KR102079149B1 - Euv 마이크로리소그래피용 투영 렌즈, 필름 요소 및 필름 요소를 포함하는 투영 렌즈를 생산하는 방법 - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
본 발명에 따르면, 극자외 범위(EUV)로부터 작동 파장(λ)을 갖는 전자기 방사에 의해 투영 렌즈의 이미지 평면(IS) 내로 투영 렌즈의 대물 평면(OS) 내에 배열된 패턴을 결상하기 위한 투영 렌즈(PO)는, 대물 평면 내에 배열된 패턴이 밀에 의해 이미지 평면에 결상될 수 있는 방식으로 대물 평면과 이미지 평면 사이의 투영 비임 경로 내에 배열되는 미러 표면을 갖는 다수의 미러(M1 내지 M6)를 포함한다. 지정된 파면 보정 장치(WFC)는 필름을 갖는 필름 요소(FE)를 포함하며, 상기 필름은 파면 보정 디바이스의 작동 모드에서 투영 비임 경로 내에 배열되고 작동 파장(λ)에서 광학적 사용 영역 내에 충돌하는 EUV 방사의 대부분을 투과시킨다. 필름 요소는 제1 복소 굴절률 n1 = (1-δ1) + iβ1을 가지며 제1 층 두께 프로파일에 따라 상기 사용 영역에 걸쳐 국소적으로 변경되는 제1 광학 층 두께를 갖는 제1 층 재료로 구성되는 제1 층과, 제2 복소 굴절률 n2 = (1-δ2) + iβ2를 가지며 제2 층 두께 프로파일에 따라 상기 사용 영역에 걸쳐 국소적으로 변경되는 제2 광학 층 두께를 갖는 제2 층 재료로 구성되는 제2 층을 포함하고, 제1 층 두께 프로파일 및 제2 층 두께 프로파일은 상이하다. 1로부터의 제1 굴절률의 실수 부분의 편차(δ1)는 제1 층 재료의 흡수율(β1)에 비해 크고, 1로부터의 제2 굴절률의 실수 부분의 편차(δ2)는 제2 층 재료의 흡수율(β2)에 비해 작다.
Description
본 발명은 극자외 범위(EUV)로부터의 작동 파장(λ)을 갖는 전자기 방사에 의해 투영 렌즈의 이미지 평면(image plane)에 투영 렌즈의 대물 평면(object plane) 내에 배열되는 패턴을 결상하기 위한 투영 렌즈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 특히 그러한 투영 렌즈에 사용하도록 제공되는 필름 요소에 관한 것이며, 필름 요소를 포함하는 투영 렌즈를 생산하는 방법에 관한 것이다.
최근에는 주로 마이크로리소그래피 투영 노광법(microlithographic projection exposure method)이 반도체 구성 요소 및 다른 미세한 구조를 갖는 구성 요소를 생산하는데 사용된다. 이 경우, 결상될 구조의 패턴, 예컨대 반도체 구성 요소의 층의 라인 패턴을 전달 또는 형성하는 마스크(레티클) 또는 다른 패터닝 디바이스가 사용된다. 패턴은 투영 노광 장치 내의 투영 렌즈의 대물 표면(object surface)의 영역 내에서 투영 렌즈와 조명 시스템 사이에 위치되며, 조명 시스템에 의해 제공되는 조명 방사에 의해 조명된다. 패턴에 의해 변경된 방사는 투영 방사로서 투영 렌즈를 통과하여, 노광될 기판 상에 패턴을 결상하는데, 이 기판은 일반적으로 방사-감응층(radiation-sensitive layer)(레지스트, 포토레지스트)으로 코팅된다.
더 미세한 구조를 생산할 수 있게 하기 위해, 최근에는 적절한 개구수로 작동하며 극자외 범위(EUV)로부터의 사용된 전자기 방사의 단파장에 의해 실질적으로 분해능 성능(resolution capability)의 증가를 얻을 수 있는 투영 렌즈가 개발되어 왔다. 특히, 이와 관련하여 5 nm 내지 30 nm 사이 범위의 파장이 사용된다.
극자외 범위(EUV 방사)로부터의 방사는 굴절 광학 요소에 의해 보조 되어도 충분히 포커싱되거나 안내되지 않을 수 있는데, 이는 단파장이 더 높은 파장에 대해 투과적인 공지된 광학 재료 또는 다른 재료에 의해 상당히 흡수되기 때문이다. 따라서, 미러 시스템이 EUV 리소그래피를 위해 사용된다. 통상적으로 EUV 범위로부터의 방사에 대해 반사 효과(reflective effect)를 갖는 미러(EUV 미러)는 기판을 갖는데, 이 기판상에는, 극자외 범위로부터의 방사에 대한 반사 효과를 가지며, 교호적으로 상대적으로 낮은 굴절률 및 상대적으로 높은 굴절률을 포함하고 분포식 브래그 반사기(distributed Bragg reflector)의 방식으로 작용하는 다수의 층 쌍들(layer pairs)을 갖는 다중층 배열체가 적용된다. EUV 미러용 층 쌍들은 종종 몰리브덴/규소(Mo/Si) 및/또는 루테늄/규소(Ru/Si)의 층 재료 조합으로 구성된다.
EUV 투영 렌즈는 복수의 미러, 예컨대 4개 내지 6개 미러를 포함하며, 이러한 복수의 미러는 대물 평면 내에 배열된 패턴이 수차로부터 가능한 한 자유로운 방식으로 미러에 의해 이미지 평면에 결상될 수 있는 방식으로 대물 평면과 이미지 평면 사이의 투영 비임 경로에 배열되는 미러 표면을 갖는다. 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 진행하는 투영 비임의 광선(ray)들은 파면(wavefront)을 형성한다. 상세한 설명에 의해 사전 규정되는 파면으로부터의 파면의 편차(deviation)는 허용될 수 없는 결상 수차(imaging aberration)를 초래할 수 있다.
EUV 리소그래피용 투영 렌즈는 광학 요소의 매우 정밀한 제조 및 정밀한 코팅을 요구한다. 특히, 이러한 경우의 문제는 (코팅으로 인한) 광학 요소의 진정한 상태(true state)가 작동 파장(예컨대, 13.5 nm)에서 조립된 상태(assembled state)에서만 충분히 정밀하게 측정될 수 있다는 것이다. 이 단계에서, 종종 후속하는 보정을 위해 남아 있는 전부는 미러를 재작업하기 위한 매우 복잡한 부분 분해(complex partial disassembly)이다. 수명 효과(lifetime effect)의 보정을 위해 지속되는 방식으로 기능하는 어떠한 구상도 거의 강체 운동(rigid-body movement)을 넘지 않는다.
본 발명의 일 목적은 제조 도중 EUV 투영 렌즈를 위한 조정 프로세스를 단순화하는 것이다. 다른 목적은 결상 성능에 있어서의 작동적으로 좌우되는 변화의 경우에 후속 보정을 단순화하는 것이다. 또 다른 목적은 매우 양호한 결상 성능을 갖는 EUV 투영 렌즈를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항, 제32항 또는 제35항의 구성을 포함하는 투영 렌즈에 의해, 청구항 제29항의 구성을 포함하는 필름 요소에 의해, 그리고 청구항 제37항의 구성을 포함하는 투영 렌즈를 생산하기 위한 방법에 의해 달성된다.
유리한 개선 사항들이 종속항에서 열거되었다. 모든 청구항의 표현은 본원의 기재 내용에 참조로서 포함된다.
필름 요소 제1 층 및 제2 층 각각은 특정한 기능을 가지며 사전 규정 가능한 방식으로 파면의 프로파일을 변경하기 위해 통과하는 투영 비임의 광선 상에 규정된 방식으로 작용한다. 양호하게는, 파면의 프로파일 또는 형태는 이러한 경우에 변경되어, 상기 층들이 투영 비임 경로 내에 존재할 때의 이미지 평면 내에서의 이미지 형성을 초래하는 파면은 상기 층들이 없을 때보다 파면(소정의 파면)의 원하는 프로파일에 더 가깝게 된다. 따라서, 파면은 상기 층들을 통과하는 방사의 보조로 보정된다.
파면 보정 상황에서, 각각의 층(제1 층 및 제2 층)은 필연적으로 역시 존재하는 추구하는 또는 원하는 1차 기능 및 2차 기능을 갖는데, 이러한 기능은 제1 층 재료 및 제2 층 재료 각각에 대한 재료 선택으로부터 기인한다. 특히, 재료의 선정은 복소 굴절률을 결정하는 광학 상수를 기초로 또는 재료의 복소 굴절률을 기초로 수행된다.
재료의 복소 굴절률 n은 n = (1-δ) + iβ에 따라 굴절률의 실수 부분(1-δ) 및 허수 부분(iβ)의 합으로 설명될 수 있다. 이 표기에서, 무차원 파라미터(δ)는 값 1로부터의 굴절률 n의 실수 부분의 편차를 설명한다. 무차원 파라미터(β)는 이러한 적용을 위한 흡수 계수이다.
제1 층 재료의 경우, 1로부터의 제1 굴절률의 실수 부분 편차는 흡수 계수보다 크며, 이때 두 값의 차는 일반적으로 가능한 커야 한다(즉, δ1 >> β1). 그 결과, 제1 층 재료는 통과하는 투영 비임의 광선의 위상 또는 위상 지연에 대해 상대적으로 큰 영향을 갖지만 동시에 상대적으로 작은 세기(intensity)만이 흡수될 수 있게 된다. 이 경우, 흡수 및 위상 지연의 정도는, 각각의 방사-통과 위치(radiating-through location)에 존재하며 제1 층 두께 프로파일에 의해 규정되는 (국소) 층 두께에 비례한다. 제1 층은 통과하는 방사의 위상에 대해 위치-의존적인 상대적으로 큰 효과를 가지면서도 흡수는 마찬가지로 위치-의존적 방식에서 상대적으로 작은 정도만 영향을 받기 때문에, 제1 층의 (원하는) 1차 기능은 위치-의존적 위상 지연을 도입하는 데 있으며, 반면에 (불가피한) 2차 기능은 위치-의존적 방식으로 통과하는 방사의 세기에 약간의 영향을 주는 데 있다. 1차 기능 때문에, 제1 층은 이하에서 "파면 보정층"으로도 지칭된다.
제2 층 재료의 경우에는 흡수 계수와 1로부터의 제1 굴절률의 실수 부분의 편차 사이의 상반 관계가 존재한다. 이때, 흡수 계수는 편차에 비해 가능한 커야 한다(즉, δ2 << β2). 제2 층의 1차 기능은 통과하는 방사의 세기의 위치-의존적 감쇠를 초래하는 것에 있으며, 이때 감쇠의 정도는 제2 층 두께 프로파일의 진로(course)를 통해서 설정될 수 있다. (불가피한) 제2 기능은 제2 층 역시 통과하는 방사의 위상에 대한 소정의 영향을 갖는다는 사실에 있다. 하지만, 값 1로부터의 제2 굴절률의 실수 부분의 상대적으로 작은 편차로 인해, 이러한 영향은 상대적으로 작다. 제2 층의 1차 기능으로 인해, 제2 층은 이하에서 "투과 보정층(transmission correction layer)"으로도 지칭된다.
동공 평면(pupil plane)의 영역에서 작용하는 위치-의존적 투과 보정은 본원에서 "아포다이제이션(apodization)"으로도 지칭된다. 따라서, 용어 "아포다이제이션"은 투영 렌즈의 동공 평면의 영역에서 위치-의존적 세기 감소 또는 위치-의존적 투과 손실을 나타낸다.
반대로, 동공 평면에 대해 푸리에-변환된 필드 평면(field plane)의 영역에서 작용하는 위치-의존적 투과 보정은 주로 필드 균일성(field uniformity) 또는 이미지 필드(image field) 내의 조사의 균질성에 영향을 준다.
제1 층 및/또는 제2 층의 이후의 처리 도중 및/또는 생산 도중 제1 및 제2 층 두께 프로파일의 목표한 제어에 의해서, 제1 층 및 제2 층의 조합이 위치-의존적 방식으로, 원하는 방식으로, 통과하는 비임의 파면의 프로파일을 보정할 수 있으며, 동시에 세기 감쇠의 국소 프로파일도 목표한 방식으로 설정될 수 있다는 것이 달성될 수 있다. 따라서, 제1 층 및 제2 층 조합의 경우, 하나의 층이 각각의 경우에 다른 층의 원하지 않는 2차 기능에 대해 적어도 부분적으로 보상할 수 있어서, 제어 불가능한 위치-의존적 투과 손실을 불가피하게 도입하지 않고도 층 조합으로 파면 보정을 도입하는 것이 가능하다.
제1 및 제2 층의 층 두께(그리고 하나 이상의 필름 또는 필름 요소의 추가적인 층들의 층 두께)는 이 경우 전체적으로 매우 작아서, 광학적으로 사용되는 영역에서 층 상에 충돌하는 EUV 방사의 대부분(predominant proportion), 즉 적어도 50%가 층들을 통해 투과된다.
기술된 방식으로 설계된 (적어도 하나의) 제1 층 및 (적어도 하나의) 제2 층을 포함하는 필름계 파면 보정 디바이스는 파면 보정을 위해 투영 비임 경로 내에 투영 렌즈의 미러뿐만 아니라 광학적 활성층(optically active layer)을 도입하는데, 이들 광학적 활성층은 불가피하게 작은 투과 손실을 도입하지만, 그럼에도 동시에 투영 방사의 파면에 목표한 위치-의존적 간섭을 초래한다. 이러한 파면 보정은 그들의 위치 및/또는 표면 형태와 관련하여 투영 렌즈의 미러에 대한 변화를 만들 필요 없이 수행될 수 있다. 파면 보정 디바이스의 보조로, 원래의 장착 및 조정 후에도 수명 효과의 보정이 수행될 수 있다.
필름 기술의 사용 결과, 일부 실시예에서, 필름 요소가 전체 광학적 사용 영역에 충돌하는 EUV 방사의 적어도 70%의 투과도를 갖는 것이 가능하다. 이 경우, 실제로 얻어질 수 있는 투과는 주로 그 내부에서 사용되는 층 재료 및 조사되는 전체 두께에 주로 의존하게 되며, 필름의 기계적 안정성을 위태롭게 하지 않으면서 임의로 감소될 수는 없다. 하지만, 전체 광학적 사용 영역 내의 투과도가 80%를 초과하거나 85%를 초과하는 실시예가 가능하다. 투과도는 정상적으로는 90%를 넘지 않을 것인데, 그 이유는 이를 위해 서는 극단적으로 얇은 층 두께가 요구될 것이며, 이러한 극단적으로 얇은 층 두께는 필름 안정성에 위험할 수 있기 때문이다.
또한, 필름 요소의 투과도는 수행될 파면 보정의 최대-최저 값(peak-to-valley value)에 의해서는 적어도 영향받지 않는다. 더 큰 최대-최저 값은 일반적으로 적어도 하나의 필드 지점(field point)에서의 위상 효과(phase effect)의 더 큰 변화를 초래하는데, 이는 전술된 바와 같이 제2 기능으로서 상기 지점에서의 투과 거동에 확장된 변화를 야기한다.
투과되는 방사의 편광 상태(polarization state)에 영향을 주지 않으면서 원하는 파면 보정을 실질적으로 보장하기 위해, 양호한 실시예는, 투영 비임의 전체 방사가 20°미만, 특히 10°미만의 입사각을 가지고 광학적 사용 영역 상에 입사되는 방식으로, 비임 경로 내에 배열 및 배향되는 필름 요소 또는 상기 적어도 하나의 필름을 제공하며, 그에 따라 필름 요소 또는 상기 적어도 하나의 필름은 필름 수직 방향에 대해 수직하거나 대체로 수직하게 또는 상대적으로 작은 각도로 통과한다. 그 결과, 편광-선택 효과(polarization-selective effect)가 대체로 회피될 수 있다.
