KR102091776B1 - 이미징 반사형 euv 투영 광학 유닛 - Google Patents

이미징 반사형 euv 투영 광학 유닛 Download PDF

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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

이미징 반사형 투영 광학 유닛(7)은 오브젝트 평면(5)의 오브젝트 필드(4)를 이미지 평면(9)의 이미지 필드(8)내로 이미징하는 적어도 4개의 미러(Ml 내지 M4)를 갖는다. 광학 유닛의 제 1 주광선 평면(yz)은 미러 중 하나(Ml)에서의 반사 동안 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선(16)의 전파에 의해 규정된다. 광학 유닛의 제 2 주광선 평면(xy; xz)은 다른 미러 중 하나(M3, M4)에서의 반사 동안 상기 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선(16)의 전파에 의해 지시된다. 2개의 상기 주광선 평면(yz, xy)은 0과 다른 각도를 포함한다. 대안적이거나 추가적인 측면에서, 이미지 필드(8)를 통해 고려되는 상기 이미징 광학 유닛(7)은 10%의 최대 디어테뉴에이션(D) 또는 개별적으로 고려된 조명 각에 대한 이미징 광의 접선방향 편광을 선호하는 디어테뉴에이션을 갖는다. 양쪽 측면의 결과는, 성가진 편광 영향이 이미징 광학 유닛의 미러에서의 이미징 광의 반사 동안 감소되는 이미징 광학 유닛이다.

Description

이미징 반사형 EUV 투영 광학 유닛{IMAGING CATOPTRIC EUV PROJECTION OPTICAL UNIT}
독일 특허 출원 10 2011 083 888.0의 내용이 참조로서 통합된다.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 이미징 반사형 EUV 투영 광학 유닛 및 청구항 5 및 청구항 7의 전제부에 따른 이미징 반사형 광학 유닛에 관한 것이다.
이러한 이미징 광학 유닛은 US 2010/0231886 A1에서 알려져 있다. 이러한 이미징 광학 유닛은 투영 노광 장치의 일부이며 레티클의 구조가 집적 회로를 생성하기 위해 투영 리소그래피에서 이미징될 때 사용된다.
본 발명의 목적은 서두에 명시된 형태의 이미징 광학 유닛을 개발하여 성가신 편광 영향을 줄이는 것이다.
제 1 측면에 있어서, 이러한 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 명시된 특성을 갖는 이미징 광학 유닛에 의해 성취된다.
본 발명에 따라, 성가신 편광 영향은 0과 다른 각도를 포함하는 적어도 2개의 주광선 평면을 통해 전파하는 주광선을 제공함으로써 감소될 수 있는 것이 확인되었다. 그러므로, 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선은 정확히 하나의 평면에서만 더 이상 나아가지 않는다. 이것은, 미러 반사도에 대한 편광 영향을 보상하기 위해 사용될 수 있고, 이 영향은, 일반적으로 개별 미러 상의 입사의 평면에 먼저 수직으로 그리고 두번째로 평행으로 상이하다. 주광선의 전파에 의해 개별적인 주광선 평면을 한정하는 것은, 미러 상에 입사하는 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선 및 미러를 떠나는 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선이 0과 다른 각을 포함하고 주광선 평면을 스패닝하며, 즉, 양쪽 주광선은 주광선 평면에 놓인다는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 광학 유닛에 의해 감소될 수 있는 성가신 편광 영향은 이미징 광학 유닛의 큰 이미지 필드-측 개구수의 결과로 큰 조명각의 결과로서 나타날 수 있다. 성가신 편광 영향은 광학 유닛의 미러에서의 이미징 광의 반사 동안 나타날 수 있다.
이미징 광학 유닛은 적어도 0.4의 이미지 측 개구수를 가질 수 있다. 이미징 광학 유닛의 이미지 필드는 적어도 1mm2인 영역을 가질 수 있다. 이미징 광학 유닛의 이미지 필드는 1mm2 보다 큰 영역을 가질 수 있으며 10mm보다 더 큰 측방향 치수를 가질 수 있다. 여기서, 이미지 필드는, 이미징 광학 유닛이 규정된 값(prescribed value)보다 작은 수차의 이미징을 가능하게 하는 영역이다.
서로 수직인, 청구항 2에 따른 주광선 평면은 성가신 편광 영향을 줄이기에 특히 적절한 것으로 알려진다.
청구항 3에 따른 정확히 2개의 주광선 평면은 너무 복잡하지 않은 이미징 광학 유닛의 설계를 가능하게 한다.
청구항 4에 따른 중간 이미지는, 이미징 광학 유닛에서의 빔 경로 프로파일에서의 입사각에 영향을 주는 것을 가능하게 하고, 이것은 성가신 편광 영향을 감소시킬 때 추가적인 자유도로서 사용될 수 있다. 이미징 광학 유닛은 정확히 하나의 중간 이미지를 가질 수 있다. 하나 보다 많은 중간 이미지를 갖는 다른 실시예 또한 가능하다.
추가 측면에 있어서, 서두에서 명시된 목적은 청구항 5에서 명시된 특성을 갖는 이미징 광학 유닛에 의해 성취된다.
