KR102473294B1 - 투영 시스템에서의 광학 왜곡 감소 - Google Patents

투영 시스템에서의 광학 왜곡 감소 Download PDF

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Abstract

스캐닝 투영 및/또는 리소그래피를 위한 투영 시스템에서 광학 왜곡 감소를 위한 기술이 개시된다. 투영 시스템은 투영 시스템의 이미지 평면에 투영될 물체의 이미지를 생성하기 위한 조명 방사선을 생성하도록 구성된 조명 시스템을 포함한다. 조명 시스템은 방사선 소스로부터 조명 방사선을 수신하고 조명 방사선 빔 패턴을 제공하여 물체의 이미지를 생성하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서를 포함하며, 조명 방사선 빔 패턴은 투영 시스템의 광 경로 내에 배치된 루프 프리즘의 능선에 대응하는 생략된 조명 부분을 포함한다.

Description

투영 시스템에서의 광학 왜곡 감소
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 3월 27일에 출원되고 명칭이 "투영 시스템에서의 광학 왜곡 감소"인 국제 특허 출원 번호 PCT/US2020/025554의 연속이며, 이는 전체가 참조로 여기에 통합된다.
국제특허출원번호 PCT/US2020/025554는 2020년 3월 26일에 출원되고 명칭이 "투영 시스템에서의 광학 왜곡 감소"인 미국 특허출원번호 16/831,730의 이익 및 우선권을 주장하며, 이 출원은 2019년 3월 27일에 출원되고 명칭이 "투영 시스템에서의 광학 왜곡 감소"인 미국 임시특허출원번호 62/824,966의 이익 및 우선권을 주장하며, 이는 전체가 참조로 여기에 통합된다.
본 출원은 "광학 시스템에서의 배율 보상 및/또는 빔 조종(MAGNIFICATION COMPENSATION AND/OR BEAM STEERING IN OPTICAL SYSTEMS)"의 명칭으로 2020년 1월 16일에 출원된 미국 특허출원번호 16/745,273의 일부 계속 출원이고, 미국 특허출원번호 16/745,273은 명칭 "광학 시스템에서의 배율 보상 및/또는 빔 조종"으로 2018년 6월 18일에 출원된 미국 특허출원번호 16/011,564의 계속 출원이고 이에 대해 우선권을 주장하며, 미국 특허출원번호 16/011,564는 2020년 1월 21일에 발행된 미국 특허번호 10,539,770에 대응하고 "광학 시스템에서의 배율 보상 및/또는 빔 조종"라는 명칭으로 2017년 6월 19일에 출원된 미국 임시특허출원번호 62/522,062의 이익 및 우선권을 주장하며 그 전체 내용이 참조로 여기에 통합된다.
기술분야
하나 이상의 실시형태는 일반적으로 투영 시스템에 관한 것으로, 특히 예를 들어 스캐닝 투영 및/또는 리소그래피와 함께 사용하기 위한 투영 시스템에서의 광학 왜곡 감소를 위한 기술에 관한 것이다.
반도체 제조에서, 리소그래피 시스템은 종종 마스크에 의해 형성된 패턴을 웨이퍼 또는 기판에 투영하기 위해 투영 시스템(예를 들어, 조명 시스템 및 광학 시스템을 포함함)을 사용한다. 집적된 칩 및 패키지 크기를 줄이고 에너지 소비를 줄이는 것을 돕기 위해, 기판에 더 작은 피처(feature)를 인쇄할 필요가 있으며, 이에 따라 반도체 리소그래피 장비에 의해 생성되는 달성 가능한 피처 해상도를 개선할 필요가 있다.
반도체 제조에서 피쳐 해상도를 저하시킬 수 있는 한 가지 요인은 리소그래피에 사용되는 광학 시스템의 하나 이상의 요소로 인해 발생하는 광학 왜곡이다.
하나 이상의 실시형태에서, 투영 시스템은 투영 시스템의 이미지 평면상에 투영될 물체의 이미지를 생성하기 위한 조명 방사선을 생성하도록 구성된 조명 시스템을 포함한다. 이 조명 시스템은 방사선 소스로부터 조명 방사선을 수신하고 조명 방사선 빔 패턴(patterned illumination radiation beam)을 제공하여 물체의 이미지를 생성하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 조명 방사선 빔 패턴은 투영 시스템의 광 경로 내에 배치된 루프 프리즘(roof prism)의 능선(ridge line)에 대응하는 생략된 조명 부분을 포함한다.
하나 이상의 실시형태에서, 방법은 투영 시스템의 이미지 평면상에 투영될 물체의 이미지를 생성하기 위한 조명 방사선을, 투영 시스템의 조명 시스템에 의해, 생성하는 단계; 조명 시스템의 필드 생략 조명 콘덴서에 의해, 상기 조명 방사선을 수신하는 단계; 상기 필드 생략 조명 콘덴서에 의해, 조명 방사선 빔 패턴을 제공하여 물체의 이미지를 생성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 조명 방사선 빔 패턴은 투영 시스템의 광 경로 내에 배치된 루프 프리즘의 능선에 대응하는 생략된 조명 부분을 포함한다.
본 개시내용의 범위는 참조에 의해 이 섹션에 통합되는 청구범위에 의해 정해진다. 본 개시내용의 실시형태에 대한 더 완전한 이해는 하나 이상의 실시형태에 대한 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 당업자에게 제공될 뿐만 아니라 추가적인 이점을 실현할 수 있을 것이다. 먼저 간략하게 설명될 첨부된 도면을 참조할 것이다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 광학 시스템을 예시한다.
도 2a 및 2b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 대칭 배율 렌즈(magnification lens) 세트, 비대칭 배율 렌즈 세트, 그리고 관련된 장착 시스템 및 액추에이터 시스템을 예시한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 대칭 배율 렌즈 세트의 렌즈들의 상대적 위치설정(positioning)의 예를 도시한다.
도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 대칭 배율 렌즈 세트의 예시적인 단면도를 예시한다.
도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 비대칭 배율 렌즈 세트의 예시적인 단면도를 예시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 시스템의 렌즈 듀오(lens duo)를 예시한다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 비대칭 배율 렌즈를 예시한다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 광학 시스템의 빔 조종 렌즈(beam steering lens)를 예시한다.
도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 빔 조종 렌즈 및 관련된 구성요소를 예시한다.
도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 리소그래피 시스템을 예시한다.
도 10은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐닝 리소그래피 기계 또는 그 일부를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 스캐닝 리소그래피 기계에 대한 노광 필드의 예를 예시한다.
도 12는 웨이퍼 상의 다양한 다이에 대한 실제 및 원하는 다이 크기 및 위치를 예시한다.
도 13a 및 13b는 도 13의 다이의 확대도를 제공한다.
도 14a 내지 도 14c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 웨이퍼가 이동될 때 광학 시스템의 빔 조종 렌즈의 기울기(tilting)를 예시한다.
도 15a 내지 도 15d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐너 노광 시야의 위치 및 연관된 웨이퍼 위치 이동(shifting)을 예시한다.
도 16은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐닝 리소그래피 기계를 예시한다.
도 17은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐닝 리소그래피 기계에서 사용하기 위한 루프 프리즘을 예시한다.
도 18a 및 18b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 루프 프리즘을 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계에 의해 생성된 노광 필드의 예를 예시한다.
도 19a 및 19b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 루프 프리즘과 루프 프리즘에 의해 야기되는 광학 왜곡을 감소시키도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서를 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계에 의해 생성된 노광 필드의 예를 도시한다.
도 20a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 스캐닝 리소그래피 기계의 루프 프리즘에 의해 야기되는 광학 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체(filed blocking aperture insert)를 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서를 예시한다.
도 20b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 루프 프리즘과, 루프 프리즘에 의해 야기되는 광학 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체를 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서를 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계에 의해 생성된 노광 필드의 예를 도시한다.
도 20c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐닝 리소그래피 기계의 루프 프리즘의 조명을 예시한다.
도 21은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계의 루프 프리즘에 의해 야기되는 광학 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서용 필드 차단 애퍼처 삽입체를 예시한다.
도 22a 및 22b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계를 위한 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘을 예시한다.
도 23은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 릴레이 렌즈 시스템을 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서와 관련된 광선 추적을 예시한다.
도 24는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 필드 차단 애퍼처 삽입체 또는 필드 생략 광 파이프를 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서에 의해 생성된 투사된 조명 사이의 공간적 차이를 예시한다.
도 25는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계의 루프 프리즘에 의해 야기되는 광학 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 생략 광 파이프를 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서를 예시한다.
도 26은 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른, 필드 생략 광 파이프에 의해 생성된 공간적 조도 분포(irradiance distribution)를 예시한다.
도 27a 및 27b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계를 위한 필드 생략 조명 콘덴서 선택 메커니즘을 예시한다.
도 28은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 필드 생략 조명 콘덴서를 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계를 사용하기 위한 프로세스에 대한 흐름도를 예시한다.
본 개시내용의 실시형태 및 이들의 이점은 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해된다. 하나 이상의 도면에 예시된 유사한 요소를 식별하기 위해 유사한 참조 번호가 사용됨을 이해해야 한다.
후술하는 상세한 설명은 해당 기술의 다양한 구성의 설명으로서 의도되며 해당 기술이 실시될 수 있는 유일한 구성을 나타내도록 의도된 것은 아니다. 첨부된 도면은 여기에 포함되어 상세한 설명의 일부를 구성한다. 상세한 설명에는 해당 기술의 철저한 이해를 제공하기 위한 목적으로 특정 세부 사항이 포함된다. 그러나 해당 기술이 본 명세서에 기재된 특정 세부사항에 제한되지 않고 하나 이상의 실시형태를 사용하여 실시될 수 있음이 당업자에게 명백하고 자명할 것이다. 하나 이상의 사례에서, 해당 기술의 개념을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 구조 및 구성 요소가 블록 다이어그램 형태로 표시된다. 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 하나 이상의 도면과 관련하여 예시되고 및/또는 설명되며 청구범위에 제시되어 있다.
스캐닝 반도체 리소그래피 기계/시스템은 회전되지 않은 1:1 마스크 이미지를 기판에 투영하는 광학 시스템(예를 들어, 윈-다이슨(Wynn-Dyson) 1:1 또는 단위 배율 광학 시스템)을 자체적으로 포함하는 투영 시스템을 포함할 수 있다. 이 시스템이 스캐닝 시스템이기 때문에, 마스크 이미지는 기판에 스캔될 때 마스크 이미지가 번지지 않도록 회전하지 않아야 한다. 웨이퍼 이미지에 대해 회전되지 않은 마스크를 생성하기 위한 광학 설계에는 종종 한 프리즘이 직각 프리즘이고 다른 프리즘이 루프 프리즘인 한 쌍의 프리즘이 포함된다. 이 광학 설계는 마스크와 웨이퍼 이미지가 실질적으로 동일하게 배향되는 바람직한 효과를 생성하고(예를 들어 기판에 직립한 이미지를 생성함) 상대적으로 넓은 시야(field of view)와 우수한 재현 해상도(예를 들어 최대 달성 가능 광학 피처 해상도에 접근함)의 이점을 제공한다. 불행하게도, 그러한 루프 프리즘의 능선 근처 또는 능선에서 반사되는 광선은 종종 작은 회절 효과를 생성한다. 루프 프리즘 중심 부근의 이미지 빔은 분할되고 다시 결합된다. 루프 프리즘의 90도 표면에서 각도 오차가 발생하면 이미지 품질이 저하된다. 완벽한 루프 각도에서도, 능선 자체가 빛을 회절시켜 화질을 떨어뜨린다. 정밀 광학 연마는 이러한 영향을 줄일 수 있지만, 달성하는 데 시간과 비용이 많이 들고, 정밀 연마를 사용하더라도 여전히 작은 왜곡 효과가 있을 수 있다. 특히, 도 16 내지 도 28과 관련하여 본 명세서에 설명된 실시형태는, 마스크 이미지가 생성되어 기판 상에 스캔될 때 마스크 이미지에서의 이러한 왜곡을 감소 및/또는 제거한다.
광학 시스템에서 배율 보상(magnification compensation) 및 빔 조종을 용이하게 하기 위해 다양한 기술이 제공된다. 배율 보상은, 웨이퍼 상의 다이(die)의 불완전한 배치, 웨이퍼 및/또는 마스크 팽창, 및/또는 기타 상황으로 인한 배율 오차를 해소하기 위해 활용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 광학 시스템은 배율 보상(예를 들어, 배율 보정 또는 배율 조정이라고도 함)을 제공하기 위한 렌즈 세트를 포함할 수 있다. 배율 보상에 사용되는 렌즈 세트를 총칭하여 배율 보상 렌즈라고 할 수 있다. 배율 보상은 광학 시스템의 공칭 배율을 조정(예를 들어, 변경, 수정, 보상)하는 데 사용될 수 있다. 여기서, 광학 시스템의 공칭 배율은 배율 보상 렌즈에 의해 제공된 배율 보상이 없는 광학 시스템의 배율을 지칭할 수 있다. 일 양태에서, 배율 보상 렌즈에 의해 제공되는 배율 보상은 단순히 배율로 지칭될 수 있는데, 이는 배율 보상 렌즈가 물체(object)에 배율을 효과적으로 제공하기 때문이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 배율 보상 렌즈에 의해 제공되는 배율은 양의 배율(예를 들어 제공된 배율이 없는 경우에 비해 이미지가 더 크게 됨), 음의 배율(예를 들어 제공되는 배율이 없는 경우에 비해 이미지가 더 작아짐), 또는 제로 배율(예를 들어 배율 보상 렌즈가 확대 또는 축소하지 않음)일 수 있다. 일 양태에서, 배율은 물체 평면(object plane)에서의 물체 크기에 대한 이미지 평면(예를 들어, 주체 평면(subject plane)으로도 지칭됨)에서의 이미지 크기의 비율을 지칭할 수 있다.
제1 렌즈 세트는 x 방향 및 x 방향에 직교하는 y 방향 모두를 따라 동일한 배율 보상을 제공할 수 있다. 이러한 배율 보상은 대칭 배율 보상 또는 회전 대칭 배율 보상으로 지칭될 수 있다. 상기 제1 렌즈 세트는 대칭 배율 렌즈 세트로 지칭되거나 이에 의해 구현될 수 있다. 상기 대칭 배율 렌즈 세트는 하나 이상의 구면 렌즈와 같은 하나 이상의 대칭 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 렌즈 세트는 x 방향 및/또는 y 방향을 따라 다른 배율 보상을 제공할 수 있다. 이러한 배율 보상은 단축(single axis) 배율 보상 또는 비대칭 배율 보상으로 지칭될 수 있다. 제2 렌즈 세트는 비대칭 배율 렌즈 세트로 지칭될 수 있다. 비대칭 비율 렌즈 세트는 하나 이상의 원통형 렌즈와 같은 하나 이상의 비대칭 렌즈를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시형태에서 설명되는 광학 시스템은 대칭 배율 보상을 위한 한 세트의 렌즈와 비대칭 배율 보상을 위한 다른 렌즈 세트를 포함하지만, 이 광학 시스템은 다른 실시형태에서 대칭 배율 보상 및/또는 비대칭 배율 보상을 제공하기 위해 더 적은 수의 렌즈 세트, 추가 렌즈 세트, 및/또는 다른 조합의 렌즈 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 상기 광학 시스템은 대칭 배율 보상을 위한 단일 렌즈 세트를 포함할 수 있다(예를 들어, 비대칭 배율 보상을 위한 렌즈 세트 없이).
각각의 렌즈 세트는 하나 이상의 렌즈(예를 들어, 하나 이상의 볼록 렌즈 및/또는 하나 이상의 오목 렌즈)를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 제1 렌즈 세트는 3개 렌즈(예를 들어, 렌즈 트리오로도 지칭됨)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 3개 렌즈는 2개의 평면-오목 렌즈와 1개의 양면 볼록 렌즈를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 3개 렌즈는 2개의 평면-볼록 렌즈와 1개의 양면 오목 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학 시스템은 배율 보상 렌즈에 의해 제공되는 배율 보상의 조정을 용이하게 하는 액추에이터 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 세트의 렌즈가 두 개 이상의 렌즈를 포함하는 경우, 이러한 렌즈 세트가 제공하는 배율 보상은 세트 내 두 개 이상의 렌즈 사이의 간극(예를 들어 공극(air gap))의 크기를 조정하여 조정될 수 있다. 이와 관련하여, 액추에이터 시스템은 간극의 크기를 조정하기 위해 세트의 렌즈들 중 하나 이상을 이동할 수 있다. 다른 예로서, 렌즈 세트가 단일 렌즈를 포함하는 경우, 단일 렌즈에 의해 제공되는 배율 보상은 액추에이터 시스템을 사용하여 힘을 가하는 것과 같이 단일 렌즈를 구부림(예를 들어, 변형)으로써 조정될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 상기 광학 시스템은 빔을 이미지 평면으로 지향시키는 하나 이상의 빔 조종 요소를 포함할 수 있다. 빔 조종 요소는 빔 조종 렌즈, 빔 조종 윈도우, 틸팅 렌즈(tilting lens), 틸팅 윈도우, 및/또는 이들의 변형이거나, 또는 이것들로 지칭될 수 있다. 빔 조종 요소(들)는 제1 및 제2 렌즈 세트를 통해 전파된 빔을 수신할 수 있다.
