에 근접한 0.125의 개구수를 갖는다. 이 조명광은 0.125의 개구수로 모든 오브젝트 필드 조명 채널(26)에 의해 오브젝트 필드(18)를 조명한다.
도 14는, 입사 부분 선속(24)에 대한 미리 결정된 허용 범위 내에서 동일한 입사각(β)으로 하나의 동일한 필드 패싯(7)에 의해 충돌할 수 있는, 동공 패싯 미러(41)의 동공 패싯(11)을 도 6과 유사한 도면으로 도시한다. 이들 동공 패싯(11)은, 특별한 경우의 원뿔 섹션을 나타내는 링(44) 내에 놓인다. 링(44) 내에 놓이는 세 개의 선택된 동공 패싯(111, 112, 113)을 도 14에 도시한다. 도 6에 따른 필드 패싯(7)에 대한 대응하는 할당과 연계하여 이미 전술했던 구성을, 도 14에 따른 필드 패싯(7)의 조명 틸트 위치에 대한 이들 동공 패싯(111 내지 113)의 할당에 적용한다.
원뿔 섹션 부분(28)은, 심지어 영역-와이즈에서도, 타원형, 포물선형, 쌍곡선형 또는 링형일 수 있다.
투영 노광 동안에, EUV 조명광(3)에 대한 감광 코팅을 지니는 웨이퍼(22) 및 레티클(17)을 제공한다. 레티클(17)의 적어도 한 부분을 그 후 투영 노광 시스템(10)의 도움으로 웨이퍼(22) 상에 투영한다. 마지막으로, EUV 조명광(3)으로 노광한 감광 층을 웨이퍼(22) 상에서 현상한다. 예컨대 반도체 칩과 같은 마이크로 구조나 나노 구조의 소자를 이러한 방식으로 제조한다.
전술한 실시예는 EUV 조명의 도움으로 기술하였다. EUV 조명에 대한 대안으로서, UV 또는 VUV조명을 또한 193nm 파장의 조명광으로 사용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 이후에 놓이는 이미징 광학 시스템(19)의 오브젝트 필드(18)를 배치할 수 있는 조명 필드를 조명하기 위한 투영 리소그라피용 조명 광학 시스템(23; 40)으로서,
    - 제 1 패싯 미러(6)로서,
    -- 조명광(3) 선속의 부분 선속(24)의 반사 안내를 위한 다수의 제 1 패싯(7; 32; 35)을 구비하며,
    -- 상기 패싯(7; 32; 35)의 반사면(25; 36)이,
    --- 상기 패싯(7; 32; 35) 상에 충돌하는 상기 부분 선속(24)을 제 1 오브젝트 필드 조명 채널(261)을 따라 상기 조명 필드로 안내하는 제 1 조명 틸트 위치와,
    --- 상기 패싯(7; 32; 35) 상에 충돌하는 상기 부분 선속(24)을 추가적인 오브젝트 필드 조명 채널(262)을 따라 상기 조명 필드로 안내하는 적어도 하나의 추가적인 조명 틸트 위치 사이에서 각 경우에 틸트될 수 있는, 제 1 패싯 미러(6)와,
    - 상기 제 1 패싯 미러(6)의 하류에 배치되는 제 2 패싯 미러(10; 41)로서,
    -- 상기 제 1 패싯 미러(6)의 상기 제 1 패싯(7; 32; 35)에 의해 반사되는 상기 부분 선속(24)의 반사 안내를 위한 다수의 제 2 패싯(11)을 구비하는, 제 2 패싯 미러(10; 41)를 구비하여,
    - 상기 오브젝트 필드 조명 채널(26)이 상기 반사 선속 안내에 의해 미리 결정되고, 상기 두 개의 패싯 미러(6/10; 6/41) 중, 각 경우에, 한 패싯(7/11; 32/11; 35/10)이 상기 오브젝트 필드 조명 채널에 할당되며,
    - 상기 오브젝트 필드 조명 채널(26)을 형성하기 위해 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 의해, 각 경우에, 상기 제 1 패싯 미러(6)의 상기 제 1 패싯(7; 32; 35) 중 하나에 할당되는 제 2 패싯(111, 112, 113)은, 두 개의 원뿔 섹션 라인(conic section lines)(28a, 28b)에 의해 한정되는, 상기 제 2 패싯 미러(10; 41)의 부분(28) 상에 위치하고, 상기 두 개의 원뿔 섹션 라인 각각(28a, 28b)은, 상기 제 1 패싯(7; 32; 35) 상의 상기 부분 선속(24)의 동일한 반사각에서의 상기 제 2 패싯 미러(10; 41) 상의 상기 부분 선속(24)의 충돌 장소를 규정하여, 상기 각각의 오브젝트 필드 조명 채널(26)을 명시하는, 투영 리소그라피용 조명 광학 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 틸트될 수 있는 패싯(7; 32; 35)의 상기 반사면(25; 36)은, 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에서의 상기 부분 선속(24)이 +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도(R)로 반사되도록 구성되는, 조명 광학 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 틸트될 수 있는 패싯 중 하나(7)의 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 할당된 상기 적어도 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널(261, 262)이, 