필름 요소가 원하는 보정 효과와 관련하여 투영 비임 경로 내의 다른 위치에 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 투영 렌즈 내에는, 적어도 하나의 동공 평면이 대물 평면과 이미지 평면 사이에 놓이며, 필름 요소는 동공 평면 내에 배열되거나 또는 광학적으로 동공 평면에 인접하게 배열된다. 이는 이하에서 "동공에 인접한 배열"로 지칭된다. 따라서, 필름 요소는 대물 평면 및 이미지 평면의 위치에 대해 실질적으로 푸리에-변환된 위치에 배열된다. 동공에 인접한 배열의 경우, 투영 렌즈의 특정한 광선 각도로 대물 필드로부터 입사하는 투영 비임의 모든 광선은 실질적으로 광학적 사용 영역 내의 동일한 국소 영역 내의 필름 요소 상에 충돌한다. 이는 대물 필드 내의 그 위치에 독립적인 모든 대물 필드 지점(object field point)에 적용된다. 그 결과, 동공 평면 내에 또는 동공 평면에 인접하게 배열되는 필름 요소는 모든 필드 지점에 걸쳐 파면의 공통 오프셋을 보정하는 것을 가능하게 한다.
또한, 이미지 평면 또는 대물 평면에 광학적으로 근접하게 필름 요소를 배열하는 것이 가능하다. 중간 이미지 평면이 대물 평면과 이미지 평면 사이에 놓인 경우, 필름 요소는 또한 중간 이미지 평면 내에 또는 중간 이미지 평면에 광학적으로 근접하게 배열될 수 있다. 대물 평면, 이미지 평면 또는 적절한 경우 중간 이미지 평면에 광학적으로 근접한 위치들은 "필드에 인접한 배열"로 또는 필드 평면에 인접한 배열로 지칭된다. 필드에 인접한 배열의 경우, 필름 요소의 광학적 사용 영역 내의 다른 위치들은 다른 필드 지점 상에서 다르게 작용하여, 적절한 경우에 파면 수차(wavefront aberration)의 필드 프로파일이 보정될 수 있다.
필드 평면에 광학적으로 인접한 필름 요소가 예컨대, 대물 평면과 제1 미러 사이의 영역에 배열될 수 있다.
예로서, 부개구비(subaperture ratio, SV)는 비임 경로 내의 광학 요소 또는 평면의 위치를 정량화하는데 사용될 수 있다.
명확한 정의에 따르면, 투영 비임 경로 내의 광학 요소의 광학 표면의 부개구비(SA)는 SA := DSA / DCA에 따라 부개구 직경(subaperture diameter, DSA) 또는 광학적 자유 직경(optically free diameter, DCA)으로 정의된다. 부개구 직경(DSA)은 소정의 필드 지점으로부터 빠져나오는 비임의 광선으로 조명되는 광학 요소의 일부 표면의 최대 직경에 의해 제공된다. 광학적 자유 직경(DCA)은 광학 요소의 기준축 주위의 가장 작은 원의 직경인데, 이때 이 원은 대물 필드로부터 나오는 모든 광선에 의해 조명되는 광학 요소의 표면의 그러한 영역을 둘러싼다.
필드 평면(예컨대, 대물 평면 또는 이미지 평면)에서는, 따라서 SV = 0이라는 명제가 참으로 유지된다. 동공 평면에서는, SV =1이라는 명제가 참으로 유지된다. 따라서, "필드에 인접한" 평면들은 0에 가까운 부개구비를 가지며, "동공에 인접한" 평면들은 1에 가까운 부개구비를 갖는다. 일반적으로 동공에 인접하게 배열된 필드 요소의 경우, 부개구비는 바람직하게는 0.5와 1 사이이며, 특히 0.7과 1 사이 범위이다. 필드에 인접하게 배열된 필름 요소의 경우, 부개구비는 바람직하게는 0과 0.5 사이이며, 특히 0과 0.3 사이 범위이다.
제1 층과 제2 층의 상대적 배열에 대한 다양한 가능성들이 존재한다.
제1 층은 방사가 제1 층을 먼저 통과한 후 제2 층을 통과하도록 제2 층에 대해 배열될 수 있다. 그 반대의 배열도 역시 가능하다.
제1 층 및 제2 층 모두를 포함하는 다중층 필름을 갖는 필름 요소를 제공하는 것이 가능하다. 이 경우, 제1 층 및 제2 층은, 상기 층들의 상대적 배향 및 국소 지정(local assignment)이 특히 정밀하게 되어, 동일한 다중층 필름에 놓이게 된다. 또한, 공통 다중층 필름 내의 통합은 투과 손실이 특히 작게 유지될 수 있다는 장점을 제공하는데, 이는 두 층 모두가 동일한 다중층 필름의 기계적 안정성에 기여하기 때문이다.
또한, 하나 초과의 필름을 제공하는 것도 가능한데, 이때 제1 층은 제1 필름 상에 장착되고 제2 층은 제1 필름으로부터 물리적으로 분리된 제2 층 상에 장착된다. 이러한 변형은, 특히 제1 층 두께 프로파일 및 제2 층 두께 프로파일이 서로에 대해 독립적으로 생성될 수 있으며, 적절한 경우 더욱 간단하게 후속적으로 변경될 수 있다는 장점을 제공한다. 하나 또는 양자 모두의 필름들은 다중층 필름으로 구현될 수 있다.
적절한 경우에, 필름 요소가 단일 층 필름을 포함할 수도 있는데, 이때 필름은 제1 층에 의해 배타적으로 또는 제2 층에 의해 배타적으로 형성된다. 이러한 단일 층 필름은 불균일한 층 두께를 가지며, 따라서 층 두께는 동시에 전체 필름 두께가 된다. 단일 층 필름은 (개별적인 다른 층 재료로 이루어진) 추가의 단일 층 필름 또는 다중층 필름과 조합될 수 있다.
주변 분위기와의 접촉 또는 주변 분위기의 작동 또는 오염의 결과로, 엄밀한 의미에서 원래의 단일 층은, 예컨대 단일-필름 층 플라이 재료(single-film layer ply material)의 산화 생성물(oxidation product)과 같은 상이한 재료들의 얇은 면 형태 또는 점 형태의 플라이를 그 표면상에 갖는 다중 층 필름을 초래할 수 있다. 주변 분위기와 필름 층의 접촉으로부터 초래될 수 있는 가능한 추가의 층들은 카본 적층(carbon deposit) 또는 휘발성 금속 하이드라이드(volatile metal hydride)로 구성된 적층이다. 이는 또한 다중층 필름과 주위 분위기 사이의 경계에 적용된다.
방사가 통과되는 제2 층 및 제1 층의 상호 지정된 영역의 원하는 국소 지정이 충분히 정밀하다는 것을 보장하기 위해, 제1 및 제2 다중층 필름(또는 단일층 필름) 사이의 매우 작은 광학적 및/또는 기하학적 거리가 유리하다.
기하학적 거리는 일반적으로 10 cm 미만, 특히 1 cm 미만이어야 한다. 수 mm로부터 1 mm까지의 범위 내에 있는 거리, 그리고 적절하게는 그보다 적은 거리가 유리할 수 있다.
양호하게는, 광학 거리는 제1 및 제2 층(다중층 필름 또는 단일층 필름)의 영역 내에서, 부개구비가 실질적으로 동일하거나 또는 매우 유사하도록 선택되어야 하며, 그 결과 광학적 견지로부터의 두 다중층 모두는 실질적으로 동일한 투영 광선을 "조망(see)"한다.
특히, 제1 및 제2 필름의 부개구비는 0.05 미만 또는 0.01 미만만큼 서로에 대해 편차를 가져야 한다.
원칙적으로, 제2 층이 광학적으로 제1 필름에 인접하게 위치되거나, 제1 필름의 위치에 대해 광학적으로 짝을 이루는 위치에서 제1 필름으로부터 소정의 거리에 배열된다면 유리하다. 중간 이미지가 이미지 평면과 대물 평면 사이에서 발생하는 경우, 예로써, 대물 평면과 중간 이미지 사이의 제1 동공 표면의 영역에 제1 필름을 배열하고 중간 이미지와 이미지 평면 사이의 제2 동공 표면의 영역에 제2 필름을 배열하는 것이 가능하다.
반면에, 일부의 경우에, 제1 필름 요소를 동공 내에 또는 동공에 인접하게 위치시키고 추가의 필름 요소를 필드 또는 필드 부근에 위치시키는 것이 유리할 수 있다. 이로 인해, 필드-일정 및 필드-변동 파면 교란(wavefront disturbance) 모두가 보정될 수 있다는 것이 보장될 수 있다.
제1 층 재료 및 제2 층 재료의 재료 선택을 위해, 후속하는 고려들이 개별적으로 또는 조합을 이루어 이용될 수 있다.
예로써, 제1 층 재료 및 제2 층 재료에 대한 효율비(efficiency ratio, Vi)는 Vi = δi/βi로 정의하는 것이 유용할 수 있다. 효율비는 층들의 각각의 1차 기능을 위한 층 재료의 적합성의 정량적 측정이다. 제1 층 재료의 경우, 제1 효율비 V1 = δ1/β1은 1보다 커야하며, 바람직하게는 5보다 커야하며, 이상적으로는 10보다 커야한다. 이러한 층 재료는 동시에 투과 손실의 상대적으로 작은 위치 의존성을 갖는 원하는 파면 외형(wavefront contour)에 대해 특히 효과적이다. 반대로, 제2 효율비 V2 = δ2/β2는 1보다 작아야하며, 0.6 미만 또는 0.2 미만의 값이 특히 유리한 것으로 간주된다. 이 경우, 층 두께에 대해 상대적으로 크게 의존하는 위치-의존적 세기 감쇠는 파면에 대한 작은 영향과 함께 얻어질 수 있다.
유리한 실시예에서, 비율(V1/V2), 즉 개별적인 효율비의 비율은 2보다 크다. 양호하게는, 이러한 비율은 10보다 커야 하며, 이상적으로는 20보다도 커야 한다. 가능한 위치에서, V1/V2 > 50이라는 명제가 참으로 유지될 수 있다. 이러한 조건들이 충족된다면, 개별적인 층 재료는 그들의 임무(작은 투과 손실을 갖는 파면 보정 또는 파면에 작은 영향을 주는 투과 보정)에 특히 적합하게 된다. 그 결과, 원하는 기능을 얻기 위한 절대 층 두께는 작게 유지될 수 있는데, 이는 총 투과가 상대적으로 높은 값을 얻을 수 있기 때문이다.
적절한 재료 조합은 원칙적으로 작동 파장에 따라 결정된다. 작동 파장은 5 nm 내지 20 nm의 파장 범위에 있는 것이 바람직하다.
7 nm로부터 20 nm의 파장 범위의 작동 파장에 대해, 특히 대략 13.5 nm 주변의 파장에 대해, 양호하게는 제1 층 재료는 루테늄(Ru), 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 베릴륨(Be), 금(Au), 이트륨(Y), 이트륨 실리사이드(Y5Si3), 지르코늄 실리사이드(ZrSi2)의 그룹으로부터, 또는 대부분이, 특히 적어도 90% 정도까지 이들 재료 중 하나로 구성되는 재료 조성물로부터 선택될 수 있다.
제2 층 재료는 양호하게는 규소(Si) 및 게르마늄(Ge)의 그룹 또는 대부분이(예컨대 적어도 90%의 정도까지) 이러한 재료들 중 하나로 구성되는 재료 조성물로부터 선택된다.
대략 6 nm와 대략 7 nm 사이의 작동 파장이 사용되는 경우, 제1 층에 적합한 재료는 NbOB4C, NbO2, Nb2O5, RuO4, MoO2, Rh2O3, C, Te, In, Ba, Sn, RuO2, MoO3, La이고, 제2 층에 적합한 재료는 Y 또는 Rb 또는 대부분(예컨대, 적어도 90% 정도까지) 이러한 재료들 중 하나로 구성되는 재료 조성물이다.
총 투과와 관련하여, 상기 총 투과는 이루어지는 파면 보정의 정도에 따라 결정된다는 것 역시 고려되어야 한다. 예컨대, 몰리브덴(Mo)이 제1 층을 위한 재료로 사용되는 경우, 1 nm의 파면 PV 값의 보정이 대략 7.5%의 투과 변동(transmission variation) 및 대응하는 투과 손실과 함께 "취득" 된다. 더 작은 파면 수차만이 보정되는 경우에, 대응적으로 더 작은 층 두께로도 충분한데, 이는 투과 변동 및 투과 손실 역시 작게 되기 때문이다.
제1 층 두께의 국소 변동에 의해 얻어질 수 있는 파면 보정의 정도는 광학적 사용 영역 내의 제1 광학 층의 가장 큰 국소 값과 가장 작은 국소 값 사이의 소위 PV 비율에 따라 특히 결정된다. 바람직한 실시예에서, 상기 PV 비율은 2 내지 6의 범위 내에 있다. PV 비율이 2보다 충분히 작게 되면, 정상적으로는 상대적으로 약간의 파면 보정만이 얻어질 수 있으며, 그로 인해 요구되는 지출 및 얻어질 수 있는 이익은 서로에 대한 관계에 있어서 평가되어야 한다. 반대로, PV 비율이 6보다 충분히 커지게 되면, 일반적으로 최대 국소 층 두께는 커져서 수반하는 투과 손실이 중요할 수 있다.
대응하는 고려들은 제2 층의 층 두께 변동과 관련하여 유용할 수 있다. 본원에서, 또한 PV 비율은 양호하게는 2 내지 6의 범위 내에 있어야 한다. 예컨대, 규소가 제2 층 재료로 사용되는 경우, 종종 대략 20 nm와 대략 70 nm 사이의 층 두께라면, 얻어질 수 있는 투과 보정 및 도입되는 투과 손실 사이의 양호한 절충을 얻는데 충분할 것이다.
두 경우 모두에서, PV 비율의 계산은 재료 의존적 최소 층 두께에 기초하는데, 이러한 층 두께는 미달(undershot)되면 안 된다.
제2 층 두께 프로파일이 제1 층 두께 프로파일에 대해 상보적인 실시예가 특히 적절하다. 본원에서, 용어 "상보적"은 수학적 의미에서 엄격하게 이해되어서는 안 되며, 오히려 양호하게는 제1 층 및 제2 층이 상호 반대의 국소 층 두께 분포를 갖는 경향이 있다는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 그 상태는 제1 층이 제1 층 두께의 국소 최소값을 갖는 위치에서 제2 층 두께 프로파일이 국소 최대값을 갖도록 될 수 있다. 따라서, 양호하게는 투과 보정층은 관련 파면 보정층이 "골(valley)"을 갖는 위치에서 "정점(peak)"을 갖는다. 이로 인해, 상기 광학 효과에 대해 얻어질 수 있는 것은 제1 층에 의해 도입되는 투과 손실의 위치-의존적 변동이 제2 층 두께의 보조로 파면 보정에 의해 적어도 부분적으로 보상될 수 있다는 것이다. 제한적인 경우에 있어서, 이는 제1 및 제2 층을 포함하는 필름 요소의 투과 손실이 실질적으로 전체 광학적 사용 영역에 대해 균일하며 위치-의존적 방식으로 변하는 파면 보정만이 잔류한다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상보 층 두께 프로파일의 결과로, 얻어질 수 있는 것은 필름 요소의 총 두께가 광학적 사용 영역 내에서 단지 상대적으로 아주 작게 변하여 대략적으로 균일한 필름 두께가 얻어질 수 있으며, 이는 특히 기계적 안정성에 유리할 수 있다는 점이다.
일부의 경우, 투영 렌즈의 투과가 예컨대, 0.1% 또는 1% 또는 10%의 소정의 변동을 갖도록 허용될 수 있다는 것이 가능할 수 있다. 이러한 변동 범위는 투과 보정층에 더 작은 국소 변경을 제공하는데 사용될 수 있다. 이는 투과 보정층이 상대적으로 열악한 보정 프로파일과 함께 제공될 수 있는 재료(예컨대, Si)인 경우에 유리할 수 있다.
