KR102150996B1 - 미러 - Google Patents

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KR102150996B1
KR102150996B1 KR1020157006856A KR20157006856A KR102150996B1 KR 102150996 B1 KR102150996 B1 KR 102150996B1 KR 1020157006856 A KR1020157006856 A KR 1020157006856A KR 20157006856 A KR20157006856 A KR 20157006856A KR 102150996 B1 KR102150996 B1 KR 102150996B1
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요하네스 루오프
마틴 엔드레스
토마스 아이센만
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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

본 발명은 분할된 총 표면적을 갖는 미러에 관한 것이고, 분할은 불규칙한 배열을 형성한다.

Description

미러{MIRROR}
독일 특허 출원 DE 10 2012 215 502.9의 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 미러 및 이러한 형태의 미러를 포함하는 광학적 구성요소에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 이러한 형태의 미러를 포함하는 투영 광학 유닛, 이러한 형태의 투영 광학 유닛을 포함하는 광학 시스템 및 이러한 형태의 투영 광학 유닛을 포함하는 투영 노광 장치에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 미러의 설계를 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다. 최종적으로, 본 발명은 마이크로구조화된 또는 나노구조화된 구성요소를 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.
특히 EUV 투영 노광 장치용 EUV 방사선을 위한 미러는 DE 10 2010 041 632 A1으로부터 알려져 있다.
본 발명의 목적은, 투영 노광 장치, 특히, EUV 투영 노광 장치의 광학적 품질을 개선하는 것이 가능한 방식으로, 미러, 특히, EUV 방사선을 위한 미러를 발달시키는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 기재된 미러에 의해 성취된다.
먼저, 리소그래피 마스크로서 역할을 하는 레티클의 반사도는, 조명을 위해 사용된 EUV 방사선의 특정 입사각으로부터 시작하여 상당히 감소한다. 다음으로, 작은 입사각을 갖는 레티클의 조명의 경우에, 특히, 레티클의 수직 조명의 경우에, 즉, 광학 축에 평행한 조명 광학 유닛의 주광선의 경로 및 그에 관한 레티클의 수직 배향의 경우에, 조명 및/또는 투영 광학 유닛의 빔 경로의 옵스큐레이션은 옵스큐레이션 명령으로 인하여 발생한다. 특히 오브젝트 측 개구수가 증가하면, 주광선 각도에서의 상응하는 증가는 레티클의 반사도에서의 상당한 손실이 없이 더 이상은 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 하나의 접근법은 분할된 총 표면적을 갖는 미러를 이용하는 것이다. 미러는, 특히, 복수의 제 1 영역을 포함하고, 이 영역들은 각각 적어도 하나의 제 2 영역으로부터 구조적으로 범위가 정해지고 그렇게 함으로써 주위가 둘러싸인다. 제 1 영역은 제 2 방사선 반사 영역에 관한 복수의 옵스큐레이션을 형성한다. 다시 말해서, 제 1 영역의 전체는 미러의 분할 옵스큐레이션, 특히 제 2 방사선 반사 영역을 형성한다. 여기서, 개별적인 제 1 영역은 각각의 경우에 단순히 연결된 방식으로 구현된다. 본 발명에서 개별적인 제 1 영역은 각각의 경우에 단순히 연결된 방식으로 구현된다. 2개의 상이한 제 1 영역은 개별적으로 분리된 방식으로 구현된다. 특히, 이들은 제 2 영역에 의해 서로로부터 분리된다.
본 발명에 있어서, 더욱이, 미러 상의 제 1 영역의 배열은 광학적 품질에 대한, 특히 이미징 특성에 대한 결정적인 영향을 갖고, 이 이미징 특성은, 텔레센트리시티, 정규화된 이미지 대수 기울기(NILS) 및 이미지 필드에 대한 그의 변형(NILS 필드 프로파일)과 같은 이미징 파라미터를 특징으로 하는 것이 인식된다.
본 발명의 핵심은 미러 상에서 불규칙하게 제 1 영역을 배열하는 것이다. 이들은 특히 비대칭, 특히 비점 대칭으로 배열된다.
불규칙한 배열은, 특히 변환 불변이 아닌 및/또는 회전 불변이 아닌 배열을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 선호되는 실시예에 있어서, 제 1 영역의 배열은 변위 또는 회전에 의해서 그 자체로 변형될 수 없고, 또한, 다시 말해서, 임의의 자의적인 변위 및/또는 제 1 영역의 배열의 회전에 따라, 제 2 영역을 중첩하는 그의 양의 수가 존재한다.
제 1 영역의 직경은 특히 1mm 내지 20mm, 특히 2mm 내지 15mm, 특히 3mm 내지 10mm, 특히 4mm 내지 8mm의 범위이다.
제 1 영역의 일 선호되는 배열은, 예컨대 제 1 영역이 개별적으로 펜로즈 경사(penrose tilting)의 격자 지점에 배열되는 것이다.
제 1 영역의 이러한 배열에 의해 성취될 수 있는 것은, 레티클에서 반사에 따라 발생하는 회절 차수 - 대게 변환 불변임 - 가 제 1 영역 상에서 통계적으로 무작위로, 충돌하는 것, 즉, 미러의 옵스큐레이션이다. 특히 그렇게 함으로써 성취될 수 있는 것은, 회절 차수에 대한 옵스큐레이션의 영향이 최소화되는 것이다. 다시 말하면, 옵스큐레이션의 임의의 주기적인 배열에 있어서, 큰 수의 회절 차수가 제 1 영역 상에 입사하는, 즉, 차폐되는, 레티클 구조를 찾고, 이것이 이러한 구조에 대한 불량한 이미징 품질을 야기하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가 측면에 있어서, 제 1 영역의 배열은, 격자의 정점 상의 모든 제 1 영역의 배열로부터 비롯하며, 제 1 영역의 적어도 10%, 특히 적어도 20%, 특히 적어도 30%, 특히 적어도 50%는 그 직경의 적어도 절반, 바람직하게는 적어도 그 직경만큼 그에 관하여 오프셋되는 방식으로 배열되게 된다. 이러한 경우에, 사각형, 특히, 3각형, 정사각형, 6각형 또는 동심 격자 또는 불규칙 격자, 특히 펜로즈 격자는 시작 지점으로서의 역할을 할 수 있다.
본 발명의 추가 측면에 있어서, 격자의 정점 상의 배열로부터 비롯하며, 제 1 영역이 격자의 인접한 정점 사이의 평균 거리의 최대 3/4, 최대 2/3, 특히 최대 절반씩 그에 대하여 오프셋되는 방식으로 배열되는 것이 규정된다. 그렇게 함으로써 보장될 수 있는 것은, 특히, 제 1 영역이 미러상에서 비교적 균일하게 분포되어있다는 것이다. 이것이 이미징의 우수한 텔레센트리시티를 야기하는 것이 확립된다.
제 1 영역은, 이미징 성능이, 특히 세팅 및 피치 의존적으로 개선되고 또는 적어도 세팅 및 피치의 세트를 위하여 개선되는 방식으로 미러 상에서 배열된다. 제 1 영역은 텔레센트리시티가 10mrad, 특히 최대 7mrad, 바람직하게 최대 4mrad의 최대값을 갖는 방식으로 배열된다.
본 발명의 추가 측면에 있어서, 제 1 영역은, 미러의 총 직경의 50% 미만의, 특히 30% 미만의, 특히 20% 미만의, 특히 10% 미만의, 특히 5% 미만의 직경을 갖는 영역에서의 그 국부적 밀도가 제 1 영역의 평균 밀도로부터 최대 30%씩, 특히 최대 20%씩, 특히 최대 10%씩 벗어나는 방식으로 균질하게 분포된 방식으로 미러 상에 배열된다. 이미징의 우수한 텔레센트리시티 값은 마찬가지로 이러한 수단에 의해 성취될 수 있다. 더욱이, 이러한 수단에 의해 이미징 품질이 조명 세팅의 특정 선택에 비교적 독립적일 수 있음이 알려진다.
미러 상의 제 1 영역의 균일한 분포에 대한 대안으로서, 상기 제 1 영역은 또한 그 평균 밀도가 방사상 외측으로 증가하는 방식으로 배열될 수 있다. 제 1 영역의 배열은 특히, 반경이 미러의 총 반경의 최대 30%, 특히 최대 20%, 특히 최대 10%씩 서로로부터 벗어나는 링형 영역에서의 그 평균 밀도가 반경 방향에서 외부로 증가하는, 특히 단순하게 증가하는 방식으로 가능하다.