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에서의 상기 부분 선속(24)이 +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 입사각(β)으로 상기 반사면(25) 상에서 반사되도록, 상기 틸트될 수 있는 패싯(7) 상의 반사 영역에서 안내되는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 두 개의 오브젝트 필드 조명 채널(261, 262)이, 상기 반사면(25) 상에 입사하는 상기 부분 선속(24)을 따라서 반사에 의해 서로에게로 통과하는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 틸트될 수 있는 패싯(35)의 상기 반사면(36)은 적어도 두 개의 반사 부분(37, 38)으로 나뉘며, 상기 두 개의 반사 부분의 반사도(R)가, 각 경우에, 상기 조명 틸트 위치 중 하나에 대해 최적화되는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 틸트될 수 있는 패싯(7; 32; 35)의 상기 반사면(25; 36)이 반사 코팅(27)을 지니는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 반사 코팅(27)이, 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 대응하는, 상기 틸트될 수 있는 패싯(7; 32; 35) 상의 입사각(β)에 대한 상기 부분 선속(24)이, +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도(R)로 상기 반사 코팅(27)에 의해 반사되도록, 설계되는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 반사 코팅(27)이 광대역 반사 코팅으로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 시스템.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 반사 코팅(27)은, 상기 적어도 두 개의 조명 틸트 위치에 할당된 입사각(β)에 대해, 상기 조명광(3)에 대한 상기 반사 코팅(27)의 최대 반사도(Rmax)보다 1% 초과해 더 작게 되는, +/-10%의 허용 범위 내에서 일치하는 반사도 결과를 얻도록, 설계되는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 시스템.
  10. 청구항 2에 있어서, 상기 패싯 미러(6)의 하류에 배치되고, 상기 제 1 패싯 미러(6)의 상기 제 1 패싯(7; 32; 35)에 의해 반사된 상기 부분 선속(24)의 반사 안내를 위해 다수의 제 2 패싯(11)을 갖는 제 2 패싯 미러(10; 41)를 구비하여, 상기 오브젝트 필드 조명 채널(26)이 상기 반사된 선속 안내에 의해 미리 결정되고, 상기 두 개의 패싯 미러(6/10; 6/41) 중, 각 경우에, 한 패싯(7/11; 32/11; 35/11)은 상기 오브젝트 필드 조명 채널(26)에 할당되는, 조명 광학 시스템.
  11. 청구항 10에 기재된 조명 광학 시스템에서 적어도 두 개의 제 2 패싯(11)을 상기 제 1 패싯(7; 32; 35) 중 하나의 조명 틸트 위치에 할당하는 방법으로서,
    다음의 단계:
    - 상기 제 2 패싯 중 하나(111)가 상기 제 1 패싯(7)에 의해 반사된 상기 부분 선속(24)에 의해 충돌하게 되는 제 1 조명 틸트 위치를 미리 결정하는 단계,
    - 입사각 허용 범위 내에서 상기 제 1 패싯(7; 32; 35) 상에 상기 부분 선속(24)의 입사각(β)을 유지하면서 상기 제 1 패싯(7; 32; 35)의 제 2 조명 틸트 위치를 결정하는 단계,
    - 결정된 제 2 조명 틸트 위치에서, 상기 제 1 패싯(7; 32; 35)에 의해 반사된 상기 부분 선속(24)에 의해 충돌하게 되는 적어도 추가적인 제 2 패싯(112, 113)을 선택하는 단계를 갖는, 할당 방법.
  12. 청구항 1에 기재된 조명 광학 시스템(23; 40)과 오브젝트 필드(18)를 이미지 필드(20)에 이미징하기 위한 투영 광학 시스템(19)을 구비한 조명 시스템.
  13. 청구항 12에 기재된 조명 시스템과 EUV 광원(2)을 구비한 투영 노광 시스템(1).
  14. 다음의 단계:
    - 감광 소재 층을 적어도 부분적으로 적용하는 웨이퍼(22)를 제공하는 단계,
    - 이미징할 구조를 갖는 레티클(reticle)(17)을 제공하는 단계,
    - 청구항 13에 기재된 투영 노광 시스템(1)을 제공하는 단계로서, 제 1 패싯 미러(6)의 틸트될 수 있는 제 1 패싯(7) 중 적어도 일부가 청구항 11에 기재된 방법에 따라 할당되는 조명 틸트 위치를 갖는, 단계,
    - 레티클(17)의 적어도 일부분을, 상기 투영 노광 시스템(1)의 도움으로 상기 웨이퍼(22)의 상기 층의 영역 상에 투영하는 단계를 갖는, 구조화된 소자를 제조하는 방법.
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