여기서, 디어테뉴에이션(diattenuation)은
D =(u - v)/(u + v)로 정의되고,
u는 이미징 광의 최대로 반사된 편광 방향에 대한 이미징 광학 유닛에서의 모든 미러의 전체 반사도를 뜻하고, v는 그에 수직인 이미징 광의 편광에 해당하는 전체 반사도를 뜻한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 다양한 측면이 이미징 동안 상호작용하는 조명의 회절 차수의 편광 분포를 실현하는 것을 가능하게 하고, 이러한 편광 분포는 작은 디어테뉴에이션이나 조명의 접선방향 편광을 선호하는 디어테뉴에이션을 야기하며, 즉, 접선방향 편광 구성요소는 그에 수직인 방사상 편광 구성요소보다 더 큰 반사도를 갖고 반사형 광학 유닛의 미러에서 반사되는 것이 확인되었다. 접선방향 편광을 선호하는 것은 이미징 동안의 성가신 편광 영향을 감소한다.
본 발명에 있어서, 0과 다른 각도를 포함하는 복수의 주광선 평면에 대한 광선 가이던스가 성가신 편광 영향을 감소시키기 위한 옵션을 제공하는 것이 확인되었다. 그렇게 하는 경우에, 디어테뉴에이션이 동공 좌표에 관계없이 또는 조명각에 관계없이 최소화될 필요가 없는 것이 확인되었다. 특정 적용에 있어서, 개별적으로 특정 절대 조명각에 대해, 즉, 동일한 반경의, 즉, 동공 중심으로부터 동일한 거리의 동공 좌표의 모든 쌍에 대해, 디어테뉴에이션을 작게 유지하는 것이면 충분하며, 디어테뉴에이션은 물론 다양한 절대 조명각과 상이할 수 있다. 예시로서, 모든 동공 좌표에 대한 작은 최대 디어테뉴에이션은, 광학 유닛의 미러 상에서의 입사의 작은 최대 각, 예컨대, 20°이하, 15°이하 또는 그보다 작은 입사의 최대각을 갖는 이미징 반사형 광학 유닛을 사용하여 실현될 수 있다. 특히, 최대 이미지 측 개구수의 영역에서, 이미징 광학 유닛의 설계는 본 발명에 따라, 10% 미만의 작은 최대 디어테뉴에이션이 존재하거나 이미징 광학 유닛의 동공의 중심에 접선방향인 편광을 선호하는 디어테뉴에이션이 존재하도록 설계된다. 이미징 광학 유닛은 정확히 하나의 중간 이미지를 가질 수 있다. 하나 보다 많은 중간 이미지를 갖는 다른 실시예가 또한 가능하다. 이미징 반사형 광학 유닛은 EUV 투영 광학 유닛으로서 구현될 수 있다. 이미징 광학 유닛의 이미지 필드는 1mm2를 초과하는 구역을 가질 수 있고 10mm를 초과하는 측방향 치수를 가질 수 있다. 여기서, 이미지 필드는 이미징 광학 유닛이 규정된 값보다 작은 수차의 이미징을 가능하게 하는 영역이다.
청구항 6에 따른 모든 동공 좌표에 대한 작은 최대 디어테뉴에이션은 특히 유리하다.
추가 측면에 있어서, 서두에 명시된 목적은 청구항 7에 명시된 특징을 갖는 이미징 광학 유닛에 의해 성취된다.
이미징 광학 유닛의 동공 중심에 접선 방향인 편광 - 또한 접선 방향 디어테뉴에이션으로도 지칭됨 - 을 선호하는, 청구항 7에 따른 이미징 광학 유닛의 장점은 앞선 2개의 측면에 따른 이미징 광학 유닛을 참조하여 상기 먼저 논의되는 장점에 해당한다. 접선 방향 디어테뉴에이션이 존재하는 특정 조명각은 특정 절대 조명각 또는 이러한 특정 절대 조명각에 대한 조명 각 범위가 될 수 있다. 환형 조명 설정은 이러한 조명의 예시이다. 접선 방향 디어테뉴에이션은 전체 환형 조명 설정에 대하여 존재할 수 있다. 특정 동공 좌표에 대한 영역은 또한 접선 방향 디어테뉴에이션을 가질 수 있다. 다른 조명각에서의 접선 방향 디어테뉴에이션은 필요하지 않다. 예시로서, 4극 조명 설정의 경우, 개별 극은 다른 극이 가지지 않아도 접선 방향 디어테뉴에이션을 가질 수 있다. 접선 방향 디어테뉴에이션은 가장 큰 조명각, 즉, 이미징 광학 유닛의 에지측 동공 좌표에 존재할 수 있다. 이미징 광학 유닛의 동공의 중심의 영역에서의 작은 조명각의 경우에, 디어테뉴에이션은 접선방향으로부터 벗어날 수 있다. 예시로서, 중심으로부터 개구수의 절반을 커버하는 동공 좌표의 영역에서의 디어테뉴에이션은 최대 20% 또는 최대 10%가 될 수 있다. 접선 방향 디어테뉴에이션은 이러한 동공 경계 외부에서, 즉, 더 큰 조명각을 향해 존재할 수 있다. 동공 경계가 이미지-측 개구수의 절반에 위치할 필요는 없으며, 그보다는, 이것은 개구수의 30% 내지 70%의 영역에서의 상이한 지점에서 위치할 수 있다.