다양한 실시형태를 사용하여, 텔레센트릭(telecentric) 광학 시스템과 같은 광학 시스템의 배율이 제어될 수 있다. 일부 실시형태에서, 상기 광학 시스템은 윈-다이슨(Wynn-Dyson) 1:1(예를 들어, 단위 배율) 스캐닝 투영 시스템 및/또는 기타 포토리소그래피 이미지 시스템과 같은 반도체 리소그래피 시스템, 및/또는 일반적으로 물체 평면의 물체 이미지를 이미지 평면으로 투영하기 위한 임의의 투영 렌즈 시스템이거나, 이를 포함하거나, 그 일부일 수 있다. 일부 양태에서, 물체 및 이미지에 광선이 수직 입사하는(텔레센트릭) 투영 렌즈 시스템의 경우, 물체 또는 이미지 거리를 변경하여 배율을 변경할 수 없다. 어떤 경우들에서는, 배율 보상을 제공하기 위해 투영 렌즈 물체 텔레센트릭 공간 또는 이미지 텔레센트릭 공간에서 큰 반경의 볼록 및 오목 렌즈를 사용할 수 있다. 투영 렌즈 시스템에서 배율 보상 렌즈를 사용하면 광학 시스템에 의해 제공되는 배율을 조정할 수 있다. 어떤 경우들에서는, 더 큰 반경의 배율 보상 렌즈를 투영 렌즈 시스템에 추가하면 이미지 성능에 미치는 영향이 더 작다(예를 들어, 더 작은 배율 보상 렌즈 추가에 비해). 배율 보상 및 빔 조종을 신속하게 수행하여 처리량을 유지하면서 배율 오차를 줄일 수 있다. 더욱이, 이러한 기술은 비대칭 배율 보상을 허용하며, 여기서 상이한 방향에 대해 상이한 배율 보상이 제공된다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 광학 시스템(100)을 예시한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 요구되는 것은 아니며, 하나 이상의 실시형태는 도 1에 도시되지 않은 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 구성요소의 배열 및 유형의 변형이 본 명세서에 제시된 청구범위의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 추가의, 더 적은, 및/또는 다른 구성 요소가 제공될 수도 있다. 일 실시형태에서, 광학 시스템(100)은 빔 조종으로 광학 비대칭 배율을 제공하기 위해 이용될 수 있다.
광학 시스템(100)의 다양한 광학 구성요소는 광학 구성요소에 입사하거나 광학 구성요소를 통해 전파하는 방사선을 반사 및/또는 굴절시킨다. 일부 양태에서, 상기 방사선은 전자기(EM) 방사선이다. EM 방사선은 일반적으로 EM 스펙트럼의 임의의 방사선을 지칭할 수 있고, EM 방사선 빔, EM 빔, 광, 빔, 또는 이들의 변형(예를 들어, EM 광 빔)으로 지칭될 수도 있다. 광이라는 용어는 가시 광, 적외 광, 자외(UV)광, 또는 일반적으로 EM 스펙트럼의 임의의 부분을 포함할 수 있다. 경우에 따라, 광학 시스템(100)의 다양한 구성요소의 투광성 표면은 이를 통한 투광을 증가시키는 물질로 코팅될 수 있다. 대안으로 및/또는 추가로, 광학 시스템(100)의 다양한 구성요소의 반사 표면은 반사율을 증가시키기 위해 코팅될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 일 실시형태에서, 물체 평면(object plane)(105)은 z 방향(예를 들어, 도 1에서 수직 방향)을 따라 이미지 평면(image plane)(110)에 평행하고 이로부터 이격된다. 물체 평면(105)과 이미지 평면(110) 사이의 예시적인 거리는 약 8.58인치이다. 물체 평면(105) 및 이미지 평면(110)은 광학 시스템(100)의 대향 측면에 배치된다. 방사선 소스(도 1에 도시되지 않음)는 물체 평면(105)을 통해 광학 시스템(105)에 빔(115)(예를 들어, EM 방사선)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 방사선 소스는 UV 광원과 같은 광원일 수 있다. 빔(115)은 광학 시스템(100)의 다양한 구성요소들을 통해 전파될 수 있고 빔(120)으로서 이미지 평면(110)에 출력될 수 있다. 이러한 방식으로, 물체 평면(105)에서의 물체의 이미지는 이미지 평면(110) 상에 투영될 수 있다. 다른 실시형태에서, 물체 평면과 이미지 평면은 서로에 대해 정의된 각도에 있다(예를 들어, 물체와 이미지 평면은 서로 평행하지 않다).
일 실시형태에서, 예를 들어, 광학 시스템(100)이 리소그래피 시스템(예를 들어, 반도체 리소그래피 시스템)의 일부로서 제공될 때, 레티클, 마스크, 또는 일반적으로 미소전자공학 패턴이 위에 정의된 임의의 구조(예를 들어, 판/박막 재료)가 이미지 평면(110)에 투영될 물체 평면(105)의 물체로서 제공될 수 있다. 구조들이 위에 제조될 웨이퍼에는 미소전자공학 패턴의 투영을 받기 위해 이미지 평면(110)에 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 빔(115)은 물체 평면(105)의 물체(예를 들어, 레티클, 마스크 등)를 통해 전파하고 광학 시스템(100)에 의해 이미지 평면(110)으로 지향된다. 어떤 경우들에서는, 광학 시스템(100)은 빔(115)에 배율(예를 들어, 양의 배율 또는 음의 배율)을 적용할 수 있다. 일 양태에서, 배율은 이미지 평면(110)에서의 이미지 크기 대 물체 평면(105)에서의 물체 크기의 비율을 지칭할 수 있다.
일부 실시형태에서, 광학 시스템(100)은 대칭 배율 렌즈 세트(125), 비대칭 배율 렌즈 세트(130), 빔 조종 렌즈(135), 프리즘(140 및 145), 렌즈 조립체(150), 및 거울(155)을 포함한다. 어떤 경우들에서는, 도 1의 파선 상자가 광학 시스템(100)의 하우징을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이 하우징은 빔(115)이 광학 시스템(100) 내로 통과(예를 들어, 커플링)될 수 있게 하는 창 및/또는 재료를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 선택적이다.
렌즈 조립체(150)는 렌즈(160, 165, 170, 175)를 포함한다. 렌즈(160, 165, 170, 175)는 각각 평면-볼록 렌즈, 오목-볼록 렌즈, 볼록-오목 렌즈 및 메니스커스 렌즈일 수 있다. 일 양태에서, 거울(155) 및 렌즈(160, 165, 170, 175)는 광학 시스템(100)의 광축을 따라 위치(예를 들어, 장착)된다. 광학 시스템(100)의 광축은 빔이 굴절되지 않고 통과하여 횡단할 수 있는 축을 지칭할 수 있다. 일 양태에서, 렌즈(160, 165, 170, 175)는 색 수차, 필드 수차, 및/또는 비점 수차를 집합적으로 수정하는 재료로 만들어지고 및/또는 그렇게 배치된다. 렌즈(160, 165, 170, 175)는 동일하거나 상이한 종류의 유리로 만들어질 수 있다.
렌즈(160)는 거울(155)과 반대를 향한 평면과 거울(155)과 마주하는 볼록면을 갖는다. 렌즈(160)의 볼록면은 렌즈(165)의 오목면을 향할 수 있다. 어떤 경우들에서는, 렌즈(160)의 볼록면은 렌즈(165)의 오목면에 포개질 수 있다. 예를 들어, 렌즈(160 및 165)는 함께 접합되어 쌍(doublet)을 형성할 수 있다. 렌즈(165)는 거울(155)을 향하는 볼록면을 갖는다. 렌즈(165)의 볼록면의 곡률은 렌즈(165)의 오목면의 곡률보다 작고 렌즈(160)의 볼록면의 곡률보다 작을 수 있다.
렌즈(170)는 거울(155)로부터 멀리 향하고 렌즈(160)를 향하는 볼록면과 거울(155)을 향하는 오목면을 갖는다. 렌즈(175)는 거울(155)을 향하는 볼록면과 거울로부터 멀리 향하고 렌즈(160)를 향하는 오목면을 갖는다. 어떤 경우들에서는, 렌즈(175) 표면들의 곡률이 렌즈(165) 및 렌즈(170)의 표면들의 곡률보다 작다.
거울(155)은 광학 시스템(100)의 광축에 중심을 두고 렌즈(160)를 향하는 오목면(180)을 갖는다. 오목면(180)은 구면이거나 약간 비구면(예를 들어, 실질적으로 구면이라고도 함)일 수 있다. 오목면(180)은 큰 필드에 대한 고차 색수차를 보정하는 것을 돕기 위해 약간 구면(예를 들어, 약간 타원형)일 수 있다. 일 양태에 따르면, 오목면(180)과 렌즈 조립체(150)의 렌즈(160, 165, 170, 175)의 형상 및 그 위치/배열은 색수차의 보정을 용이하게 할 수 있다. 전술한 것은 렌즈(160, 165, 170, 175)의 예시적인 특성을 제공한다는 점에 유의한다. 다른 조합의 렌즈 및/또는 렌즈 특성이 이용될 수 있다. 일 실시형태에서, 렌즈(160, 165, 170, 175)는 구면 또는 비구면일 수 있다. 다이슨 렌즈의 다른 실시형태들이 당업자에게 알려져 있으며 본 개시에서 설명된 정의된 배율 및 빔 조종과 함께 사용될 수 있다.
프리즘(140)(예를 들어, 루프 프리즘이라고도 함) 및 프리즘(145)(예를 들어, 접힘 프리즘(fold prism)이라고도 함)은 물체 평면(105)과 이미지 평면(110) 사이에 있다. 물체 평면과 프리즘(140)의 상면 사이의 예시적인 거리는 약 1.41인치이다. 어떤 경우에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 프리즘(140, 145)은 서로 인접하여 그리고 렌즈(160)에 인접하여 장착된다. 이와 관련하여, 프리즘(140, 145)은 렌즈(160)의 거울(155)로부터 더 먼 측에 인접하게 장착된다. 프리즘(140, 145) 각각은 렌즈(160)의 평면에 인접한 평면을 갖는다. 프리즘(140, 145)의 이러한 평면은 물체 평면(105), 이미지 평면(110), 및 렌즈 조립체(150) 및 거울(155)의 광축에 수직인 평면에 놓인다.
프리즘(140)은 물체 평면(105)에 대해 45° 및 렌즈(160)의 평면에 대해 45° 각도로 물체 평면(105)을 향해 연장되는 정점 에지(142)를 갖는다. 프리즘(140)은, 정점 에지(142)까지 연장되고 평면인 루프 표면을 갖는다. 이 루프 표면은 서로 90° 각도를 이룰 수 있다. 프리즘(145)은 물체 평면(105)과 평행하고 대향하는 평면을 갖는다. 프리즘(145)은 물체 평면(105) 및 이미지 평면(110)에 대해 45° 각도로 놓인 면(147)을 갖는다. 이 면(147)은 프리즘(140)의 정점 에지(142)를 포함하는 평면과 물체 평면(105) 및 이미지 평면(110)에 수직이다. 프리즘(140)의 면(147) 및 정점 에지(142)는 거울(155)을 향하는 방향으로 서로에 대해 수렴한다. 프리즘(140, 145)은, 일반적으로 물체 평면(105)과 이미지 평면(110) 사이의 중간 정도에 있고 이들 평면에 평행한 평면에서 서로 인접한다. 어떤 경우들에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 프리즘(140, 145)은 이 중간 지점에서 서로 인접한 평평한 표면을 갖는다.
프리즘(140, 145) 및 렌즈(160, 165, 170, 175)는 물체 평면(105)으로부터 이미지 평면으로 투영될 특정 필드 크기 및 형상을 수용하고 통과시키기에 적절한 크기(예를 들어, 충분히 큰)를 가진다. 대칭 배율 렌즈 세트(125) 및 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 특정 필드 크기 및 형상을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 도 1에서, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 물체 평면(105)과 프리즘(140) 사이에 위치하고, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 프리즘(145)과 이미지 평면(110) 사이에 위치한다. 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 물체 평면(105)에서 수신한 빔(115)을 확대할 수 있다. 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 프리즘(145)을 통과한 빔을 확대하여 이미지 평면(110)에 그 빔(120)을 제공할 수 있다. 비대칭 배율 렌즈 세트(130)가 광학 시스템(100)에 제공되지 않는 양태에서 프리즘(145)은 빔(120)을 이미지 평면(110)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)가 없는 실시형태에서, 프리즘(145)의 표면이 빔 조종 렌즈(135)의 표면을 향하고 있고 프리즘(145)이 빔 조종 렌즈(135)를 통해 빔(120)을 이미지 평면(110)에 제공하는 것을 제외하고는, 도 1의 나머지 구성요소들은 도 1에 도시된 바와 같이 유지될 수 있다.
대칭 배율 렌즈 세트(125)는 x 및 y 방향을 따라 대칭 배율 보상을 제공한다. 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 렌즈(125A-C)를 포함한다. 렌즈(125A-C)는 하나 이상의 구면 렌즈일 수 있거나 이들을 집합적으로 제공할 수 있다. 일 예에서, 렌즈(125A, 125B, 125C)는 각각 평면-오목 렌즈, 양면 볼록 렌즈 및 오목-평면 렌즈일 수 있다. 다른 예에서, 렌즈(125A, 125B, 125C)는 평면-볼록 렌즈, 양면 오목 렌즈 및 볼록-평면 렌즈일 수 있다. 일 양태에서, 렌즈(125A-C) 중 적어도 하나는 대칭 배율 렌즈 세트(125)에 의해 제공되는 대칭 배율 보상을 조정하기 위해 광학 시스템(100)과 연관된 액추에이터 시스템(도 1에 도시되지 않음)에 의해 (예를 들어, 병진이동을 통해) 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 액추에이터 시스템은 광학 시스템(100)의 일부로서 제공되거나 그렇지 않으면 광학 시스템(100)에 결합될 수 있다. 어떤 경우들에서는, 렌즈(125A-C) 중 하나 또는 둘은 이동 가능하지만 렌즈(125A-C)의 나머지는 고정된 위치를 유지하도록 의도된다. 추가 실시형태에서, 모든 렌즈(125A-C)는 이동 가능하다.
비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 x- 또는 y 방향 중 하나 또는 둘 다를 따른 배율 보상 조정을 제공한다. 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 렌즈(130A-C)를 포함한다. 렌즈(130A-C)는 하나 이상의 원통형 렌즈일 수 있거나 이들을 집합적으로 제공할 수 있다. 일 예에서, 렌즈(130A, 130B, 130C)는 평면-볼록 렌즈, 오목-오목 렌즈, 및 볼록-평면 렌즈일 수 있다. 다른 예에서, 렌즈(130A-C)는 각각 평면-오목 렌즈, 양면 볼록 렌즈, 및 오목-평면 렌즈일 수 있다. 렌즈(130A-C)의 가장 두꺼운 부분은 약 2mm 내지 10mm일 수 있다. 일 예에서, 렌즈(130A-C)는 원형, 정사각형 또는 직사각형 유리를 사용하여 제조될 수 있다. 어떤 경우에는, 직사각형 외부 형상이 생산 및 정렬에 더 쉬울 수 있다. 일 양태서, 렌즈(130A-C) 중 적어도 하나는 비대칭 배율 렌즈 세트(130)에 의해 제공되는 비대칭 배율 보상을 조정하기 위해 광학 시스템(100)과 연관된 액추에이터 시스템에 의해 (예를 들어, 병진이동을 통해) 이동 가능할 수 있다. 어떤 경우에는, 렌즈(125A-C) 중 하나 또는 두 개는 이동 가능한 반면 렌즈(130A-C)의 나머지는 위치 고정된 상태로 유지되도록 의도된다. 추가 실시형태에서, 모든 렌즈(130A-C)는 이동 가능하다.
일 양태에서, 더 큰 비대칭 배율 보상은 시스템 비점수차에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)에 의해 제공되는 비대칭 배율 보상 범위는 대칭 배율 렌즈 세트(125)에 의해 제공되는 대칭 배율 보상 범위보다 더 작을 수 있다(예를 들어, 더 작게 설계될 수 있다). 예로서, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 x- 및 y 방향 모두를 따라 -250ppm(parts per million) 내지 +250ppm의 대칭 배율 보상 범위를 제공하기 위해 사용될 수 있는 반면, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 x- 또는 y- 방향 중 하나 또는 둘 다를 따라 -50ppm 내지 +50ppm의 배율 보상 범위를 제공하는 데 사용될 수 있다. 일 양태에서, 양의 배율 보상은(예를 들어, 배율 보상 렌즈가 없는 경우에 비해) 배율의 증가를 제공하고, 음의 배율 보상은 배율의 감소를 제공하며, 제로 배율 보상은 배율을 유지한다. 이 경우, 광학 시스템(100)은 약 ±250ppm의 대칭 보상 범위와 약 ±50ppm의 단축 보상 범위를 제공할 수 있다.