본 발명의 추가 측면에 있어서, 제 1 영역의 수는, 특히 적어도 100개, 특히 적어도 200개, 특히 적어도 300개, 특히 적어도 500개, 특히 적어도 700개, 특히 적어도 1000개이다. 이러한 경우에, 더 큰 수의 제 1 영역은 더 작은 텔레센트리시티 오류를 야기한다.
제 1 영역의 수는, 특히, 최대 30000, 특히 최대 10000, 특히 최대 5000, 특히 최대 3000이다. 이것은 또한 최대 1000, 특히 최대 500, 특히 최대 300, 특히 최대 200, 특히 최대 100이 될 수 있다. 더 작은 수의 제 1 영역은 미러의 생산을 간소화한다.
본 발명의 추가 측면에 있어서, 제 1 영역의 총 수는, 미러의 총 표면적의 최대 30%, 특히 최대 20%, 특히 최대 10%가 되는 표면적을 갖는다. 이것은, 미러의 옵스큐레이션이 충분히 작은 것을 보장한다. 더욱이, 이것은, 충분히 높은 NILS 값, 즉, NILS > 1이며, 즉, 충분히 높은 콘트라스트를 보장한다.
본 발명의 추가 측면에 있어서, 제 1 영역은 방사선 투과형, 특히 EUV 방사선 투과형이다. 이들은 특히 스루-개구에서 구현될 수 있다. 이것은, 조명 방사선이 미러의 후측면으로부터 스레딩되는 것을 허용한다.
또한, 제 1 영역에 별도의 미러를 배열하는 것이 가능하다. 특히, 제 1 영역에 동공 패싯 미러의 동공 패싯을 배열하는 것이 가능하다. 동공 패싯 미러는 미러의 부분이 될 수 있다. 이러한 경우에, 동공 패싯은 제 1 영역을 형성한다.
동공 패싯 미러는 또한 분할 미러로부터 분리될 수 있다. 이러한 경우에, 동공 패싯은 바람직하게는 제 1 영역의 위치에서 배열된다.
본 발명의 추가 목적은 특히, EUV 투영 노광 장치를 위한 광학적 구성요소를 개선하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 8의 특징에 의해 성취된다.
본 발명의 핵심은 상기 미러를 조절하기 위한 조절 장치에 의해 앞선 기재에 따른 미러를 제공하는 것이다.
이것은 투영 노광 장치의 빔 경로의 미러를 조절하는 것을 특히 가능하게 한다. 미러의 조절의 결과로, 특히, 제 1 영역의 배열이 또한 조절된다.
조절 장치는, 가로로, 특히 광학 축에 수직으로 또는 미러 시스템에서 나타낼 때, 미러의 중심축, 특히 그의 중앙 영역의 미러의 제 2 영역의 표면에 법선에 수직으로 특히 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 변환적인, 즉, 선형 자유도를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 광학축에 대한 또는 표면으로의 상기 법선 방향에 대한 1 회전 자유도를 가질 수 있다. 조절 장치는 미러의 연속적으로 변화가능한 조절을 가능하게 할 수 있다. 이것은 또한 2개 이상의 별도의 위치를 가질 수 있거나 이것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 추가 측면에 있어서, 광학 구성요소는 조절 장치에 의해 교환가능한 상기 기재에 따른 적어도 2개의 미러를 포함한다. 이러한 경우에, 조절 장치는 특히 교환 장치의 기능을 갖는다. 더욱이, 이것은 특히 미러의 정확한 포지셔닝을 조절하기 위한, 상기 기재된 조절에 적합할 수 있다. 이것은 또한 구성요소의 유연성을 증가시킨다.
본 발명의 추가 목표는, 오브젝트 필드를 이미지 필드에 이미징하기 위한 투영 광학 유닛을 개선하는 것이다. 이러한 목적은, 청구항 10의 특징에 의해 성취된다. 장점은 상기 기재된 장점과 상응한다.
투영 광학 유닛의 미러가 빔 경로의 방향에서 오브젝트필드로부터 비롯하며 연속적으로 넘버링될 경우, 본 발명에 따른 미러는 특히 투영 광학 유닛의 제 1 미러(M1) 또는 제 2 미러(M2)와 같이 사용될 수 있다. M2로서 사용될 때, 미러는 특히 동공 근처에 배열될 수 있다. 동공 근처의 미러(M)의 배열은 이하의 조건이 충족될 경우 존재한다:
P(M) = D(SA)/(D(SA) + D(CR)) ≥ 0.5.
이러한 경우에, D(SA)는, 미러(M)의 위치에서의 오브젝트 필드 지점으로부터 나아가는 광선의 선속의 서브어퍼처 직경이며, D(CR)은 미러(M)의 표면상의, 광학 시스템의 참조 평면에서 측정되는, 이미징 광학 유닛에 의해 이미징되는, 효과적인 오브젝트 필드의 주 광선들 사이의 최대 거리이다. 참조 평면은 이미징 광학 유닛의 대칭의 평면 또는 자오 평면이 될 수 있다. 파라미터(P(M))의 정의는 WO 2009/024164 A1에서 표시된 것에 상응한다. 필드 평면에서 P(M)=0은 참이다. 동공 평면에서 P(M)=1은 참이다. 본 발명에 따른 미러(M)의 배열에 있어서, P(M)≥0.6, 특히 P(M)≥0.7, 특히 P(M)≥0.8, 특히 P(M)≥0.9는 참이다.
상기 먼저 기재된 바와 같이, 미러의 제 1 영역은 투영 광학 유닛의 옵스큐레이션을 형성한다. 이들은 전체적으로 분할 옵스큐레이션을 형성한다.
본 발명의 추가 목적은, 투영 노광 장치의 광학 시스템 및 투영 노광 장치를 개선하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 11 및 청구항 13에의 특징에 의해 성취된다. 장점은 상기 기재된 장점에 상응한다. 광학 시스템은, 특히, 큰 오브젝트 측 개구수(NAO) 및 작은 주광선 각도(CRA)로 레티클을 조명하는 것을 가능하게 한다. 특히, arcsin(NAO)≥CRA, 특히 arcsin(NAO)≥2 CRA는 참이다. 이러한 경우에, CRA≤6°, CRA≤3°, 특히 CRA≤2°, 특히 CRA≤1°, 특히 CRA=0°는 참이다. 오브젝트 측 개구수(NAO)는 특히 적어도 0.45, 특히 적어도 0.5, 특히 적어도 0.6, 특히 적어도 0.7이다. 광학 시스템은 8:1, 특히 최대로 6:1, 바람직하게는 최대 4:1의 감소를 갖는다.
본 발명의 추가 목적은, 미러의 설계를 최적화하기 위한 방법을 명시하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 14의 특징에 의해 성취된다.
본 발명은 격자의 정점 상의 특정 수의 미러의 제 1 영역의 배열을 갖는 미러의 시작 설계를 먼저 미리 한정하는 것이 제공된다. 게다가, 이러한 형태의 미러를 갖는 투영 광학 유닛의 이미징 품질을 평가하기 위한 적합성 함수(f)가 미리 한정된다. 최종적으로, 적어도 하나의 표적값 및 종결 기준이 미리 한정된다. 적어도 하나의 미리 한정된 표적값 및/또는 종결 기준이 도달할 때까지 제 1 영역의 배열은 미리 한정된 알고리즘에 따라 변경된다.
상기 기재된 바와 같이, 삼각형의, 정사각형의, 6각형의 또는 동심축의 격자 또는 펜로즈 격자가 시작 격자로서 역할을 할 수 있다.
적합성 함수에 통합된 적절한 파라미터는 이하의 파라미터 중 하나 이상의 선택을 포함한다: 텔레센트리시티, NILS, NILS 필드 프로파일. 적합성 함수는 이러한 파라미터의 선형 결합, 특히 모든 파라미터의 선형 결합을 바람직하게 포함한다.
소위 진화 알고리즘은, 특히, 제 1 영역의 배열을 변경하기 위한 알고리즘으로서 역할을 한다. 소위 시뮬레이션된 어닐링이 또한 적절하다. 바람직하게는, 진화 전략은 확실히 수렴하거나 적어도 부분적으로 확실히 수렴하는 방법에 의해 결합된다.
예컨대 제 1 영역의 분포의 균일성의 최대값과 같은 2차 또는 경계 조건의 연속이 알고리즘에서 고려될 수 있다.
가장 단순한 경우에, 알고리즘은 선형 변환 및/또는 특히 0.1°내지 5°의 범위의 각도만큼의 회전을 단순히 포함한다. 이것은 특히 먼저 제시된 미러를 최적화하는데 있어서, 특히, 상기 기재된 조절 장치와 관련하여 특히 유리하다.