상기 기재된, 본 발명에 따른 이미징 광학 유닛의 특성은 또한 결합되어 구현될 수 있다. 명시된 작은 디어테뉴에이션 값이나 접선 방향 편광을 선호하는 디어테뉴에이션은 그러므로 0과 다른 각을 포함하는 적어도 2개의 주광선 평면을 통하여 광선 가이던스에 의해 성취될 수 있다.
청구항 8에 따른 조명 시스템, 청구항 9에 따른 투영 노광 장치, 청구항 10에 따른 생산 방법 및 청구항 11에 따른 마이크로구조화된 또는 나노구조화된 구성요소의 장점은 이미징 광학 유닛을 참조하여 상기에서 이미 설명된 장점에 해당한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 기초로 이하에서 보다 상세히 기재될 것이다.
도 1은 EUV 마이크로리소그래피에 대한 투영 노광 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 6개의 미러를 갖는 투영 노광 장치의 반사형 이미징 광학 유닛을 개략적이고 부분적으로 투사된 방식으로 도시하며, 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선의 빔 경로가 개략적으로 도시된다.
도 3은 4개의 미러를 갖는 반사형 이미징 광학 유닛의 추가 실시예를 도시한다.
도 4는 도 3에 따른 이미징 광학 유닛에서의 조명각에 따라 중앙 이미지 필드 지점을 조명하는 이미징 광에 대한 디어테뉴에이션의 의존성에 관하여 2개의 다이어그램과 음영 스케일을 도시한다.
도 5는 4개의 미러를 갖는 반사형 이미징 광학 유닛의 추가 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5에 따른 이미징 광학 유닛에서의 조명각에 따라 중앙 이미지 필드 지점을 조명하는 이미징 광에 대한 디어테뉴에이션의 의존성을 도 4와 유사한 도시로 도시한다.
도 7 내지 도 9는 6개의 미러를 갖는 투영 노광 장치의 반사형 이미징 광학 유닛의 추가 실시예의 미러 장치를 투사도로 도시하며, 이제 복수의 필드 지점으로부터의 복수의 개별 광선의 빔 경로가 도시된다.
도 10은 도 7 내지 도 9에 따른 이미징 광학 유닛에서의 조명각에 따라 중앙 이미지 필드 지점을 조명하는 이미징 광에 대한 디어테뉴에이션의 의존성을 도 4와 유사한 도시로 도시한다.
도 11 및 도 12는 도 7 내지 도 9에 따른 이미징 광학 유닛의 2개의 측면도를 도시한다.
EUV 투영 리소그래피에 대한 투영 노광 장치(1)는 조명광 또는 이미징 광(3)에 대한 광원(2)을 갖는다. 광원(2)은 EUV 광원이고, 이는, 예컨대 5nm 내지 30nm, 특히 5nm 내지 10nm, 또는 약 13.5nm의 파장 범위에서 광을 생성한다. 조명광(3)의 빔 경로는 도 1에 상당히 개략적으로 도시된다. 조명 광학 유닛(6)은 광원(2)으로부터 오브젝트 평면(5)의 오브젝트 필드(4)로 조명광(3)을 가이드하는 역할을 한다. 투영 광학 유닛 또는 이미징 광학 유닛(7)이 미리결정된 리덕션 스케일(reduction scale)로 오브젝트 필드(4)를 이미지 평면(9)의 이미지 필드(8)내로 이미징하기 위해 사용된다. 도 2 및 그 이후의 도에 도시된 예시적인 실시예 중 하나는 투영 광학 유닛(7)에 대하여 사용될 수 있다. 도 1에 따른 투영 광학 유닛(7)은 4의 감소 인수를 갖는다. 다른 리덕션 스케일이 또한 가능하며, 예컨대 4x , 5x 또는 8x보다 큰 리덕션 스케일이 가능하다. 투영 광학 유닛(7)에서, 이미지 평면(9)은 오브젝트 평면(5)에 평행하게 배열된다. 레티클로도 지칭되는 반사 마스크(10)의 섹션 - 오브젝트 필드(4)와 일치 - 이 이미징된다. 반사 마스크(10)는 레티클 홀더(11)에 의해 고정된다.
투영 광학 유닛(7)에 의한 이미징이 기판 홀더(13)에 의해 운반되는 웨이퍼의 형태인 기판(12)의 표면상에 야기된다. 도 1은 레티클(10)과 투영 광학 유닛(7) 사이에서, 상기 투영 광학 유닛으로 들어가는 조명광(3)의 광선빔(14) 및 투영 광학 유닛(7)과 기판(12) 사이에서, 투영 광학 유닛(7)으로부터 나오는 조명광(3)의 광선빔(15)을 개략적으로 도시한다. 투영 광학 유닛(7)의 이미지 필드 측 개구수는 0.4이다. 도 1에서, 스케일 조정하지 않도록 재현된다.
투영 노광 장치(1)의 기재 및 투영 광학 유닛(7)의 다수의 실시예를 활용하기 위하여, 카테시안 xyz-좌표 시스템이 도면에 명시되고, 이로부터, 도면에 도시된 구성요소의 개별적인 위치 관계가 나타난다. 도 1에서, x-방향은 도면의 평면에 수직으로 도면내로 나아간다. y-방향은 우측으로 나아가고 z-방향은 아래로 나아간다.