일 양태에서, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 두 쌍의 렌즈일 수 있거나 이것이 고려될 수 있다. 예를 들어, 제1쌍의 렌즈 사이의 간극(예: 공극)의 크기는 0 ~ +250ppm의 배율 보상 범위를 제공할 수 있고, 제2쌍의 렌즈 사이의 간극의 크기는 -250ppm ~ 0의 배율 보상 범위를 제공할 수 있다. 여기서, 제1쌍의 렌즈는 렌즈(125A, 125B)를 포함하고, 제2쌍의 렌즈는 렌즈(125B, 125C)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 빔 조종 렌즈(135)는 비대칭 배율 렌즈 세트(130)의 출력을 수신하고 빔(120)을 이미지 평면(110)으로 향하게 할 수 있다. 어떤 경우들에서, 빔 조종 렌즈(135)는 빔(120)을 x- 및/또는 y 방향을 따라 지향시키기 위해 조정 가능한 틸트를 가질 수 있다(예를 들어, 빔 조종 렌즈(135)가 없는 경우에 비해). 비대칭 배율 렌즈 세트(130)가 광학 시스템(100)에 제공되지 않는 양태에서, 프리즘(145)은 빔(120)을 빔 조종 렌즈(135)에 제공할 수 있고 빔 조종 렌즈(135)는 빔(120)을 이미지 평면(110)으로 지향시킬 수 있다.
광학 시스템(100)의 광 경로는 물체 평면(105)으로부터 제공된 빔(115)이 광학 시스템(100)를 횡단하여 이미지 평면(110) 상으로 지향되는 출력 빔(120)으로서 제공되는 경로이다. 빔(115)의 강도는, 빔(115)이 광 경로를 통과하여, 광 경로의 다양한 구성요소(예를 들어, 렌즈, 거울)를 통해 횡단하고, 및/또는 거울 표면에 충돌할 때, 예를 들어 흡수 및/또는 산란 손실에 의해 감쇠될 수 있음에 유의해야 한다.
광학 시스템(100)의 광 경로를 통과할 때, 빔(115)은 물체 평면(105)의 물체를 통과하여 광학 시스템(100)로 들어간다. 광학 시스템(100)으로 들어간 후, 빔(115)은 대칭 배율 렌즈 세트(125)를 통과한다. 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 빔(115)에 대칭 배율 보상을 적용할 수 있다. 결과 빔은 대칭 배율 렌즈 세트(125)를 빠져 나와, 프리즘(140)을 통과하고, 정점 에지(142)와 같은 프리즘(140)에 의해 다른 방향으로 반사된다. 프리즘(140)에서 반사된 빔은 렌즈(160, 165, 170, 175)를 차례로 통과하여 거울(155)의 오목면(180)의 다른 부분들에 부딪힌다. 거울(155)의 오목면(180)은 입사 빔을 반사한다. 오목면(180)에서 반사된 빔은 렌즈(175, 170, 165, 160)를 차례로 통과하여 프리즘(145)에 도달하고, 이어서 프리즘(145)이 빔을 비대칭 배율 렌즈 세트(130) 쪽으로 지향시킨다. 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 이 빔에 비대칭 배율 보상을 적용할 수 있다. 결과적인 빔은 빔 조종 렌즈(135)에 제공되어 빔 조종 렌즈(135)에 의해 이미지 평면(110)으로 지향되게 한다. 빔 조종 렌즈(135)의 출력은 빔(120)이며, 이것은 광학 시스템(100)의 출력 빔으로 간주될 수 있다.
도 1은 프리즘(140, 145), 렌즈 조립체(150)의 렌즈(160, 165, 170, 175), 및 거울(155) 및 그 배열(예를 들어, 물체 평면(105) 및 이미지 평면(110)에 대해)의 예시적인 조합을 도시한다. 어떤 경우들에서는, 광학 시스템(100)에서 더 적은, 더 많은 및/또는 상이한 구성요소가 채용될 수 있다. 일 예로서, 대칭 배율 렌즈 세트(125) 및 비대칭 배율 렌즈 세트(130)가 각각 3개의 렌즈를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 대칭 배율 렌즈 세트(125) 및 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 각각 도 1에 도시된 3개의 렌즈와 상이한 수의 렌즈, 예를 들어 1개의 렌즈, 2개의 렌즈 또는 3개 이상의 렌즈를 가질 수 있다. 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 비대칭 배율 렌즈 세트(130)와 다른 개수의 렌즈를 가질 수 있다. 다른 예로서, 어떤 경우에는, 빔 조종 렌즈(135)가 광학 시스템(100)에 채용되지 않는다. 다른 예로서, 렌즈 조립체(150)의 렌즈(160, 165, 170, 175) 중 하나 이상이 광학 시스템(100)에 채용되지 않는다.
다른 조합의 구성요소들 및/또는 이들의 배열이 광학 시스템에서 사용될 수 있다. 하나의 변형으로서, 프리즘(140, 145)의 위치는 프리즘(140 및 145)의 작동에 영향을 미치지 않고 반전될 수 있다. 다른 변형으로서, 대칭 배율 렌즈 세트(125) 및/또는 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 도 1에 도시된 것과 다른 위치에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 프리즘(140)과 렌즈(160) 사이에 배치될 수 있다. 다른 예에서, 렌즈 세트(125, 130)는 렌즈 세트(160)와 프리즘(140, 145) 중 하나 또는 양자의 사이에 배치될 수 있다. 다른 예에서, 렌즈 세트(125, 130)는 도 1에 도시한 것과 위치가 반전되거나, 또는 렌즈 세트(130)가 렌즈 세트(125)보다 광 경로에서 더 빠른 위치에 있도록 반전될 수 있다. 이 예의 한 변형에서, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 프리즘(140) 위에 배치될 수 있고, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 프리즘(145) 아래에 배치될 수 있다. 즉, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 프리즘(140)보다 광 경로에서 더 빠른 지점에 있고, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 프리짐(145)보다 광 경로에서 더 나중 지점에 있다. 다른 구성에서, 렌즈 세트(125, 130)는 단일 세트의 렌즈로 결합될 수 있고 이전에 정의된 임의의 위치에 배치될 수 있다. 이러한 예들 및/또는 다른 배열의 다양한 조합은, 프리즘(140, 145) 및 렌즈(160)에 대해 렌즈 세트(125 및/또는 130)를 배치하는 데 사용될 수 있다. 구성요소들 및/또는 이의 배열의 추가 조합은 미국특허번호 제5,559,629호에 기술되어 있으며, 이는 그 전체가 참고로 여기에 포함된다. .
비록 도 1의 광학 시스템(100) 물체 평면(105)이 이미지 평면(110)에 평행한 예를 도시하지만, 다른 실시형태(미도시)에서, 물체 평면(105)과 이미지 평면(110)은 서로 평행하지 않다. 이러한 실시형태에서, 물체 평면(105)에 가장 가까운 프리즘(140)의 면은 물체 평면(105)에 평행하고, 이미지 평면(110)에 가장 가까운 프리즘(145)의 면은 이미지 평면(110)에 평행하다. 렌즈(160)에 가장 가까운 프리즘(140 및 145)의 면들은 평행하다. 그러한 실시형태에서, 예를 들어, 프리즘(140, 145)은 둘 다 내부로 반사하는 프리즘일 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 광학 시스템(100)의 대칭 배율 렌즈 세트(125) 및 비대칭 배율 렌즈 세트(130) 그리고 관련된 장착 시스템 및 액추에이터 시스템을 도시한다. 도시된 구성요소들 모두가 요구되는 것은 아니지만, 하나 이상의 실시형태는 도 2a 및 도 2b에 도시되지 않은 추가 구성요소를 포함할 수도 있다. 구성요소들의 배열 및 유형의 변형이, 여기에 제시되는 청구범위의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 추가의, 더 적은, 및/또는 다른 구성 요소가 제공될 수도 있다. 설명을 위해, 프리즘(140, 145) 및 렌즈(160, 165, 170, 175)와 같은 광학 시스템(100)의 다른 구성요소는 도 2a 내지 도 2b에 도시되지 않았다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 광학 시스템(100)은 하우징(202)(예를 들어, 인클로저라고도 함)을 포함할 수 있으며 그 내부에는 도 1에 도시된 다양한 구성요소 및 관련 장착 시스템 및 액추에이터 시스템이 배치된다.
상기 장착 시스템은 렌즈 세트(125, 130)(및 가능하게는 광학 시스템(100)의 기타 구성요소)를 지지하는(예를 들어 제자리에 유지하는) 것을 돕는 구조적 특징부/구성요소(예를 들어, 나사, 접착제, 클램프, 수용 인터페이스 등)를 포함할 수 있다. 상기 액추에이터 시스템은 액추에이터(205), 액추에이터(210), 액추에이터 제어기(215), 피드백 장치(220), 및 피드백 장치(225)를 포함할 수 있다. 액추에이터(205)는 대칭 배율 렌즈 세트(125)의 하나 이상의 렌즈를 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 대칭 렌즈 세트(125)의 1개, 2개 또는 3개의 렌즈 모두는 액추에이터(205)에 의해 이동될 수 있는 반면, 대칭 렌즈 세트(125)의 나머지 렌즈(존재한다면)는 제 위치에 고정된 채로 유지된다. 유사하게, 액추에이터(210)는 비대칭 렌즈 세트(130)의 하나 이상의 렌즈를 이동시키도록 구성될 수 있다. 액추에이터 제어기(215)는 정보를 수신하고 수신된 정보에 기초하여 액추에이터(205, 210)에 대한 제어 신호를 생성할 수 있다. 피드백 장치(220, 225)는 각각 인코더; 용량성, 유도성 또는 레이저 센서; 변형계(strain gauge); 및/또는 일반적으로 이동 전, 이동 중 및 이동 후에 각각 렌즈(125A-C 및 130A-C)의 위치를 확인하는 데 사용될 수 있는 임의의 장치이거나, 각각 이것들을 포함하거나, 각각 이것들의 일부일 수 있다. 이와 관련하여, 액추에이터 제어기(215) 및 피드백 장치(220 및 225)는, 렌즈(125A-C 및 130A-C)가 렌즈(125A-C) 중 하나 이상 및 렌즈(130A-C) 중 하나 이상 하나의 이동 전, 이동 중 및 이동 후에 적절한 위치에 있도록 보장하는 것을 돕기 위해, 협력하여 작동할 수 있다(예를 들어, 적절한 정보를 교환함).
일 실시형태에서, 액추에이터 제어기(215)는 마스크 및 웨이퍼의 상대적인 위치설정과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 리소그래피 시스템에서, 마스크 및 웨이퍼의 이미지는 웨이퍼 상의 마스크(예를 들어 마스크의 패턴)의 예상 투영을 결정하기 위해 카메라 시스템에 의해 캡처될 수 있다. 상기 예상 투영은 예상 투영으로부터 원하는 투영으로 조정하는 데 필요한 배율 보상 및/또는 빔 조종을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 상의 하나 이상의 위치에서 촬영된 웨이퍼 타겟들의 이미지가 마스크 타겟들보다 웨이퍼의 중심에서 더 멀리 떨어져 있는 경우, 웨이퍼는 양의 배율을 갖는 것으로 결정되고 적절하게 양의 배율 및 조종이 적용될 수 있다. 웨이퍼 타겟들의 이미지가 마스크 타겟들보다 웨이퍼의 중심에 더 가까우면 웨이퍼가 음의 배율을 갖는 것으로 결정되고 적절하게 음의 배율 및 조종이 적용될 수 있다. 위의 예는 마스크가 배율 편향을 갖지 않는 경우로서 정의된다는 점에 유의해야 한다. 마스크에 배율 편향이 있는 경우 적절한 계산을 적용하여 원하는 배율을 제공할 수 있다. 일반적으로, 새로 인쇄된 피처가 웨이퍼의 모든 요소에 걸쳐 이전에 인쇄된 피처에 적절하게 오버레이되도록, 인쇄된 마스크 이미지가 기존 웨이퍼 이미지의 배율(제로 배율 또는 0 배율로 알려짐)과 일치하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 다양한 실시형태를 이용하여, 원하는 대로 0 배율, 양의 배율 또는 음의 배율을 인쇄하는 것이 가능하다. 또한, 마스크 타겟에 대한 웨이퍼 타겟의 위치 오프셋은 빔 조종을 사용하여 수정될 수 있다.
일부 양태에서, 적절한 정렬을 결정하기 위해 마스크에 대해 웨이퍼 상에서 다수의 지점이 검사된다. 어떤 경우들에서는, 대칭 배율 보상의 경우, 대칭 배율 보상을 사용해야 하는지를 결정하기 위해 최소 2개의 지점이 필요하고, 비대칭 배율 보상의 경우, 비대칭 배율 보정을 사용해야 하는지를 결정하기 위해 최소 3개의 지점이 필요할 수 있으며, 바람직하게는 4개의 지점이 검사된다. 그러나 전체적으로 더 나은 정렬 및 배율 성능을 제공하기 위해 웨이퍼 상의 더 많은 지점이 검사될 수 있다.
상기 정렬 루틴 동안 식별되는 마스크와 웨이퍼 사이의 작은 병진이동 및/또는 회전 차이를 보상하기 위해, 빔 조종 또는 마이크로 웨이퍼 위치설정의 추가적인 사용이 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼가 마스크에 대해 이동되는 경우, 웨이퍼는 마스크 바로 아래에 있도록 재배치되거나, 오프셋을 보상하기 위해 빔 조종이 활용될 수 있다. 이러한 재배치 및/또는 빔 조종은 회전 차이에도 적용될 수 있다. 이것은 정렬을 위해 y 방향에 대해 x 방향에서 다른 수정이 필요한 경우에도 적용될 수 있다.
어떤 경우들에서, 제어 신호는 렌즈 세트(125 및/또는 130)에 의해 제공될 배율 보상을 나타낼 수 있다. 이 경우들에서, 액추에이터(205, 210)는 (예를 들어, 프로세서를 사용하여) 상기 이동 가능한 렌즈 또는 렌즈들 중 하나 이상을 이동시킬 거리를 결정하여 제어 신호에 표시된 배율 보상을 실행하고 상기 결정된 거리만큼 적절한 렌즈 또는 렌즈들을 이동시킬 수 있다. 다른 경우들에서, 대안으로 및/또는 조합하여, 제어 신호는 각각의 렌즈 세트의 이동 가능한 렌즈 또는 렌즈들 중 하나 이상을 이동시킬 거리를 액추에이터(205 및/또는 210)에 직접 표시할 수 있다.
이전에 논의된 바와 같이, 이미지 평면(110) 상에 투영된 이미지의 배율의 변화는 대칭 배율 렌즈 세트(125) 및 비대칭 배율 렌즈 세트(130) 중 하나 또는 둘 모두를 조정함으로써 달성될 수 있다. 도 3a 내지 도 3c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 대칭 배율 렌즈 세트(125)의 렌즈(125A-C)의 상대적인 위치설정의 예를 도시한다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 렌즈(125A-B)는 제 위치에 고정된 상태로 유지되는 반면 렌즈(125C)는 광(305)의 전파 방향(예를 들어, z 방향)을 따라 이동할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c의 파선(310)은 대칭 배율 렌즈 세트(125)의 광축을 통과하는 광(305)의 일부에 대한 광 경로를 도시한다. 대칭 배율 렌즈 세트(125)의 렌즈(125A-C)는 각각의 광축이 중첩되도록 위치된다. 대칭 배율 렌즈 세트(125)의 광축을 통과하는 광(305)의 일부는 렌즈(125A-C)에 의해 굴절(예를 들어, 구부러짐)되지 않는다. 도 3a 내지 도 3c의 파선(315)은 x 방향을 따르는 광축과 평행하고 이로부터 거리 r만큼 변위된다. 도 3a, 3b 및 3c의 실선(320, 325, 330)은 각각 선(310)으로부터 거리 r에서 z 방향에서 렌즈(125A)에 입사하는 광(305)의 일부의 광 경로이다.
대칭 배율 렌즈 세트(125)에 의해 제공되는 배율 보상을 조정하기 위해, 렌즈(125A)의 최상부 표면과 렌즈(125C)의 최하부 표면 사이의 거리(도 3a, 3b, 및 3c에서 각각 DA, DB, DC로 표시됨)는 렌즈(125A 및 125B)가 제 위치에 고정되어 있는 동안 z 방향을 따라 렌즈(125C)를(예를 들어, 액추에이터에 의해) 이동함으로써 조정된다. 예를 들어, 도 3a-3c에서, DA < DB < DC. 다른 경우에, 대안으로 및/또는 추가로, 렌즈(125A 및/또는 125B)는 렌즈(125A)의 최상부 표면과 렌즈(125C)의 최하부 표면 사이의 거리를 조정하도록 이동 가능할 수 있다. 일부 경우에, 더 적은 수의 이동 가능한 렌즈가 감소된 수의 액추에이터 및/또는 복잡성과 연관될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 이 예에서는 렌즈(125C)만이 이동 가능하기 때문에, 상이한 거리(DA, DB, DC)는 렌즈(125B 및 125C) 사이의 상이한 간극 크기(예를 들어, 공극 크기)에 기인한다. 선(310)으로 표시된 광축으로부터 떨어진 광 경로를 갖는 빔의 경우, 렌즈(125A, 125B)는 빔을 굴절시킨다. 선(315)과 관련하여, 빔의 광 경로(실선(320, 325, 330)으로 표시됨)는, 빔에 의해 횡단될 렌즈(125B, 125C) 사이의 상이한 간극으로 인해, 렌즈(125B)를 빠져나간 후 광 경로의 일부 동안 서로에게서 벗어난다. 도 3a에서, 빔은 렌즈(125B)를 빠져나와 선(315)을 향해 수렴하지만, 선(315)에는 도달하지 않는다. 렌즈(125C)의 출력에서 선(310)과 선(320) 사이의 거리는 rA로 표시된다. 이와 관련하여, 렌즈(125B, 125C) 사이의 간극은 r < rA가 되며, 이는 대칭 배율 렌즈 세트(125)가 배율을 증가시킨다는 것을 나타낸다. 배율의 증가는 양의 배율 보상으로 지칭될 수 있다.