파면 보정에 대한 유효성과 관련하여, 최대 파면 변화의 영역에서 필름이 작동 파장의 적어도 3%의 파면 변화를 초래하도록, 제1 층 및 제2 층의 층 두께가 설계되는 것이 유리할 수도 있다. 13.4 nm의 작동 파장에 대해, 이는, 예컨대 대략 0.4 nm의 최소 파면 보정에 대응될 것이다.
가능한 투과를 변경하지 않고 효과적인 파면 보정을 얻기 위해, 많은 실시예들은 광학적 사용 영역 내의 적어도 하나의 위치에서 작동 파장보다 큰 제2 층 두께를 제공한다. 이러한 구성으로 인해, 특히, 파면 보정을 위해 제공되는 층 시스템은, 예컨대 4분의 1 파장(quarter-wave)의 경우에서와 같이 개별적인 층들의 층 두께가 전형적으로 단지 작동 파장의 일부인 공지된 다중층 미러와 명확하게 구별될 수 있다.
전형적으로, 본원에서 고려되는 유형의 필름은 제1 필름 표면, 제2 필름 표면 및 1 μm 미만인 제2 필름 표면과 제1 필름 표면 사이에서 측정된 필름 두께를 가지며, 이때 필름 두께는 바람직하게는 200 nm 이하이며, 특히 100 nm 이하이다. 필름 두께가 30 nm 이하 또는 25 nm 이하인 경우, 다중층 필름의 기계적 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 일반적으로, 200 nm와 25 nm 사이의 필름 두께 범위는 한편으로는 기계적 안정성과 다른 한편으로는 허용가능한 투과 손실을 갖는 상당히 큰 파면 보정 간의 양호한 절충을 제공한다.
본원에서 고려된 유형의 필름 요소들은 일반적으로 장기간 사용을 위해 제공되며, 그 결과 상대적으로 긴 시간 주기(적절한 경우에 수년)에 걸쳐서도 대체로 변하지 않는 광학 기능이 보장되어야 한다. 일부 실시예에서, 필름은 적어도 하나의 필름 표면에 보호층 재료로 구성된 외부 보호층을 갖는데, 이 보호층 재료는 상기 보호층에 바로 인접한 내부층보다 주변 영향에 대해 더욱 저항성을 갖는다. 적절한 보호층 재료는 예컨대, EUV 범위에 대해 다중층 미러 내에서 소위 "캡층(cap layer)"으로 종종 사용되는 루테늄(Ru) 또는 로듐(Rh)이다. 카본(C), 이리듐(Ir) 및 규소(Si)도 보호층 재료로 적절할 수 있다. 보호층이 주로 옥사이드 또는 나이트라이드, 특히 Si3N4[규소 나이트라이드(silicon nitride)]로 구성되는 것이 적절할 수 있다. 이러한 재료는 루테늄 또는 로듐에 비해 낮은 흡수율을 나타내어, 투과 손실이 작게 유지될 수 있다. 양호하게는, 두 필름 표면 모두는 외부 보호층을 구비한다. 보호층은 외부층의 옥사이드 또는 나이트라이드에 의해 형성될 수 있다.
많은 경우에, 다중층 필름은 가능한 적은 개별층들 포함하여 투과 손실 및 경계 효과(interface effect)가 작게 유지될 수 있는 것이 유리하다. 바람직한 실시예에서, 다중층 필름은 단지 하나의 제1 층 및/또는 단지 하나의 제2 층을 포함한다. 그 결과, 가장 높은 잠재적 투과를 갖는 원하는 광학적 기능이 보장될 수 있다.
다중층 필름이 작동 파장에 대해 반사-감소 효과를 갖는 적어도 하나의 반사 방지층(antireflection layer)을 포함하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 투과가 향상될 수 있다. 반사 방지층은 예컨대, 작동 파장 절반 정도의 광학층 두께를 가질 수 있다. 반사 방지층은 예컨대 제1 층 및/또는 제2 층을 직접 인접시키는 방식으로 제공될 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 다중층 필름은 추가적인 기능성을 제공하는 하나 이상의 기능성 층을 포함할 수 있다. 예컨대, 필터층(또는 필터층들)이 보호 방사로부터 덜 바람직한 파장을 감소 또는 제거하기 위해 하나의 필름 표면 또는 두 필름 표면 모두에 제공될 수 있다. 필터층은 다중층 또는 회절격자를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 층은 서로에 대해 직접 인접할 수 있다. 적어도 하나의 중간 층이 제1 층 및 제2 층 사이에 배열되는 것도 가능하다. 중간층은 예컨대 반사 방지층일 수 있다. 제1 및 제2 층 재료에 따라, 확산 차단층(diffusion barrier layer)을 중간층으로 삽입하는 것이 유리할 수도 있는데, 이러한 확산 차단층은 예컨대, C, B4C, SixNy, SiC, Mo2C, MoSi2, Y5Si3 또는 Nb4Si, 또는 이들 재료 중 하나를 포함하는 조성물로 구성될 수 있다. 상기 층은 또한 반사 방지층으로 설계될 수도 있다.
다중층 필름은 2 이상의 개별층을 포함한다. 본원에서 고려되는 유형의 다중층 필름은 일반적으로 투영 비임 경로에서 가장 작은 잠재적 투과 손실을 유발하도록 의도된다. 따라서, 많은 경우에, 다중층 필름은 제1 층 및 제2 층에 부가하여 10개 미만의 추가 층들을 포함하는 것이 유리하다. 다중층 필름은 예컨대, 5개와 9개 사이의 개별층을 포함한다.
제1 층 및/또는 제2 층은 예컨대, 생산을 위해 사용되는 코팅 방법으로부터의 결과와 같은 대체로 균질인 층 구조를 가질 수 있다. 많은 경우에, 제1 층 및/또는 제2 층은 주로 또는 완전하게 비결정질(amorphous) 층 구조를 가질 것이다. 안정성 이유로 인해, 층 재료의 결정화를 방지하는 특별한 수단이 사용되는 것이 적절할 수 있다. 이를 위해, 특히 이질(heterogeneous) 층 구조를 갖는 제1 층 및/또는 제2 층을 구성하는 것이 적절할 수 있다. 몰리브덴을 기초로 하는 제1 층의 경우, 요구되는 층 두께에 따라, 제1 층 내에 내부 층 구조를 도입하는 것이 바람직할 수 있는데, 이러한 내부층 구조에서는, 몰리브덴으로 구성된 상대적으로 두꺼운 부분 층들이 결정화 중지 층에 의해 분리되고, 이 결정화 중지층은 상기 두꺼운 부분과 비교할 때 매우 얇으며 실질적으로 광학적 기능이 존재하지 않는다. 일부 실시예에서, 결정화 중지 층의 층 두께는 1 nm 미만인 반면에, 인접 몰리브덴 부분층(partial layer)의 층 두께는 그 두께가 2배 초과 또는 5배 초과 또는 10배 초과일 수 있다. 층 두께의 설계에 있어서, 연속된 결정화 중지층과 베이스 재료 층의 결과로 반사 효과가 발생하지 않아야 한다는 것이 보장되어야 한다는 것이 중요하다. 이는 예컨대, 불균일 층 두께를 갖는 각각의 부분층에 의해 및/또는 λ/4의 배수로부터 상당히 벗어난 경계층(boundary layer)들 사이의 광학적 거리에 의해 얻어질 수 있다.
필름 요소의 치수 또는 광학적 사용 영역의 치수는 각각의 설치 위치에서 영향을 받게 되는 투영 비임의 단면에 맞춰질 수 있다. 일부 실시예에서, 광학적 사용 영역은 50 nm 이상의 최소 직경을 갖는다. 이 최소 직경은 특히, 100 nm 이상 또는 120 nm 이상 또는 150 nm 이상일 수 있다. 이러한 상대적으로 큰 사용 직경은 특히, 투영 렌즈의 비임 경로 내의 동공 평면의 영역 내에서의 적용을 가능하게 한다.
장기간에 걸친 필름 요소의 요구되는 기계적 안정성을 보장하기 위해, 일부 실시예는 광학적 사용 영역에서 다중 필름과 접촉하여 다중 필름을 안정화하는 격자형(lattice-like) 지지 구조를 갖는 필름 요소를 고려한다. 격자형 지지 구조는 예컨대, 육각형 또는 다른 다각형 개방부(예컨대, 삼각형 또는 사변형, 사각형 또는 장방형 개방부)를 형성하는 버팀대(strut)를 갖는 벌집 구조를 가질 수 있다. 개방부의 직경은 1 mm 미만 정도, 예컨대 300 μm 미만 및/또는 100 μm와 200 μm 사이일 수 있다.
벌집 구조와 같은 안정화 구조는 엠보싱에 의해 필름상에 생성될 수 있으며, 그 결과 안정화 지지 부분은 필름 재료로 구성된다.
벌집형 지지 구조를 갖는 필름 요소는 예컨대 US 7,639,418 B2에 공지되어 있으며, 상기 특허에서 투영 노광 장치의 EUV 광원의 영역 내의 "스펙트럼 순도 필터(spectral purity filter)"로 사용된다. 특허 US 7,982,854 B2는 천공식 지지 구조와 함께 기계적으로 안정화될 수 있다. 이러한 편광-광학 요소(polarization-optical element)는 편광-선택 효과(polarization-selective effect)를 얻기 위한 방식으로 비임 경로 내에서 경사져서 배열된다.
대안적으로 또는 추가로, 필름 요소의 열 안정성이 특정한 수단에 의해 향상될 수도 있다. 일부 실시예에서, 광학적 사용 영역 내에서 다중층 필름과 접촉하는 격자형 지지 구조는 EUV 방사에 노출되는 필름 요소의 영역으로부터의 열 소산을 향상시키기 위해 필름 재료의 열 전도도(heat conductance)보다 충분히 큰 열 전도도를 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 그것의 격자 구조 또는 버팀대는 예컨대, 카본계 재료 및/또는 금속성 재료로 이루어질 수 있다. 구리(Cu), 니켈(Ni), 그래핀(graphene) 또는 카본 나노 튜브(CNT) 또는 이들의 조합이 열 전도 격자를 형성하는데 사용될 수 있다. 격자 치수 및 형상은 상술된 바와 유사할 수 있다.
투영 렌즈에 사용하기 위해, 양호하게는 필름이 광학적 사용 영역 내에서 자체 지지되는 방식으로 필름(단일층 필름 또는 다중층 필름)을 지지하는 프레임을 갖는 필름 요소가 제공된다. 그 결과, 모든 프레임 요소는 광학적 사용 영역 외측에 놓이게 되어, 결상을 방해하지 못한다.
양호한 실시예에서, 필름 요소는 투영 렌즈의 미러를 탈착하지 않으면서 투영 비임 경로 내에 포함되거나 투영 비임 경로로부터 제거될 수 있다. 그 결과, 필름 요소의 보조에 의한 파면 보정을 위한 지출이 특히 낮게 유지될 수 있다. 이는, 투영 렌즈가 투영 비임 경로 내의 그들의 위치에서 미러들을 유지하기 위한 유지 구조를 가지며, 필름 요소는 상기 유지 구조에 대해 이동 가능한 교환 가능한 홀더 상에 배열되어, 필름 요소가 교체 가능한 홀더의 이동에 의해 투영 비임 경로 외측에 또는 투영 비임 경로 내에 선택적으로 배열될 수 있다는 사실에 의해 구조적으로 달성될 수 있다. 그 결과, 나중에 요구되는 최초의 조절(original adjustment) 및 유지 보수가 적절한 경우에 특히 간단하게 된다. 투영 렌즈의 비임 경로 내에 필름 요소를 위치시키기 위해 대응하는 접근 샤프트가 각각의 계획된 설치 위치에 대해 투영 렌즈 상에 제공될 수 있다.
필름 요소의 교체가능성은 몇 가지 방식에서 유용할 수 있다. 교체 가능한 필름 요소는 선택적으로 투영 비임 경로 내로 운반되거나 또는 투영 비임 경로로부터 제거될 수 있다. 제1 필름 요소는 제1 필름 요소와는 다른 파면에 대한 효과를 갖는 제2 필름 요소로 교체될 수 있다. 그 결과, 투영 렌즈의 결상 특징이 특정한 용도를 위해 요구되는 것으로 변경될 수 있다. 일부의 경우에, 이는 미러의 위치 및/또는 형상을 변경하지 않고 달성될 수 있다. 투영 렌즈가 상이한 필름 요소들의 세트를 구비할 수 있어, 최종 사용자가 투영 렌즈의 결상 특성을 요구되는 특정한 사용자 경우에 맞추는데 사용될 수 있다. 예컨대, 필름 요소는 적절하게 특정 패턴을 결상하기 위해 조명 시스템 내에 설정된 조명 설정에 따라 교체될 수 있다.
(필름 및 필름을 유지하는 프레임을 포함하는) 필름 요소가 통상적으로 동일한 유형의 프레임을 갖지만 다른 필름을 갖는 다른 필름 요소와 교체될 수 있다. 대안적으로, 필름 요소를 포함하는 교체 가능한 홀더가 필름 요소를 갖거나 또는 필름 요소를 갖지 않는 다른 교체 가능한 홀더와 교체될 수 있다.
제1 및 제2 층의 층 두께의 국소 프로파일에 대해서는, 전반적으로 필름 요소의 충분한 투과가 보장되는 한 근본적인 제한은 존재하지 않는다. 따라서, 회전 대칭인 층 두께 프로파일 또는 방사 대칭인 층 두께 프로파일 또는 파장 사용 영역(wave used region) 내에서 횡방향으로 진행하는 층 두께 구배가 가능하다. 이로 인해, 필요에 따라서는, 특히 계통 수차(systematic aberration)가 보정될 수도 있다.
하지만, 양호한 용례에서, 필름 요소는 투영 렌즈의 잔류 수차(residual aberration)의 보정을 위해 사용되며, 그 결과 양호한 실시예에서 층 두께 프로파일은 일반적으로 더 높은 차수의 제르니케(Zernike) 함수의 중첩(superposition)에 의해 대략적으로만 설명될 수 있는데, 이 제르니케 함수는 일반적으로 투영 렌즈에서 무작위 제조 변동(random manufacturing fluctuation)에 따라 일반적으로 발생한다. 통상적으로, 예로써 제1 층은 거울 대칭이나 방사 대칭이나 회전 대칭을 갖지 않는 층 두께 프로파일을 광학적 사용 영역 내에 갖는다.
모든 적절한 제조 방법이 국소적으로 변하는 층 두께를 갖는 층 또는 층 두께 프로파일을 생산하는데 사용될 수 있다. 불균일한 층 두께는, 국소적으로 상이한 정도로 코팅 입자의 물질 흐름(material flow)을 생성하기 위하여, 예컨대 적절한 마스크 방법을 사용하여, 코팅 방법 도중 적절한 방법 구현에 의해 층을 생성하는 도중에 직접 생성될 수 있다. 따라서, 층 두께의 프로파일을 변경하기 위해 이미 생산된 층이 재가공될 수도 있다. 예로써, 국소적으로 상이한 정도로 재료를 제거하는 것은 이온-보조식(ion-assisted) 재료 제거[이온 비임 형상화(ion beam figuring), IBF]에 의해 생성될 수 있는데, 이는 예컨대 적절한 비대칭의 경우에 회전 대칭 층 두께 프로파일을 갖는 개시층(starting layer) 또는 균일 두께의 개시층으로부터 진행하는 제1 층 및/또는 제2 층의 원하는 층 두께 프로파일을 생성하기 위함이다.
적어도 하나의 파면 보정 필름 요소를 사용하는 투영 렌즈를 생산할 때, 예컨대, 이하의 절차가 적용될 수 있다. 우선, 결상이 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 수행될 수 있도록 미러 표면이 대물 평면과 이미지 평면 사이의 투영 비임 경로 내에 배열되도록, 투영 렌즈에 대해 제공된 결상 미러들이 유지 구조 내의 구들이 제공된 위치에 위치 설정된다. 또한, 적어도 하나의 필름 요소가 투영 비임 경로 내의 미리 규정된 설치 위치, 예컨대, 동공 평면의 광학적으로 인접한 영역에 설치된다.