투영 노광 장치(1)는 스캐너형이다. 래티클(10)과 웨이퍼(12) 모두는 투영 노광 장치(1)의 동작 동안 y-방향으로 스캐닝된다. 스텝퍼 형 투영 노광 장치(1) - 레티클(10)과 웨이퍼(12)의 단계별 변위가 y-방향으로 웨이퍼(12)의 개별 노광 사이에서 발생함 - 가 또한 가능하다.
도 2는 투영 광학 유닛(7)의 실시예를 개략적으로 도시한다. 오브젝트 필드(4)와 이미지 필드(8) 사이의 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선(16)의 빔 경로는 도 2에 도시된다. 도 2에 따른 투영 광학 유닛(7)은 총 6개의 미러를 갖고, 이것은, 오브젝트 필드(4)로부터 시작하는 주광선(16)의 빔 경로의 시퀀스에서 차례로 M1 내지 M6으로 넘버링된다.
도 2에서, 도시된 모든 것은 미러(M1 내지 M6)의 반사 표면의 개략적인 단면이며, 고정 구조 또는 지지 구조의 도시가 또한 생략된다. 도 2의 투사도에서, 미러(M2)의 반사 표면으로 멀어져서 면하는 후측이 보일 수 있다. 도 2에 따른 도시는 미러(M4 내지 M6)에 대한 자오 단면이다.
주광선(16)은 오브젝트 필드(4)와 미러(M1) 사이의 yz-평면에 평행하게 나아간다. 미러(M1)는 주광선(16)을 xy-평면에 평행인 주광선 평면으로 편향한다. 주광선(16)은 미러(M1)와 미러(M4) 사이에서 xy-평면에 평행하게 나아간다. 미러(M4)는 xy-평면에 평행한 주광선 평면으로부터 yz-평면으로 평행한 주광선 평면에 주광선(16)을 편향한다. 주광선(16)은 미러(M4)와 이미지 필드(8) 사이에서 yz-평면에 평행하게 나아가고, 미러(M4)와 이미지 필드(8) 사이의 주광선(16)의 yz-프로파일 평면은 오브젝트 필드(4)와 미러(M1) 사이의 yz-프로파일 평면과 일치한다.
미러(M6)가 차폐되며, 즉, 이 미러는 미러(M4)와 미러(M5) 사이의 빔경로에서 이미징 광을 위한 통로 개구(17)를 갖는다.
도 2에 따른 이미징 광학 유닛(7)의 제 1 주광선 평면은 미러(M5)에서의 반사 동안 주광선(16)의 프로파일에 의해 규정된다(prescribe). 미러(M5)에 입사하는 주광선 섹션(16M5) 및 미러(M5)를 떠나는 주광선 섹션(16M6)은 0과 다른 각도(
Figure 112014035814910-pct00001
)를 포함하여 제 1 yz-주광선 평면을 스패닝한다.
제 2 주광선 평면은 미러(M2)에서의 반사 동안 주광선(16)의 프로파일에 의해 규정된다. 마찬가지로 여기서 반사된 2개의 주광선 섹션(16M2 및 16M3)은 0과 다른 각을 포함하고 xy-평면에 평행하는 제 2 yz-주광선 평면을 스패닝한다.
미러(M5) 및 미러(M2)에 의해 규정되고 yz-평면에 평행하고 xy-평면에 평행하는 2개의 주광선 평면은 0과 다른 각도를 포함하고, 구체적으로, 이들은 서로에 대해 수직이다.
도 2에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 정확히 2개의 주광선 평면을 갖는다.
0과 다른 각도를 포함하는 2개의 주광선 평면을 통해 나아가는 이미징 광(3)의 결과로, 이미징 광(3)의 디어테뉴에이션의 등화(equalization)는 이미징 광학 유닛(7)을 통과하면서 성취된다.
이미징 광(3)은 먼저 xy-평면 그리고 다음으로 yz-평면의 편광 요소를 갖는다. 그 값 D = (u - v)/(u +v)은
이미징 광학 유닛(7)의 디어테뉴에이션으로 지칭되고, u는 최대로 반사된 편광 방향에 대한 이미징 광학 유닛에서의 모든 미러(Ml 내지 M6)의 전체 반사도를 의미하고, v는 그에 수직인 편광에 해당하는 전체 반사도를 의미한다.
이미징 광학 유닛(7)의 이미지 필드(8)의 임의의 이미지 필드 지점이 조명되는 개별적으로 고려된 절대 조명각에 있어서, 도 2에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 10%의 최대 디어테뉴에이션을 갖는다.
조명각이 측정되고 이는 이미지 평면(9) 상에서 중앙 이미지 필드 지점을 관통하는 법선으로부터 시작한다.
도 2에 따른 이미징 광학 유닛(7)은, 전체 이미지 필드(8)상에서 고려할 때, 모든 조명 각에 대한 20%의 최대 디어테뉴에이션을 갖도록 구성될 수 있다.
도 3은 이미징 광학 유닛(7)의 추가 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 투영 목적에 최적화되지 않았으며 원칙을 설명하는 역할을 한다. 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선(16)의 프로파일에 더하여, 몇몇 추가 이미징 광선(18)의 프로파일이 또한 도시되고, 후자는 다수의 동공 좌표 또는 중앙 이미지 필드 지점의 조명각에 속한다.