본 발명의 추가 목적은, 투영 노광 장치를 사용하는 구성요소를 제공하기 위한 방법을 명시한다.
이러한 목적은, 청구항 15에 따른 생산 방법에 의해 본 발명에 따라 성취된다.
장점은 상기 이미 기재된 장점에 상응한다.
본 발명의 추가적인 세부사항 및 상세는 도면을 참조하여 다수의 예시적인 실시예의 기재로부터 명백해질 것이다.
도 1은 EUV 리소그래피용 EUV 투영 노광 장치의 구성요소의 개략도를 도시한다.
도 2는 오브젝트가 투영 노광 동안 이미징되는, 레티클의 형태인 반사 오브젝트의 영역에서의 도 1에 따른 투영 노광 장치의 조명 광 및 이미징 광의 빔 경로의 발췌의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2와 유사하되 빔 경로의 대안적인 라우팅을 갖는, 조명 광 및 이미징 광의 빔 경로의 발췌의 확대도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 미러의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 5는 투영 노광 장치의 빔 경로에서 미러의 배열의 개략도를 도시한다.
도 6은 투영 노광 장치의 빔 경로에서의 미러의 대안적인 배열의 개략도를 도시한다.
도 7은 미러의 조절가능성을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는 미러 상의 제 1 영역의 배열의 변위 및 회전의 효과의 도면을 도시한다.
도 9는 미러의 회전의 효과의 추가 도면을 도시한다.
도 10은 미러의 측방향 변위의 효과의 추가 도면을 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 그 최적화 전/후의 미러 상 제 1 영역의 배열의 예시적인 도면을 도시하고, 여기서 제 1 영역의 동심 배열은 시작 배열로서의 역할을 한다.
도 11c는 미러 상의 제 1 영역의 배열의 최적화의 평가를 고려하는, 상이한 회절 차수의 이미지를 갖는 조명 동공의 충전의 예시를 도시한다.
도 12a 내지 도 12d는 제 1 영역의 가능한 시작 배열의 예시적인 예시를 도시한다.
도 13은 미러 상의 제 1 영역의 배열의 진화적 최적화 동안 일부 이미징 관련 파라미터의 프로파일의 예시적인 도면이 도시된다.
도 14a는 미러 상의 제 1 영역의 최적화된 배열의 예시적인 도면을 도시한다.
도 14b는 미러 상의 0차 및 1차 회절 차수의 이미지를 도시하며, 모호한 회절 차수가 식별된다.
도 14c는 도 14b에 따른 회절 차수의 이미지의 상대 강도를 도시한다.
도 14d는 도 14c에 따른 분포의 히스토그램을 도시한다.
도 15a 내지 도 15c는 필드 의존 조명 동공의 필드 의존 옵스큐레이션(obscuration)을 명확히 하기 위한 개략도를 도시한다.
도 1은 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1)의 구성요소를 자오 단면으로 개략적으로 도시한다. 이에 관하여, DE 10 2010 041 623 A1 및 DE 10 2011 086 345.1가 추가로 참조되어야 하며, 이들은 그 전체가 본 출원의 부분이 된다. 투영 노광 장치(1)의 조명 시스템(1)은 방사선원(3) 옆에, 오브젝트 평면(6)의 오브젝트 필드(5)를 노광하기 위한 조명 광학 유닛(4)을 갖는다. 이러한 경우에, 오브젝트 필드(5)에 배열된 레티클(7)이 노광되고, 상기 레티클은 발췌로서 단순히 도시되는 레티클 홀더에 의해 홀드된다.
투영 광학 유닛(9)은 오브젝트 필드(5)를 이미지 평면(11)의 이미지 필드(10) 내에 이미징하는 역할을 한다. 레티클(7) 상의 구조는 이미지 평면(11)의 이미지 필드(10)의 영역에 배열된 웨이퍼(12)의 감광성 층상에 이미징되고, 상기 웨이퍼는 마찬가지로 개략적으로 도시되는 웨이퍼 홀더(13)에 의해 홀드된다.
방사선원(3)은 EUV 방사선(14)을 방출하는 EUV 방사선원이다. EUV 방사선원(3)의 방출된 사용된 방사선의 파장은 5nm 내지 30nm의 범위이다. 리소그래피에서 사용되고 적절한 광원이 이용가능한 기타 파장이 가능하고; 방사선원(3)은 플라즈마원, 예컨대 DPP원 또는 LPP원이 될 수 있다. 또한, 싱크로트론을 기초로 한 방사선원은 방사선원(3)으로서 사용될 수 있다. 이러한 방사선원에 대한 정보는 예컨대 US 6,859,515 B2에서 당업자가 알 수 있다. 콜렉터(15)는 EUV 방사선원(3)으로부터 EUV 방사선(14)에 초점을 맞추기 위하여 제공된다.
EUV 방사선(14)은 또한 조명광 또는 조명 방사선으로서 지정된다.
조명 광학 유닛(4)은 복수의 필드 패싯(17)을 갖는 필드 패싯 미러(16)를 포함한다. 필드 패싯 미러(16)는 오브젝트 평면(6)에 관하여 광학적으로 켤레인 조명 광학 유닛(4)의 평면에 배열된다. EUV 방사선(14)은 조명 광학 유닛(4)의 필드 패싯 미러(16)로부터 동공 패싯 미러(18)에 반사된다. 동공 패싯 미러(18)는 복수의 동공 패싯(19)을 갖는다. 동공 패싯 미러(18)의 도움으로, 필드 패싯 미러(16)의 필드 패싯(17)은 오브젝트 필드(5)내에 이미징된다.
필드 패싯 미러(16) 상의 각각의 필드 패싯(17)에 있어서, 동공 패싯 미러(18) 상에는 적어도 하나의 관련된 동공 패싯(19)이 존재한다. 광 채널 또는 방사선 채널은 개별적인 필드 패싯(17)과 개별적인 동공 패싯(19) 사이에서 형성된다. 패싯 미러(16, 18) 중 적어도 하나의 패싯(17, 19)은 스위칭가능한 것으로 구현될 수 있다. 이들은, 특히 패싯 미러(16, 18) 상에서 경사가능한 방식으로 배열될 수 있다. 이러한 경우에, 오직 일부, 예컨대, 패싯(17, 19)의 최대 30%, 최대 50% 또는 최대 70%를 경사가능한 방식으로 이용하는 것이 가능하다. 경사가능한 방식으로 모든 패싯(17, 19)을 이용하는 것 또한 제공될 수 있다. 스위칭가능한 패싯(17, 19)은 특히, 필드 패싯(17)이다. 필드 패싯(17)을 경사지게 함으로써, 개별적인 동공 패싯(19)에 대한 그의 할당 및 그러므로 광 채널의 형성을 변경하는 것이 가능하다. 개별적인 동공 패싯(19)에 대한 필드 패싯(17)의 특정 할당은 또한 조명 세팅으로서 지정된다. 경사가능한 패싯(17, 19)을 갖는 패싯 미러(16, 18)의 추가 상세를 위하여, DE 10 2008 009 600 A1이 참조되어야 한다.
조명 광학 유닛(4)의 추가 상세에 있어서, 마찬가지로 DE 10 2008 009 600 A1가 참조되어야 한다.
조명 광학 유닛(4) 및 투영 광학 유닛(9)의 EUV 방사선(14)의 빔 경로 및 특히, 필드 패싯 미러(16) 및 동공 패싯 미러(18)의 구조적인 배열을 도 1로부터 알수는 없다.
레티클 홀더(8)는 제어가능한 방식으로 변위가능하므로, 투영 노광 동안, 레티클(7)은 오브젝트 평면(6)에서 변위 방향으로 변위될 수 있다. 따라서, 웨이퍼 홀더(13)는 제어된 방식으로 변위가능하므로 웨이퍼(12)가 이미지 평면(11)에서 변위 방향으로 변위가능하다. 결과적으로, 레티클(7) 및 웨이퍼(12)는 한편으로는 오브젝트 필드(5)에 의해 그리고 다른 한편으로는 이미지 필드(10)에 의해 스캐닝될 수 있다. 변위 방향은 또한 스캐닝 방향으로서 지정된다. 스캐닝 방향의 레티클(7) 및 웨이퍼(12)의 변위는 바람직하게 서로 동기식으로 일어날 수 있다.