이러한 투영 렌즈 상에서는, 우선 통상의 조절 작업이 그에 따라 수행될 수 있는데, 이는 예컨대 개별 미러의 강체 운동 및/또는 개별 미러의 조정자-지지식 변형을 포함할 수 있다. 이러한 조정 작동과 함께, 발생된 파면을 원하는 세부 사항에 대해 가능한 근접하게 이동시키려는 시도가 가능하다. 이 경우, 투영 렌즈의 파면 수차가 측정에 의해 적절한 경우 여러 번 결정된다. 예로써, 간섭계 측정이 이를 위해 사용될 수 있다.
이러한 제1 조정 단계(adjustment phase) 후에는, 일반적으로 잔류 수차가 투영 렌즈 내에 잔류하게 되는데, 이러한 잔류 수차는 더 이상 보정되지 않거나 또는 미러 상의 조정에 의해 상당한 지출이 있어야만 보정될 수 있다.
이후, 측정된 파면 수차를 기초로, (적어도 하나의) 필름 요소가 위치되는 투영 비임 경로 내의 보정 위치에 대한 위치-의존 파면 보정이 측정된 파면 수차로부터 계산된다.
이후, 원하는 파면 보정은 제1 층 및/또는 제2 층의 층 두께 프로파일이 원하는 파면 보정을 얻기 위해 변경되어야 하는 방식으로 계산되는데 사용된다.
이후, 제1 층 및 제2 층에 대한 원하는 층 프로파일을 갖는 필름 요소가 완성된다. 재료-제거 및/또는 재료-확립 방법이 이 경우에 사용될 수 있다.
변경된(처리된) 필름 요소의 갱신된 설치 및 지금 변경되는 필름 요소를 포함하는 투영 렌즈의 파면 보정의 추가의 결정이 후속된다. 필름 요소를 처리하는 프로세스 및 후속하는 측정은, 그에 맞춰진 필름 요소를 포함하는 투영 렌즈가 미리 규정된 세부 사항을 만족할 때까지 적절한 경우에 여러 번 반복될 수 있다.
필름 요소의 단계식(반복식) 완성을 위한 하나의 가능성은 우선 단지 하나의 지지층 또는 복수의 지지층 및 제 1층을 도포하는 것에 있는데, 이는 원하는 파면 보정에 큰 기여를 한다. 이후, 필름 요소와 함께 설치 및 측정이 이루어지고, 이를 기초로 나중에 도포되는 제2 층의 광학적 효과를 고려하여 제1 층에 대한 목표 층 두께 프로파일이 계산된다.
이후, 제1 층은 원하는 제1 층 두께 프로파일이 존재하도록 예컨대, 이온 조사(이온 비임 형상화)에 의해 국소적으로 다르게 처리된다. 계산된 국소적 가변 층 두께를 갖는 제2 층이 도포된다. 이후, 이렇게 추가로 완성된 필름 요소가 제공된 위치에 다시 설치되고, 필름 요소가 원하는 파면 보정을 수행하는 지를 체크하기 위해 추가의 측정이 수행된다. 원하는 파면 보정이 수행되지 않은 경우, 추가의 재료-제거 처리가 잠재적 잔류 수차를 제거하기 위해, 이 경우 제2 층에서 수행될 수 있다. 이러한 단계는 적절한 경우 여러 번 반복될 수 있다. 이후 제1 층 및 제2 층이 함께 원하는 광학 효과를 갖는 경우, 적절한 경우 원하는 추가의 층, 예컨대 외부 보호층이 필름 요소를 완성하기 위해 도포될 수 있다.
대안적으로, 이온 조사(이온 비임 형상화, IBF)를 위해 일 측으로부터 접근 가능한 도포된 제1 층과, 이온 조사를 위해 다른 측(일반적으로는 제1 측의 반대 측)으로부터 접근 가능한 제2 층을 포함하는 처리되지 않은 비가공 층 스택(unprocessed raw layer stack)으로부터 시작하는 것도 가능하다. 그 결과, 일 측으로부터 하나의 층의 소정의 층 표면을 얻기 위해 이후 하나 이상의 처리 루프를 수행하는 것도 가능하다. 다른 측으로부터 다른 층의 소정의 층 표면을 얻기 위해 하나 이상의 루프를 수행하는 것도 마찬가지로 가능하다.
이후, 필름 요소는 제공된 설치 위치에 설치되고, 그 결과 필름 요소가 설치된 투영 렌즈는 허용 가능한 것으로 간주되는 작은 잔류 수차만을 갖는다.
허용 측정이 예컨대 양호하게는 투영 비임 경로 내의 필름 요소와 함께 수행될 수 있다. 적절하게 표면-처리된 보정 요소(필름 요소)를 생산하기 위한 측정이 이미 설치된(그리고 예컨대 교체 가능한) 필름 요소와 함께 또는 이러한 필름 요소 없이 또는 일정한 층 두께를 갖는 표면-처리되지 않은 필름 요소와 함께 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 투영 렌즈를 생산하는 방법에 관한 것으로서, 다음의 단계를 포함한다;
다수의 미러를 장착하는 단계로서, 대물 평면 내에 배열되는 패턴이 미러에 의해 이미지 평면에 결상될 수 있는 방식으로, 미러 표면이 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 투영 비임 경로 내에 배열되도록 제공된 위치에 다수의 미러를 장착하는 단계와,
투영 렌즈의 파면 수차를 결정하는 단계와,
투영 렌즈의 파면 수차로부터 설치 위치를 위한 위치-의존적 파면 보정을 계산하는 단계와,
필름 요소를 처리하는 단계로서, 필름 요소가 설치 위치에서 투영 비임 내로 삽입되면, 파면 보정이 필름 요소에 의해 수행되는 방식으로 필름 요소를 처리하는 단계와,
상기 설치 위치에 처리된 필름 요소를 설치하는 단계.
그 결과 이 경우에, 투영 렌즈는 필름 요소 없이 우선적으로 측정된다.
또한, 상기 방법은 파면 수차를 결정하기 전에 필름 요소가 투영 비임 경로 내에서 미리 규정된 설치 위치에 설치되고, 파면 수차가 결정된 후에 필름 요소는 투영 비임 경로로부터 제거된 후에 처리되는 방식으로 수행될 수 있다.
또한, 본원의 발명의 상세한 설명에 개시되는 하나의 호일 요소(foil element) 또는 그 이상의 호일 요소들이 EUV 방사를 사용하여 반사 마스크(레티클)의 부분들을 검사하기 위한 광학 마스크 검사 시스템에 포함되거나 또는 그를 위해 설계된 투영 렌즈 내의 파면에 영향을 미치기 위해 사용될 수도 있다. 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 사용하도록 구성되는 투영 렌즈는 통상적으로 축소 광학 결상 시스템(demagnifying optical imaging system)인데 반해, 마스크 검사 시스템에 사용하도록 구성되는 투영 렌즈는 통상적으로 대상물보다 큰 이미지를 발생시키는 확대 광학 결상 시스템(magnifying optical imaging system)이다. 특허 출원 US 2012/140454 A1은 본원의 기재에 따른 하나 이상의 호일 요소가 설치될 수 있는 마스크 검사 시스템에 사용하도록 구성되는 확대 투영 렌즈의 예들을 개시하고 있다. 호일 요소는 영구적으로 설치되거나 또는 교체 가능할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "투영 렌즈"는 확대 및 축소 광학 결상 시스템 모두를 의미할 것이다.
상술된 그리고 추가의 구성이 청구항뿐만 아니라 발명의 상세한 설명 및 도면으로부터도 명확해 질 것이며, 개별적인 구성은 각각의 경우에 그 자체로 구현될 수 있거나 본 발명의 일 실시예 및 다른 분야에서 부차적 조합의 형태로 복수개로서 구현될 수 있으며, 유리하고 본질적인 보호 가능한 실시예를 구성할 수 있다. 본원 발명의 예시적 실시예는 도면에 도시되며 더욱 상세하게 후술된다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 EUV 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 구성 요소를 도시한다.
도 2는 파면 보정을 위한 다중층 필름의 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 복소 굴절률의 δ-β 다이어그램으로 파면 보정의 구성에 적합한 일부 층 재료를 도시하며, 도 3a는 λ = 13.5 nm에 적합한 층 재료를 도시하고, 도 3b는 λ = 6.9 nm에 적합한 층 재료를 도시한다.
도 4 내지 도 6은 층 두께 프로파일에 대한 구체적인 예를 기초로 Mo로 구성된 제1 층 및 Si로 구성된 제2 층의 광학적 효과의 세기를 도시한다.
도 7은 제1 층 및 제2 층이 서로에 대해 광학적으로 인접하게 위치되는 공간적으로 분리된 필름들 내에 배열되는 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 8은 제1 층 및 제2 층이 적합한 필름 기판의 양측에 배열되는 다중층 필름의 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 9는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 EUV 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 구성 요소를 도시한다.
도 2는 파면 보정을 위한 다중층 필름의 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 복소 굴절률의 δ-β 다이어그램으로 파면 보정의 구성에 적합한 일부 층 재료를 도시하며, 도 3a는 λ = 13.5 nm에 적합한 층 재료를 도시하고, 도 3b는 λ = 6.9 nm에 적합한 층 재료를 도시한다.
도 4 내지 도 6은 층 두께 프로파일에 대한 구체적인 예를 기초로 Mo로 구성된 제1 층 및 Si로 구성된 제2 층의 광학적 효과의 세기를 도시한다.
도 7은 제1 층 및 제2 층이 서로에 대해 광학적으로 인접하게 위치되는 공간적으로 분리된 필름들 내에 배열되는 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 8은 제1 층 및 제2 층이 적합한 필름 기판의 양측에 배열되는 다중층 필름의 일 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 9는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 EUV 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 구성 요소를 도시한다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 EUV 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(WSC)의 광학 구성 요소를 도시한다. EUV 마이크로리소그래피 투영 노광 장치는 반사성 패터닝 디바이스 또는 마스크(M)의 패턴의 적어도 하나의 이미지로 투영 렌즈(PO)의 이미지 평면(IS)의 영역 내에 배열되는 방사-감응 기판(W)을 노광하는데 사용되며, 이때 상기 패턴은 투영 렌즈의 대물 평면(OS)의 영역 내에 배열된다.
설명을 용이하게 하기 위해, 데카르트 xyz 좌표계가 지정되었으며, 그로부터 도면에 도시되는 구성 요소의 개별적인 위치 관계가 명확해진다. 투영 노광 장치(WSC)는 스캐너형이다. 마스크(M) 및 기판은 투영 노광 장치의 작동 도중 y방향으로 동시에 이동되어, 스캐닝된다.
상기 장치는 1차 방사 소스(RS)의 방사와 함께 작동된다. 조명 시스템(ILL)이 1차 방사 소스의 방사를 수용하기 위해 그리고 패턴 상으로 지향되는 조명 방사를 형상화(shaping)하기 위해 사용된다. 투영 렌즈(PO)는 감광성 기판상으로 패턴의 구조를 결상하는데 사용된다.
즉, 1차 방사 소스(RS)는 레이저 플라즈마 소스 또는 가스 방출 소스(gas discharge source) 또는 싱크로트론계(synchrotron-based) 방사 소스일 수 있다. 이러한 방사 소스는 EUV 범위 내의, 특히 5 nm와 15 nm 사이의 파장을 갖는 방사(RAD)를 발생시킨다. 조명 시스템 및 투영 렌즈가 상기 파장 범위에서 작동할 수 있기 위해, 이들은 EUV 방사에 대해 반사적인 구성 요소를 갖도록 구성되어야 한다.
방사 소스(RS)로부터 나오는 방사(RAD)는 수집기(COL)에 의해 수집되고 조명 시스템(ILL)으로 지향된다. 조명 시스템은 혼합 유닛(MIX), 삽통식 광학 유닛(telescope optical unit, TEL) 및 필드 형성 미러(FFM)를 포함한다. 조명 시스템은 방사를 형상화하여, 투영 렌즈(PL)의 대물 평면(OS) 내에 또는 그 부근에 위치되는 조명 필드를 조명한다. 이 경우, 조명 필드의 형태 및 크기는 대물 평면(OS) 내의 유효하게 사용되는 대물 필드(OF)의 형태 및 크기를 결정한다.
반사성 레티클 또는 일부 다른 반사성 패터닝 디바이스가 상기 장치의 작동 도중 대물 평면(OS) 내에 배열된다.
혼합 유닛(MIX)은 실질적으로 2개의 패싯 미러(FAC1, FAC2)로 구성된다. 제1 패싯 미러(FAC1)는 대물 평면(OS)에 대해 광학적으로 짝을 이루는 조명 시스템의 평면 내에 배열된다. 따라서, 이는 필드 패싯 미러로 지칭될 수도 있다. 제2 패싯 미러(FAC2)는 투영 렌즈의 동공 평면에 대해 광학적으로 짝을 이루는 조명 시스템의 동공 평면 내에 배열된다. 따라서, 이는 동공 패싯 미러로도 지칭될 수 있다.
그레이징 입사(grazing incidence)와 함께 작동되는 필드 형성 미러(FFM) 및 삽통식 광학 유닛(TEL)을 포함하며 비임 경로 내의 하류에 배치되는 결상 광학 조립체 및 동공 패싯 미러(FAC2)의 보조로, 제1 패싯 미러(FAC1)의 개별 미러링 패싯(개별 미러)이 대물 필드에 결상된다.
필드 패싯 미러(FAC1)에서의 공간(국소) 조명 세기 분포는 대물 필드 내의 국소 조명 세기 분포를 결정한다. 동공 패싯 미러(FAC2)에서의 공간(국소) 조명 세기 분포는 대물 필드 내의 조명 각도 세기 분포(illumination angle intensity distribution)를 결정한다.
투영 렌즈(PO)는, 대물 평면에 대해 광학적으로 짝을 이루며 그에 평행하게 놓이는 이미지 평면(IS)으로의 투영 렌즈의 대물 평면(OS) 내에 배열된 패턴의 결상을 감소시키는데 사용된다. 결상은 예컨대, 13.5 nm인 작동 파장(λ) 주변의 극자외 범위(EUV)로부터 전자기 방사에 의해 수행된다.
투영 렌즈는 대물 평면(OS)과 이미지 평면(IS) 사이에서 투영 비임 경로(PR) 내에 배열되는 미러 표면을 갖는 6개의 미러(M1 내지 M6)를 포함하여, 대물 평면 내에 또는 대물 필드(OF) 내에 배열되는 패턴이 미러(M1 내지 M6)에 의해 이미지 평면 또는 이미지 필드(IF)에 결상될 수 있다. 이 경우, 대물 평면과 이미지 평면 사이를 진행하는 투영 비임의 광선은 파면(WF)을 형성한다.
EUV 범위로부터의 방사에 대해 반사 효과를 갖는 미러(EUV 미러)(M1 내지 M6)는 기판을 각각 포함하는데, 이 기판상에는, 분포식 브래그 반사기의 방식으로 작용하고 상대적으로 낮은 굴절률과 상대적으로 높은 굴절률을 교호적으로 포함하는 다수의 층 쌍들을 포함하고 극자외 범위로부터의 방사에 대해 반사 효과를 가지는 다중층 배열체가 적용된다.
층 쌍(이중층)은 굴절률의 더 높은 실수 부분을 갖는 층 재료(소위 "스페이서") 및 그에 비해 굴절률의 낮은 실수 부분을 갖는 층 재료(소위 "흡수체)의 교호식으로 도포된 층을 포함한다. 층 쌍은 예컨대, 몰리브덴/규소(Mo/Si) 및/또는 루테늄/규소(Ru/Si)의 층 재료 조합으로 구성될 수 있다. 이 경우, 규소는 스페이서 재료를 개별적으로 형성하는 반면에, Mo 및/또는 Ru은 흡수체 재료로 개별적으로 사용된다. 하나의 층 쌍은 적어도 하나의 추가 층, 특히 개재식 차단층을 포함할 수 있는데, 이는 예컨대, C, B4C, SixNy, SiC 또는 이러한 재료들 중 하나를 포함하는 조성물로 구성될 수 있으며 그 경계에서의 상호확산(interdiffusion)을 방해하도록 의도된다.