도 3b에서, 빔은 렌즈(125B)를 빠져나와 선(315)을 향해 수렴하고, 선(315)과 중첩된다. 렌즈(125C)의 출력에서 선(310)과 선(325) 사이의 거리는 rB로 표시된다. 이와 관련하여, 렌즈(125B 및 125C) 사이의 간극은 r = rB가 되며, 이는 대칭 렌즈 세트(125)가 배율을 제공하지 않음을 나타낸다(예를 들어, 0 배율 보상을 제공한다). 도 3c에 도시된 바와 같이, 빔은 렌즈(125C)를 빠져나와 선(315)을 향하여 수렴한 후 통과한다. 렌즈(125C)의 출력에서 선(310)과 선(330) 사이의 거리는 rC로 표시된다. 이와 관련하여, 렌즈(125B, 125C) 사이의 간극은 r > rC가 되며, 이는 대칭 배율 렌즈 세트(125)가 배율을 감소시킨다는 것을 나타낸다. 배율의 감소는 음의 배율 보상에 의해 정량화될 수 있다.
비록 도 3a 내지 도 3c의 설명은 대칭 배율 렌즈 세트(125)의 렌즈(125A-C)를 기준으로 하지만, 유사한 설명이 일반적으로 비대칭 배율 렌즈 세트(130)의 렌즈(130A-C)에 적용된다.
도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 렌즈(125A-C)의 예시적인 단면도를 예시한다. 도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 렌즈(130A-C)의 예시적인 단면도를 예시한다.
일 실시형태에서, 배율 렌즈 세트(예를 들어, 125, 130)는, 당업자면 이해할 수 있는 바와 같이, 광학 시스템과 관련된 배율을 변경하기 위해 배율 렌즈 세트가 광학 시스템에 제어 가능한 양의 배율(예를 들어, 100)을 선택적으로 추가할 수 있도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 렌즈로 구성된 얇은 렌즈 그룹의 경우, 얇은 렌즈 배율의 조합(
Figure 112021089287225-pct00001
)은 다음과 같이 계산할 수 있다:
Figure 112021089287225-pct00002
여기서
Figure 112021089287225-pct00003
는 제1 렌즈배율,
Figure 112021089287225-pct00004
는 제2 렌즈배율, d는 제1렌즈와 제2렌즈 사이의 거리이다.
Figure 112021089287225-pct00005
= -
Figure 112021089287225-pct00006
이면
Figure 112021089287225-pct00007
=
Figure 112021089287225-pct00008
이다. 따라서 이 경우, 렌즈 간극(예를 들어 렌즈 공극)이 0(즉, d = 0)일 때, 얇은 배율 렌즈 그룹은 0 배율을 갖는다. 렌즈 간극이 커질 때 배율 렌즈 그룹의 배율도 증가한다.
d는 양의 값이므로, 이 배율 렌즈 그룹은 양의 배율을 생성한다. 일 양태에서, 배율 렌즈가 양 또는 음의 배율 보상을 생성하기 위해, 반대(예를 들어, 및 동일한) 렌즈 배율을 가진 다른 얇은 렌즈 그룹이 사용될 수 있으므로, 두 렌즈 그룹의 배율 렌즈 그룹 배율은 다음과 같다:
Figure 112021089287225-pct00009
여기서 d1은 제1 얇은 렌즈 그룹의 두 렌즈 사이의 거리이고, d2는 제2 얇은 렌즈 그룹의 두 렌즈 사이의 거리이다. d1 = d2일 때,
Figure 112021089287225-pct00010
= 0. d1 > d2일 때,
Figure 112021089287225-pct00011
> 0. d1 < d2일 때,
Figure 112021089287225-pct00012
< 0. 이 경우, 배율 렌즈 그룹은 4개의 얇은 렌즈를 가진다. 이 4개의 얇은 렌즈는 중간의 2개의 렌즈가 양면 볼록 또는 양면 오목 렌즈로서 결합되는 경우 3개의 렌즈가 될 수 있다. 일 실시형태에서, 배율 렌즈 세트(125 및/또는 130)는 전술한 바와 같이 제1 및 제2 얇은 렌즈 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배율 렌즈 세트(130)의 경우, 거리(d1)는 렌즈(130A, 130B) 사이의 간극을 나타내고, 거리(d2)는 렌즈(130B, 130C) 사이의 간극을 나타낼 수 있다.
상기에서,
Figure 112021089287225-pct00013
= -
Figure 112021089287225-pct00014
. 다른 경우에,
Figure 112021089287225-pct00015
≠ -
Figure 112021089287225-pct00016
(예를 들어, 제1 렌즈 배율은 제2 렌즈 배율과 크기가 같지 않음). 이 경우들에서,
Figure 112021089287225-pct00017
일 때,
Figure 112021089287225-pct00018
= 0.
Figure 112021089287225-pct00019
Figure 112021089287225-pct00020
일 때,
Figure 112021089287225-pct00021
< 0.
Figure 112021089287225-pct00022
Figure 112021089287225-pct00023
일 때,
Figure 112021089287225-pct00024
> 0.
어떤 경우들에서는, 더 많은 렌즈를 가진 배율 렌즈 세트가 더 큰 배율 보정 범위(예를 들어, 배율 보상 범위라고도 함)를 허용할 수 있다. 이와 관련하여, 더 큰 배율 보정 범위, 예를 들어 ±250ppm 이상의 배율 보정 범위가 필요한 경우, 배율 렌즈 세트에 3개, 4개 또는 그 이상의 렌즈가 이용될 수 있다. 예를 들어, 배율 렌즈 세트(125)는 렌즈(125A-C)를 포함하고, 일부 경우에 약 ±250ppm의 배율 보정 범위를 제공할 수 있다. 어떤 경우에는, 배율 보정이 일반적으로 상대적으로 작은 범위, 예를 들어 약 70ppm 이하(예를 들어, -70ppm과 +70ppm 사이, - 70ppm과 0 사이, 0과 +70ppm 사이 등)의 배율 보정 범위에 있을 때, 배율 렌즈 세트에 2개가 선택될 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 2개 렌즈 그룹에 비해) 4개 렌즈 그룹의 추가 렌즈는 광학 시스템에 추가 왜곡을 유발할 수 있다. 따라서, 더 작은 원하는 배율 보정 범위의 경우, 왜곡이 더 작도록 더 적은 수의 렌즈가 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 광학 시스템(100)(및/또는 다른 광학 시스템)은 스테퍼(stepper) 리소그래피 도구 또는 스캐너 리소그래피 도구에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 광학 시스템(100)은 스테퍼나 스캐너에 사용되는 다이슨 렌즈 시스템에 채용될 수 있다. 일 양태에서, 스테퍼에서 사용되는 경우, 전체 필드가 한 번에 노출된다. 스테퍼에서, 필드는 일반적으로 직사각형 모양이다. 대칭 배율 렌즈 세트(125) 및 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 필드의 배율을 조정하기 위해(예를 들어, 배율 보상을 적용하기 위해) 이용될 수 있다. 필드가 다음 사이트(site)로 넘어갈 때, 웨이퍼를 가로질러 배율을 달성하기 위해 스텝 거리가 달라진다. 스테퍼 도구에서 시야(FOV)는 웨이퍼보다 작기 때문에, 스테퍼 도구는 웨이퍼를 가로질러 FOV를 이동한다. 각 스텝은 사이트로 간주된다. 어떤 경우에는, 스테퍼 도구에서 이러한 배율 조정을 사용할 때, 배율은 전체 웨이퍼에 걸친 평균 배율에 대해 설정될 수 있다. 다른 경우에, 스테퍼 도구에서 이러한 배율 조정을 사용할 때, 배율 설정은 노출되는 필드의 평균 배율로 조정될 수 있고, 배율 설정은 웨이퍼가 사이트에서 사이트로 이동할 때 조정될 수도 있다.
비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 비대칭 배율을 달성하기 위해 이용될 수 있다. 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 스캐너의 FOV의 한 축을 따라 배율 보상을 제공하도록 배향될 수 있다(예를 들어, x 방향 또는 y 방향에서의 배율 보상). 일 실시형태에서, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 스캐닝 방향에 수직인 비대칭 배율을 생성하도록 배향된다. 예를 들어, 스캔 방향은 x 방향일 수 있고, 배율 보상은 y 방향에 적용될 수 있다.
동작 시, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 스캐너의 FOV에 걸쳐 x 방향 및 y 방향 모두에서 대칭 배율 보상을 제공할 수 있는 반면, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 y 방향에서 배율 보상을 제공할 수 있다. 대칭 배율 보상의 예시적인 범위는 대략 ± 250ppm일 수 있고, 비대칭 배율 보상의 예시적인 범위는 대략 ±50ppm일 수 있다(예를 들어, y 방향으로). 이와 관련하여, +250ppm과 -250ppm 사이의 임의의 대칭 배율 보상이 달성될 수 있고, +50ppm과 -50ppm 사이의 임의의 비대칭 배율 보상이 달성될 수 있다. 이러한 예시적인 범위는 X 및 Y가 광학 시스템(100)의 공칭 x 방향 배율 및 공칭 y 방향 배율인 다음의 극단(extreme)을 제공한다(예를 들어, x- 및 y 방향에서 배율이 0인 경우):
극단 1: 최대 대칭 배율 보상 + 최대 비대칭 배율 보상
X + 250ppm, Y + 300ppm
극단 2: 최대 대칭 배율 보상 + 최소 비대칭 배율 보상
X + 250ppm, Y + 200ppm
극단 3: 최소 대칭 배율 보상 + 최대 비대칭 배율 보상
X - 250ppm, Y - 200ppm
극단 4: 최소 대칭 배율 보상 + 최소 비대칭 배율 보상
X - 250ppm, Y - 300ppm
어떤 경우들에서는, 광학 시스템의 주요 설계를 변경하지 않고 대칭 배율 및/또는 비대칭 배율의 양을 조정하기 위해 광학 및 기계적 설계에 대한 약간의 수정이 이용될 수 있다. 예를 들어, 주요 설계를 변경하지 않고 대칭 및 비대칭 배율의 양을 늘리거나 줄이기 위해 광학 및 기계적 설계에 대한 약간의 수정이 이용될 수 있다. 이러한 작은 수정은 배율 보상 렌즈의 반경을 조정하는 것과 렌즈의 이동을 증가 또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 어떤 경우에는, 설계된 배율의 2~3배의 배율을 얻을 수 있다.
비록 도 1 내지 도 4는 각각 3개의 렌즈를 갖는 2개의 렌즈 세트를 참조하여 설명되지만, 각각의 렌즈 세트는 도 1 내지 도 4에 도시된 것보다 더 적은, 더 많은, 및/또는 상이한 렌즈를 가질 수도 있다. 또한, 도 1 내지 도 4는 한 세트의 렌즈가 대칭 배율을 제공하도록 구성되고(예를 들어, 설계되고), 다른 렌즈 세트가 비대칭 배율을 제공하도록 구성되는 예시적인 실시형태를 제공하지만, 더 많은 및/또는 상이한 렌즈 세트가 대칭 및/또는 비대칭 배율을 제공하기 위해 다른 실시형태에서 이용될 수도 있다. 일례로서, 다른 실시형태에서, 광학 시스템은 2개의 비대칭 원통형 렌즈 조립체를 포함할 수 있다. 어떤 경우에는, 이러한 광학 시스템은 서로 직교하는 두 렌즈 세트를, 한 세트의 렌즈는 x 방향으로 ±250ppm의 배율을 위해 X를 따라, 제2 세트의 렌즈는 y 방향으로 250ppm의 배율을 위해 Y를 따라, 이상적으로 정렬할 수 있다.
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 광학 시스템의 렌즈 듀오(500)를 예시한다. 렌즈 듀오(500)는 렌즈(505) 및 렌즈(510)를 포함한다. 렌즈(505, 510)는 렌즈(505, 510)가 광축을 공유하도록 정렬될 수 있다. 렌즈(505, 510)는 z 방향을 따라 거리(d)만큼(예를 들어, 공기에 의해) 분리된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 렌즈 듀오(500)는 대칭 배율 렌즈를 형성하여 회전 대칭 배율 보상을 제공한다. 예를 들어, 렌즈(505, 510)는 각각 평면-볼록 렌즈 및 평면-오목 렌즈일 수 있다. 일 실시형태에서, 렌즈 듀오(500)는 도 1에 도시된 대칭 배율 렌즈 세트(125)로서 사용될 수 있다.
파선(515)은 렌즈 듀오(500)의 광축(예를 들어, 렌즈(505, 510)의 광축)을 통과하는 빔에 대한 광 경로를 도시한다. 파선(520)은 x 방향을 따르는 광축과 평행하고 이로부터 거리 r만큼 변위된다. 실선(525)은, 선(515)으로부터 거리 r에서 렌즈(505)를 통해 들어가고, 렌즈(505 및 510) 사이의 공극을 통과할 때 선(515)을 향해 수렴하며, 광축으로부터의 거리 r1 = r -(Δx/Δy)에서 렌즈(510)를 통과하는 빔에 대한 광 경로를 도시한다. r > r1이므로, 렌즈 듀오(500)는 배율을 감소시킨다(예를 들어 음의 배율 보상을 제공한다). 렌즈 듀오(500)가 제공하는 배율 보상을 조정하기 위해, 렌즈(505) 및 렌즈(510) 중 하나 또는 둘 모두가 이동될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(505 및/또는 510)는 렌즈(505 및 510) 사이의 거리(d)를 조정하기 위해 z 방향을 따라 액추에이터 시스템의 하나 이상의 액추에이터에 의해 이동될 수 있다.
일 양태에서, 도 5의 렌즈 듀오(500)는, 단 하나의 간극으로, 음의 또는 양의 배율 보상을 생성한다. 이 배율 보상은
Figure 112021089287225-pct00025
≠ -
Figure 112021089287225-pct00026
(예를 들어, 제1 렌즈 배율이 제2 렌즈 배율과 크기가 같지 않음)인 경우에 대해 앞서 정의된 바와 같이 실현될 수 있다. 즉, 이 경우,
Figure 112021089287225-pct00027
일 때,
Figure 112021089287225-pct00028
= 0.
Figure 112021089287225-pct00029
Figure 112021089287225-pct00030
일 때,
Figure 112021089287225-pct00031
< 0.
Figure 112021089287225-pct00032
Figure 112021089287225-pct00033
일 때,
Figure 112021089287225-pct00034
> 0. 렌즈(505 및 510)의 반경이 다를 때 두 렌즈 그룹(
Figure 112021089287225-pct00035
로 표시됨)의 배율은 렌즈(505 및 510) 사이의 간극 d의 변화하는 값에 대해 양에서 음으로 변경될 수 있다. 어떤 경우들에서는, 렌즈 듀오의 사용이 3개 이상의 렌즈를 사용하는 것보다 비용이 적게 들고 및/또는 제품이 더 단순해질 수 있다.
비록 도 5의 렌즈 듀오(500)는 대칭 배율 렌즈 세트를 형성하지만, 광학 시스템은 렌즈 듀오(500)를 사용하는 대신 및/또는 이에 추가하여 비대칭 배율 렌즈 세트를 위한 렌즈 듀오를 사용할 수 있다. 이와 관련하여, 대칭 배율 렌즈 세트의 렌즈 수는 비대칭 배율 렌즈 세트의 렌즈 수와 같거나 다를 수 있다. 광학 시스템에 사용되는 렌즈의 수는 비용, 제조 복잡성, 성능 사양, 및/또는 기타 고려 사항과 같은 고려 사항을 기반으로 할 수 있다. 어떤 경우에는, 렌즈 듀오는 더 낮은 금전적 비용 및 제조 복잡성과 관련될 수 있다(예를 들어, 3개 이상의 렌즈로 구성된 렌즈 세트보다). 어떤 경우에서는, 대칭 배율 렌즈 세트 및 비대칭 배율 렌즈 세트 각각이 렌즈 듀오를 포함하는 경우, 마스크는 비대칭으로 크기가 작아지거나 및/또는 너무 커질 수 있다. 예를 들어, 기준 크기의 마스크에 대해, 마스크는 마스크의 상이한 부분들에서 상이한 인자에 의해 크기가 작아지고 및/또는 상이한 인자에 의해 너무 커질 수 있다.
일 실시형태에서, 비대칭 배율 렌즈 세트는 오직 하나의 방향(예를 들어, x-축 또는 y-축) 및 양의 배율 보상 또는 음의 배율 보상 중 하나만을 따라 비대칭 배율 보상을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 3개(또는 그 이상) 렌즈로 구성된 비대칭 배율 렌즈 세트의 경우 -50ppm과 +50ppm 사이에서 상기 축들 중 하나를 수정하는 것과 달리 0과 +50ppm 사이 또는 0과 -50ppm 사이에서 상기 축들 중 하나를 수정하기 위해 두 개의 렌즈를 가진 비대칭 배율 렌즈 세트가 사용될 수 있다. 어떤 경우에는, 2개의 렌즈를 사용하는 것이 제조하기 더 쉬울 수 있다(예를 들어 2개 렌즈 시스템의 각 렌즈가 더 두껍게 만들어질 수 있음). 어떤 경우에는, 듀오 렌즈는 한 축을 따르는 배율을 보상을 허용하기 회전 가능할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 듀오의 한 배향에서, 듀오 렌즈는 x-축만을 따라 비대칭 배율 보상을 제공할 수 있다. 이 렌즈 듀오는 y 방향만을 따라 배율 보정을 제공하기 위해 90도 회전할 수 있다.