도 3에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 총 4개의 미러를 가지며, 이들은, 오브젝트 필드(4)로부터 시작하는 개별 광선(16, 18)의 빔 경로의 시퀀스에서 차례로 (M1 내지 M4)로 넘버링된다. 다시 한번, 이것은 도시된 유지 구조 및 기판이 없는 반사 표면의 섹션이다. 미러(M1 내지 M4)는 몰리브덴/실리콘 이중 층의 형태인 이중 층 코팅을 갖는다. 도 3에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 13.5nm의 사용된 파장에 대하여 설계된다. 도 3에 따른 이미징 광학 유닛(7)의 이미징 스케일은 1x이다. 이미지 필드 측 개구는 0.2이다.
오브젝트 필드(4)와 미러(M3) 사이에서, 주광선(16)은 제 1 주광선 평면에서 나아가고, 이는, yz-평면에 평행하게 나아간다. 이러한 제 1 yz-주광선 평면은, 도 2에 따른 실시예의 맥락에서 상기 먼저 기재된 바와 같이 예컨대 미러(M1 및 M2)에서의 반사 동안 주광선(16)의 프로파일에 의해 규정된다.
미러(M3)는 제 1 주광선 평면(yz) 밖으로 주광선(16)을 편향시키고 주광선(16)은 미러(M3)에서의 반사에 뒤이어 xz-평면에서 이미지 필드(8)까지 나아간다. 미러(M4)는 yz-평면 밖에 배열되고 도 3의 도면의 평면의 전방 또는 후방에 위치될 수 있다.
주광선(16)은 미러(M4)와 이미지 필드(8) 사이에서 z-축에 평행으로 나아간다.
도 3에 따른 이미징 광학 유닛(7)의 제 2 주광선 평면, 즉, xz-축에 평행한 평면은 예컨대 M3 및 M4에서의 반사 동안 주광선(16)의 프로파일에 의해 규정된다.
도 4는 중간 이미지 필드 지점의 조명 각에 대한 디어테뉴에이션(D)의 의존성을 도시한다.
도 4b에서, 디어테뉴에이션(D)(bx, by)은 예컨대 도 3에 따른 광학 유닛(7)의 입사 동공에 대하여 개별적인 동공 좌표(bx, by)로 도시된다. 동일한 반경, 즉, 도 4a 및 도 4b에 따른 좌표계의 원점(origin)으로부터 동일한 거리를 갖는 동공 좌표 - 광학 유닛(7)의 입사 동공의 중심과 일치함 - 는 동일한 조명각에 의존한다. 값(bx 2+by 2)은 그러므로 중앙 이미지 필드 지점을 통해 이미지 평면 상의 법선으로부터 시작하는 것으로 측정되는 절대 조명각을 위한 측정으로 구성되며, 먼저 xz-평면에서 측정되고 다음으로 yz-평면에서 측정되는 이러한 법선에 관한 개별적으로 고려되는 조명각의 각도는 도 3에 따른 이미징 광학 유닛(7)의 이미지 필드 측 개구수의 유닛에서의 동공 좌표의 값(bx, by)이다. 디어테뉴에이션(D)은 도 4a 및 도 4b에서 백분율로 도시된다.
동공 좌표(bx, by)에 의존하는 개별 값(D)은 음영 스케일에 의해 표시되고, 이는, 도 4c에 명시된다. 도 4a 및 도 4b의 중심에서, 즉, 수직 조명의 영역에서의 최소 동공 좌표에서, 디어테뉴에이션은 작다. 외부를 향하여, 즉, 더 큰 절대 조명 각을 향하여, 디어테뉴에이션(D)(bx, by)이 증가하고, 디어테뉴에이션의 값 프로파일은 대략적으로 회전 대칭이 된다. 주어진 절대 개구수의 경우, 즉, 개별적으로 고려된 절대 조명각의 경우에, 그러므로 이러한 절대 조명각에서의 평균 디어테뉴에이션 값에 대한 디어테뉴에이션(D)의 변형은 작고, 최대 이미지 필드 측 개구수의 영역에서의 조명각에서 멀어져서, 심지어 더 작은 조명각에 대해 20% 미만 그리고 10% 미만이 된다. 도 4b에 따른 도시에서, 개별적으로 고려된 조명각에서의 디어테뉴에이션은 이러한 조명각에서의 평균 디어테뉴에이션 값으로부터 10% 미만으로 변화한다.
절대값으로 도시된 디어테뉴에이션(D)에 더하여, 개별적인 동공 좌표(bx, by)에서의 도 4a는 또한 이미징 광학 유닛(7)의 미러(M1 내지 M4)에 의해 바람직하게 반사되는 편광 방향의 프로파일을 나타낸다. 도 4a의 제 2 사분면의 영역에서, 즉, 음의 bx-값 및 양의 by-값에서, 우수한 근사치로, 동공 중심에 대한 접선방향 편광을 위한 선호도가 존재한다. 제약을 갖는, 접선방향 편광을 위한 선호도의 이러한 근사는 또한 도 4a에서의 제 1 및 제 3 동공 좌표 사분면에 여전히 적용된다. 디어테뉴에이션을 위한 절대값이 예컨대 20% 보다 큰 경우에도 접선방향 편광을 위한 선호도는 이미징에 유리하다. 도 4c에서의 음영 스케일당 디어테뉴에이션 값의 전환 사이의 경계선은 도 4a에서의 실선으로 다시 명확해진다.