미러(M1 내지 M6)는 만곡된 미러 표면을 각각 구비하며, 그 결과 미러 각각이 결상에 기여한다. 대물 필드(OF)로부터 나오는 투영 비임 경로의 광선은 약간 오목하게 만곡된 제1 미러(M1) 상에 우선 입사하는데, 이 미러는 약간 오목하게 만곡된 제2 미러(M2)로 광선을 반사한다. 제2 미러는 볼록한 제3 미러(M3)로 광선을 반사하고, 제3 미러는 오목한 미러(M4)로 광선을 측방향으로 편향시킨다. 미러(M4)는 제5 미러(M5) 상에 광선을 반사하고, 제5 미러는 이미지 평면의 기하학적으로 인접하게 배열되며 큰 오목한 미러(M6)에 광선을 반사하고, 미러(M6)는 이미지 평면으로부터 마지막 미러이며 이미지 필드(IF)의 방향으로 광선을 포커싱한다.
투영 렌즈는 2개의 부분 렌즈로 구성된다. 이 경우, 처음 4개의 미러들(M1 내지 M4)은 제4 미러(M4)와 제5 미러(M5) 사이의 광선 경로 내에 중간 이미지(IMI)를 생성하는 제1 부분 렌즈를 형성한다. 중간 이미지는 이미지 평면에 대해 그리고 대물 평면에 대해 광학적으로 짝을 이루는 중간 이미지 평면에 놓인다. 기하학적으로, 중간 이미지는 제6 미러(M6)를 따라 나란히 배열된다. 제5 및 제6 미러로 구성되는 제2 부분 렌즈는 감소되는 방식으로 이미지 평면상에 중간 이미지를 결상한다.
이러한 또는 유사한 구조를 갖는 투영 노광 장치 및 투영 렌즈는 특허 US 7,977,651 B2에 예로서 개시되어 있다. 상기 특허의 개시 내용은 본원의 기재 내용에 참조로써 포함된다.
투영 렌즈(PO)는 파면 보정 디바이스(WFC)를 포함하며, 이 파면 보정 디바이스는 파면 보정 디바이스의 도시된 작동 모드에서 투영 비임 경로(PR) 내에 배열되는 광학적 사용 영역(UA)을 갖는 필름 요소(FE)를 포함한다. EUV 방사에 대해 부분적으로 투과적인 다중층 필름(MF)은 제2 미러(M2)와 제3 미러(M3) 사이의 단일 비임 경로 내에 배열된다. 광학적 견지로부터, 이는 제1 부분 렌즈의 동공 표면(PS1)과 상기 동공 표면(PS1)에 광학적으로 그리고 상대적으로 근접한 중간 이미지(IMI) 사이에 위치된다. 부개구비는 예컨대, 필름 요소의 위치에서 0.8과 0.95 사이의 범위에 존재할 수 있다.
다중층 필름(MF)은 대체로 편평한 광학 요소이며 투영 비임 경로 내에 위치되고, 그 결과 방사는 다중층 필름을 실질적으로 수직하게, 즉, 다중층 필름(MF)의 표면 수직방향(N)에 대해 실질적으로 평행하게 통과한다. 광선 방향과 표면 수직방향(N) 사이에서 측정되는 입사 각도는 10°미만의 범위 내에 있다. 그 결과, 편광-선택 효과가 예방될 수 있어, 다중층 필름(MF)의 투과는 그를 통과하는 광선의 전기장 벡터(electric field vector)의 진동 방향 또는 편광 상태로부터 실질적으로 독립될 수 있다.
필름 요소(FE)는 기계적으로 적절한 프레임(R)을 가지며, 이 프레임은 실질적으로 링 형상 방식으로 구성되고 다중층 필름(MF)를 지지하여, 다중층 필름은 광학적 사용 영역(UA) 내에서 자가-지지된다. 따라서, 모든 프레임 요소는 광학적 사용 영역 외측에 위치된다. 자가-지지 필름은 팽팽하게 되거나 늘어질 수 있다. 적절한 경우에 이는 약간 주름 형태를 가질 수도 있다.
다른 실시예에서, 격자형 지지 구조가 광학적 사용 영역 내의 다중층 필름을 안정화하기 위해 제공되는데, 상기 지지 구조는 광학적 사용 영역 내의 다중층 필름과 접촉하고 상기 다중층 필름을 안정화한다. 격자형 지지 구조는 예컨대, 육각형을 형성하는 버팀대를 갖는 벌집 구조를 가질 수 있다. 이러한 지지 구조를 포함하는 필름 요소는 예컨대, US 7,639,418 B2에 공지되어 있으며, 상기 특허에서 투영 노광 장치의 EUV 광원의 영역 내에서 "스펙트럼 순도 필터(spectral purity filter)"로 사용된다.
도 2는 도 1 필름 요소(FE) 또는 다른 곳에서 사용될 수 있는 다중층 필름(MF)의 일 실시예의 단면도를 도시한다. 다중층 필름은 상이한 기능을 갖는 6개의 층을 포함하는데, 이는 일부 실시예에서 층 스택의 일측의 선택적 지지 구조(CS)에 의해 기계적으로 안정화될 수 있다. 설치 상태에서, 방사는 필름 평면(x-y 평면)에 실질적으로 수직하게 다중층 필름을 통과한다. 방사 진출 측으로부터(도면의 저부에서), 층 스택은 제1 반사 방지층(AR1)이 도포된 제1 외부 보호층(PC1)과 함께 시작된다. 굴절률의 상대적으로 작은 실수 부분 또는 값 1로부터 굴절률의 실수 부분의 상대적으로 큰 편차(δ1)를 가지며 또한 상대적으로 낮은 제1 흡수 계수(β1)를 갖는 제1 층(L1)이 후속된다. 제2 반사 방지층(AR2)이 제1 층에 도포된다. 상기 제2 반사 방지층은 제2 층 재료로 구성되는 제2 층(L2)을 지지하는데, 이 제2 층 재료는 제1 층 재료와 비교할 때 1로부터 굴절률의 실수 부분의 상대적으로 작은 편차(δ2)만을 가지며 대신에 상대적으로 높은 흡수 계수(δ2)를 갖는다. 층 스택은 방사 유입측에서 제2 외부 보호층(PC2)과 함께 종료된다.
개략적으로 도시된 것과 반대로, 제1 층의 층 두께(d1)는 di = f(x, y)라는 명제가 참을 유지하도록 측방향으로 광학적 사용 영역 내에서 변경된다. 동일한 내용이 대응적으로 제2 층(L2)에 적용된다. 따라서, 제1 층 두께(d1)는 x-방향 및 y-방향으로 변경된다. 제2 층(L2)은 또한 국소적 가변 층 두께(d2)를 갖는데, 이 두께는 x-방향 및 y-방향 모두로 국소적으로 변경될 수 있다. 층 두께 변경의 정도는 제조-지시 층 두께 변경(manufacturing-dictated layer thickness variation)의 정도를 확실히 초과한다.
외부 보호층(PC1, PC2)은 루테늄, 로듐 또는 규소 나이트라이드로 구성될 수 있으며, 규소 나이트라이드는 작동 파장(13.5 nm)에서 그의 낮은 흡수율로 인해 유리할 수 있다. 제1 보호층(PC1) 및/또는 제2 보호층(PC2)은 적절한 경우에 생략될 수 있다. 종종, 표면층의 산화에 의해 외부 보호층을 갖는 것으로 충분할 수도 있다.
반사 방지층(AR1, AR2)은, 사용된 층 재료(예컨대, Mo/Si 또는 Ru/Si)의 경우에 대략 λ/2의 광학적 층 두께에 대응하는 대략 6 nm의 기하학적 층 두께를 각각 가져서, 반사 감소를 초래하여 투과 증가 효과를 초래한다. 제1 반사 방지층(AR1) 및/또는 제2 반사 방지층(AR2)은 또한 생략될 수도 있다.
본질적으로, 제1 층(L1) 및 제2 층(L2)은 필름의 광학 효과에 중요하다. 제1 층(L1)의 1차 기능은 통과하는 광선 내에 위치-의존적 방식으로 제1 층의 국소 광학 층 두께에 따라 결정되는 위상 지연(Δρ)을 도입하여, 국소적으로 상이한 위상 지연들을 초래하고, 그에 따라 통과하는 표면에 대한 파면 보정을 초래하는 것에 있다. 하지만, 비소멸 흡수(non-vanishing absorption)를 고려하면, 제1 층은 또한 통과하는 방사 세기의 위치-의존적 감쇠(location-dependent attenuation)를 도입하는데, 그 감쇠의 정도는 상대적으로 얇은 영역에서보다 상대적으로 두꺼운 영역에서 더 크다. 이는 일반적으로 원하지 않는 위치-의존적 세기 감쇠 효과를 초래한다. 제2 층(L2)의 1차 기능은 투영 렌즈에 대해 요구되는 세기 프로파일이 광학적 사용 영역에 걸쳐 전체적으로 확립되는 방식으로 제1 층에 의해 도입된 투영 감쇠에 반대로 작용하는 것, 예컨대, 전체 사용 영역에 걸쳐 균일한 감쇠 또는 동공 평면의 중심으로부터 에지로의 아포다이제이션의 승강을 갖는 실질적으로 회전 대칭인 특성을 갖는 감쇠이다. 동시에, 상기 값으로부터의 굴절률의 실수 부분의 상대적으로 작은 편차(δ2)를 고려하면, 제2 층 재료는 적절한 경우에 제1 층의 층 두께 프로파일의 설계에 이미 고려되었을 수도 있는 파면상에 작은 효과만을 갖도록 의도된다.
도 3a는 작동 파장 λ = 13.5 nm에 대한 파면 보정 필름의 구조에 적절한 일부 층 재료를 도시한다. 이 도면은 x-축 상에서의 값 1로부터의 복소 굴절률의 실수 부분의 편차(δ) 및 y-축 상에서의 흡수계수(β)를 도시한다. 직선 δ = β의 좌측에 대한 재료는 제2 층 재료로 특히 적합하며, 상기 직선의 우측에 대한 재료는 굴절률의 비교적 작은 실수 부분과 함께 낮은 흡수율을 가져서 파면 보정층(제1 층)에 특히 적합하다. 도면 내의 값들은 티. 살파티(T. Tsarfati)의 논문 "다중층 시스템 내에서의 표면 및 경계 역학(Surface and Interface Dynamics in Multilayered Systems)"(2009년, ISBN 978-90-5335-197-0 제1장 제12면)의 대응 도면으로부터 파생된다.
표 A는 작동 파장 13.5 nm에서 특히 사용될 수 있는 다양한 층 재료를 위한 유효성 비율(effectiveness ratio) V = δ/β의 대응 값들을 도시한다.
도 3b는 작동 파장 λ= 6.9 nm에 대한 대응 도면을 도시한다. 예로써, 루비듐 (Rb), 스트론튬 (Sr) 또는 이트륨 (Y)이 제2 층을 위한 재료로서 적합한 반면에, 제1 층에 대해서는 예컨대, NbOB4C, NbO2, Nb2O5, RuO4, MoO2, Rh2O3, C, Te, In, Ba, Sn, RuO2, MoO3, La, B, B4C, BN(바론 나이트라이드), Zr02 또는 이러한 재료들 중 하나로 주로 구성되는 재료 조성물을 사용하는 것이 가능하다. 상기 값들은 예컨대, 웹사이트 http://henke.lbl.gov/optical_constants/getdb2.html로부터 얻어질 수 있는 이론적 값들이다.
제1 및 제2 층의 광학 효과의 상호 작용은 도 4 내지 도 6과 관련하여 구체적인 예를 기초로 이하에 설명된다.
도 4a는 몰리브덴(Mo)으로 구성된 제1 층(L1) 및 그에 도포된 규소(Si)로 구성되는 제2 층(L2)의 일부를 도시하는데, 두 층 모두의 층 두께는 x-방향으로 (x-축에 수직하게) 국소적으로 변경된다. 두 층 모두는 각각의 경우에 부분적으로 빗금이 그려지는 방식으로 도시되며 2 nm의 평균 두께와 그로부터 양의 편차 및 음의 편차를 갖는 영역을 갖는다. 몰리브덴 층에서, 최대 1 nm만큼의 층 두께의 증가가 영역(I) 내에서 x = -0.8과 x = -0.6 사이에 존재하며, 최소 1 nm까지의 1 nm만큼의 층 두께 감소가 영역(IV) 내에서 x = 0.6과 x = 0.8 사이에 존재한다. 규소 층에서, 1 nm만큼의 국소 층 두께 증가가 영역(II) 내에서 x = -0.4와 x = -0.2 사이에 존재하고, 단지 1 nm의 층 두께를 갖는 국소 층 두께 최소값이 x = 0.2와 x = 0.4 사이의 영역(III) 내에 존재한다.
두 층 모두는 z-방향으로 통과하는 EUV에 대한 세기-감쇠 효과 및 위상 지연 효과를 모두 갖는다. 하지만, 이러한 효과들은 각 층의 국소 층 두께 및 광학 상수(δ 및 β)에 따라 다르다. 다음의 명제들이 대체로 참을 유지한다: δ1 = δ(Mo) = 0.076, β1 = β(Mo) = 0.006, δ2= δ(Si) = 0.001 and β2 = β(Si) = 0.002.
우선, 도 5를 참조하여, 몰리브덴 층(제1 층)만이 고려될 것이며, 그 층 두께 프로파일은 도 5a에 다시 도시된다. 도 5b는 제1 층(몰리브덴 층)의 파면 효과(Δρ1)를 나노미터로 도시하며, 도 5c는 제1 층의 투과-감소 효과, 즉 상대적인 투과 손실을 도시한다. 파면 효과의 계산을 위해서는, 편차(δ1) 또는 굴절률의 실수 부분(1-δ)이 중요한데, 값 δ1 = 0.08은 통과하는 파면의 위상 속도(phase velocity)가 값 1로부터 값 0.92로 감소된다는 것을 의미한다. 결과로서 전체적으로 초래된 위상 지연은 국소 층 두께(di)에 따라 선형적으로 결정된다. 영역(I)에서, 국소 층 두께(3 nm)는 평균 층 두께를 1 nm 초과하고, 그 결과 이곳 제1 층 재료의 1 nm 초과 부분은 위상 지연 효과를 갖는다. 평균 위상 지연에 대해 대응하는 위상 지연이 도 5b에서 식별될 수 있다. 조건은 영역(IV)에서 역전되는데, 이는 몰리브덴의 단지 1 nm인 부분만이 층 두께 최소의 영역에서 효과를 갖기 때문이다. 따라서, (Mo의 2 nm에 의해 유발되는) 평균 위상 지연에 비해 더 작은 위상 지연이 초래된다.
세기 감쇠(ΔI)의 정도는 또한 층 두께(d)에 따라 결정된다. 다음의 명제가 대체로 참을 유지한다:
이 경우, 층 두께(d)는 지수 함수의 지수 내에 존재한다. 영역(I)에서, 특히 높은 상대적인 투과 손실이 국소 두께 최대를 고려하여 발생하는 반면에, 가장 작은 상대적 투과 손실은 제1 층 두께의 국소 층 두께 최소를 고려하여 영역(IV)에서 발생한다.
제2 층(규소 층)의 층 두께 프로파일은 도 6a에 도시된다. 여기서, 층 두께는 약간 더 복잡한 프로파일을 갖는데, 이는 층 두께가 예컨대, 몰리브덴 층의 국소 층 두께 최대를 고려하여 영역(I) 내에서, 그리고 Si 층 내의 국소 최소를 고려하여 영역(III)에서 특히 작은 반면에(단지 1 nm의 최소값), 영역(II, IV)에서 각각의 경우에 국소 최대값을 갖기 때문이다.
도 6b는 제2 층의 대응하는 파면 효과(Δρ2)를 도시하고, 도 6c는 x-축 상의 위치의 함수로서 제2 층의 상대적 투과 손실(ΔI2)을 도시한다.