일부 실시형태에서, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)의 렌즈(130A, 130B, 130C)는 평면-볼록 실린더 렌즈, 오목-오목 실린더 렌즈, 및 볼록-평면 렌즈일 수 있으며, 렌즈(130A-C)의 가장 두꺼운 부분은 약 2mm 내지 10mm일 수 있다. 일 양태에서, 렌즈(130A, 130B, 130C) 대신 단일 렌즈가 채용될 수 있다. 도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 비대칭 배율 렌즈(600)를 예시한다. 일 실시형태에서, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 비대칭 배율 렌즈(600)일 수 있다. 다른 실시형태에서, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)는 하나 이상의 다른 렌즈와 함께 비대칭 배율 렌즈(600)를 포함할 수 있다.
비대칭 배율 렌즈(600)는 도 6에 도시된 바와 같은 평면 창일 수 있다. 액추에이터는 비대칭 배율 렌즈(600)를 구부려 평면 창이 배율 보상을 생성할 수 있는 오목-볼록 렌즈로 변형되도록 할 수 있다(예를 들어, 구부러진 축을 따라). 비대칭 배율 렌즈(600)가 구부러진 방향에 따라, 비대칭 배율 렌즈(600)는 양의 배율 보상 또는 음의 배율 보상을 생성할 수 있다. 어떤 경우에는, 비대칭 배율 렌즈(600)는 x 방향 또는 y 방향 중 하나 이상에서 원하는 배율 보상(예를 들어, 비대칭 배율 보상)을 생성하기 위해 필요에 따라 x 방향, y 방향, 또는 두 방향 모두에서 선택적으로 구부러질(예를 들어, 변형될) 수 있다.
일 양태에서, 비대칭 배율 렌즈(600)에 의해 제공되는 배율을 제어하기 위해 액추에이터 시스템이 제공될 수 있다. 이 액추에이터 시스템은 액추에이터(620), 액추에이터 제어기(625), 및 피드백 장치(630)를 포함할 수 있다. 액추에이터(620)는, 액추에이터 제어기(625)에 의해 액추에이터(620)에 제공되는 제어 신호에 따라 x 방향, y 방향, 또는 두 방향 모두에서 배율 보상을 제공하기 위해 비대칭 배율 렌즈(600)에 설정된 방향을 따라 힘을 적용하도록 구성될 수 있다. 액추에이터 제어기(625)는 정보를 수신하고 수신된 정보에 기초하여 액추에이터(620)에 대해 이러한 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 정보는 비대칭 배율 렌즈(600)에 의해 제공될 원하는 배율을 나타낼 수 있다. 어떤 경우에는, 액추에이터 제어기(625)에 의해 생성된 제어 신호는 액추에이터(620)에 의해 비대칭 배율 렌즈(600)에 가해지는 힘(있는 경우)과 힘을 가하는 방향을 나타낼 수 있다. 비대칭 배율 렌즈(600)에 힘을 가함으로써, 액추에이터(620)는 비대칭 배율 렌즈(600)가 원하는 배율을 제공하게 할 수 있다. 피드백 장치(630)는 인코더; 용량성, 유도성 또는 레이저 센서; 변형계; 및/또는 일반적으로 액추에이터(620)에 의한 힘의 적용 전, 동안 및/또는 후에 비대칭 배율 렌즈(600)의 구성(예를 들어, 굽힘 양, 굽힘 방향, 관련된 배율)을 확인하는 데 사용될 수 있는 임의의 장치이거나, 이를 포함하거나, 그 일부일 수 있다. 이와 관련하여, 액추에이터 제어기(625) 및 피드백 장치(630)는 비대칭 배율 렌즈(600)가 적절하게 구성되는 것을 보장하는 것을 돕기 위해 협조하여 작동할 수 있다(예를 들어, 적절한 정보를 교환함). 어떤 경우에는, 액추에이터(620) 또는 다른 액추에이터는 비대칭 배율 렌즈(600)를 구부리는 것에 대한 대안으로 또는 추가로 비대칭 배율 렌즈(600)를 회전시켜 x 방향, y 방향, 또는 두 방향 모두에서 원하는 배율 보상을 달성할 수 있다.
예를 들어, 비대칭 배율 렌즈(600)는 액추에이터(620)에 의해 구부러져(예를 들어, 액추에이터 제어기(625)로부터의 적절한 제어 신호에 기초하여) 상기 구부러지는 방향과 반대 방향으로 빛이 이동할 때 양의 배율 보상을 야기하는 렌즈(605)를 제공할 수 있다. 다른 예로서, 비대칭 렌즈(600)는 액추에이터(620)에 의해 구부러져 빛이 구부러진 방향과 동일한 방향으로 이동할 때 음의 배율 보상을 일으키는 렌즈(610)를 제공할 수 있다. 비대칭 배율 렌즈(600)가 구부러지지 않으면, 비대칭 배율 렌즈(600)에 의해 배율 보상이 제공되지 않는다. 일 양태에서, 비대칭 배율 렌즈(600)와 같은 단일 렌즈의 사용은, 기계적 설계 및/또는 제어 복잡성을 수반할 수 있고(예를 들어, 굽힘과 관련된), 더 쉬운 제조와 더 작은 광학 두께를 허용하고, 광학 시스템에서 더 적은 공간을 차지할 수 있다. 어떤 경우에는, 대안으로 및/또는 추가로, 대칭 양의 배율 보상 또는 대칭 음의 배율 보상을 제공하도록 변형될 수 있는 단일 대칭 배율 렌즈가 대칭 배율 렌즈 세트로서 이용될 수 있다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 광학 시스템(100)의 빔 조종 렌즈(135)를 예시한다. 빔 조종 렌즈(135)는 또한 틸팅 렌즈로 지칭될 수 있다. 빔 조종 렌즈(135)는 (예를 들어, 이미지 평면(110) 상의) 원하는 위치로 광선의 방향을 바꾸도록 적절하게 (예를 들어, 액추에이터 시스템의 액추에이터에 의해) 기울어질 수 있다. 예를 들어, 빔 조종 렌즈(135)는 빔 조종 렌즈(135)의 기울기(tilting)를 제어할 수 있는 액추에이터 시스템에 결합될 수 있다. 액추에이터 시스템은 액추에이터(705), 액추에이터 제어기(710), 및 피드백 장치(715)를 포함할 수 있으며, 이들은 도 2a, 2b 및 6의 대응하는 액추에이터 시스템과 동일하거나 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 상기 기울기는 하나 이상의 각도로 표현될 수 있다. 각도(α)는 x 방향을 따른 기울기의 양을 제공할 수 있다. 다른 각도(미도시)는 y 방향을 따른 기울기의 양을 제공할 수 있다. 도 7에서, 빔 조종 렌즈(135)가 기울어지면 빔 조종 렌즈(135)가 기울어지지 않은 경우에 비해 거리(Δx/Δy)만큼 빔이 변위된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 빔 조종 렌즈(135)에 의한 빔의 변위는 빔 조종 렌즈(135)의 틸트 각도 또는 각도들 및 빔 조종 렌즈(135)의 치수들(예를 들어, 빔이 통과해서 전파되는 빔 조종 렌즈(135) 내의 거리)에 기초한다.
도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 빔 조종 렌즈(800) 및 관련 구성요소를 예시한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 요구되는 것은 아니며, 하나 이상의 실시형태는 도 8에 도시되지 않은 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 구성요소의 배열 및 유형의 변형은 본 명세서에 제시된 청구범위의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 추가의, 더 적은, 및/또는 다른 구성 요소가 제공될 수 있다. 일 실시형태에서, 광학 시스템(100)은 빔 조종으로 광학 비대칭 확대를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시형태에서, 빔 조종 렌즈(800)는 빔 조종 렌즈(135)일 수 있다.
빔 조종 렌즈(800)는 환형 하우징(805, 825) 내에 지지될 수 있다. 환형 하우징(805)은 빔 조종 렌즈(800)가 제1 방향(예를 들어, x 방향)으로 회전 가능하게 하는 피봇 샤프트(810)를 갖는다. 굴곡 부재(812)가 환형 하우징(805)에 연결된다. 선형 드라이브(815)는 보이스 코일 액추에이터(820), 볼 슬라이드 조립체(미도시), 및 선형 인코더를 포함한다. 보이스 코일 액추에이터(820)는 굴곡 부재(812)에 결합될 수 있고 굴곡 부재(812)를 선형 축만큼 변위시켜 빔 조종 렌즈(800)의 회전을 야기할 수 있다. 선형 드라이브(815)의 선형 인코더는 보이스 코일 액추에이터(820) 및/또는 볼 슬라이드 조립체에 피드백을 제공하여 선형 드라이브(815)에 의해 유발되는 빔 조종 렌즈(800)의 변위 및/또는 회전을 제어할 수 있다.
빔 조종 렌즈(800)의 환형 하우징(825)은 제2축에서 빔 조종 렌즈(800)의 기울기(틸팅)를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 제2축은 제1축에 직교할 수 있다. 환형 하우징(825)은 환형 하우징(805)에 결합된다. 환형 하우징(825)은 피봇 샤프트(830)를 갖는다. 피봇 샤프트(830)는 굴곡 부재(835) 및 선형 드라이브(840)에 부착된다. 선형 드라이브(840)는 보이스 코일 액추에이터(845), 볼 슬라이드 조립체(미도시), 및 선형 인코더(850)를 포함한다. 보이스 코일 액추에이터(845)는 굴곡 부재(835)에 결합될 수 있고, 굴곡 부재(835)를 선형 축만큼 변위시켜 빔 조종 렌즈(800)의 회전을 야기할 수 있다. 선형 인코더(850)는 보이스 코일 액추에이터(845) 및/또는 선형 드라이브(840)의 볼 슬라이드 조립체에 피드백을 제공하여 선형 드라이브(840)에 의해 유발되는 빔 조종 렌즈(800)의 변위 및/또는 회전을 제어할 수 있다.
비록 도 8은 빔 조종 렌즈 및 관련 구성요소(예를 들어, 빔 조종 렌즈를 기계적으로 변위 및/또는 회전시키기 위한)의 예를 도시하지만, 다른 빔 조종 렌즈 및/또는 관련 구성요소가 사용될 수 있다. 예를 들어, 보이스 코일 액추에이터(820 및/또는 845)는 기계식 또는 공압식 선형 액추에이터 및/또는 압전 스테핑 액추에이터로 대체되거나 이에 더하여 사용될 수 있다. 다른 예로서, 볼 슬라이드 조립체는 교차 롤러 슬라이드일 수 있다. 일부 양태에서, 빔 조종 렌즈는 회전 모터(rotary motor)에 부착된 캠(cam)을 사용하여 기울어질 수 있다. 일부 양태에서, 빔 조종 렌즈의 축은 회전 모터 및/또는 기어 모터를 사용하여 직접 구동될 수 있다.
일부 실시형태에서, 빔 조종 렌즈(예를 들어, 135, 700, 800)는 도 1 내지 도 6에 도시된 것과 같이 본 개시에서 설명된 하나 이상의 렌즈 세트와 함께 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 빔 조종 렌즈는 하나 이상의 대칭 배율 렌즈 세트(예를 들어, 125) 및/또는 하나 이상의 비대칭 배율 렌즈 세트(예를 들어, 130)와 같은 하나 이상의 렌즈 세트와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1를 참조하면, 빔 조종 렌즈(135)는 대칭 배율 렌즈 세트(125)와 함께 활용될 수 있거나(예를 들어, 비대칭 배율 렌즈 세트(130) 없이), 빔 조종 렌즈(135)는 비대칭 배율 렌즈 세트(130)와 함께 활용될 수 있다(예를 들어, 대칭 배율 렌즈 세트(125) 없이).
배율 렌즈 세트(125 또는 130) 중 하나를 제거하는 도 1의 광학 시스템(100)에 대한 이러한 변형은, 프리즘(140 및 145) 및 렌즈(160, 165, 170 및 175)와 같은 하나 이상의 연관된 구성요소의 적절한 조정(예를 들어, 위치설정)과 연관될 수 있거나, 또는 이 구성 요소들의 조정과 관련이 없을 수 있다. 일 예로서, 비대칭 배율 렌즈 세트(130)가 광학 시스템(100)으로부터 제거되는 것을 고려한다. 한 경우에서, 전술한 바와 같이, 대칭 배율 렌즈 세트(125); 프리즘(140, 145); 렌즈(160, 165, 170, 175); 그리고 거울(155)은 도 1에 도시된 바와 같이 유지될 수 있다. 프리즘(145)으로부터의 출력 빔은 빔 조종 렌즈(135)에 제공되고(예를 들어, 빔(120)으로서) 이미지 평면(110) 상으로 지향될 수 있다. 다른 경우에서, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 도 1에서 비대칭 배율 렌즈 세트(130)가 도시된 곳에 위치될 수 있으며, 프리즘(140, 145); 렌즈(160, 165, 170, 175); 및 거울(155)은 도 1에 도시된 바와 같이 유지될 수 있다. 대칭 배율 렌즈 세트(125)로부터의 출력 빔은 빔 조종 렌즈(135)에 제공되고 이미지 평면(110)으로 지향될 수 있다. 또 다른 경우에, 대칭 배율 렌즈 세트(125)는 프리즘(140)과 프리즘(140) 사이와 같은 다른 곳에 위치될 수 있다. 비대칭 배율 렌즈 세트(130)가 아닌 대칭 배율 렌즈 세트(125)를 제공하는 다른 방식이 이용될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 광학 시스템은 리소그래피 시스템에서 사용되는 투영 렌즈 시스템이거나, 이를 포함하거나, 그 일부일 수 있다. 도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 리소그래피 시스템(900)을 예시한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 요구되는 것은 아니며, 하나 이상의 실시형태는 도 9에 도시되지 않은 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 구성요소들의 배열 및 유형의 변형은 여기에 설명된 청구범위의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 추가의, 더 적은, 및/또는 다른 구성 요소가 제공될 수 있다. 일 실시형태에서, 광학 시스템(100)은 빔 조종으로 광학 비대칭 확대를 제공하기 위해 이용될 수 있다.
리소그래피 시스템(900)은 방사선 소스(905), 거울(910, 915), 마스크(925), 광학 시스템(930), 웨이퍼(935), 및 공기 베어링 스테이지(940)를 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 거울(910, 915)은 방사선(예를 들어, UV 광)을 방사선 소스(905)로부터 마스크(925)로 지향시키기 위해 이용되는 광학 구성요소이다. 더 적은, 더 많은, 및/또는 상이한 광학 구성요소들이 방사선 소스(905)와 마스크(925) 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 광학 도파관, 렌즈 및 거울과 같은 추가 광학 구성요소가 거울(910 및 915) 사이에 있을 수 있다. 어떤 경우에는, 거울(910 및 915) 및/또는 다른 광학 구성요소가, 방사선 소스(905)로부터의 방사선의 빔 특성, 예를 들면 광학 거리(예를 들어, 방사선이 방사선 소스(905)로부터 마스크(925)에 도달하기 위해 이동한 거리), 빔 형상, 빔 크기, 빔 편광 등을 조정할 수 있다. 마스크(925)는 리소그래피 시스템(900)의 물체 평면에 배치될 수 있고 웨이퍼(935)는 리소그래피 시스템(900)의 이미지 평면(110)에 배치될 수 있으며, 리소그래피 시스템(900)은 광학 시스템(930)을 사용하여 마스크(925) 상의 패턴을 웨이퍼(935) 상에 투영하는데 이용된다. 이와 관련하여, 광학 시스템(930)은 대칭 및/또는 비대칭 배율을 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 광학 시스템(930)은 도 1의 광학 시스템(100)이거나, 이를 포함하거나, 그 일부일 수 있다. 이 실시형태에서, 마스크(925)는 물체 평면(105)에 배치되고 웨이퍼(935)는 이미지 평면(110)에 배치된다.