투영 광학 유닛(9)은 도 1에 도시되지 않은 복수의 투영 미러(Mi)를 포함한다. 투영 광학 유닛(9)은 특히 적어도 3개의, 특히, 적어도 5개의 투영 미러(M1 내지 M5)를 포함한다. 특히, 이것은 적어도 6개, 7개 또는 8개의 투영 미러(M1 내지 M8)를 가질 수 있다.
투영 노광 장치(1)의 사용 동안, 조명 광(14)에 감광성인 코팅을 갖는 레티클(7) 및 웨이퍼(12)가 제공된다. 이어서, 레티클(7)의 적어도 일부는 투영 노광 장치(1)의 도움으로 웨이퍼(12) 상에 투영된다. 이러한 경우에, 레티클(7)은, EUV 방사선(14)의 주광선(CRA, 주 광선 각도)이 최대 6°, 특히 최대 3°, 특히 최대 1°, 특히 최대 0°의 입사각에서 레티클(7) 상에 충돌하는 방식으로 EUV 방사선(14)에 의해 조명된다. 이러한 경우에, 입사각은 레티클(7)을 조명하는 역할을 하는 광선의 빔의 주광선과 레티클(7)에 대한 법선(29) 사이의 각도로서 한정된다. 주광선의 입사각은 특히 오브젝트 측 개구수(NAO) 미만이고, CRA < arcsin(NAO)이다. 오브젝트 측 개구수(NAO)는 특히, 적어도 0.45, 특히 적어도 0.5, 특히 적어도 0.6, 특히 적어도 0.7이다.
웨이퍼(12) 상의 레티클(7)의 투영 동안, 레티클 홀더(8) 및/또는 웨이퍼 홀더(13)는 오브젝트 평면(6) 및/또는 이미지 평면(11)에 평행한 방향으로 변위될 수 있다. 레티클(7) 및 웨이퍼(12)의 변위는 바람직하게는 서로 동기식으로 영향받을 수 있다.
마지막으로, 조명 광이 노광된 웨이퍼(12) 상의 감광성 층이 현상된다. 마이크로구조화된 또는 나노구조화된 구성요소, 특히, 반도체 칩이 이런식으로 생산된다.
본 발명에 따른 광학 시스템(27)은 조명 광학 유닛(4) 및 투영 광학 유닛(9)을 포함한다. 본 발명에 따른 광학 시스템(27)은 이하에서 더욱 상세히 기재될 예정인 미러(20)를 갖는다.
미러(20)는 총 표면적(24)을 갖는 미러 바디(21)를 갖는다. 총 표면적(24)은 또한 전체 반사 표면(24) 또는 단순히 미러 표면(24)으로서 지정된다. 이는 평면식으로 구현될 필요는 없다. 총 표면적(24)은 복수의 제 1 영역(22)을 포함한다. 제 1 영역(22)은 분리된 형식으로 구현된다. 제 1 영역(22)의 수는, 적어도 10, 특히 적어도 30, 특히 적어도 100, 바람직하게는 적어도 200, 바람직하게는 적어도 300, 바람직하게는 적어도 500, 바람직하게는 적어도 600, 바람직하게는 적어도 800, 바람직하게는 적어도 1000이다.
제 1 영역의 수는, 특히, 최대 30000, 특히 최대 10000, 특히 최대 5000, 특히 최대 3000이다. 이것은 또한 최대 1000, 특히 최대 500, 특히 최대 300, 특히 최대 200, 특히 최대 100가 될 수 있다. 더 작은 수의 제 1 영역은 미러의 생산을 간소화한다.
제 1 영역(22)의 수는 특히 방사선 채널의 수와 특히 적어도 규모에 있어서 동일하다. 제 1 영역(22)의 수는 특히 필드 패싯(17)의 수와 적어도 규모에 있어서 동일하다. 제 1 영역(22)의 수는 동공 패싯(19)의 수와 특히 규모에 있어서 동일하다. 제 1 영역(22)의 수와 방사선 채널의 수, 즉, 조명 방사선(14)이 적용될 수 있는 동공 패싯(19)의 수의 비는, 플렉스 비(flex ratio)로서 지정된다. 플렉스 비는 특히 1 대 2의 범위이다.
게다가, 미러(20)는 제 2 방사선-반사, 특히, EUV 방사선 반사 영역(23)을 포함한다. 제 1 영역(22) 및 제 2 영역(23)의 결합은 미러(20)의 총 표면적(24)을 형성한다.
제 1 영역(22)은 각각 제 2 영역(23)으로부터 구조적으로 범위가 한정된다. 이들은 각각 그로부터 주위가 완전히 둘러싸인다. 제 1 영역(22)은 그러므로 제 2 영역(23)에서 아일랜드를 형성한다. 제 2 영역(23)은 바람직하게는 단순히 연결되되 수축불가능하다.
제 1 영역(22)은 총 표면적(24) 상에서 불규칙적으로 분포되는 방식으로 배열된다. 제 1 영역(22)의 배열은 이하에서 더욱 상세히 기재될 것이다.
각각의 경우에 제 1 영역(22)은 특히 둥근(round) 방식으로, 특히 원형(circular) 방식으로 구현된다. 이들은, 선형 치수, 특히, 1nm 내지 20nm의 범위, 특히 2mm 내지 15mm의 범위, 특히 3mm 내지 10m의 범위, 바람직하게는 4mm 내지 8mm의 범위의 직경을 갖는다. 원칙적으로, 또한, 제 1 영역(22)이 각진 방식으로(angular fashion), 특히, 다각형, 예컨대 4각형 또는 6각형 방식으로 구현되는 것이 가능하다.
제 1 영역(22)은, 특히, 가능한 스케일링으로부터 벗어나서, 동공 패싯 미러(18) 상의 동공 패싯(19)의 형태에 정확히 상응하는 형태를 갖는다.
제 2 영역(22)의 총 수는, 미러(20)의 총 표면적의 최대 30%, 특히 최대 20%, 특히 최대 10%가 되는 표면적을 갖는다.
제 1 영역(22)은 특히 방사선 투과형 방식으로, 특히, EUV 방사선 투과형 방식으로 구현된다. 미러 바디(21)의 스루 개구(37)가 특히 포함될 수 있다. 도 2 및 도 3에서 개략적으로 도시되는 바와 같이, 이러한 경우에, 조명 방사선(14)은 제 1 영역(22)을 통과할 수 있다. 다시 말해서, 조명 방사선(14)은 레티클(7)을 조명하기 위한 제 1 영역(22)을 통해 특히 투영 광학 유닛(9) 내로 스레딩될 수 있다.
미러(20)는 특히 투영 광학 유닛(9)의 부분이다. 이것은 특히, 제 1 영역(22)이 조명 광학 유닛(4)의 빔 경로에 배열되고 제 2 영역(23)이 투영 광학 유닛(9)의 빔 경로에 배열되는 방식으로 투영 광학 유닛(9)에서 배열된다.
미러(20)는, 제 1 영역(22)이 조명의 동공 평면의 영역에 배열되는 방식으로 특히 조명 광학 유닛(4)의 빔 경로에 배열될 수 있다. 특히, 레티클(7)의 균질하게 발산하는 조명의 경우에, 미러(20)는 이런 식으로 배열된다. 이것은 조명 동공이 오브젝트 필드(5) 위에서 변하지 않는 것을 보장한다. 다시 말해서, 동일한 조명 동공은 오브젝트 필드(5)의 모든 지점에서 존재한다. 조명 동공은 특히 필드 의존적이다. 도 15a 내지 도 15c에서, 이것은 제 1 영역(22)의 그리드에 의해 개략적으로 도시된다. 이러한 경우에, 도 15a는 오브젝트 필드(5)의 좌측 에지에서 조명 상황을 개략적으로 도시한다. 도 15b는 오브젝트 필드(5)의 중심에서의 조명 상황을 개략적으로 도시한다. 도 15c는 오브젝트 필드(5)의 우측 에지에서의 조명 상황을 개략적으로 도시한다. 이러한 경우에, 제 1 영역(22)의 그리드는 단순히 조명 동공의 필드 의존을 설명하는 역할을 한다. 이것은 미러(20) 상의 제 1 영역(22)의 실제 배열을 나타내지 않는다.
미러(20)는 투영 광학 유닛(9)의 동공 평면에 위치될 필요가 없으므로, 동공 옵스큐레이션의 필드 의존도는, 이미지 평면(11)의 영역, 특히, 웨이퍼(12)의 영역에 존재한다. 이것은, 조명 동공에 대한 이미지 필드(10)의 상대적 위치의 변위에 의해 도 15a 내지 도 15c에서 개략적으로 도시된다.