도 5 및 도 6은 이미징 광학 유닛(7)의 추가 실시예를 설명하기 위해 이하에서 사용된다. 도 1 내지 도 4, 특히, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 먼저 기재된 구성요소 및 기능에 해당하는 구성요소 및 기능은 동일한 참조 부호를 가지며 다시 상세히 논의되지 않는다.
도 3에 따른 이미징 광학 유닛(7)과는 대조적으로, 도 5에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 미러(M2)와 미러(M3) 사이의 빔 경로의 중간 이미지(19)를 갖는다. 그 결과로, 특히 후속 미러(M3 및 M4)에 대한, 이미징 광선(18)의 입사 분포의 각의 변화가 존재한다. 이는, 먼저 xz-평면에 평행하고 다음으로 yz-평면에 평행한 이미징 광(3)의 편광 구성요소의 반사도에 대한, 특히 미러(M3 및 M4)의 상응하게 변형된 영향을 야기한다.
다음으로, 도 6은 도 5에 따른 전체 이미징 광학 유닛(7)에 대하여 생성된 디어테뉴에이션을 도시한다. 최대 조명 각에서 벗어나서, 다수의 조명각을 위하여 실질적으로 사라지는 상당히 작은 전체 디어테뉴에이션이 존재한다. 15%보다 큰 디어테뉴에이션은 도 6b에 따른 동공 좌표의 제 1 사분면의 영역, 즉, 양의 bx- 값 및 양의 by- 값의 영역에서만 존재한다. 20% 이하의 디어테뉴에이션은 실질적으로 모든 동공 좌표에서 존재한다.
여기서. 이미징 광학 유닛(7)의 기재된 실시예는 각각의 경우에 반사형 광학 유닛, 즉, 굴절 구성요소가 없는 순수한 미러 광학 유닛이다.
도 7 내지 도 12는 이하에서 이미징 광학 유닛(7)의 추가 실시예를 설명하기 위해 사용된다. 도 1 내지 도 6, 특히, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 먼저 기재되는 구성요소 및 기능에 해당하는 구성요소 및 기능은 동일한 참조 부호를 가지며 다시 상세히 논의되지 않을 것이다. 도 7 내지 도 12에 따른 이미징 광학 유닛(7)의 구성요소의 위치 관계를 기재하기 위하여 하기에서 사용되는 카테시안 xyz 좌표계는 도 1 내지 도 6을 참조하여 상기 내용에서 사용된 xyz 좌표계에 비해 z-축에 대해 90°만큼 회전되므로 레티클(10) 및 웨이퍼(12)의 스캐닝은 이제 x-방향으로 일어난다.
도 7 내지 도 12에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 총 6개의 미러를 가지고, 이 미러는 시퀀스에서 차례로 M1 내지 M6로 넘버링되고, 이 미러는 오브젝트 필드(4)와 이미지 필드(8) 사이의 이미징 빔 경로내에서 조명광(3)에 의해 충돌된다. 여기서, 조명광(3)의 복수의 개별 광선의 이미징 빔 경로가 도시되고, 이 광선은 순서대로 복수의 오브젝트 필드 지점에서 시작한다. 이미지 필드(8)는 x-방향으로 2mm 및 y-방향으로 26mm의 필드 치수를 갖는다. 따라서, 오브젝트 필드(4)는 x-방향 및 y-방향 양쪽으로 4의 인수씩 확장되는 치수를 갖는다. 그러므로 도 7 내지 도 12에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 오브젝트 필드(4)와 이미지 필드(8) 사이에서 인수 4 씩의 감소를 제공한다. 조명광 또는 이미징 광(3)의 빔을 제한하기 위한 개구 스탑이 미러(M2)에 부착된다. 이러한 개구 스탑은 미러(M2) 상에서 코팅으로 구현될 수 있다.
미러(M1 내지 M4)는 공통 평면에 위치하고, 이 평면은, xz-평면에 수직으로 나아가고 yz-평면에 경사진다. 미러(M3 내지 M6) 및 이미지 필드(8)는 제 2 평면에서 배열되고, 이 평면은 xz-평면에 평행으로 나아간다. 오브젝트 필드(4) 및 미러(M1 및 M2)는 또한 xz-평면에 평행하고 미러(M3 내지 M6)가 위치하는 평면으로부터 이격된 평면에 놓인다. 주광선 평면(yz) 및 주광선 평면(xz)은 카테시안 xyz 좌표계의 일부이고 90°의 각을 포함하며, 즉, 서로 수직이다. 미러(M4)와 미러(M5) 사이의 이미징 빔 경로에서의 중간 이미지(19)가 존재한다. 공간적으로, 상기 중간 이미지는 마지막 미러(M6)에서의 통로 개구(20)의 영역에 위치되며, 이러한 통로 개구를 통해 미러(M4 및 M5) 사이에서 라우팅된(routed) 조명광(3)은 미러(M6)를 통과한다.
도 7 내지 도 12에 따른 이미징 광학 유닛(7)은 0.45의 이미지 측 개구수를 갖는다. 도 7 내지 도 12에 따른 이미징 광학 유닛(7)의 리덕션 스케일은 4x이다. 오브젝트 평면(5)의 법선에 대한 이미징 광(3)의 주광선 각(CRA)(도 12에 비교됨)은 오브젝트 필드(4)의 중앙 필드 지점에 대하여 9.5°이다.