일부 실시형태에서, 리소그래피 시스템(900)은 스캐닝 리소그래피 기계이거나, 이를 포함하거나, 그 일부일 수 있다. 예를 들어, 도 10은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐닝 리소그래피 기계 또는 그 일부를 도시한다. 이 실시형태에서, 웨이퍼(935) 및 마스크(925)는 모두 병진이동 단계에서 광학 시스템(930) 아래에서 스캔되는 캐리지에 장착될 수 있다. 웨이퍼(935) 및 마스크(925)는 스캐닝 프로세스 전에 서로 정렬될 수 있다. 이 정렬 프로세스는 마스크(925)에 대해 웨이퍼(935)를 병진이동 및/또는 회전시키는 것을 포함할 수 있고 웨이퍼 위치설정 단계와 함께 수행될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 스캐닝 리소그래피 기계에 대한 노광 필드의 예를 예시한다. 노광 필드는 리소그래피 시스템(900)의 스캐너의 FOV를 나타낸다. 도 11a 및 11b에서와 같이, 노광 필드는 x 방향을 따라 웨이퍼(935)를 가로질러 이동하고 y 방향을 따라 변위하며 전환점에 도달한 후 x 방향에서 반전한다. 어떤 경우들에서는, 시간적으로 인접한 스캔은 웨이퍼(935)에 걸쳐 균일한 노출을 생성하는 것을 돕기 위해 중첩될 수 있다. 도 11a에서, 노광 필드(예를 들어, 1105)는 다이아몬드 형상을 갖는다. 도 11b에서, 노광 필드는 육각형 형상을 갖는다. 어떤 경우에는, 육각형 노광 필드의 사용은 스캔 통과 사이의 스텝 거리를 증가시킴으로써 웨이퍼(935)를 스캔하는 데 필요한 시간을 감소시킬 수 있다. 이와 관련하여 육각형 모양은 중첩 영역을 감소시켜 스캔 통과 수를 줄이고 더 높은 기계 처리량을 가능하게 한다. 하기 설명이 다이아몬드 형상 노광 필드에 대해 제공되지만, 육각형 형상, 직사각형 형상 등과 같은 다른 노광 필드 형상이 이용될 수 있다.
일부 실시형태에서, 노필 필드의 크기(예를 들어, 다이아몬드 모양, 육각형 모양 등)는 웨이퍼(935)를 가로질러 스캔하는 동안 조정될 필요가 있을 수 있고, 및/또는 노광 필드가 충돌하는 위치의 조정이 필요할 수 있다. 도 12는 웨이퍼(935) 상의 다양한 다이에 대한 실제 및 원하는 다이 크기 및 위치를 예시한다. 도 12에서, 동일한 배율이 웨이퍼(935)의 각 부분과 연관되고, 동일한 빔 조종이 웨이퍼(935)와 연관되거나 그렇지 않을 수 있다. 실제 다이 크기 및 위치가 원하는 다이 크기 및 위치에 오버레이된다. 다이(1205)(예를 들어, 웨이퍼(935)의 중심 다이)는 실제 다이 크기 및 위치인 반면, 다이(1210)는 다이(1205)에 대한 대응하는 원하는 다이 크기 및 위치이다. 유사하게, 다이(1215)는 실제 다이 크기 및 위치인 반면, 다이(1220)는 다이(1215)에 대한 대응하는 원하는 다이 크기 및 위치이다.
도 13a는 도 12의 다이(1205) 및 다이(1210)의 확대도를 제공한다. 다이(1210)를 얻기 위해, 다이(1205)는 동일한 위치에 남을 수 있지만, 웨이퍼(935) 상에 더 큰 투영을 제공하기 위해 양의 배율 보상이 적용된다. 도 13b는 도 12의 다이(1215) 및 다이(1220)의 확대도를 제공한다. 다이(1220)를 얻기 위해, 양의 배율 보상 및 이미지의 이동이 적용될 수 있다. 도 1를 참조하면, 양의 배율 보상은 대칭 렌즈 세트(125) 및/또는 비대칭 렌즈 세트(130)에 의해 제공될 수 있고, 상기 이동은 빔 조종 렌즈(135)에 의해 적용될 수 있다.
어떤 경우들에서는, 웨이퍼(935)가 노광 필드 아래에서 앞뒤로 병진될 때 그러한 배율 보상 및/또는 이미지 조종이 조정될 수 있다. 이전에 나타낸 바와 같이, 이미지 평면(예를 들어, 웨이퍼(935)에서)에 형성되는 이미지의 위치를 조종하기 위해 하나 이상의 빔 조종 렌즈가 이용될 수 있다. 이러한 기술은 광학 빔 조종으로 지칭될 수 있다. 리소그래피 애플리케이션과 관련하여, 웨이퍼 위치와 협력하여 빔 조종 렌즈를 사용하여 마스크(925)의 투영된 이미지를 기울이기 위해 광학 빔 조종이 이용될 수 있다. 도 14a 내지 도 14c는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 웨이퍼(935)가 이동될 때 광학 시스템(900)의 빔 조종 렌즈의 기울기를 예시한다. 도 12 및 도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 웨이퍼(935)가 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔될 때, 빔은 웨이퍼(935)의 왼쪽 극단을 향해 이미지를 더 투영하도록 기울어질 수 있다. 웨이퍼(935)가 도 14a에서의 위치로부터 우측으로 스캔될 때, 빔 조종 렌즈에 의해 제공되는 기울기는 웨이퍼(935) 및 마스크(925)(이것들은, 예를 들어, 스캐너 시스템에서 함께 고정됨)의 움직임과 동기화되어 계속해서 조정될 수 있다. 웨이퍼(935)가 도 14b에 도시된 바와 같이 빔 조종 렌즈의 바로 아래에(예를 들어, 중심 다이에) 있을 때, 빔 조종 렌즈는 제로 기울기를 제공할 수 있다. 웨이퍼(935)가 도 14c에 도시된 바와 같이 우측으로 계속 스캔될 때, 빔 조종 렌즈는 웨이퍼(935)의 우측 극단에 이미지를 투영하도록 기울어진다. 도 7을 다시 참조하면, 빔 조종 렌즈는 x-축 및 y-축 중 하나 또는 둘 모두를 따른 기울기를 허용할 수 있다. 예를 들어, x 방향을 따라 스캔이 일어나면, 빔 조종 렌즈의 x-축 기울기(tilting)가 x 방향을 따라 웨이퍼 스캐닝 동작과 동기화하여 수행된다. 스캔 행들 사이의 스텝 동안 y축 기울기가 수행될 수 있다.
일부 실시형태에서, 하나 이상의 빔 조종 렌즈를 사용하는 빔 조종에 대안으로 및/또는 이에 추가하여, 마이크로 웨이퍼 위치설정이 이용될 수 있다. 마이크로 웨이퍼 위치설정에서, 마스크에 대한 웨이퍼의 위치는 웨이퍼(935)가 광학 시스템(예를 들어, 빔 조종 렌즈가 있거나 없는)을 가로질러 스캔될 때 미세하게 조정될 수 있다. 웨이퍼 위치설정 스테이지가 스캐닝 노광 동안 웨이퍼(935)에 대한 마스크(925)의 상대적인 위치설정을 유지하는 동안, 웨이퍼(935)의 위치는 병진이동 스테이지가 스캔 경로를 수행하는 동안 스캐닝 축에서 구동될 수 있다. 웨이퍼(935)가 +x 방향(예를 들어, 우측으로)으로 스캔될 때, 마이크로 웨이퍼 위치설정은 상기 병진이동 스테이지와 협조된 방식으로 마스크(925)에 대해 웨이퍼(935)를 이동시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 웨이퍼(935)는 스캔 행 동안 마스크(925)에 대해 계속해서 이동된다. 병진이동 스테이지가 다음 행으로 이동할 때, 병진이동 스테이지는 y 방향에서의 오프셋을 조정하기 위해 마스크(925)에 대해 웨이퍼(935)를 이동시키는 마이크로 스텝을 수행할 수 있다. 어떤 경우들에서는, 마이크로 웨이퍼 위치설정이 웨이퍼 위치설정 제어기에 의해 수행될 수 있으며, 이 웨이퍼 위치설정 제어기는 마스크의 위치에 대한 웨이퍼의 위치를 조정하여 이미지가 형성되는 웨이퍼(935) 상의 위치를 웨이퍼(935)를 움직여서 이동시킬 수 있다. 비록 본 개시의 전술한 설명이 스캔 축 및 스텝 축으로서 각각 x-축 및 y-축을 언급하지만, x축이 스텝 축이고 y축이 스캔 축이 되는 관례가 있을 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 웨이퍼 위치설정 스테이지는 전술한 마이크로 웨이퍼 위치설정을 실현하기 위해 사용될 수 있는 정확하고 매우 미세한 위치설정 액추에이터를 가질 수 있다. 어떤 경우에는, 병진이동 스테이지가 렌즈 FOV 아래에서 웨이퍼를 스캔하고 스테핑하는 동안 마스크에 대한 웨이퍼 위치를 조정하기, 기계적 굴곡 시스템에 작용하는 변형계 피드백을 가진 기계적 압전 액추에이터가 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 15a 내지 15d는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐너 노출 FOV의 위치 및 연관된 웨이퍼 위치 이동을 도시한다. 도 15a는 스캔 시작 시 마이크로 웨이퍼 위치설정을 예시하며, 웨이퍼(935)가 -x 방향(예를 들어, 왼쪽) 및 -y 방향(예를 들어, 아래로)으로 이동된다. 도 15b는 스캔 종료 시 마이크로 웨이퍼 위치설정을 예시하며 웨이퍼(935)가 +x 방향(예를 들어, 우측)으로 이동된다. 도 15c는 스캔 시작 시 마이크로 웨이퍼 위치설정을 예시하며 웨이퍼(935)가 -x 방향 및 +y 방향으로 이동된다. 도 15d는 스캔 종료 시 마이크로 웨이퍼 위치설정을 도시하며 웨이퍼(935)가 +x 방향으로 이동된다.
일 실시형태에서, 액추에이터 제어기(예를 들어, 도 2의 215)는 마스크(925) 및 웨이퍼(935)의 상대적인 위치설정과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 리소그래피 시스템에서, 웨이퍼(935)에 대한 마스크(925)의 예상 투영(예를 들어, 마스크(925)의 패턴)을 결정하기 위해 마스크(925) 및 웨이퍼(935)의 이미지가 카메라 시스템에 의해 캡처될 수 있다. 상기 예상 투영은, 상기 예상 투영으로부터 원하는 투영으로 조정하기 위해 필요한 배율 보상, 빔 조종 및/또는 마이크로 웨이퍼 위치설정을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 액추에이터 제어기는 배율 보상, 빔 조종 및/또는 마이크로 웨이퍼 위치설정과 관련된 제어 신호를 생성하고 이러한 제어 신호를 관련 구성요소에 제공하여 배율 보상(예를 들어, 렌즈 세트(125 및 130)의 액추에이터(205 및 210)), 빔 조종(예를 들어, 빔 조종 렌즈(135)의 액추에이터), 및/또는 마이크로 웨이퍼 위치설정을 실현할 수 있다. 도 14a-14c 및 도 15a-15d는 배율 보상, 빔 조종, 및/또는 마이크로 웨이퍼 위치설정의 실행을 도시한다.
일 실시형태에서, 일 예로서, 웨이퍼(935)는 각각의 스캔 통과에 대해 교번하는 방식으로 마스크(925)에 대해 일정한 속도로 (예를 들어, 액추에이터 시스템을 사용하여) 이동될 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 9를 참조하면, 200ppm의 목표 배율을 달성하기 위해, 액추에이터(205)는 대칭 배율 렌즈 세트(125)를 200ppm의 배율을 제공하는 것과 연관된 위치로 이동시킬 수 있고, 웨이퍼(935)는 웨이퍼(935)를 가로질러 200ppm과 동일한 양을 각 스캔 통과에서 마스크(925)에 대해 스캔될 것이다. 더 작은 배율의 경우, 이동(shift)은 일반적으로 더 작을 수 있다. 연관된 속도는 스캔 통과(scan pass)를 완료하는 시간으로 나눈 이동 양에 의해(예를 들어, 배율 양에 기초하여)에 의해 정해질 수 있다. 이와 관련하여, 더 작은 목표 배율(예를 들어, 50ppm)은, 더 큰 이동을 가지며 따라서 더 높은 속도를 갖는 더 큰 목표 배율(예를 들어, 200ppm)에 비해, 더 작은 이동을 이용하고 따라서 더 작은 속도를 가질 수 있다. 주어진 배율에 대해, 속도는 일정하다.
일 실시형태에서, 빔 조종 및/또는 마이크로 웨이퍼 위치설정의 추가적인 사용은 정렬 루틴 동안 식별되는 마스크와 웨이퍼 사이의 작은 병진이동 또는 회전 차이를 보상하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼가 마스크에 대해 병진 이동되는 경우, 웨이퍼는 마스크 바로 아래에 위치하도록 재배치되거나, 오프셋을 보상하기 위해 빔 조정이 활용될 수 있다. 이것은 회전 차이에도 적용될 수 있다. 이것은 정렬을 위해 x 방향과 y 방향에서 서로 다른 보정이 필요한 경우에도 적용할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 스캐닝 리소그래피 기계에서, 웨이퍼/기판 및 마스크는 모두 병진 이동 스테이지에 의해 스캐닝되는 캐리지에 장착된다. 웨이퍼와 마스크는 스캐닝 프로세스가 시작되기 전에 서로 정렬되고, 이 정렬 프로세스는 웨이퍼 위치설정 스테이지에서 수행될 수 있는, 마스크에 대해 웨이퍼를 병진 이동 및 회전시키는 것을 포함한다. 이러한 리소그래피 기계에서 해상도가 향상될 수 있는 한 가지 영역은, 마스크 이미지가 광학 시스템의 시야의 가장 좋은 부분을 통해서만 투영되도록, 특히 루프 프리즘의 능선을 피하도록, 투영 시스템 내의 조명 경로를 최적화하는 것이다. 이것은 스캐닝 시스템이므로, 한 번에 전체 FOV를 노출하는 스테핑 시스템의 일반적인 경우와 같이, 전체 이미지가 FOV 내에 표시되어야 한다는 요구 사항이 없다. 스캐닝 리소그래피 기계를 사용하면, 마스크와 기판이 함께 고정되고 조명 광학장치 아래에서 스캔된다. 이와 같이, 조명의 형상은 마스크 이미지가 루프 프리즘의 능선의 전부 또는 적어도 일부를 통해 투영되는 것을 방지하도록 조정될 수 있다. 여기에 설명된 실시형태는 능선 관련 광학 왜곡의 이러한 감소 및/또는 제거를 달성하고, 더 나아가 능선 제거 모드(예를 들어, 더 높은 피쳐 해상도 모드)와 비교적 높은 스캔 속도로 웨이퍼를 스캔할 수 있는 스캔 성능 모드(예를 들어, 기존의 해상도 모드) 사이의 전환을 구현한다.
도 16은 도 9의 리소그래피 시스템(900) 및/또는 도 10에 도시된 스캐닝 리소그래피 기계와 유사한, 본 개시의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐닝 리소그래피 기계(1600)를 도시하며, 이것은 광학 시스템(930)을 통해 웨이퍼(935) 상에 투영된 마스크(925)의 이미지에서 능선 관련 광학 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서(1610)를 포함한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 스캐닝 리소그래피 기계(1600)는, 조명 시스템(1602)(예를 들어, 방사선 소스(905), 거울(910 및/또는 915), 콘덴서(1610), 및/또는 광학 거리, 빔 형상, 빔 편향, 및/또는 기타 빔 특성과 같은 빔 특성을 조정하도록 구성된 기타 광학 구성요소) 및 광학 시스템(930)을, 스캐닝 리소그래피 기계/투영 시스템(1600)의 기타 요소들(예를 들면 마스크(925), 웨이퍼(935), 및/또는 공기 베어링 스테이지(940))과 함께 포함하는 투영 시스템(1600)으로서 구현될 수 있다.
일반적으로, 스캐닝 리소그래피 기계/투영 시스템(1600)은 마스크(925)의 이미지를 생성하고 그 이미지를 웨이퍼(935) 상에 투영하기 위해 조명 시스템(1602) 및 광학 시스템(930)을 사용한다. 조명 시스템(1602)은 방사선 소스(905)(예를 들어, 전형적으로 자외선 파장 방사선 소스이지만, 다른 방사 스펙트럼을 예상할 수 있음) 및 조명 방사선 빔(1604)을 생성 및/또는 형성 또는 성형하는 것을 돕도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서(1610)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 콘덴서는 예를 들어 다양한 렌즈 시스템, 애퍼처(aperture), 거울 또는 거울 표면, 및/또는 기타 광학기기를 포함할 수 있으며, 램프 또는 LED 어레이로부터의 방사선을 수집하고 마스크(925)와 같은 조명 대상에 균일한 조명을 제공하도록 설계될 수 있으며, 이 조명은 그 다음에 마스크의 일부의 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있으며, 이 이미지그 다음에 광학 시스템(930)을 통해 웨이퍼(935) 위에 투영되어 리소그래피 기반 반도체 제조 기술을 용이하게 한다. 보다 구체적으로, 마스크(925) 위에 형성된 다음 웨이퍼(935)로 투영되는 빔 형상은 필드 생략 조명 콘덴서(1610)에 의해 정해진다. 주요 성형 광학기기는 의도한 빔 모양의 축척된 버젼(scaled version)으로 만들어질 수 있는 콘덴서(1610) 내에 배치된 광 파이프이다. 조명 시스템(1602)의 다양한 부분을 구현하기 위해 사용될 수 있는 마이크로렌즈 어레이 노출 광학기기(MOEOs: microlens array exposure optics) 또는 회절 광학기기 요소(DOEs: diffractive optics elements)를 사용하는 것과 같은 대안의 방법들이, 마스크(925)를 조명하기 위해 사용되기 전에 빔을 성형하기 위해 고려될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 광학 시스템(930)은 프리즘(1632, 1634)을 포함하는 다양한 광학기기를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 프리즘(1632)은 루프 프리즘으로 구현될 수 있고, 프리즘(1634)은 직각 또는 폴드 프리즘(fold prism)으로 구현될 수 있다. 보다 일반적으로, 프리즘(1632, 1634)은, 여기서 설명된 바와 같이, (마스크(925)의 이미지 형태로) 방사선 빔(1604)을 반사하고 방사선 빔(1604)을 광학적으로 처리하여 웨이퍼(935) 상에 투영된 마스크(925)의 이미지가 마스크(925)와 실질적으로 동일하게 정렬되도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 프리즘(1632, 1634) 중 어느 하나는 루프 프리즘으로 구현될 수 있다.