도 15a 내지 도 15c에서 명백하듯이, 동공 내에서 볼 수 있는 미러(20) 상에 더 많은 영역(22)을 배열하는 것이 제공될 수 있다. 동공에 의해 보이지 않는 영역(22)은 웨이퍼(12)의 조명에 적어도 직접적으로 기여하지 않는 영역(22)을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 동공에서 보여질 수 있는 것보다 미러(20)에서 더욱 많은 영역(22)의 배열은 이미지 필드(10)에 위에서 보여질 수 있는 동공으로부터 이동하는 영역(22)이 다른 영역(22)에 의해 교체되는 것을 가능하게 한다. 이것은 차폐된 표면의 기하학적 센트로이드(centroid)가 실질적으로 일정하게 유지하는 것을 가능하게 한다. 이것은, 생성된 텔레센트리시티 오류를 가능하게 한다.
미러(20)의 치수는, 특히, 이미지 필드(10)의 주어진 지점을 조명하기 위하여 최대로 제공된 조명 동공의 치수보다 더 크다.
또한, 스루 개구(37)에 동공 패싯 미러(18)의 동공 패싯(19)을 배열하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 동공 패싯(19)은 바람직하게는 보조 기판(36) 상에 배열된다. 이들은 각각의 경우에 갭(38)에 의해 미러(20)의 미러 바디(21)로부터 분리된다. 이러한 경우에, 제 1 영역(22)은 조명 광(14)용 스루 개구를 형성하지 않는다. 이러한 실시예에서, 미러(20) 및 동공 패싯 미러(18)는 단일 구성요소의 부분으로서 해석될 수 있다. 마찬가지로, 미러(20) 및 동공 패싯 미러(18)가 이러한 실시예에서 마찬가지로 2개의 별도의 구성요소로서 해석되는 것이 가능하다. 각각의 경우에, 제 1 영역(22)은 투영 광학 유닛(9)의 빔 경로에 있어서, 미러의, 특히, 제 2 영역(23)의 옵스큐레이션을 형성한다.
제 1 영역(22)이 방사선 반사 방식으로 구현되며 방사선 투과성 영역(23)에 의해 각각 주변이 둘러싸이는, 미러(20)의 반대되는(inverted) 실시예가 마찬가지로 가능하다. 더욱 상세하게, DE 10 2010 041 623 A1가 만들어질 수 있다.
도 2는 미러(20)에 의해 성취될 수 있는 것과 같은 조명 방사선(14)의 빔 경로를 예시로서 설명한다. 미러(20)를 통해 각각의 경우에 스루 개구(37) 중 하나를 통과하는 조명 방사선(14)의 별도의 광선(141, 142, 143)이 예시로서 설명된다. 도 2에서 도시된 광선 경로는 단순히 도면의 평면 내로의 투영을 도시한다. 특히, 이들은 도면의 평면에 관하여 조명 방사선(14)의 경사를 제시하지 않는다. 그러므로, 특히, 미러(20)를 통과하는 광선(141)은 미러(20)상에 재반사되는 광선(143)에 상응하지 않되, 그보다는 그에 관하여 비스듬하다.
도 2에서 예시로서 발췌된 바와 같이 도시된 조명 방사선(14)의 빔 경로의 경우에, 미러(20)는 투영 광학 유닛(9)의 빔 경로에서 제 2 미러(M2)로서 역할을 한다. M2로서의 역할을 하는 미러(20)는 특히 동공 평면(26)에서 그리고 적어도 동공 광학 유닛(9)의 동공 근처에 배열될 수 있다. 특히, P(M2)≥0.5, 특히, P(M2)≥0.7, 특히, P(M2)≥0.9는 참이다.
도 3은 조명 방사선(14)의 빔 경로의 대안적인 배열을 기초로 미러(20)의 하나의 가능한 기능을 예시로서 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같은 미러(20)의 배열의 경우에, 상기 미러는 M1로서 역할을 한다. 개별적으로 필드 패싯(17)들 중 하나와 동공 패싯(19)들 중 하나 사이에서 형성된 광 채널로부터의 EUV 방사선(14)은 미러(20)를 통해 제 1 영역(22)들 중 하나를 통과하여, 레티클(7)에서 반사되므로 미러(20)의 제 2 영역(23) 상에 충돌하고, 그로부터, 투영 광학 유닛(9)의 다운스트림 미러(Mi)에 반사된다.
도 5 및 도 6은 예시로서 도 4에 따른 미러의 배열을 설명하고, 여기서, 동공 패싯(19)은 제 1 영역(22)에서 배열된다. 도 5에서 미러(20)는 M2의 역할을 한다. 도 6은 예시로서 미러(20)가 M1을 형성하는 실시예를 도시한다.
미러(20)의 모든 실시예에서, 제 1 영역(22)은 제 2 영역(23)의 옵스큐레이션을 형성한다. 그러므로, 미러(20)는 또한 분할된 옵스큐레이션을 갖는 미러로서 지정된다.
특히, 제 1 영역(22)은 오브젝트 필드(5)의 이미지 필드(10)로의 이미징에 기여하지 않고, 특히, 레티클(7)의 웨이퍼(12)상으로의 이미징에 기여하지 않는다.
가능한 손실이 없는 방식으로, 이미지 필드(10)내로의 오브젝트 필드(5)의 이미징, 특히, 웨이퍼(12)상으로의 레티클(7)의 이미징을 위하여, 오브젝트 필드(5)의 이미지의, 특히 레티클(7)의 이미지의 가능한 모든 회절 차수, 그러나, 특히 0차, 1차 및 -1차 회절 차수가 이미지 필드(10)내에 투영되는 것이 필수적이다. 특정 회절 차수의 옵스큐레이션은 정보의 손실을 야기하므로 일반적으로 감소된 이미징 품질을 야기한다. 미러(20) 상의 제 1 영역(22)의 표적화된 배열의 결과로, 개별적인 회절 차수의 옵스큐레이션의 영향은 최소화될 수 있고, 또한, 다시 말하면, 이미지 품질이 개선될 수 있다. 특히, 하나 이상의 상이한 조명 세팅을 위한 이미징 품질의 최적화 및/또는 상이한 구조가 레티클(7) 상에 이미징되는 것이 가능하다. 적절한 조명 세팅은, 특히, 이하의 조명 세팅으로부터의 선택을 포함한다: 상이한 반경을 갖는 원형 조명 세팅, 상이한 내부 및 외부 경계 반경을 갖는 환형 조명 세팅, x-이중극 세팅, y-이중극 세팅 및 퀘이사 조명 세팅. 미러(20)의 중심축(31)에 대한 제 1 영역(22)의 비점(non-point) 대칭 배열은, 경면 반사(specular reflection)로도 지정되는 0차 회절이 제 1 영역(22)들 중 하나 상에 충돌하지 않는 것을 보장하는 것을 가능하게 한다. 그러므로, 본 발명은 점-비대칭으로, 즉, 비점 대칭으로, 미러(20) 상에 제 1 영역(22)을 배열하는 것을 제공한다. 본 발명은 바람직하게는 미러(20) 상에서 제 1 영역을 불규칙하게 배열하는 것을 추가로 제공한다. 조명 설정 및/또는 레티클 구조에 있어서, 복수의 회절 차수가 제 1 영역(22) 상에서 체계적으로 충돌하는 경우, 즉, 이미징 성능의 감소를 야기하는 옵스큐레이션을 회피하므로, 뷸규칙한 분포는 유리하다. 도 8a 내지 도 8c에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 제 1 영역(22)은 펜로즈 격자의 정점 또는 격자 지점에서 배열된다. 이러한 경우에, 펜로즈 격자는 비변환 불변 및 비회전 불변 격자의 특별한 예시를 형성한다. 제 1 영역(22)의 이러한 배열의 경우에, 일반적으로 변환 불변 회절 차수는 상기 제 1 영역의 가장 바람직하지 않은 경우에서도 통계적으로 무작위로 오직 제 1 영역(22) 상에 충돌한다.