두 층 모두의 효과는 파면이 통과할 때 위치적으로 올바르게 합산된다. Mo로 구성되는 제1 층 및 Si로 구성되는 제2 층을 포함하는 다중층 필름의 파면 효과는 도 4b에 도시된다. 도 4c는 다중층 필름의 상대적 투과 손실에 따른 위치를 도시한다.
도 4b는 위상 지연(Δρ)의 축 상에서 동일한 스케일로 두 층 모두의 파면에 대한 효과를 도시한다. 상당히 더 큰 위상 지연을 나타내는 몰리브덴이 제1 영역(I) 및 제4 영역(IV) 내에서 파면 효과의 프로파일을 지배한다는 것이 식별될 수 있다. 이와 비교하여, 규소 층의 특히 큰 절대 층 두께[영역(II)] 및 특히 작은 절대 층 두께[영역(III)]가 존재하는 영역(II, III) 내의 위상 지연 효과는 단지 매우 작다.
투과에 대한 전체 효과의 경우(도 4c)에, 몰리브덴 층에 의해 유발되는 세기 감쇠의 절대 양은 규소 층에 의해서보다 더욱 균일하게 이루어진다. 최대 국소 세기 손실과 최소 국소 세기 손실 사이의 차이는 Si 층의 보상 효과를 고려하면 순수한 Mo 층의 경우에서보다 더 작다.
제1 층 및 제2 층이 반드시 동일한 필름에 존재해야 하는 것은 아니다. 도 7은 필름 요소(FE)의 일 실시예의 개략적 단면도를 예로써 도시하는데, 여기서 제1 층 및 제2 층은 서로에 광학적으로 인접하게 위치된 공간적으로 분리된 필름 내에 배열된다. 제1 필름(F1)은 얇은 필름 기판 또는 얇은 필름 지지층(SUB1)을 가지며, 그 위에는 국소적 가변 층 두께를 갖는 제1 층(L1)(예컨대, 몰리브덴으로 구성됨)이 도포된다. 제1 필름은 기계적으로 안정적인 제1 프레임(R1)에 의해 유지되는데, 이 프레임 부분은 모두 광학적 사용 영역(UA) 외측에 놓인다. 제1 프레임(R1)은 스크류에 의해 또는 일부 다른 방식으로 동일한 제2 프레임(R2)에 견고하게 하지만 해제가능하게 연결된다. 제2 프레임은 제2 필름(F2)을 지지한다. 제2 필름(F2)은 얇은 필름 기판(필름 지지층)(SUB2)를 갖는데, 그 위에는 국소 가변 층 두께를 갖는 제2 층(L2)(예컨대, 규소로 구성됨)이 도포된다. 필름 평면에 수직한 필름들 사이의 기하학적 거리는 수 밀리미터, 예컨대, 1 mm 내지 10 mm이다. 그 결과, 설치된 상태에서, 그들은 통과하는 투영 비임의 동일한 위치(실질적으로 동일한 부개구비)에서 사실상 배열된다. 두 층(L1, L2)의 층 두께 프로파일은 상보적이다. 두 필름의 기계적 안정성은 실질적으로 필름 기판 또는 필름 지지층에 의해 결정된다. 필름 기판 또는 필름 지지층은 예컨대, 규소 또는 폴리머 재료로 구성될 수 있다.
균일한 두께의 필름 기판 또는 필름 지지층은 충분한 안정성과 함께 최적의 투과를 위해 설계되며 예컨대, 10 nm 내지 100 nm, 바람직하게는 20 nm 내지 50 nm 범위 내의 두께를 갖는다. 필름(F1)의 필름 층(L1) 및 필름(F2)의 필름 층(L2)의 재료 각각은 필름 지지층(SUB1, SUB2)의 재료와 각각 동일할 수 있으며, 동일한 재료를 갖는 보호 프로세스 동안에도, 필름 층(L1 또는 L2)과 관련 필름 지지층(SUB1 또는 SUB2)의 생산을 구별하는 것이 불가능하다.
세척 장치(도시 생략)가 두 필름(F1 및 F2)과 프레임(R1 및 R2) 사이에 장착될 수 있으며, 상기 세척 장치는 예컨대, 특정한 시간 간격으로 수소와 같은 정화 가스로 필름(F1 및 F2) 사이의 간격을 정화한다.
이 실시예에서, 두 층(제1 층 및 제2 층)은 (예컨대, 이온 비임에 의한) 후속하는 처리를 위해 자유롭게 접근될 수 있는데, 이는 층 두께 프로파일의 최적화가 간략화되기 때문이다.
도 8은 다중층 필름(MF)을 포함하는 필름 요소(FE)의 일실시예의 개략적 단면도를 예로써 도시하는데, 여기서 제1 층 및 제2 층은 필름 지지층(SUB)의 양측에 배열된다. 그 결과, 서로에게 독립적인 두 층은 처리 및 후속하는 층 두께 프로파일 변화를 위해 자유롭게 접근 가능하다. 필름 지지층(SUB)는 예컨대, Mo 또는 Si로 구성될 수 있으며, Mo와 Si로 구성된 다중층일 수도 있다. 여기서, 또한 제1 층(L1) 및 제2 층(L2)의 재료는 필름 지지층(SUB)의 재료와 동일할 수 있으며, 생산 프로세스 도중 층(L1, L2)과 필름 지지층(SUB)의 도포 사이를 구별할 필요가 없다.
도 7 및 도 8은 제1 층(L1) 및 제2 층(L2)의 충분한 안정성을 각각 고려하여 필름 지지층(SUB, SUB1, SUB2)과의 분배의 가능한 옵션을 도시하지 않는다.
도 7 및 도 8의 실시예의 경우에, 원칙적으로 상술된 것과 동일한 조건이 층 재료의 선택에 적용 가능하다. 따라서, 상술된 바가 참조된다.
도 9는 필름계 파면 보정 디바이스를 구비하거나 구비할 수 있는 다른 보호 렌즈(PO)의 일 예를 도시한다. 도 1에서와 동일한 또는 대응하는 요소는 동일한 도면 부호로 표기된다. 광학 데이터를 포함하는 투영 렌즈의 구조는 EP 1 950 594 A1에 대응하는 US 2008/0170310 A1에 개시된다(도 2). 이러한 점에서 상기 문헌의 내용은 본원의 내용에 참조로써 포함된다.
도면들은 5개의 이격된 대물 필드 지점으로부터 처리된 3개의 개별 광선의 비임 경로를 각각의 경우 도시한다.
대물 평면(OS)으로부터 처리에 있어서, 개별 광선들은 제1 미러(M1)에 의해 우선 반사된 후 연속적으로 제2 미러 내지 제6 미러(M2 내지 M6)에 의해 반사되는데, 이 미러들은 각각의 경우 매우 반사적인 다중층 코팅이 덮여진다.
미러(M1, M3, M5)는 볼록한 기본 형태를 갖는데, 즉 볼록한 최적의 정합 표면(convex best-matched surface)으로 설명될 수 있다. 미러(M2, M4, M6)는 오목한 기본 폼을 갖는데, 즉, 오목한 최적 정합 표면으로 설명될 수 있다. 후술될 때, 이러한 미러들은 간략화를 위해 단지 볼록 또는 오목으로 지칭된다. 볼록한 제3 미러(M3)는 양호한 페츠발 보정(Petzval correction)을 위해 제공된다.
5개의 대물 필드 지점의 특정한 조명 방향과 관련된 개별 광선은, 제3 미러(M3)가 부근에 배열되는, 투영 렌즈(PO)의 동공 평면(PS1) 내에서 결합된다. 따라서, 제3 미러(M3)는 동공 미러로 지칭될 수도 있다. 투영 비임을 범위 제한하기 위한 개구 조리개(aperture stop)가 동공 평면(PS1) 내에 배열될 수 있다. 상기 개구 조리개는 기계적이고 교환 가능한 조리개에 의해 제공될 수 있거나 또는 미러(M3) 상의 대응 코팅의 형태일 수도 있다.
미러(M1 내지 M4)는 중간 이미지 평면(IIS)에 대물 평면(OS)을 결상한다. 투영 렌즈의 중간 이미지 측 개구수(intermediate-image-side numerical aperture)는 0.2이다. 미러(M1 내지 M4)는 3.2배의 감소 결상 스케일을 갖는 제1 부분 결상 광학 유닛을 형성한다. 하류 미러(M5 및 M6)는 2.5배의 감소 결상 스케일을 갖는 보호 렌즈의 추가의 부분 결상 광학 유닛을 형성한다. 중간 이미지 평면(IIS)의 영역에서, 관통 개방부(OP6)가 제6 미러(M6) 내에 형성되고, 투영 비임은 제4 미러(M4)로부터 제5 미러(M5)를 향해 반사될 때 상기 개방부를 통과한다. 따라서, 제5 미러(M5)는 중심 관통 개방부(OP5)를 갖는데, 이 개방부를 통해 투영 비임은 제6 미러(M6)와 이미지 평면(IS) 사이를 통과한다.
제5 미러(M5)는 제1 동공 평면(PS1)에 대해 짝을 이루는 추가의 동공 평면(PS2)에 인접하게 배열된다. 통상적으로, 추가의 동공 평면(PS2)은 제5 미러(M5)와 제6 미러(M6) 사이의 투영 비임 경로 내에 위치되고, 그 결과 물리적으로 접근 가능한 조리개 평면(stop plane)이 추가의 동공 평면(PS2)의 위치에 존재한다.
투영 렌즈는 동공 평면(PS1, PS2) 중 하나에 중심에 놓는 방식으로 배열되는 차폐 조리개(obscuration stop)를 갖는다. 이는 중심 관통 개방부(OP5, OP6)에 지정된 투영 비임 경로의 부분 광선들을 차폐한다. 따라서, 투영 렌즈의 설계는 중심 동공 차폐를 갖는 설계로도 지칭된다.
또한, 진입 동공 평면(PS1) 내의 투영 렌즈의 진입 동공 내의 중심에 도시된 지점에 중심 대물 필드 지점을 연결하는 구별된 개별 광선이 중심 필드 지점의 주광선(chief ray)(CR)으로 이하에서 지칭된다. 제6 미러(M6)에서의 반사 후에, 중심 필드 지점(central field point)의 주광선(CR)은 이미지 평면(IS)과 대략 직각을 형성하는데, 즉 투영 노광 장치의 z-축에 대체로 평행하게 연장한다. 이미지 필드는 장방형이다.
투영 렌즈(PO)의 6개의 미러(M1 내지 M6) 모두는 회전 대칭 함수에 의해 설명될 수 없는 자유형태 표면으로 구현된다.
투영 렌즈(PO)는 파면 보정 디바이스의 필름 요소를 삽입하기 위한 복수의 위치를 갖는다.
일 실시예에서, 다중층 필름 형태인 제1 필름 요소(FE1)가 제2 미러와 제3 미러 사이의 비임 경로 내에 제1 동공 평면(PS1)에 광학적으로 인접하게 제1 위치(POS1)에 배열된다. 따라서, 파면 수차는 전체 필드에 걸쳐 균일하게 보정될 수 있다. 부개구비(SV)는 이 경우 대략 0.7 내지 0.95이다.
다른 실시예는 필름 요소에 의한 파면 수차의 필드 프로파일 보정을 시도한다. 이를 위해, 대응하여 맞춰진 필름 요소, 예컨대 다중층 필름 형태인 제2 필름 요소(FE2)가 제1 미러(M1)와 대물 평면 사이에서 대물 평면(OS)에 광학적으로 근접한 제2 위치(POS2)에 배열된다. 부개구비(SV)는 이 경우 대략 0.05 내지 0.3이다.
예로써, 필름 요소는 스캐닝 방향(y-방향)에 수직인, 즉 이미지 필드의 장축을 따르는 이미지 수차의 선형 또는 비선형 프로파일이 그 정도 내에서 보정 또는 감소될 수 있도록 설계될 수 있다.
또한, 필름 요소가 동공에 인접한 위치 및 필드에 인접한 위치 모두에 배열되는 것이 가능하다. 이 변형은 도 9에 도시된다.
투영 비임 경로 내의 위치를 도시하기 위해, 도 9는 z-방향에 평행한 평면도로 제1 필름 요소(FE1) 및 제2 필름 요소를 도시한다. 원형 프레임(R)이 각각의 경우에 식별될 수 있는데, 이러한 프레임은 부분적으로 투명한 자가-지지 다중층 필름(MF)을 지지한다. 필름 표면과 투영 비임의 교차 영역은 각각 소위 "족문(footprint)"(FP1, FP2)이다. 이 영역은 투영 비임에 의해 조명되고, 장방형 대물 필드(OF)의 필드 지점[의 무한 수(infinite number)]로부터 진행하는 모든 비임은 족문의 조명에 기여한다. 대물 평면(OS)에 인접하여, 족문(FP1)은 대략적으로 대물 필드의 [슬롯이 형성된 실수계(the real system slotted)] 장방형 형상을 갖는데, 그 코너 영역은 둥글게 된다. 동공 평면(PS1)에 인접하여, 족문(FP2)은 사실상 원형이다. 족문을 둘러싸는 최소 원은 직경(DCA)을 갖는다. 이 직경은 광학적 자유 직경으로 본원에서 지칭된다.
각 대물 필드 지점은 비임의 근원[방사의 원추(cone of radiation)]으로 그 개구 각도는 대물측 개구수에 의해 결정된다. 각 비임은 그 영역에 대응하는 부개구(SA)와 연관되는데, 이는 단일 대물 필드 지점으로부터 진행하는 비임에 의해 광학 표면(여기에서는 필드 표면) 상에 조명된다. 소정의 표면상의 부개구는 그 부개구 직경(DSA)을 특징으로 할 수 있다. 대물 평면(또는 다른 필드 평면)에 인접하여, 상기 부개구 또는 그 직경은 상대적으로 작다. 동공 평면의 영역 내에서, 이상적으로는 다른 필드 지점의 모든 부개구가 중첩되어야 하며, 각 비임은 전체 사용 동공을 조명한다.
필드에 인접한 제1 필름 요소(FE1)의 부개구비 SV = DSA/ DCA는 상대적으로 작은 반면에(예컨대, 대략 0.05와 0.3 사이), 동공 평면(PS1)에 광학적으로 인접하게 배열되는 제2 필름 요소(FE2)에서 SV는 값 1에 근접하며, 예컨대, 0.7과 0.95 사이라는 것이 질적으로 식별될 수 있다.
필름 요소가 실제 설계될 수 있는 방식이 예로써 이하에서 설명된다. 이러한 설명은 모든 실시예에 적용된다.
필름 요소의 과업은 목표 조건에 따라 파면 변동 및/또는 투영 렌즈의 투과 변동을 설정하는 것이다.
이를 위한 시작 지점은 하나 또는 복수의 필드 지점에서의 파면 및/또는 투과이다. 이들은 측정 및/또는 시뮬레이션에 의해 얻어질 수 있다. 복수의 필드 지점에 대한 외삽 및/또는 내삽이 추가적으로 가능하다. 이러한 방식으로 얻어진 데이터들이 후술되는 최적화 단계를 위한 시작 지점이며, 각각 파면 데이터 및/또는 투과 데이터로 지칭된다.
제1 단계에서는, 파면이 필름 요소의 "완전 파면 보정층"에 의해 보정될 수 있다는 것이 가정된다. "완전 파면 보정층"은 이론적인 층으로서, 그 작동 파장(λ)에서 복소 굴절률(n)은 n = 0 + Oi이며, 그에 따라 1 nm 파면 보정층 감소(층 두께 차이)가 1 nm 파면 위상으로 전환되는 것으로 이해된다. 무한히 빠르게 이동하는 것으로 모델링된 광선의 개념은 스위트 모델(Sweatt model)로부터 차용된다. 설명을 위한 대안으로서, 이론적 층을 사용하는 것도 가능한데, 이 이론적 층은 작동 파장(λ)에서의 복소 굴절률(n)이 n = 0.9 + Oi이며, 그에 따라 1 nm 파면 보정층 감소(층 두께 차이)가 0.1 nm 파면 위상으로 전환된다. 이 경우, 파면 보정층 두께의 계산 후에, 파면 보정층 두께는 "완전 파면 보정층"을 얻기 위해 인자 0.1에 의해 승산되어야 한다.