도 17은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 사용하기 위한 루프 프리즘(1700)을 예시한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 루프 프리즘(1700)(예를 들어, 도 17에 도시된 실시형태에서, Amici 루프 프리즘)은 빔 입구 표면(1702), 빔 출구 표면(1706), 및 능선(1720)에서 90도로 만나는 두 개의 빔 반사 표면(1704 및 1706)을 포함하여, 2개의 90도 반사 표면(1704 및 1706)으로부터의 중앙 정렬된 빔(예를 들어, 능선(1720)에 대해)의 반사가, 반사 표면(1704 및 1706)이 만나는 능선(1720)에서 광축을 가로질러 측 방향으로 뒤집힌 이미지를 반환하게 한다.
도 11a 및 11b와 관련하여 여기에서 논의된 바와 같이, 전통적으로, 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 따라 구현된 리소그래피 시스템은 다이아몬드 형상의 노광 필드를 생성하도록 구성된다(예를 들어, 도 11a의 노광 필드(1105) 참조). 웨이퍼(935)에 걸쳐 균일한 노출을 생성하기 위해 스캔이 중첩된다. 이 접근 방식의 발전은 스캔 통과 사이의 스텝 거리를 증가시켜 주어진 웨이퍼를 스캔하는 데 필요한 시간을 줄이기 위해 육각형 노광 필드를 사용하는 것이다(예를 들어, 그림 11b 참조). 이는 육각형의 모양과 중첩된 영역의 감소로 인해 스캔 통과의 수가 감소하고 기계 처리량을 증가시킨다. 평행사변형 모양의 노광 필드를 포함하여, 예를 들어 회전 오정렬에 덜 민감하도록 개발되어 육각형 노광 필드에 대해 이점을 추가한, 혼합 기능을 유지하고 더 높은 처리량을 가진 다른 모양과 같은 상이한 모양이 스캐닝 리소그래피 시스템에 때때로 사용된다.
도 18a 및 18b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 루프 프리즘(1700)을 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 생성된 노광 필드(1800, 1802)의 예를 예시한다. 예를 들어, 도 18a에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(1800)는, 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)과 광학적으로 정렬되고 능선(1720)에 의해 야기되는 잠재적인 광학 왜곡을 나타내는 스트립(1830)을 포함하는 내부를 경계 짓는 다이아몬드 모양의 외부 둘레(1810)를 포함한다. 도 18a에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(1800)를 스캐닝할 때(예를 들어, 도 18a의 페이지 내에서 왼쪽에서 오른쪽으로), 웨이퍼(935)의 부분은 내부 스트립(1830)에 의해 적어도 한 번 또는 자주 두 번 노출되며(예를 들어, 스캔 선(1840)에 의해 도시된 바와 같이), 이것은 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 달성 가능한 신뢰할 수 있는 피처 해상도를 감소시키는 상당한 위험을 나타낸다. 유사하게, 도 18b에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(1802)는 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)과 광학적으로 정렬된 스트립(1832)을 포함하는 내부를 경계 짓는 이루는 육각형 모양의 외부 둘레(1812)를 포함하며, 웨이퍼(935)의 일부는 내부 스트립(1832)에 의해 적어도 1회 및 덜 자주 2회 노출되며(예를 들어, 스캔 선(1842)에 의해 도시된 바와 같이), 이것은 역시 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 달성할 수 있는 신뢰할 수 있는 피쳐 해상도를 감소시키는 상당한 위험을 나타낸다.
여기에 설명된 실시형태는, 필드 생략 조명 콘덴서(1610)를 사용하여 조명 방사선/광을 성형하고 마스크(925)의 이미지가 웨이퍼(935) 상에 투영될 때 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)에 의해 광학적으로 왜곡될 가능성이 있는 노광 필드 영역(예를 들어, 노광 필드 내부 스트립(1830 및 1832))에 대응하는 조명 방사선의 부분을 생략함으로써 달성 가능한 특징 해상도를 개선한다. 일 실시형태에서, 필드 생략 조명 콘덴서(1610)는 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)를 포함하며, 이것은 도 16에 일반적으로 도시된 바와 같이 필드 생략 조명 콘덴서(1610)의 제1 초점 또는 평면에 배치될 수 있다. 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)는 그렇지 않으면 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)을 조명할 수 있는 조명 빔(1604)/필드 생략 조명 콘덴서(1610)의 시야()FOV)의 부분을 차단하도록 성형되고, 패턴 형성되고, 배향되고, 위치되고, 및/또는 구성될 수 있다. 필드 차단 애퍼처 삽입체(160)는, 예를 들어, 본 명세서에 설명된 조명 또는 노광 필드 형상 중 임의의 것에 따라, 또는 임의의 미래의 노광 필드 형상에 따라 적응될 수 있다. 스캐닝 리소그래피 기계의 경우, 광학 품질 및 피처 해상도의 이러한 개선은, 도 18a 및 18b의 스캔 선(1840 및 1842)에 의해 도시된 바와 같이, 중첩된 노광 필드 영역에서 최대 2배, 중첩되지 않은(단일 통과) 노광 필드 영역에서 적어도 1배 실현될 수 있다.
도 19a 및 19b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 루프 프리즘(1700) 및 루프 프리즘(1600)에 의해 야기되는 광학적 왜곡을 감소시키도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서(1610)를 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 생성된 노광 필드(1900/1902)의 예를 도시한다. 예를 들어, 도 19a에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(1900)는, 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)과 광학적으로 정렬되고 필드 생략 조명 콘덴서(1610)의 일 실시형태에 의해 제공되는 부분적으로 생략된 조명 부분 또는 스트립(1930)(예를 들어, 도 18a의 노광 필드(1800)의 내부 스트립(1830)에 대략적으로 대응함)을 포함하는 내부를 경계짓는 다이아몬드 형상의 외부 둘레(1910)를 포함하며, 필드 생략 조명 콘덴서(1610)는 능선에 의해 야기되는 잠재적인 광학 왜곡을 적어도 부분적으로 차단하도록 성형된 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)의 일 실시형태를 포함할 수 있다. 도 19a에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(1900)를 스캔할 때(예를 들어, 도 19a의 페이지 내에서 왼쪽에서 오른쪽으로), 웨이퍼(935)의 부분들은 능선(1720)과 관련된 상당한 잠재적 광학 왜곡에 의해 최대 한 번 노출되며(예를 들어, 스캔 선(1940)에 의해 도시된 바와 같음), 이는 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 달성 가능한 신뢰할 수 있는 피처 해상도를 저하시킬 위험을 상당히 감소시킨다.
유사하게, 도 19b에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(1902)는, 능선(1720)과 광학적으로 정렬되고 필드 생략 조명 콘덴서(1610)의 일 실시형태에 의해 제공된 부분적으로 생략된 조명 부분 또는 스트립(1932)(예를 들어, 도 18b의 노광 필드(1802)의 내부 스트립(1832)에 대략적으로 대응)을 포함하는 내부를 경계짓는 육각형 모양의 외부 둘레(1912)를 포함하며, 여기서 필드 생략 조명 콘덴서는 능선(1720)에 의해 야기되는 잠재적인 광학 왜곡을 적어도 부분적으로 차단하도록 성형된 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)의 일 실시형태를 포함할 수 있다. 도 19b에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(1902)를 스캐닝할 때, 웨이퍼(935)의 부분들은 능선(1720)과 관련된 상당한 잠재적 광학 왜곡에 의해 최대 한 번 노출되며(예를 들어, 스캔 선(1942)에 의해 도시된 바와 같이), 이는 다시 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 달성 가능한 신뢰할 수 있는 피처 해상도를 저하시킬 위험을 상당히 감소시킨다.
일반적으로, 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)는, 능선(1720)에 대응하는 조명 빔(1604)의 부분을 차단하여 잠재적으로 광학적으로 왜곡된 노광 필드 영역을 균일한 양으로, 예를 들어, 원래의 잠재적으로 광학적으로 왜곡된 노광 필드 영역(예를 들어, 도 18a-b의 노광 필드(1800 및 1802)의 내부 스트립(1830 및 1832)에 대응)의 대략 절반으로 감소시키도록 성형되거나, 또는 능선(1720)과 관련된 실질적으로 모든 잠재적으로 광학적으로 왜곡된 노광 필드 영역을 완전히 제거하도록 성형될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)는 또한, 도시된 바와 같이, 다이아몬드 형상 둘레(1910) 및/또는 육각형 둘레(1912)를 포함하는, 결과적인 노광 필드에 대한 다양한 외부 둘레 형상 중 하나를 제공하도록 성형될 수 있다.
도 20a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계(1600)의 루프 프리즘(1700)에 의해 야기되는 광학적 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체(2020)를 포함하는 조명 시스템(2000)의 필드 생략 조명 콘덴서(2010)를 예시한다. 도 20a에 도시된 바와 같이, 조명 시스템(200)은 하나 이상의 필드 생략 조명 콘덴서(2010), 거울(915), 및/또는 마스크(925)를 조명하고 광학 시스템(930)에 의해 웨이퍼(935) 상으로 투영하기 위한 마스크(925)의 이미지를 생성하도록 구성된 다양한 다른 광학기기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 필드 생략 조명 콘덴서(2010)는, 필드 차단 애퍼처 삽입체(2020)에 추가하여 또는 대안으로서, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 거울(915) 및/또는 다른 광학기기와 같은 조명 시스템(2000)의 다양한 요소들을 포함할 수 있다.
도 20b는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 루프 프리즘(1700) 및 필드 생략 조명 콘덴서(1610 또는 2010)를 포함하거나 루프 프리즘(1700)에 의해 야기된 광학 왜곡을 제거하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620/2020)를 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 생성된 노광 필드(2002)의 예를 도시한다. 예를 들어, 도 20b에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광 필드(2002)는, 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)과 광학적으로 정렬되고 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)의 일 실시형태에 의해 제공되는 완전히 생략된 조명 부분 또는 스트립(2022)(예를 들어, 도 18a의 노광 필드(1800)의 내부 스트립(1830)에 대략적으로 대응)을 포함하는 내부를 경계짓는 다이아몬드 모양의 외부 둘레(2012)를 포함하며, 여기서 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)는 능선(1720)에 의해 야기된 잠재적인 광학 왜곡을 완전히 차단하도록 성형된 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620/2020)의 일 실시형태를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 노광 필드(2002)는 완전히 생략된 조명 부분 또는 스트립(2022)에 의해 서로 배향되고 이격된 2개의 삼각형 모양의 외부 둘레(2012)를 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 도 20b에서와 같이, 노광 필드(2002)를 스캔할 때(예를 들어, 도 20b의 페이지 내에서 왼쪽에서 오른쪽으로)에서, 웨이퍼(935)의 어떤 부분도 능선(1720)과 관련된 잠재적인 광학 왜곡에 의해 노출되지 않으며(예를 들어, 스캔 선(2040)에 의해 도시된 바와 같음), 이는 스캐닝 리소그래피 기계(1600)에 의해 달성 가능한 신뢰할 수 있는 피처 해상도를 저하시킬 위험을 상당히 제거한다.
도 20c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계(1600)의 루프 프리즘(1632)의 조명을 예시한다. 도 20c에서 볼 수 있는 바와 같이, 조명 시스템(2000)에 의해 생성된 마스크(925)의 이미지는 광학 시스템(930)에 들어가고, 웨이퍼/기판(935)에 제공되거나 투영되기 전에 루프 프리즘(1632) 및 폴드 프리즘(1634)에 의해 처리된다.
도 21은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계의 루프 프리즘에 의해 야기되는 광학적 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)를 위한 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)를 예시한다. 예를 들어, 도 21에 도시된 바와 같이, 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)는, 그렇지 않으면 광학 시스템(930)에 의해 웨이퍼(935) 상에 투영될, 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)과 광학적으로 정렬되는 인접하여 중앙에 위치한(예를 들어, 조명 빔(1604)과 관련하여) 직사각형 모양의 조명 차단 부분 또는 스트립(2122)에 의해 서로 배향되고 이격된 하나 이상의 삼각형, 반-육각형, 또는 다른 형상의 구멍을 차단 표면(2124)에 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)는, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010) 내에 및/또는 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘 내에 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)를 고정하도록 구성된 하나 이상의 고정 탭(2126)을 포함할 수 있다.
필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)의 재료 및 디자인에 대한 몇 가지 가능성이 있다. 예를 들어, 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)는 알루미늄, 스테인리스 강 및 텅스텐과 같은 하나 이상의 금속, 또는 유리(예를 들어, 석영 또는 소다 석회), 합성물(예를 들어, 세라믹 또는 탄화규소), 또는 투영 시스템에서, 특히 스캐닝 리소그래피 기계 및/또는 기타 반도체 제조 기술에 사용되는 투영 시스템에서 조명 방사선을 차단하는 것으로 알려진 기타 적절한 재료로부터 형성될 수 있다. 유리 애퍼처는 종종 차단 부분(예를 들어, 차단 표면(2124) 및/또는 차단 스트립(2122))이 알루미늄 코팅에 의해 구현될 때 더 오래 지속되지만, 크롬 및 유전체와 같은 다른 코팅은 비용 및 열 효과와 관련된 이점을 갖는다. 집속된 조명 방사선(예를 들어 UV 광)로 인해 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)의 위치에 고온이 있을 수 있으므로, 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)는 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)의 주기적 교체를 제공하는 메커니즘으로 구현될 수 있다. 이러한 메커니즘은 마모된 필드 차단 애퍼처 삽입체를 쉽게 제거하고 새로운 필드 차단 애퍼처 삽입체로 교체할 수 있도록 작업자에 의한 비교적 빠르고 간단한 교체를 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 메커니즘은 또한 상이한 필드 차단 애퍼처 삽입체 형상의 교환을 제공하도록 구성될 수 있으며, 이는 다양한 프로세스에 유리할 수 있다. 일 예로서, 더 작거나 더 큰 중앙 차단 부분 또는 스트립의, 또는 상이한 둘레 형상 또는 형상들을 포함하는 필드 차단 애퍼처 삽입체는 프로세스 결과를 최적화하기 위해 교환될 수 있다.
예를 들어, 광학 시스템(930)의 중심을 통한 조명 방사선의 차단은 결과적인 피처 해상도를 향상시킬 수 있지만, 차단된 노광 필드의 부분이 기판에 그것을 만들지 않을 것이기 때문에 스캐닝 리소그래피 기계(1600)의 처리량을 감소시킬 수도 있으며, 따라서 스캐닝 리소그래피 기계(1600)의 총 노출 파워가 감소되고 필드 차단 애퍼처 삽입체가 없는 동일한 시스템과 비교하여 동일한 조명 방사선 노출량을 제공하기 위해 더 낮은 속도로 스캔할 필요가 있을 것이다. 따라서, 실시형태들은 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)를 삽입하거나 제거하기 위해 필드 차단 애퍼처 삽입체를 선택할 수 있는 작동 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘을 포함할 수 있다. 스캐닝 리소그래피 기계(1600)의 조작자 필드 차단 애퍼처 삽입체가 없는 더 높은 스캔 속도로 또는 조명 시스템(2000)의 광 경로에 필드 차단 애퍼처 삽입체가 배치된 더 높은 해상도 모드에서 덜 까다로운 프로세스(예를 들어, 더 낮은 해상도의 반도체 피처를 갖는) 실행할 수 있습니다. 이러한 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘은 예를 들어 수동이거나 레시피 선택에 의해 자동화될 수 있다.
도 22a 및 22b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계(1610)의 필드 생략 조명 콘덴서(2210)를 위한 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘(2222)을 예시한다. 예를 들어, 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘(2222)은, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 더 높은 해상도 프로세스를 실행하기 전에 필드 차단 애퍼처 삽입체(2220)를 필드 생략 조명 콘덴서(2210)의 광 경로에 배치하기 위해 제작/리소그래피 레시피에 의해 제어될 수 있다. 일 실시형태에서, 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘(2222)은, 차단 스트립(2122)이 없는 빔 형상을 포함하는 패턴 형성된 조명 방사선 빔에 대한 특정 빔 형상을 선택하기 위해 복수의 필드 차단 애퍼처 삽입체 중 하나를 선택하도록 구성된 작동 슬라이드 메커니즘으로서 구현될 수 있다. 또한, 도 22a에는 작동 파장 필터(예를 들어, 광대역/필터 없음), I-선, G-선, H-선, I&H, H&G 등 및 조명 개구수(numerical aperture)(예를 들어, 0.15, 0.14, 0.12, 0.10, 0.07, 0.05 등) 선택기(2280)가 도시되어 있다.