일 유리한 실시예에서, 미러(20)에는 조절 장치(32)가 제공된다. 미러(20) 및 조절 장치(32)는 광학 구성요소(33)를 형성한다. 조절 장치(32)는 도 7에서 개략적으로 도시된다. 이것은, 미러(20)의 선형, 즉, 변환 변위, 특히, 그의 중심축(31)에 수직 방향으로의 변위를 가능하게 한다. 조절 장치(32)는 그러므로 적어도 하나의, 바람직하게 2개의 선형 자유도를 갖고 미러(20)의 조절가능성을 가능하게 한다. 게다가 또는 그에 대한 대안으로서, 이것은 하나의 회전 자유도, 특히 그의 중심축(31)에 대한 미러(20)의 회전 또는 광학축에 평행한 축에 대한 회전의 자유도를 갖고 미러(20)의 조절을 가능하게 할 수 있다. 조절 장치(32)는 바람직하게는 미러(20)의 연속적으로 변화가능한 조절을 가능하게 한다. 그러나, 이것이 미러(20)의 상이한, 별개의 위치를 미리 한정하는 방식으로 조절 장치(32)를 이용하는 것 또한 가능하다. 이것은 2개 이상의 별개의 미러 위치를 미리 한정할 수 있다.
선형 변위가능성의 경우에, 미러(20)는 바람직하게 평면 방식으로 구현된다. 회전 변위가능성의 경우에, 제 1 영역(22)의 배열로부터 벗어난, 미러 바디(21)는 바람직하게는 중심축(31)에 대하여 회전 대칭으로 구현된다.
선형 변위가능성은 마이크로미터, 밀리미터 또는 센티미터의 범위에 있을 수 있다. 회전 변위가능성은 수밀리라드에서 5°의 범위가 될 수 있다.
유리한 실시예에 따르면, 조절 장치(32)는 2개의 미러(20)를 교환하거나 변경하기 위한 교환 장치 또는 변경 장치로서 구현된다. 다시 말해서, 광학 구성요소(33)는 1개, 2개 이상의 미러(20)를 포함할 수 있다. 미러(20)는 조절 장치(32)에 의해 교환될 수 있다.
변위 및/또는 회전에 의해, 제 1 영역(22)의 배열을 전체적으로, 즉, 포괄적으로 변경하는 것이 가능하다. 이것은, 예시로서 도 8a 내지 도 8c에서 도시된다. 도 8b는 선형으로 변위되는 도 8a에 따른 배열을 도시한다. 도 8c에 따른 배열은 회전에 의해 도 8b에 따른 배열로부터 발생한다. 옵스큐레이션의 필드 의존성으로 인하여, 이미지 필드(10)의 특정 지점에서, 모든 영역(22)이 그의 조명에 필수적으로 기여하는 것은 아니다. 이것은 도 8a 내지 도 8c에서 영역(22)의 위치를 식별하기 위하여 상이한 심볼로 도시된다. 예시로서 선택된 이미지 필드 지점의 조명에 기여하는 영역(22)은 도 8a 내지 도 8c에서 심볼(+)로 식별되는 반면에, 비록 미러(20) 상에 존재하지만 상기 필드 지점의 조명에는 기여하지 않는 영역(22)은 심볼(o)로 식별된다.
주어진 배열의 회전 및/또는 변위의 예시는 도 9 및 도 10에서 도시된다. 직사각형, 정사각형 격자의 정점 상의 제 1 영역(22)의 배열은 도 9의 시작 배열로서의 역할을 한다. 이러한 배열은 탈중심축(34)에 대하여 대략 9°씩 회전된다.
주어진 배열의 회전 및/또는 변위에 의해, 이미징 성능은 개별적인 조명 세팅 및/또는 피치에 대하여 개선될 수 있다. 다시 말해서, 조절 장치(32)에 의한 이러한 조절 가능성은 개별적인 특히 미리 한정된 조명 세팅 및/또는 피치의 이미징 성능을 개선하는데 있어서 특히 유리하다.
도 10에 따른 실시예의 경우에, 삼각형 격자는 시작 배열의 역할을 한다. 상기 격자는 인접한 제 1 영역(22)들 사이의 거리의 대략 1/3씩 선형으로 변위된다.
펜로즈 격자의 격자 지점에서의 제 1 영역(22)의 배열은 개선된 이미징 특성을 먼저 야기하는 반면에, 이 이미징 특성은 미러(20)의 표적화된 설계, 특히, 제 1 영역(22)의 배열의 최적화에 의해 추가로 개선될 수 있다. 상기 기재된 바와 같이 조절 장치(32)에 의한 미러(20)의 선형 변위 및/또는 회전은 최적화의 가장 단순한 형태로서 제공될 수 있다. 이러한 변환 및/또는 회전 최적화된 배열은 일부 피치 및 설정에 있어서 우수한 이미징 성능을 산출할 수 있다. 그러나 여전히 존재하는 대칭으로 인하여, 이러한 배열이 충분히 우수한 성능을 산출하지 않는 피치 및/또는 설정이 항상 존재할 것이다. 본 발명에 있어서, 미러 상의 개별적인 영역의 이하에서 기재되는 별도의 최적화에 의해 이러한 대칭을 깨는 것이 유리하며, 이것은 미러 상의 영역의 수치적인 또는 불규칙적인 배열을 야기하는 것이 입증되었다. 특히 유리한 실시예에 있어서, 제 1 영역(22)의 배열은 이하의 방법에 따라 최적화된다. 먼저, 미리결정된 수의 제 1 영역(22)의 특정 배열을 갖는 미러(20)의 시작 설계가 미리 한정된다. 시작 배열의 역할을 할 수 있는 제 1 영역(22)의 가능 배열이 도 12a 내지 도 12d에서 예시로서 도시된다. 격자의 정점 상의 제 1 영역(22)의 배열이 특히 포함된다. 도 12a는 정사각형 격자의 정점 상의 제 1 영역(22)의 배열을 도시한다. 후자는 몇 도씩 회전된다. 도 12b는 동심 원형상의 제 1 영역(22)의 배열을 도시한다. 도 12c는 삼각형 격자의 정점 상의 배열을 도시한다. 도 12d는 펜로즈 격자의 격자 지점 상의 배열을 도시한다. 원칙적으로, 임의의 원하는 시작 배열이 가능하다. 특히, 회전된 및/또는 변위된 형태는 도 12a 내지 도 12d에서 도시된 모든 시작 배열은 시작 배열의 역할을 할 수 있다.
시작 배열은 바람직하게는 최소 균일성을 가져야 한다. 제 1 영역(22)은, 미러(20)의 전체 직경의 50%미만, 특히 30% 미만, 특히 20% 미만의 직경을 갖는 영역의 그 국부적 밀도는 그 평균 밀도로부터 최대 30%, 특히 최대 20%, 특히 최대 10% 벗어나는 방식으로 특히 균질하게 분포되는 방식으로 배열된다. 제 1 영역(22)의 분포의 최소 균질성으로 구성된 이러한 요건은 제 1 영역(22)의 배열의 최적화에서 경계 조건으로서 바람직하게 미리 한정된다. 결과적으로, 특히, 미러(20) 상의 제 1 영역(22)의 최적화된 배열은 또한 이러한 최소 균질성을 갖는다.
더욱이, 이러한 형태의 미러(20)를 갖는 투영 광학 유닛(9)의 이미징 품질을 평가하기 위한 적합성 함수(f)는 제 1 영역(22)의 배열을 최적화하기 위하여 미리 한정된다. 적합성 함수(f)는 이미징 품질을 평가하기 위한 다수의 파라미터, 특히, 텔레센트리시티(TC) 및/또는 정규화된 이미지 대수 기울기(NILS) 및/또는 이미지 필드(10)에 대한 그의 변형(NILS 필드 프로파일)을 통합한다. 적합성 함수(f)는 특히 이러한 3개의 파라미터의 선형 결합이다. 일 가능 적합성 함수(f)는: f = TC + g1 * NILS 필드 프로파일 - g2 * NILS이고, 음의 가중(g1, g2)을 갖는다.
즉, 함수값(f)을 최소화하는 최적화 문제는 그러므로 한정된다. 특히, 제 1 영역(22)의 위치, 즉, 미러(20) 상의 그의 배열은 변수의 역할을 한다. 원칙적으로, 제 1 영역(22)의 수 및/또는 그의 크기 및/또는 형태는 또한 변수로서 통합될 수 있다. 요구되는 2차 또는 경계 조건은 상기 기재된 최소 균일성을 포함하고, 특히, 2개의 상이한 제 1 영역(22)이 상호 중첩되지 않는다는 사실을 포함한다.
더욱이, 적합성 함수(f)에 대한 적어도 하나의 표적값 및 종결 기준은 미러(20) 상의 제 1 영역(22)의 배열을 최적화하기 위하여 미리 한정된다.
제 1 영역(22)의 배열은 이로써 적어도 하나의 미리 한정된 표적값 및/또는 종결 기준이 도달할 때까지 미리 한정된 알고리즘에 따라 변형된다.