도 7 내지 도 12에 따른 이미징 광학 유닛(7)의 광학 설계는 광학 설계 프로그램 CODE V®로부터의 설계 데이터를 기초로 이하에서 기재된다.
미러(M1 내지 M6)의 자유형 반사 표면은 이하의 식으로 기재된다:
Figure 112014035814910-pct00002
Z는 지점(x, y(x2 + y2 = r2))에서의 자유형 표면의 화살 높이(arrow height)이다.
c는 상응하는 비구면 렌즈의 정점 곡률에 해당하는 정수이다. k는 상응하는 비구면 렌즈의 원추 정수에 해당한다. cij는 단항(xiyj)의 계수이다. c, k 및 cij의 값은 통상적으로 이미징 광학 유닛(7) 내에서 미러의 바람직한 광학 특성을 기초로 결정된다.
또한 자유형 표면은 예컨대, 광학적 설계 프로그램 CODE V®의 메뉴얼에서 기재되는 제르니케 다항식에 의해 수학적으로 기재될 수 있다. 대안으로, 자유형 표면은 또한 2차원 스플라인 표면의 도움으로 기재될 수 있다. 이것의 예시는 베지어 커브(Bezier curves) 또는 비균일 합리적 기초 스플라인(NURBS)이다. 예시로서, 2차원 스플라인 표면은 xy-평면 및 관련된 z-값에서의 지점의 그리드에 의해 또는 이러한 지점 및 그에 관련된 그래디언트에 의해 기재될 수 있다. 스플라인 표면의 개별적인 형태에 따라, 완전한 표면은 예컨대 그 연속성 및 미분가능성에 관한 특정 특성을 갖는 다항식 또는 함수를 사용하여 그리드 지점 사이의 보간(interplation)에 의해 얻어진다. 이것의 예시는 해석 함수이다.
미러(M1 내지 M6)는 입사 EUV 조명광(3)에 대한 그 반사를 최적화 하기 위한 복수의 반사층을 갖는다. 반사의 최적화는, 미러 표면에 대한 조명 또는 이미징 광(3)의 개별 광선의 충돌각이 수직 입사에 더 가까울수록 개선될 수 있다.
이하의 제 1의 표(표 1)는 광학 표면에 대한, 즉, 미러(M1 내지M6)의 반사 표면에 대한 정점 곡률(반경)의 역수(reciprocal)를 명시한다.
광학적 설계의 이하의 제 2의 표(표 2)는 변환 파라미터(XDE, YDE, ZDE) 및 회전 파라미터(ADE, BDE, CDE)의 형태로 미러(M1 내지 M6)의 분산 및 경사 또는 틸트(tilt)값을 명시한다.
이러한 파라미터의 의미는 광학 설계 프로그램 CODE V®로부터 알려진 파라미터에 해당한다. 이러한 의미는 이하에서 간략히 다시 기재될 것이다. 분산의 측면에서, y-축에 대한 180°의 추가 회전은 CODE V®로부터 알려진 기재와 대조적으로 착수되는 것이 주목되어야 한다. 이것은 미러 사이 또는 참조 표면 사이의 양의 거리 값을 유도한다. CODE V®를 사용하여 광선 교차영역을 한정할 때, 광선 교차영역 측(SID)은 "NEG"로 설정되어야 한다. 이러한 광선 교차영역 측(SID) 파라미터는 예컨대 CODE V®10.4 참조 매뉴얼(Volume I, September 2011)의 4쪽 내지 60쪽에 기재된다.
ADE ° 단위인 각도(
Figure 112014035814910-pct00003
) 만큼의 x-축에 대한 표면 회전
BDE y-축을 회전함으로써 발생하는 ° 단위인 각도(
Figure 112014035814910-pct00004
) 만큼의 y'-축에 대한 표면 회전
CDE x-축에 대한 1차 회전 및 y'-축에 대한 2차 회전에 의해 z-축으로부터 발생한, ° 단위인 각도(
Figure 112014035814910-pct00005
) 만큼의 z''-축에 대한 표면 회전
XDE mm단위인 x-축으로의 표면 병진
YDE mm단위인 y-축으로의 표면 병진
ZDE mm단위인 z-축으로의 표면 병진
제 3 이하의 표(표 3a 및 표 3b)는 미러(M1 내지 M6)에 대한 상기 언급된 자유형 표면 방정식에서의 단항식(xiyj)의 계수(cij)를 명시한다.
[표 1]
Figure 112014035814910-pct00006
[표 2]
Figure 112014035814910-pct00007
[표 3a]
Figure 112014035814910-pct00008
Figure 112014035814910-pct00009
[표 3b]
Figure 112014035814910-pct00010
Figure 112014035814910-pct00011
미러(M1 내지 M5)는 각각 조명광(3)에 대한 통로 개구를 갖지 않는다.
부분적으로, 미러(M3 및 M6)는 백투백으로 위치된다.
도 10은 도 7 내지 도 12에 따른 전체 이미징 광학 유닛(7)에 대하여 생성된 디어테뉴에이션을 도시한다. 최대 조명각에서 벗어나서, 다수의 조명각을 위하여 실질적으로 사라지는 상당히 작은 전체 디어테뉴에이션이 존재한다. 디어테뉴에이션은 각각의 경우에 식별된 동공 좌표의 영역에서 20% 미만이다.