소정의 파면 데이터를 위해, 투영 렌즈의 비임 경로 내에 규정되는 필름 요소 위치에 대해, 완전 파면 보정층이 적절하게 공식화된(formulated) 최적화 문제에 의해 이제 계산된다. 이를 위해, 우선 소위 기초 변형(basis deformation)이 계산된다. 이러한 기초 변형은 예컨대, 비임 경로 내에 위치되는 필름 요소의 필름의 광학적으로 사용되는 영역(광학적 사용 영역)을 완전히 둘러싸는 원형 영역 상에 규정되는 소정의 최대 진폭(예컨대, 1 nm)을 갖는 제르니케 다항식 형태를 가질 수 있다. 제르니케 다항식 외에도, 스플라인 또는 B-스플라인 또는 넙스(nurbs)를 사용할 수도 있는데, 그 계산 필드는 마찬가지로 필름 요소의 필름의 광학적으로 사용되는 영역을 완전히 둘러싼다. 그에 따라 얻어지는 이러한 기초 변형(예컨대, 36 또는 64 또는 100 제르니케 및/또는 25 또는 49 또는 100 스플라인 또는 B-스플라인 또는 넙스)을 위해, 그의 광학적 민감도는 광학적 설계 프로그램의 보조로 계산된다. 즉, 완전 파면 보정층 내의 기초 변형의 파면 효과가 계산된다.
따라서, 기초 변형은 조작자 자유도(manipulator degrees of freedom)로서 해석된다. 따라서, 최적화 문제는 상기 자유도에 의해 가능한 양호하게 원하는[필드 지점마다(field point by field point)] 파면 효과를 근사하는 것에 있다. 이는 예컨대, 최소화 문제를 해결함으로써 수행될 수 있다.
이 경우, M은 n 기초 이미지 수차(elementary image aberration)로 전개되는 m 기초 변형을 갖는 n x m 행렬을 나타낸다. 이들 기초 이미지 수차는 예컨대, 상이한 필드 지점에서의 픽셀 단위의 파면 값(pixel by pixel wavefront value)일 수 있으며, 상이한 필드 지점 또는 그의 중첩 위치에서 이 파면들의 제르니케 계수가 선택된다. 벡터(p)는 사전 규정된 방식으로 파면 데이터를 설명하고, x는 발견될 조작된 벡터(manipulated vector)를 지칭하는데, 이는 중첩될 기초 변형의 진폭을 설명하며, G는 적절한 가중 행렬(weight matrix), 예컨대, 스칼라 곱을 구비하는 단위 행렬이다. 본원에 제시된 방법은, 소위 티코노프 규칙(Tikhonov regularization)인데, 이는 예컨대, 에이. 리이더(A. Rieder)의 "Keine Probleme mit inversen Problemen[역전 문제에 문제 없음(No problems with inverse problems)]"(Vieweg, 2003 제70면(예 3.3.11) 및 제4장)에 더욱 상세하게 설명된다. 또한, 이는 예컨대, 가우스 소거법과 같은 공지된 방법 중 하나에 의해 이를 해결하기 위해 최소화 문제가 방정식 시스템으로 변경될 수 있는 방법을 설명한다. 대안적으로, 인터넷 페이지 http://en.wikipedia.org/wiki/Tikhonov regularization가 참조될 수도 있다(2012년 2월 8일 시점).
다른 가능한 방법이 다른 문제와 관련하여 WO 2010/034674 A1에 개시되어 있다.
이러한 방법의 사용은 필름 요소의 "완전 파면 보정층"의 프로파일의 조건을 초래하는데, 이는 위치-의존적 층 두께를 설명하기 위한 함수 w := w(x,y)를 특징으로 한다. 함수(w)는 양의 층 두께 값 및 음의 층 두께 값 모두를 가질 수 있다. 음의 층 두께 값이 제거되는 방식은 이후에 설명된다.
상술된 절차가 완전 파면 보정층을 계산하기 위한 단지 하나의 예시적 절차라는 것이 언급되어야 한다.
투영 렌즈의 투과 거동만이 보정되는 것으로 의도된 경우라면, 파면 보정층은 함수 w = w(x,y) = 0으로 설명될 수 있다.
제2 단계에서는, 우선 투과 프로파일이 필름 요소의 "완전 투과 보정층"에 의해 보정될 수 있다는 것이 가정된다.
작동 파장(λ)에서 복소 굴절률 n = (1-δ)+iβ를 갖는 재료가 처음에 제공될 것이다. 광선이 이 재료의 경로 길이(d)를 커버하는 경우, 투과(t)는 다음과 같다:
t = exp(-(4π/λ)dβ).
이때 불리한 점은 투과가 더 이상 재료의 두께에 따라 선형적으로 변하지 않으며, 오히려 지수적으로 변한다는 점이다. 이는 우선 선형 방정식 시스템으로 상기 문제를 감소시키기 위한 접근 방법이 실패하는 효과를 갖는다.
반대로, In t = - (4π/λ)dβ로 제공되는 로그 투과(logarithmic transmission) In t가 고려되는 경우, 로그 투과는 재료의 두께와 함께 선형적으로 변경된다는 것이 명백하다.
"완전 로그 투과 보정층(perfect logarithmic transmission correction layer)"은 복소 굴절률이 n = 0+ 1i인 이론적 층인 것으로 이해된다.
소정의 투과율 데이터 T(x,y)에 대해, 로그 투과 데이터 In T(x,y)가 계산된다. 이는 모든 지점(x,y)에서 투과율 T(x,y)가 0보다 크기 때문에 언제나 가능하다. 투영 렌즈의 비임 경로 내에 규정되는 필름 요소 위치에 대해, 완전 로그 투과 보정층이 적절하게 공식화된 최적화 문제에 의해 계산된다.
이후, 최적화 문제가 해결된다. 이를 위해, 우선 소위 기초 변형(basis deformation)이 다시 한번 계산된다. 이 기초 변형은 예컨대, 비임 경로 내에 위치되는 필름 요소의 필름의 광학적으로 사용되는 영역을 완전히 둘러싸는 원형 영역 상에 규정되는 특정한 최대 진폭(예컨대, 1 nm)를 갖는 제르니케 다항식의 형태를 가질 수 있다. 제르니케 다항식 외에도, 스플라인 또는 B-스플라인 또는 넙스(nurbs)를 사용할 수도 있는데, 그 계산 필드는 마찬가지로 필름 요소의 필름의 광학적으로 사용되는 영역을 완전히 둘러싼다. 그에 따라 얻어지는 이러한 기초 변형(예컨대, 36 또는 64 또는 100 제르니케 및/또는 25 또는 49 또는 100 스플라인 또는 B-스플라인 또는 넙스)을 위해, 그의 광학적 민감도는 광학적 설계 프로그램의 보조로 계산된다. 즉, 완전 투과 보정층 내의 기초 변형의 투과 효과가 계산된 후 로그 투과 효과가 결정된다.
따라서, 기초 변형은 조작자 자유도로서 해석된다. 따라서, 최적화 문제는 상기 자유도에 의해 가능한 양호하게 원하는[필드 지점마다(field point by field point)] 파면 효과를 근사하는 것에 있다. 이는 예컨대, 최소화 문제를 해결함으로써 수행될 수 있다.
이 경우, N은 k 기초 이미지 수차로 전계되는 l 기초 변형을 갖는 k x l 행렬을 나타낸다. 이 기초 이미지 편차들은 예컨대, 상이한 필드 지점에서의 픽셀 단위의 투과 파면 값(pixel by pixel transmission front value)일 수 있으며, 상이한 필드 지점들 또는 그의 중첩에서 이러한 투과 파면의 제르니케 계수가 선택된다. 벡터(q)는 사전에 규정된 방식으로 로그 투과 데이터를 설명하고, y는 발견될 조작된 벡터를 지칭하는데, 이는 중첩될 기초 변형의 진폭을 설명하며, H는 적절한 가중 행렬, 예컨대, 스칼라 곱을 구비한 단위 행렬이다. 최종 최소화 문제는 파면 데이터의 경우와 마찬가지로 해결된다.
이러한 방식의 사용은 필름 요소의 완전 로그 투과 보정층의 프로파일의 조건을 초래하는데, 이는 위치-의존적 로그 층 두께를 설명하기 위한 함수 s := s(x,y)를 특징으로 한다.
상술된 절차는 단지 완전 로그 투과 보정층을 계산하기 위한 하나의 예시적 절차라는 것이 언급되어야 한다.
투영 렌즈의 파면 거동만이 보정되는 것으로 의도된 경우, 로그 투과 보정층은 함수 s = s(x,y) = 0에 의해 설명될 수 있다.
이제, 실제 재료로의 전이를 이루기 위한 모든 정보가 해 제공된다. 따라서, 다음과 같은 복소 굴절률 n1 = (1-δ1) + iβ1을 갖는 제1 층을 위한 재료 M1 및 n2 = (1-δ2) + iβ2를 갖는 제2 층을 위한 재료 M2를 준비한다.
예로써, 몰리브덴(Mo)은 제1 층의 재료로 사용될 수 있으며, 규소(Si)는 제2 층의 재료로 사용될 수 있다.
제1 및 제2 재료의 재료 두께 m2 = m2(x,y) 및 m2 = m2(x,y), 즉 제1 및 제2 층 두께는 따라서 다음의 방정식 시스템이 모든 지점(x,y)에서 만족되도록 결정될 것이다.
δ1m1(x, y) + δ2m2(x, y) = w(x, y)
exp(-4π/λ(β1m1(x,y)+β2m2(x,y))) = exp(s(x,y))
예컨대 치수 101 x 101 또는 201 x 201 또는 501 x 501의 격자 상의 지점(x,y)의 적절한 이산화(discretization)는 상기 방정식 시스템을 해결할 수 있게 하여, 재료 두께(m1 및 m2)에 대한 모든 정보가 충분히 정밀한 그리드 상에서 추정될 수 있게 한다. 제2 방정식을 로그화(logarithmizing)하여, 이 방정식 시스템은 다음과 같은 선형 방정식 시스템으로도 축소될 수 있다.
δ1m1(x,y) + δ2m2(x,y) = w(x,y)
-4π/λ(β1m1(x,y) + β2m2(x,y)) = s(x,y)
이 방정식 시스템은 예컨대, 이산화 그리드의 모든 지점(x,y)에 대해 가우스 소거법과 같은 통례의 방법에 의해 해결될 수 있으며, 국소 재료 두께 m1 = m1(x,y) 및 m2 = m2(x,y)가 얻어진다.
이 경우, 함수 m1 = m1(x,y) 및 m2 =m2(x,y)는 모두 양의 함수 값 및 음의 함수 값을 가질 수 있으며, 반드시 두께 조건을 생성하는데, 이는 이러한 이론적 재료 두께로부터 구현될 수 있다. 우선, 재료 M1 및 M2의 재료 최소 두께 d1 = d1(x,y) 및 d2 =d2(x,y)가 결정되는데, 이는 반드시 구현된 필름 요소에 의해 초과되어야 한다. 재료 최소 두께는 국소적으로 변경될 수 있거나 일정할 수 있다.
Mo이 제1 층 재료로 사용되는 경우에는, 예컨대, 5 nm 또는 10 nm 또는 20 nm의 위치-의존적 최소 두께가 선택될 수 있다. Si이 제2 층 재료로 사용되는 경우에는, 예컨대, 10 nm 또는 20 nm 또는 50 nm의 위치-의존적 최소 두께가 선택될 수 있다.
이후, 다음과 같은 재료 두께 조건이 계산된다.
단지 위상 효과를 변경하는 문제인 파면 보정이 그 전체 범위 내에서 구현된다는 것은 명백하다. 하지만, 투과 보정은 1 보다 작은 일정 인자(constant factor)까지만 구현될 수 있는데, 이는 고려되는 작동 파장에서 임의의 층 두께는 상당한 투과 손실을 초래하고 시스템의 투과는 재료 두께의 추가에 의해서만 감소될 수 있기 때문이다.
도 10은 다수의 예를 기초로 상술된 절차를 사용할 때 얻어지는 중요한 결과를 도시하고: 도 10a는 다중층을 포함하는 필름 요소 상에 구현되도록 의도되는 "완전 파면 보정층"의 프로파일 d1' [nm]을 도시한다. "완전 파면 보정층" w(x,y)의 최고점(highest elevation)과 최저점(deepest valley) 간의 차이의 PV 값은 대략 1.4 nm이다. 따라서, 대략 1.4 nm의 최대 위상차를 갖는 파면 프로파일이 보정된다. 필름 요소는 파면 보정층에 의해 유도되는 투과 변동을 보정하는 것으로만 의도된다는 것이 추가로 가정된다. "완전 로그 투과 보정층" s(x,y)은 따라서 상수로서 0과 동일한 것으로 가정된다.
몰리브덴(Mo)이 파면 보정층의 재료로 선택되고 규소(Si)가 투과 보정층을 위한 재료로 선택된다. 두 재료 모두는 파면 보정에 기여한다. 도 10b는 상기 방정식 시스템을 해결함으로써 얻어지는 파면 보정층의 계산 층 두께 프로파일 d1' [nm]을 도시한다. 이 경우, 양의 두께 값 및 음의 두께 값 모두가 발생하는 점이 주목할만하다.
도 10b로부터의 계산 층 두께 값은 도 10c의 실행 가능한 층 두께 값 d1 [nm]으로 변환되었다. 이를 위해, 일정한 층 두께를 갖는 층이 계산 층 두께 프로파일에 추가되었으며, 그 결과, 얻어진 층 두께의 가장 작은 값은 이 재료에 특정된 최소 층 두께보다 크거나 그와 동일하다. 도 10c에서, 예로써 값 5 nm가 몰리브덴(Mo)을 위한 특정한 최소 층 두께로 선택되었다. 20 nm 또는 100 nm 또는 500 nm를 갖는 일정한 층이 이와 관련하여 파면 프로파일에 크게 영향을 미치지 않기 때문에, 이러한 절차가 가능하다.
도 10d은 방정식 시스템을 해결함으로써 얻어지는 투과 보정층의 계산 층 두께 프로파일 d2' [nm]을 도시한다. 양의 층 두께 및 음의 층 두께가 이 경우 다시 한번 발생한다. 예로써, 20 nm가 규소의 특정 최소 층 두께에 대한 값으로 선택되는 경우, 이는 도 10e에 도시된 투과 보정층의 실현 가능한 층 두께 프로파일 d2 [nm]를 초래한다.
필름 요소의 다중층의 두께 프로파일은 도 10f에 도시되는데: 규소의 더 두꺼운 상위 가변층은 몰리브덴의 더 얇은 하위 가변층 상에 도포된다. 두 층들의 두께의 상보적 거동은 위치 x = 0.75 및 x = 0.5에서 쉽게 식별 가능하다. 두 층들은 또한 상호 교환 가능한데, 즉 몰리브덴의 더 얇은 층이 규소의 더 두꺼운 층 상에 도포될 수도 있다.
도 10g는 도 10f에 도시되는 필름 요소의 다중층에 의해 생산된 파면 프로파일로부터의 도 10a에 사전 규정된 파면 프로파일의 편차(AWF)를 도시한다. 이 편차는 일정하며 따라서 광학적으로 중립이다.
도 10h는 도 10f에 의해 도시되는 필름 요소의 다중층의 투과 프로파일을 도시한다. 처음에 사전 규정된 바와 같이 이 투과 프로파일은 변경을 갖지 않는다. 여기에 도시된 대략 83.6%의 투과율(T)은 도 10f에 도시된 단지 두개 층을 고려한다. 상술된 바와 같이, 필름 요소는 추가의 층들 또는 투과를 추가적으로 감소시킬 수 있는 지지 구조를 포함할 수도 있다.