모든 제 1 영역(22)이 동일한 직경을 갖는 원형 방식으로 구현되는 특수한 경우에, 목표 함수(f)는 제 1 영역(22)의 교환에 의해 변하지 않는다. 그러므로, 동등한 시스템을 기재하는 파라미터 범위의 최적화 문제에 대한 다수의 해결책이 존재한다. 목표 함수(f)는 그러므로 필수적으로 다양하다. 그러므로, 전체 최적화 방법은 최적화 알고리즘으로서 제공된다. 특히, 진화 알고리즘, 예컨대 진성 알고리즘 또는 소위 시뮬레이션된 어닐링은 최적화 알고리즘으로서 제공된다.
진화 전략의 변형으로서, (μ＋λ) 진화 전략의 선택 오퍼레이터를 사용하는 것이 제공된다. 이러한 경우에, 파라미터(μ)는 모집단(population)의 크기, 극의 메모리의 크기를 표시한다. 파라미터(λ)는 자손(descendents)의 수가 된다.
알고리즘의 수렴 특성(convergence behavior)을 개선하기 위하여, 수렴 특성은 거의 완전히 수렴하는 방법과 결합된다.
제 1 영역(22)의 배열을 최적화하기 위하여, 일반적으로 상기 영역(22)들 중 각각의 개별적인 하나의 배열이 개별적으로 변경된다. 격자의 정점상의 모든 제 1 영역(22)의 배열로부터 비롯하며, 제 1 영역(22)의 적어도 10%, 특히 적어도 20%, 특히 적어도 30%, 특히 적어도 50%가 최소량만큼 오프셋되는 방식으로 배열되는 것이 규정된다. 제 1 영역(22)의 직경의 절반 또는 직경 또는 특정 복수의 직경이 최소량의 역할을 할 수 있다. 격자의 정점에 대한 제 1 영역(22)의 오프셋은, 제 1 영역(22)이 격자의 인접하는 정점들 사이의 평균 거리의 최대 절반으로 각각의 경우에 오프셋되는 효과에 제한될 수 있다. 제 1 영역(22)의 오프셋은 각각의 반복 단계 동안 동적으로 적응될 수 있다. 최적화의 수렴 특성은 그렇게 함으로써 개선될 수 있다. 제 1 영역은 바람직하게는 1/5 성공 법칙에 따라 오프셋된다.
도 11a 및 도 11b는 최적화 전후로 미러(20) 상의 제 1 영역(22)의 배열을 예시로서 도시한다. 제 1 영역(22)의 동심 배열은 시작 배열의 역할을 한다(도 11a를 참조).
도 8a 내지 도 8c, 도 9, 도 10, 도 l2a 내지 도 12d, 도 l4a 및 도 l4b에서와 마찬가지로, 도 11a 및 도 11b의 제 1 영역(22)의 배열의 도면은 그 위치만을 도시하되 그 크기는 도시하지 않는다. 도 11a 및 도 11b에서 도시된 예시적인 실시예의 경우에, 제 1 영역(22)은 미러(20)의 최대 조명된 영역의 반경의 0.018의 반경을 갖는다. 이러한 경우에, 미러(20)는 바람직하게는 조명 동공보다 더 크고, 그 결과 필드 의존 옵스큐레이션으로 인한 바람직하지 않은 텔레센트리시티는 효과가 회피될 수 있음이 다시 주목되어야 한다.
도 11c는 모든 회절 차수의 이미지(30)를 갖는 조명 동공을 예시로서 설명하고, 이것은 제 1 영역(22)의 배열의 최적화에서 고려된다. 도 11c로부터 양적으로 보여지는 바와 같이 조명 동공은 빽빽하게 채워진다. 그렇게 함으로써 성취되는 것은, 최적화가 조명 세팅 및/또는 레티클(7)의 이미징된 구조에 상당한 정도로 독립된 이미징 성능의 개선을 야기하는 것이다.
강도가 주어진 방사선 채널의 입사 강도의 적어도 20%가 되는 모든 회절 차수를 최적화에서 고려하는 것이 특히 제공된다. 특히, 적어도 0차 및 ±1차 회절 차수가 고려된다.
더욱이, 오브젝트 필드(5) 위에서 균일하게 분포되는 방식으로 바람직하게 배열되는 복수의 필드 지점을 고려하는 것이 특히 제공된다. 특히, 적어도 3개의, 특히 적어도 5개의, 특히 적어도 8개의 특히 적어도 12개의 필드 지점이 고려된다.
더욱이, 평가에서 상이한 피치를 고려하는 것이 특히 제공된다. 특히, 적어도 3개의, 특히 적어도 5개의, 특히 적어도 8개의, 특히 적어도 12개의 특히 적어도 20개의, 특히 적어도 30개의 피치가 고려될 수 있다. 도 11c에 도시된 조명 동공의 경우에, 22nm 내지 320nm의 범위에서 대수적으로 같은 곳에 분포된 12개의 상이한 피치가 고려된다.
더욱이, 특히 상이한 조명 세팅을 고려하는 것이 제공된다. 고려되어야 할 조명 세팅이 특히 이하의 목록으로부터 선택될 수 있다: x-이중극, y-이중극, 퀘이사, C-쿼드, σmax≤0.7을 갖는 원형, σmax=1을 갖는 원형, 특히 0.3≤σ≤0.5를 갖는 환형 및 0.5≤σ≤1를 갖는 환형. 바람직하게는, 이러한 설정의 적어도 2개의, 특히 적어도 3개의 특히 전체의 결합이 고려된다.
동공을 빽빽하게 채우는 것은, 영역(22)의 각각의 위치가 그의 배열의 최적화 동안 고려되느 것을 보장할 수 있다. 영역(22)의 배열을 최적화하는데 있어서, 이미징 파라미터(정규화된 이미지 대수 기울기, 텔레센트리시티 오류)는 상이한 설정 및/또는 피치에 대하여 각각의 경우에 계산될 수 있다. 상응하게 결정된 적합성이 영역(22)의 이전 배열에 있어서 더 클 경우, 이로써 새로운 배열이 최적의 것으로서 사용된다.
도 13은 반복의 수의 함수로서 이미징 품질을 평가하기 위한 파라미터의 발달을 설명한다. 이러한 경우에, 곡선(40)은 NILS 필드 프로파일의 100배를 나타낸다. 곡선(41)은 텔레센트리시티의 프로파일을 나타낸다. 텔레센트리시티는 모든 필드 지점에 대한 더 낮은 단수 mrad 범위에 있다. 텔레센트리시티 오류는 특히 모든 필드 지점에 있어서 10mrad 미만의, 특히 7mard 미만의, 최대 4mrad 미만의 최대값을 갖는다. 곡선(42)은 정규화된 이미지 대수 기울기(NILS)의 프로파일을 나타낸다. NILS 값은 모든 필드 지점에 있어서 적어도 2, 특히 적어도 2.3이다.
곡선(43 및 44)은 제 1 영역(22)들 사이에서 개별적으로 최대 및 최소 최소거리의 10배를 각각 나타낸다.
곡선(45)은 조명 동공의 반경의 퍼센트(%σ)로 표시되는 값을 나타내고, 이것에 의해, 영역(22)의 위치는 개별적인 반복에서 변위된다. 영역(22)의 위치의 변형은 최적화 동안 동적으로 적응된다. 동적 적응은, 특히, 소위 1/5 성공 규칙에 의해 특히 영향을 받는다. 이것은 알고리즘이 더 빠르게 확산되는 결과를 갖는다. 절차가 거의 최적에 가까울 경우, 변형은 점점 감소한다. 논의된 예시에서, 변형은 우선 0.1mσ, 즉, 조명 동공의 반경의 1/100%이다. 대략 50차 반복으로부터 시작하여, 변형은 0.01mσ미만이 된다.
도 13으로부터 질적으로 알 수 있는 바와 같이, 알고리즘은 100번 미만의 반복 후에 수렴한다.
본 발명에 따른 방법은 이미징 성능이 모든 관련 조명 세팅 및/또는 피치에 대해 미리 결정된 최소값에 도달하는 것을 보장하는 것을 가능하게 한다. 이미징 성능은 모든 관련된 설정 및/또는 피치에 대하여 특히 최적화될 수 있다. 최적화는, 특히, 이미징 성능이 조명 세팅 및/또는 피치에 실질적으로 관련없는 방식으로 수행될 수 있다.