마이크로구조화된 구성요소 또는 나노구조화된 구성요소, 특히, 마이크로칩의 형태, 특히, 메모리 칩의 형태인 반도체 구성요소를 생산하기 위하여, 투영 노광 장치(1)는 이하와 같이 사용된다. 우선, 반사 마스크(10) 및 기판(12)이 제공된다. 레티클(10) 상의 구조는 투영 노광 장치(1)의 도움으로 웨이퍼(12)의 감광성 층 상으로 실질적으로 투영된다. 마이크로구조 및 나노구조는 이로써 웨이퍼(12) 상에서 생성되므로 마이크로구조 구성요소는 감광성 층을 현상함으로써 생성된다.

Claims (11)

  1. 이미징 반사형 광학 유닛(7)으로서,
    - 오브젝트 평면(5)의 오브젝트 필드(4)를 이미지 평면(9)의 이미지 필드(8)내로 이미징하는 적어도 4개의 미러(Ml 내지 M4; Ml 내지 M6),
    - 미러(Ml, M2; M5, M6)에서의 반사 동안, 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선(16)의 전파에 의해 한정되는 제 1 주광선 평면(yz), 및
    - 다른 미러(M2; M3, M4) 중 하나에서의 반사 동안, 상기 중앙 오브젝트 필드 지점의 주광선(16)의 전파에 의해 한정되는 제 2 주광선 평면(xy; xz)을 갖고,
    2개의 상기 주광선 평면(yz, xy; yz, xz)은 0과 다른 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미징 반사형 광학 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서, 2개의 상기 주광선 평면(yz, xy; yz, xz)은 서로 수직인 것을 특징으로 하는, 이미징 반사형 광학 유닛.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 정확히 2개의 주광선 평면(yz, xy; yz, xz)을 특징으로 하는, 이미징 반사형 광학 유닛.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 오브젝트 필드(4)와 상기 이미지 필드(8) 사이의 이미징 빔 경로에서의 중간 이미지(19)를 특징으로 하는, 이미징 반사형 광학 유닛.
  5. 이미징 반사형 광학 유닛(7)으로서,
    - 오브젝트 평면(5)의 오브젝트 필드(4)를 이미지 평면(9)의 이미지 필드(8)내로 이미징하는 적어도 4개의 미러(Ml 내지 M4; Ml 내지 M6), 및
    - 적어도 0.4의 이미지-측 개구수를 갖고,
    상기 이미징 반사형 광학 유닛(7)은, 상기 이미지 필드(8)를 통해 고려했을 때 특정한, 개별적으로 고려된 조명각에 대해 10%의 최대 디어테뉴에이션(diattenuation)(D)을 갖는 것을 특징으로 하는, 이미징 반사형 광학 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 이미징 반사형 광학 유닛(7)은, 상기 이미지 필드(8)의 전체에 걸쳐 고려했을 때 모든 동공 좌표(bx, by)에 대해 20%의 최대 디어테뉴에이션(D)을 갖는 것을 특징으로 하는, 이미징 반사형 광학 유닛.
  7. 이미징 반사형 광학 유닛(7)으로서,
    - 오브젝트 평면(5)의 오브젝트 필드(4)를 이미지 평면(9)의 이미지 필드(8)내로 이미징하는 적어도 4개의 미러(Ml 내지 M4; Ml 내지 M6), 및
    - 적어도 0.4의 이미지-측 개구수를 갖고,
    상기 이미징 반사형 광학 유닛(7)은, 상기 이미지 필드(8)를 통해 고려했을 때 특정 조명각에 대해 디어테뉴에이션을 갖고, 상기 디어테뉴에이션은 상기 이미징 반사형 광학 유닛(7)의 동공의 중심에 접선방향으로 편광된 이미징 광을 상기 광학 유닛의 동공의 중심에 수직으로 편광된 이미징 광 보다 더 작은 정도로 감쇄시키는(attenuating) 것을 특징으로 하는, 이미징 반사형 광학 유닛.
  8. 조명 시스템으로서,
    - 조명 광 또는 이미징 광(3)으로 오브젝트 필드(4)를 조명하기 위한 조명 광학 유닛(6), 및
    - 청구항 1, 청구항 2, 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 이미징 반사형 광학 유닛(7)을 갖는, 조명 시스템.
  9. 투영 노광 장치(1)로서,
    - 청구항 8에 기재된 조명 시스템, 및
    - 상기 조명 광 또는 이미징 광(3)을 생성하기 위한 광원(2)을 갖는, 투영 노광 장치.
  10. 마이크로칩의 투영 리소그래픽 생성을 위한 방법으로서,
    - 감광성 물질의 층이 적어도 섹션에서(in sections) 적용되는 기판(12)을 제공하는 단계,
    - 이미징될 구조를 갖는 레티클(10)을 제공하는 단계,
    - 청구항 9에 기재된 투영 노광 장치를 제공하는 단계, 및
    - 상기 투영 노광 장치(1)의 도움으로 상기 기판(12)의 감광성 층의 영역 상으로 상기 레티클(10)의 적어도 한 섹션을 투영하는 단계를 포함하는, 투영 리소그래픽 생산을 위한 방법.
  11. 마이크로칩으로서,
    청구항 10에 기재된 방법에 따라 생성되는, 마이크로칩.
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