Claims (44)
- 투영 렌즈(PO)로서, 극자외 범위(EUV)로부터의 작동 파장(λ)을 갖는 전자기 방사에 의해 투영 렌즈의 이미지 평면(IS)으로 투영 렌즈의 대물 평면(OS) 내에 배열되는 패턴을 결상하기 위한 투영 렌즈이며,
미러 표면을 갖는 다수의 미러(M1 내지 M6)를 포함하며, 상기 미러 표면은 대물 평면 내에 배열되는 패턴이 상기 미러에 의해 이미지 평면에 결상될 수 있는 방식으로 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 투영 비임 경로 내에 배열되는, 투영 렌즈에 있어서,
파면 보정 디바이스(WFC)로서, 파면 보정 디바이스의 작동 모드에서 투영 비임 경로 내에 배열되고 작동 파장(λ)에서 광학적 사용 영역 내에 충돌하는 EUV 방사의 적어도 50%를 투과시키는 필름을 갖는 필름 요소를 포함하고, 필름 요소는 필름이 광학적 사용 영역 내에서 자가-지지하는 방식으로 필름을 지지하는 프레임을 갖는, 파면 보정 디바이스를 포함하고,
상기 필름 요소는,
제1 복소 굴절률 n1 = (1-δ1) + iβ1을 갖는 제1 층 재료로 구성되고 제1 층 두께 프로파일에 따라 상기 사용 영역에 걸쳐 국소적으로 변경되는 제1 광학 층 두께를 갖는 제1 층(L1)과,
제2 복소 굴절률 n2 = (1-δ2) + iβ2를 갖는 제2 층 재료로 구성되고 제2 층 두께 프로파일에 따라 상기 사용 영역에 걸쳐 국소적으로 변경되는 제2 광학 층 두께를 갖는 제2 층(L2)을 포함하고,
상기 제1 층 두께 프로파일 및 제2 층 두께 프로파일은 상이하고,
1로부터의 제1 굴절률의 실수 부분의 편차(δ1)는 제1 층 재료의 흡수 계수(β1)에 비해 크며, 1로부터의 제2 굴절률의 실수 부분의 편차(δ2)는 제2 층 재료의 흡수 계수(β2)에 비해 작은 것을 특징으로 하는
투영 렌즈. - 제1항에 있어서,
투영 비임의 모든 광선들이 20°미만의 입사 각도로 광학적 사용 영역 상에 입사되는 방식으로 필름 요소가 투영 비임 경로 내에 배열되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
필름 요소는 전체 광학적 사용 영역 내에서 충돌하는 EUV 방사에 대해 적어도 70%의 투과도를 갖는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
투영 렌즈는 대물 평면과 이미지 평면 사이에 적어도 하나의 동공 평면을 가지며, 필름 요소는 동공 평면 내에 또는 동공 평면에 광학적으로 인접하게 배열되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
투영 렌즈는 대물 평면 또는 이미지 평면에 광학적으로 인접한 필름 요소를 가지는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
필름 요소는 제1 층 및 제2 층을 포함하는 다중층 필름을 포함하는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 층은 필름 요소의 제1 필름 상에 장착되고 제2 층은 필름 요소의 제2 필름 상에 장착되며, 상기 제2 필름은 제1 필름과 물리적으로 분리된
투영 렌즈. - 제7항에 있어서,
제1 필름과 제2 필름 사이의 기하학적 거리는 10 cm 미만인
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
작동 파장은 5 nm와 20 nm 사이이며, 제1 효율비 V1=δ1/β1은 5보다 큰
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
V1=δ1/β1 및 V2=δ2/β2이고, 비율 V1/V2은 2보다 큰
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
작동 파장은 7 nm 내지 20 nm의 파장 범위 내에 있으며, 제1 층 재료는 루테늄(Ru), 지르코늄(Zr), 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb), 크롬(Cr), 베릴륨(Be), 금(Au), 이트륨(Y), 이트륨 실리사이드(Y5Si3), 지르코늄 실리사이드(ZrSi2)의 그룹으로부터, 또는 이 재료들 중 하나로 적어도 90%까지 구성되는 재료 조성물로부터 선택되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
작동 파장은 6 nm와 7 nm 사이의 파장 범위 내에 있으며, 제1 층 재료는 NbOB4C, NbO2, Nb2O5, RuO4, MoO2, Rh2O3, C, Te, In, Ba, Sn, RuO2, MoO3, La, B, B4C, BN, ZrO2의 그룹으로부터 또는 이러한 재료들 중 하나로 적어도 90%까지 구성되는 재료 조성물로부터 선택되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
광학적 사용 영역 내의 제1 광학 층 두께의 가장 큰 국소 값과 가장 작은 국소 값 사이의 제1 PV 비율은 2 내지 6의 범위 내에 있는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제2 층 두께 프로파일은 제1 층 두께 프로파일과 상보적인
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 층 및 제2 층의 층 두께는, 최대 파면 변화의 영역에서 작동 파장의 적어도 3%의 파면 변화를 초래하도록 설계되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제2 층 두께는 광학적 사용 영역 내의 적어도 하나의 위치에서 작동 파장보다 큰
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 층은 광학적 사용 영역 내에 거울 대칭이나 방사 대칭이나 회전 대칭을 갖지 않는 비대칭 제1 층 두께 프로파일을 갖는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
필름은 제1 필름 표면, 제2 필름 표면, 및 제1 필름 표면과 제2 필름 표면 사이에서 측정된 1 μm 미만의 필름 두께를 가지는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
필름은 보호층 재료로 구성되는 외부 보호층을 적어도 하나의 필름 표면에 구비하며, 상기 보호층 재료는 상기 보호층에 바로 인접한 내부층보다 주변 영향에 더 저항적이며, 상기 보호층 재료는 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 카본(C), 규소(Si) 및 Si3N4(규소 나이트라이드)의 그룹으로부터 선택되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
필름은 단지 하나의 제1 층 또는 단지 하나의 제2 층 또는 단지 하나의 제1 층과 단지 하나의 제2 층을 포함하는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
다중층 필름은, 작동 파장에 대해 반사-감소 효과를 가지며 제1 층 및 제2 층 중 적어도 하나를 직접 인접시키는 방식으로 배열되는 적어도 하나의 반사 방지층을 포함하는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 하나의 중간층은 제1 층과 제2 층 사이에 배열되고, 상기 중간층은 반사 방지층 및 확산 차단층 중 적어도 하나이며, C, B4C, SixNy, SiC, Mo2C, MoSi2, Y5Si3 또는 Nb4Si, 또는 이들 재료 중 하나를 포함하는 조성물로 구성되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
다중층 필름은 제1 층 및 제2 층에 부가하여 10보다 적은 수의 추가 층을 포함하는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 층 및 제2 층 중 적어도 하나는 이질 층 구조를 갖도록 구성되고, 몰리브덴을 기초로 하는 제1 층은 내부 층 구조를 갖는데, 이 내부 층 구조에서는 몰리브덴으로 구성되는 상대적으로 두꺼운 부분 층들이 그와 비교할 때 얇은 결정화 중지 층에 의해 분리되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
광학적 사용 영역은 50 nm 이상의 최소 직경을 가지는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
필름 요소는 격자형 지지 구조를 가지며, 상기 격자형 지지 구조는 광학적 사용 영역 내에서 필름과 접촉하여 필름을 안정화하며, 격자형 지지 구조는 육각형 또는 다른 다각형 개방부를 형성하는 버팀대를 갖는 벌집형 구조를 갖는
투영 렌즈. - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
투영 렌즈는 투영 비임 경로 내의 그들의 위치에서 미러를 유지하기 위한 유지 구조를 가지며, 필름 요소는 교환 가능한 홀더 상에 배열되고, 상기 교환 가능한 홀더는 필름 요소가 교환 가능한 홀더의 이동에 의해 투영 비임 경로 외측에 또는 투영 비임 경로 내에 선택적으로 배열될 수 있는 방식으로 유지 구조에 대해 이동 가능하며, 투영 렌즈의 비임 경로 내에 필름 요소를 위치시키기 위해 필름 요소의 각각의 설치 위치에 대해 투영 렌즈 상에 접근 샤프트가 제공되는
투영 렌즈. - EUV 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치의 투영 렌즈에 사용하기 위한 필름 요소이며,
극자외 범위(EUV)로부터 작동 파장(λ)에서 광학적 사용 영역 내의 필름 요소 상에 충돌하는 EUV 방사의 적어도 50%를 투과시키는 필름으로서, 필름 요소는 필름이 광학적 사용 영역 내에서 자가-지지하는 방식으로 필름을 지지하는 프레임을 갖는, 필름을 포함하며,
상기 필름 요소는
제1 복소 굴절률 n1 = (1-δ1) + iβ1을 갖는 제1 층 재료로 구성되고 제1 층 두께 프로파일에 따라 상기 사용 영역에 걸쳐 국소적으로 변경되는 제1 광학 층 두께를 갖는 제1 층과,
제2 복소 굴절률 n2 = (1-δ2) + iβ2를 갖는 제2 층 재료로 구성되고 제2 층 두께 프로파일에 따라 상기 사용 영역에 걸쳐 국소적으로 변경되는 제2 광학 층 두께를 갖는 제2 층을 포함하고,
상기 제1 층 두께 프로파일 및 제2 층 두께 프로파일은 상이하고,
1로부터의 제1 굴절률의 실수 부분의 편차(δ1)는 제1 층 재료의 흡수 계수(β1)에 비해 크며, 1로부터의 제2 굴절률의 실수 부분의 편차(δ2)는 제2 층 재료의 흡수 계수(β2)에 비해 작은
필름 요소. - 제29항에 있어서,
필름 요소는 전체 광학적 사용 영역 내에 충돌하는 EUV 방사에 대해 적어도 70%의 투과도를 가지는
필름 요소. - 제29항 또는 제30항에 있어서,
필름 요소는 제1 층 및 제2 층을 포함하는 다중층 필름을 포함하는
필름 요소. - 투영 렌즈(PO)로서, 작동 파장(λ) 주변의 극자외 범위(EUV)로부터의 전자기 방사에 의해 투영 렌즈의 이미지 평면(IS)에 투영 렌즈의 대물 평면(OS) 내에 배열되는 패턴을 결상하기 위한 투영 렌즈이며,
미러 표면을 갖는 다수의 미러(M1 내지 M6)를 포함하며, 상기 미러 표면은, 대물 평면 내에 배열되는 패턴이 미러에 의해 이미지 평면에 결상될 수 있는 방식으로, 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 투영 비임 경로 내에 배열되고, 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 진행하는 투영 비임의 광선은 파면을 형성하는, 투영 렌즈에 있어서,
필름 요소를 포함하는 파면 보정 디바이스(WFC)로서, 상기 필름 요소는 파면 보정 디바이스의 적어도 하나의 작동 모드에서 투영 비임 경로 내에 배열되고 광학적 사용 영역 내에서 필름 요소 상에 충돌하는 EUV 방사의 적어도 50%를 투과시키는, 파면 보정 디바이스를 포함하고,
필름 요소는 필름이 광학적 사용 영역 내에서 자가-지지하는 방식으로 필름을 지지하는 프레임을 갖고,
필름 요소가 투영 비임 경로 내에 존재할 때, 이미지 평면 내에 이미지 형성을 초래하는 파면이 필름 요소가 없을 때보다 파면의 원하는 프로파일에 더 근접하는 방식으로 파면이 필름 요소에 의해 변경되는
투영 렌즈. - 제32항에 있어서,
필름 요소는, 투영 비임의 모든 광선이 20°미만의 입사 각도로 광학적 사용 영역 상에 입사하는 방식으로 투영 비임 경로 내에 배열되는
투영 렌즈. - 제32항 또는 제33항에 있어서,
적어도 하나의 동공 평면이 대물 평면과 이미지 평면 사이에 놓이고,
필름 요소는 동공 평면 내에 또는 동공 평면과 광학적으로 인접하게 배열되는
투영 렌즈. - 투영 렌즈(PO)로서, 작동 파장(λ) 주변의 극자외 범위(EUV)로부터의 전자기 방사에 의해 투영 렌즈의 이미지 평면(IS)에 투영 렌즈의 대물 평면(OS) 내에 배열되는 패턴을 결상하기 위한 투영 렌즈이며,
미러 표면을 갖는 다수의 미러(M1 내지 M6)를 포함하며, 상기 미러 표면은 대물 평면 내에 배열되는 패턴이 상기 미러에 의해 이미지 평면 내로 결상될 수 있는 방식으로 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 투영 비임 경로 내에 배열되고, 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 진행하는 투영 비임의 광선은 파면을 형성하는, 투영 렌즈에 있어서,
제1 필름과,
제1 필름과 분리된 제2 필름을 포함하고,
상기 필름 각각은 극자외 범위로부터 작동 파장에서, 광학적 사용 영역 내의 필름 상에 충돌하는 EUV 방사의 적어도 50%를 투과시키며,
제1 필름과 제2 필름은 제1 필름과 제2 필름이 광학적 사용 영역 내에서 자가-지지하는 방식으로 제1 필름과 제2 필름을 각각 지지하는 프레임을 가지는 것을 특징으로 하는
투영 렌즈. - 제35항에 있어서,
적어도 하나의 동공 평면은 대물 평면과 이미지 평면 사이에 놓이며, 제1 필름 및 제2 필름 중 적어도 하나는 동공 평면 내에 또는 동공 평면에 광학적으로 인접하게 배열되는
투영 렌즈. - 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 투영 렌즈를 생산하는 방법이며,
다수의 미러를 장착하는 단계로서, 대물 평면 내에 배열되는 패턴이 미러에 의해 이미지 평면에 결상될 수 있는 방식으로, 미러 표면이 대물 평면과 이미지 평면 사이에서 투영 비임 경로 내에 배열되도록 제공된 위치에 다수의 미러를 장착하는 단계와,
투영 렌즈의 파면 수차를 결정하는 단계와,
투영 렌즈의 파면 수차로부터 설치 위치를 위한 위치-의존적 파면 보정을 계산하는 단계와,
필름 요소를 처리하는 단계로서, 필름 요소가 설치 위치에서 투영 비임 내로 삽입되면, 파면 보정이 필름 요소에 의해 수행되는 방식으로 필름 요소를 처리하는 단계와,
설치 위치에 처리된 필름 요소를 설치하는 단계를 포함하며,
필름 요소는 필름이 광학적 사용 영역 내에서 자가-지지하는 방식으로 필름을 지지하는 프레임을 갖는
투영 렌즈를 생산하는 방법. - 제37항에 있어서,
파면 수차를 결정하기 전에, 필름 요소는 투영 비임 경로 내에서 사전 규정된 설치 위치에 설치되고, 파면 수차를 결정한 후에, 필름 요소는 투영 비임 경로로부터 제거되고, 후속하여 필름 요소가 설치 위치에서 투영 비임 경로 내로 삽입되면 필름 요소에 의해 파면 보정이 수행되는 방식으로 처리되는
투영 렌즈를 생산하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
중간 이미지 평면이 대물 평면과 이미지 평면 사이에 놓이고, 필름 요소는 중간 이미지 평면 내에 또는 중간 이미지 평면에 광학적으로 인접하게 배열되는
투영 렌즈. - 제7항에 있어서,
제1 필름과 제2 필름 사이의 광학 거리는 제1 및 제2 필름의 부개구비가 0.05 미만만큼 서로 차이가 나도록 치수가 결정되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
작동 파장은 5 nm와 20 nm 사이이며, 제2 효율비 V2=δ2/β2는 0.6보다 작은
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
작동 파장은 7 nm 내지 20 nm의 파장 범위 내에 있으며, 제2 층 재료는 규소(Si) 및 게르마늄(Ge) 그룹으로부터 또는 이 재료들 중 하나로 적어도 90%까지 구성되는 재료 조성물로부터 선택되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
작동 파장은 6 nm와 7 nm 사이의 파장 범위 내에 있으며, 제2 층 재료는 Y 또는 Rb 그룹으로부터 또는 이 재료들 중 하나로 적어도 90%까지 구성되는 재료 조성물로부터 선택되는
투영 렌즈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
광학적 사용 영역 내의 제2 광학 층 두께의 가장 큰 국소 값과 가장 작은 국소 값 사이의 제2 PV 비율은 2 내지 6의 범위 내에 있는
투영 렌즈.
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