도 14a는 미러(20)의 제 1 영역(22)의 추가 최적화된 배열을 도시한다. 도 14b는 그에 상응하는 0차 회절(46)의 및 ±1차 회절(47)의 이미지의 분포를 도시한다. 이러한 경우에, 차폐된 회절 차수(48)의 이미지, 즉, 도 14a에 따른 배열의 제 1 영역(22)들 중 하나에 중첩하는 회절 차수의 이미지가 식별된다. 질적으로 알 수 있는 바와 같이, 차폐된 회절 차수(48)의 비율은 10% 미만, 특히 3% 미만, 특히 1% 미만이다.
도 14b로부터의 결과는 도 14c 및 도 14d에서 다시 요약된다. 도 14c는 방사선 채널에 대해 주어진 방사선 채널의 1로 정규화된 강도에 대한 0차, 1차 및 -1차 회절 차수를 플로팅한다. 차폐되지 않은 경우에, 0차 회절 차수의 강도는 0.5이고, ±1차 회절 차수의 강도는 0.333이다. 0.5 또는 0.333에 해당되지 않는 엔트리는 다시 말해서 방사선 채널에 상응하고, 방사선 채널은 적어도 제 1 영역(22)들 중 하나와 부분적으로 중첩하고 차폐된다. 도 14c에 따른 분포는 도 14d에서 요약된다. 이러한 도면을 통해 알 수 있듯이, 0차 회절 차수의 위치는 제 1 영역(22)과의 중첩에서 자유롭다. 더욱이, ±1차 회절 차수의 아주 작은 부분은 영역(22)에 의해 차폐된다.
동공에서의 강도 분포의 미세 조절을 위한, 본 발명에 따른 추가 실시예에 있어서, 개별적인 제 1 영역(22)의 배열은 개별적인 동공 스팟의 강도의 부분을 부분적으로 차폐하고, 즉, 그의 강도를 감소시키기 위하여 약간 변경될 수 있다.
더욱이, 유리한 실시예에 있어서, 그 회절 차수가 차폐될 경우, 즉, 제 1 영역(22) 중 하나 상에 입사할 경우, 개별적인 조명 채널의 빔 경로를 조절하는 것이 제공될 수 있다. 이것은, 스위칭가능한 패싯 미러(16, 18)의 경우에 특히 가능하다.
도 4에 따라 동공 패싯 미러(18)와 미러(20)의 결합의 특별히 유리한 전개에 있어서, 이러한 2개의 미러(20, 18)는 단일 광학 구성요소로서 구현된다. 이것은 복수의 개별적인 미러(멀티 미러 어레이, MMA)를 포함하는 어레이를 갖는 마이크로전자기계 시스템(MEMS)으로서 특히 구현된다. 이러한 마이크로미러 및 그 구동에 대한 상세를 위하여, DE 10 2009 034 502 A1이 참조된다. 이러한 MEMS의 경우에, 제 1 영역(22)에 배열된 동공 패싯(19)에 대한 그리고 투영 광학 유닛(9)의 미러(Mi)를 형성하는 제 2 영역(23)에 대한 마이크로미러의 할당이 변화가능한 방식으로 설정될 수 있다. 다시 말해서, 구동가능한 위치, 즉, 제 1 영역(22)의 배열이 가능하다. 더욱이, 마이크로미러의 경사 및 그러므로 제 1 영역(22)의 경사는 조절가능하다. 이러한 실시예에서, 제 1 영역(22)은 변화가능한 방식, 즉, 투영 노광 장치(1)의 동작 동안 변위가능한 방식으로 미러(20) 상에 배열된다.
투영 노광 장치에서의 사용에 대한 대안으로서, 또한, 본 발명에 따른 미러(20)는 특히 반사 리소그래피 마스크를 검사하기 위하여 또는 노광된 웨이퍼 기판을 검사하기 위하여 검사 장치에서 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 투영 광학 유닛(9)의 이미지 필드(10)는 검사 장치의 검사 오브젝트 필드가 된다.

Claims (15)

  1. 분할된 총 표면적(24)을 갖는 미러(20)로서,
    a. 복수의 제 1 영역(22) 및
    b. 적어도 하나의 제 2 방사선-반사 영역(23)을 포함하고,
    c. 상기 제 1 영역은 각각의 경우에 상기 적어도 하나의 제 2 영역으로부터 구조적으로 범위가 한정되며 상기 적어도 하나의 제 2 영역으로 주위가 둘러싸이고,
    d. 상기 복수의 제 1 영역(22)은 불규칙하게 배열되며,
    e. 상기 복수의 제 1 영역(22) 각각은 1mm 내지 20mm의 범위의 직경을 갖는, 미러(20).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 영역(22)은, 격자의 정점 상의 모든 제 1 영역(22)의 배열로부터 비롯하며 상기 제 1 영역(22)의 적어도 10%가 그 직경의 적어도 절반만큼 그에 대하여 오프셋되는 방식으로 배열되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 미러(20).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 영역(22)은, 격자의 정점 상의 배열로부터 비롯하며 상기 격자의 인접한 정점들 간의 평균 거리의 최대로 절반만큼 그에 대하여 오프셋되는 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 미러(20).
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 영역(22)은, 상기 미러(20)의 직경의 50% 미만의 직경을 갖는 영역에서의 그 국부적 밀도가 상기 전체 미러(20)에 대한 그 평균 밀도로부터 최대 30%의 편차를 갖도록 균질하게 분포되는 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 미러(20).
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 영역(22)의 수는 적어도 100인 것을 특징으로 하는 미러(20).
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 영역(22)의 전체는 상기 미러(20)의 상기 총 표면적(24)의 최대 30%인 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 미러(20).
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 영역(22)은 방사선 투과형인 것을 특징으로 하는 미러(20).
  8. 광학 구성요소(33)로서,
    a. 청구항 1에 기재된 적어도 하나의 미러(20), 및
    b. 투영 노광 장치의 빔 경로 상의 상기 적어도 하나의 미러(20)의 위치를 조절하기 위한 조절 장치(32)를 포함하는, 광학 구성요소(33).
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 광학 구성요소는, 상기 조절 장치(32)에 의해 교환가능한, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 적어도 2개의 미러(20)를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 구성요소(33).
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 미러를 포함하는, 오브젝트 필드(5)를 이미지 필드(10) 내에 이미징하기 위한 투영 광학 유닛(9).
  11. 광학 시스템(27)으로서,
    a. 오브젝트 필드(5)를 조명 방사선(14)으로 조명하기 위한 조명 광학 유닛(4) 및
    b. 청구항 10에 기재된 투영 광학 유닛(9)을 포함하고,
    c. 상기 미러(20)의 상기 제 1 영역(22)은 상기 조명 광학 유닛(4)의 빔 경로에 배열되며,
    d. 상기 미러(20)의 상기 적어도 하나의 제 2 영역(23)은 상기 투영 광학 유닛(9)의 빔 경로에 배열되는, 광학 시스템(27).
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 광학 시스템(27)은 오브젝트 측 개구수(NAO) 및 주광선 각도(CRA; Chief Ray Angle)를 가지며, arcsin(NAO)≥CRA는 참인 것을 특징으로 하는 광학 시스템(27).
  13. 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1)로서,
    a. 방사선원(3) 및
    b. 청구항 11에 기재된 광학 시스템(27)을 포함하는, 투영 노광 장치(1).
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 미러(20)의 설계를 최적화하는 방법으로서,
    a. 격자의 정점 상의 상기 미러(20)의 복수의 제 1 영역(22)의 배열에 의해 상기 미러(20)의 시작 설계를 미리 한정하는 단계,
    b. 상기 미러(20)를 갖는 투영 광학 유닛(9)의 이미징 품질을 평가하기 위한 적합성 함수(f)를 미리 한정하는 단계,
    c. 적어도 하나의 표적값 및 종결 기준을 미리 한정하는 단계, 및
    d. 상기 적어도 하나의 미리 한정된 표적값 또는 상기 종결 기준에 도달할 때까지 미리 한정된 알고리즘에 따라서 상기 제 1 영역(22)의 배열을 변경하는 단계를 포함하는, 설계를 최적화하는 방법.
  15. 마이크로구조화된 또는 나노구조화된 구성요소를 생산하는 방법으로서,
    - 레티클(7)을 제공하는 단계,
    - 감광성 코팅을 갖는 웨이퍼(12)를 제공하는 단계,
    - 청구항 13에 기재된 투영 노광 장치(1)의 도움으로 상기 웨이퍼(12) 상에 상기 레티클(7)의 적어도 하나의 부분을 투영하는 단계, 및
    - 상기 웨이퍼(12) 상의 노광된 상기 감광성 코팅을 현상하는 단계를 포함하는, 구성요소를 생산하는 방법.
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