필드 차단 애퍼처 삽입체의 손상 위험을 감소시키는 필드 차단 애퍼처 삽입체 접근법의 다른 실시형태는 조명 필드의 크기를 확대하고 강도가 더 낮고 애퍼처가 삽입 또는 고정될 수 있는 2차 초점을 생성하기 위해 릴레이 렌즈를 추가하는 것으로 구성된다. 도 23은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 릴레이 렌즈 시스템(예를 들어, 렌즈 시스템(2310 및 2312)을 포함함)을 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서(예를 들어, 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010))와 연관된 광선 추적(2300)을 예시한다. 도 23에는 광선(2302), 주관적 초점평면(subjective focal plane)(2305), (예를 들어, 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010) 내에 배치된) 릴레이 렌즈 시스템의 제1 렌즈 시스템(2310) 및 제2 렌즈 시스템(2312), 중간 광학 평면(2314), 및 객관적 초점평면(objective focal plane)(2315)이 필드 차단 애퍼처 삽입체(2320)와 함께 도시되어 있다.
이러한 필드 차단 실시형태는 모두 능선(1720)에 대응하는 조명을 차단함으로써 시스템 해상도를 개선하는 능력을 갖지만, 도 20b에 도시된 바와 같이, 단순히 이용 가능한 광을 차단하면 조명원의 중앙 부분이 절단될 것이다. 따라서 시스템을 통한 총 에너지가 현저히 줄어들고, 스캔 스텝 크기도 줄어들 수 있으며, 주어진 선량(dose)에 대해 시스템의 처리량이 감소할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)는 시스템을 통한 총 에너지를 최대화하고 스캔 스텝 크기를 최대화하고 능선을 피하는 것과 관련된 결과적인 피처 해상도/광학 왜곡 감소의 이점을 여전히 유지하기 위해 대안적인 광학기기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 어떤 실시형태에서, 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)는, 콘덴서를 통한 조명 경로가 2개의 개별 광 파이프에 의해 다수의 노광 필드로 분할되도록 구현될 수 있으며, 여기서 광 파이프의 집합 형상과 결과적인 노광 필드는 조명 영역, 노출 선량 및 스캔 스텝 크기를 최대화하도록 설계된다.
이 시스템의 특정 예는, 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)의 입구에서 서로 인접하고(예를 들어, 전체적인 다이아몬드 형상, 육각형 또는 기타 둘레 형상을 형성하기 위해), 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)의 출구에서 분기하는(예를 들어, 부분적으로 및/또는 완전히 생략된 조명 부분 또는 스트립(1930, 1932, 및/또는 2022) 2개의 삼각형 모양(예를 들어, 단면 형상)의 광 파이프 챔버를 포함하는 필드 생략 광 파이프의 사용을 포함한다. 필드 생략 조명 콘덴서(1610/2010)의 입구에서 서로 인접하는 상기 2개의 삼각형 광 파이프 챔버는 필드 생략 광 파이프가 조명 방사선의 중앙 부분을 수집하고 그것을 공간적으로 방향 전환하여 원하는 노광 필드 모양(예를 들어, 도 20b의 노광 필드(2002))을 형성하는 것을 허용하며, 이는, 예를 들어 필드 차단 애퍼처 삽입체(2120)를 사용하는 실시형태들에 비해, 각각의 스캔 스텝에 대해 웨이퍼(935)에의 총 선량 또는 에너지 전달을 상당히 증가/향상시킬 수 있다.
도 24는 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따른, 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)(다이어그램 2400) 또는 필드 생략 광 파이프(다이어그램 2402)를 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서(1610)에 의해 생성된 투영된 조명 사이의 공간적 차이를 도시한다. 다이어그램(2400)에서 볼 수 있는 바와 같이, 필드 차단 애퍼처 삽입체(1620)의 실시형태는 시스템의 스캔 스텝 크기를 줄이는데, 이는 결과적인 삼각형 크기가 둘레 다이아몬드 형상에 의해 제한되고 다이아몬드 형상의 중심을 차단하여 비교적 작은 결합된 형상(예를 들어, 스트립이 생략된 다이아몬드, 또는 스트립이 생략된 두 개의 삼각형)이 얻어지기 때문이다. 대조적으로, 다이어그램(2402)에서 볼 수 있는 바와 같이, 필드 생략 광 파이프의 실시형태는, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 결과적인 다이아몬드 형태의 노광 필드 높이를 최대화하여, 시스템의 스캔 스텝 크기가, 도 18a에 도시된 것과 유사하게, 생략된 스트립 없이 전통적인 다이아몬드 형상 노광 필드와 함께 사용되는 것과 대략 동일할 수 있도록 한다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 다른 노광 필드 둘레 형상과 관련하여 유사한 기하학적 이점이 있을 수 있다.
도 25는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 스캐닝 리소그래피 기계(1600)의 루프 프리즘(1720)에 의해 야기되는 광학 왜곡을 감소 및/또는 제거하도록 구성된 필드 생략 광 파이프(2520)를 포함하는 필드 생략 조명 콘덴서(2510)를 예시한다. 도 25에서 알 수 있는 바와 같이, 필드 생략 광 파이프(2520)는, 도 20b에 도시된 것과 유사하게, 부분적으로 또는 완전히 생략된 부분 또는 스트립(2022)을 포함하는 노광 필드를 생성하기 위해 필드 생략 광 파이프(2520)의 출구에서 서로 이격된(예를 들어, 스페이서(2514)에 의해) 제1 및 제2 형상의 광 파이프 챔버(2522, 2524)에 의해 구현될 수 있다. 또한, 도 25에는, 필드 생략 광 파이프(2520) 하우징(2511) 및 필드 생략 광 파이프 챔버 안정기(2512)가 도시되어 있다. 결과적으로 집속된 노광 필드 대형은 서로 이격된 2개의 삼각형일 수 있으며, 하나의 삼각형은 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)의 양쪽을 아래로 통과하고 어떤 조명 방사선 광선도 능선(1720)에서 반사되지 않는다. 도 26은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 필드 생략 광 파이프(2520)에 의해 생성된 공간적 방사조도 분포(2600)를 예시한다. 필드 생략 조명 콘덴서(2510)를 통과하여 이동하는 것과 관련하여 조명 방사선이 차단되지 않기 때문에, 기존의 다이아몬드 모양의 노광 필드와 비교하여 노광 필드(2620) 내에서 방사조도의 손실이 실질적으로 없으며, 공간 방사조도 분포(2600)에서 알 수 있는 바와 같이, 일부 실시형태에서, 완전히 생략된 스트립(2622)(예를 들어, 도 20b에 도시된 것과 유사한) 내에 조명 방사선이 실질적으로 존재하지 않는다. 이 접근 방식은 분할된 육각형 또는 평행사변형 모양의 노광 필드 둘레와 함께 사용될 수 있지만, 일반적으로 이 접근 방식은 존중되어야 하는 투영 시스템(1600)의 광학기기를 통한 최대 투명 애퍼처가 있기 때문에 대안의 형상들에 덜 유리하며, 예를 들어, 분할된 육각형을 사용하는 것은 궁극적으로 상대적으로 작고 덜 효율적인 노광 필드 모양을 초래할 수 있다.
어떤 실시형태에서는, 스캐닝 리소그래피 기계(1600)는, 예를 들면 필드 생략 조명 콘덴서 선택 메커니즘(예를 들어, 더 일반적으로, 조명 콘덴서 선택 메커니즘)을 사용하여, 예를 들면 쌍(twin) 삼각형 필드 생략 조명 콘덴서(2510)로부터 완전한 육각형 조명 콘덴서로, 요구에 따라 스캐닝 리소그래피 기계(1600)를 재구성함으로써 능선 제거 모드(예를 들어, 더 높은 피처 해상도 모드) 및 스캔 성능 모드(예를 들어, 기존의 해상도 모드)의 사용자/레시피 선택을 제공하도록 적응될 수 있다. 조명 콘덴서 선택 메커니즘은 공압 액추에이터, 전동 액추에이터 또는 수동 액추에이터 중 하나 이상을 사용하여 기계적으로 작동될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 전체 필드 생략 조명 콘덴서 또는 필드 생략 조명 콘덴서의 일부만(예를 들어, 필드 생략 광 파이프)이, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 회전 동작 또는 선형 슬라이드 메커니즘을 통해 교환될 수 있다. 필드 생략 조명 콘덴서의 여러 다른 구성이 교환될 수 있다.
도 27a 및 27b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스캐닝 리소그래피 기계(1600)를 위한 필드 생략 조명 콘덴서 선택 메커니즘(2722)을 예시한다. 예를 들어, 도 27a 및 도 27b를 참조하면, 조명 시스템(2700)은 조명 시스템(2700)에 의해 생성된 패턴 조명 방사선 빔에 대한 특정 빔 형상을 선택하기 위해 복수의 필드 생략 조명 콘덴서(2720A, 2720B) 중 하나를 선택 및/또는 적용하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서 선택 메커니즘(2722)을 포함한다.
필드 생략 광 파이프-기반 필드 생략 조명 콘덴서를 사용하여 조명 방사선 빔을 성형하는 상기 설명된 접근 방식이, 본 명세서에서 설명된 바와 같이, MOEO, DOE 등과 같은 다른 조명 방사선 형성 기술과 관련하여 유사하게 적용될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 선량 강도의 손실 없이 능선 효과를 피하기 위해 조명 방사선을 성형하는 것은, 본 명세서에 설명된 임의의 대체 조명 시스템에서 사용될 수 있다. 추가로, 구체적으로 윈 다이슨 광학 시스템(예를 들어, 보다 일반적으로 임의의 광학 시스템)은 마스크(925)에 더 가깝게 배치된 루프 프리즘(1700) 또는 마스크(925)에 더 가깝게 배치된 파트너 폴드 프리즘(예를 들어, 프리즘(1632 또는 1634))을 가지고 설계될 수 있으며; 어느 디자인이든 능선 광학 왜곡 효과를 피함으로써 달성 가능한 피처 해상도를 개선하기 위해 본 명세서에 설명된 방법과 양립할 수 있다.
도 28은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 필드 생략 조명 콘덴서(1610)를 포함하는 스캐닝 리소그래피 기계(1600)를 사용하기 위한 프로세스(2800)의 흐름도를 예시한다. 프로세스(2800)의 임의의 단계, 하위-단계, 하위-프로세스, 또는 블록은 도 28에 의해 예시된 실시형태와 상이한 순서 또는 배열로 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 다른 실시형태에서, 하나 이상의 블록이 상기 프로세스에서 생략되거나 추가될 수 있다. 또한, 블록 입력, 블록 출력, 다양한 센서 신호, 센서 정보, 교정 매개변수, 및/또는 기타 동작 매개변수는 대응하는 프로세스의 다음 부분으로 이동하기 전에 하나 이상의 메모리에 저장될 수 있다. 프로세스(2800)가 도 1 내지 27b를 참조하여 설명된 시스템, 프로세스, 제어 루프 및 이미지를 참조하여 설명되지만, 프로세스(2800)는 이들 시스템, 프로세스, 제어 루프 및 이미지와 상이하고, 예를 들어 전자 장치, 센서, 조립체, 모바일 구조 및/또는 모바일 구조 속성의 다른 선택을 포함하는 다른 시스템에 의해 수행될 수도 있다.
블록(2802)에서, 조명 방사선이 생성된다. 예를 들어, 투영 시스템(1600)을 위한 조명 시스템(1602)의 방사선 소스(905)는 조명 방사선 빔(1604)을 생성하도록 구성될 수 있고, 이 방사선 빔은 투영 시스템(1600)의 이미지 평면에(예를 들어, 웨이퍼(935)에) 투영될 물체(예를 들면, 마스크(925))의 이미지를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 조명 방사선 빔(1604)은 자외선 광 빔일 수 있다.
블록(2804)에서, 조명 방사선이 수신된다. 예를 들어, 투영 시스템(1600)을 위한 조명 시스템(1602)의 필드 생략 조명 콘덴서(1610)는 방사선 소스(905)에 의해 블록(2802)에서 생성된 조명 방사선 빔(1604)을 수신하도록 구성될 수 있다.
블록(2806)에서, 조명 방사선 빔 패턴이 제공된다. 예를 들어, 투영 시스템(1600)을 위한 조명 시스템(1602)의 필드 생략 조명 콘덴서(1610)는, 투영 시스템(1600)의 이미지 평면(예를 들어, 웨이퍼(935)에) 투영될 물체(예를 들어 마스크(925)의 이미지를 생성하기 위해 조명 방사선 빔 패턴(예를 들어, 블록(2804)에서 수신된 조명 방사선의 패턴 버젼)을 제공하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 상기 조명 방사선 빔 패턴은 투영 시스템(1600)의 광 경로 내에 배치된 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)에 대응하는 생략된 조명 부분 또는 스트립(1930, 1932, 및/또는 2022)을 포함할 수 있다.
어떤 실시형태에서, 투영 시스템(1600)은, 예를 들어 사용자 또는 반도체 제조 레시피 선택에 의해, 블록(2806)에서 제공된 조명 방사선 빔 패턴에 대해 특정 빔 형상을 선택하기 위해, 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘(2222)을 통해, 복수의 필드 차단 애퍼처 삽입체(2220) 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시형태에서, 투영 시스템(1600)은 선택된 필드 차단 애퍼처 삽입체(2220)를 필드 생략 조명 콘덴서(2210)에 삽입함으로써 상기 선택된 필드 차단 애퍼처 삽입체(2220)를 조명 방사선 빔(1604)에 적용하도록 구성될 수 있으며, 여기서 상기 선택된 필드 차단 애퍼처 삽입체(2220)는 조명 방사선 빔(1604)의 일부를 차단하여 블록(2806)에서 제공된 조명 빔 패턴을 생성하도록 구성된다(예를 들어, 도 19a-19b, 도 20b 및 도 26에 예시된 노광 필드와 유사함).
다른 실시형태에서, 투영 시스템(1600)은, 예를 들어 사용자 또는 반도체 제조 레시피 선택에 의해, 블록(2806)에서 제공된 조명 방사선 빔 패턴에 대해 특정 빔 형상을 선택하기 위해, 필드 생략 조명 콘덴서 선택 메커니즘(2722)을 통해, 복수의 필드 생략 조명 콘덴서(2720) 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시형태에서, 투영 시스템(1600)은 조명 방사선 빔(1604)의 광 경로에 상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서(2720)를 배치함으로써 조명 방사선 빔(1604)에 상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서(2720)를 적용하도록 구성될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서(2720)는 블록(2806)에서 제공된 조명 빔 패턴을 생성하기 위해 조명 방사선 빔(1604)의 일부를 차단하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체(2220)를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 19a-19b, 도 20b, 및 도 26에 예시된 노광 필드와 유사함). 다른 실시형태에서, 상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서(2720)는 블록(2806)에서 제공된 조명 빔 패턴을 생성하기 위해 상기 수신된 조명 방사선을 공간적으로 방향 전환하도록 구성된 필드 생략 광 파이프(2520)를 포함할 수 있다. 여기에 설명된 바와 같이, 이러한 빔 형상은 다이아몬드 형상의 외부 둘레(1910/2012) 및 예를 들어 루프 프리즘(1700)의 능선(1720)의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립(1930/2022)을 포함하거나, 또는 육각형 모양의 외부 둘레(1912)와 능선(1720)의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립(1932/2022)을 포함하거나, 또는 예를 들어 다양한 다른 둘레 및/또는 내부 형상을 포함할 수 있다.
비 일시적 명령어, 프로그램 코드, 및/또는 데이터와 같은 본 발명에 따른 소프트웨어는 하나 이상의 비 일시적 기계 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 본 명세서에서 식별된 소프트웨어는 하나 이상의 범용 또는 전용 컴퓨터 및/또는 컴퓨터 시스템, 네트워크 연결된 및/또는 기타를 사용하여 구현될 수 있음이 또한 예상된다. 적용 가능한 경우, 본 명세서에 설명된 다양한 단계들의 순서는 변경되고, 복합 단계들로 결합되고, 및/또는 여기에 설명된 특징들을 제공하기 위해 하위 단계들로 분리될 수 있다.
전술한 설명은 개시된 정확한 형태 또는 특정 사용 분야로 본 개시 내용을 제한하도록 의도되지 않는다. 위에서 설명된 실시형태는 본 발명을 예시하지만 제한하지 않는다. 본 명세서에 명시적으로 기술되거나 암시되든지 간에, 본 발명에 대한 다양한 대안의 실시형태 및/또는 수정이 본 개시 내용에 비추어 가능하다는 것을 예상할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음 청구범위에 의해서만 정해진다.

Claims (20)

  1. 투영 시스템에 있어서,
    상기 투영 시스템의 이미지 평면에 투영될 물체의 이미지를 생성하기 위한 조명 방사선을 생성하도록 구성된 조명 시스템을 포함하고,
    상기 조명 시스템은, 방사선 소스로부터 상기 조명 방사선을 수신하고 조명 방사선 빔 패턴을 제공하여 상기 물체의 이미지를 생성하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서를 포함하며,
    상기 조명 방사선 빔 패턴은 상기 투영 시스템의 광 경로 내에 배치된 루프 프리즘의 능선에 대응하는 생략된 조명 부분을 포함하는, 투영 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필드 생략 조명 콘덴서는 상기 수신된 조명 방사선의 일부를 차단하여 상기 조명 방사선 빔 패턴을 생성하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체를 포함하는, 투영 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 특정 빔 형상을 선택하기 위해 복수의 필드 차단 애퍼처 삽입체 중 하나를 선택하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘을 포함하는, 투영 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔에 대한 빔 형상은 다이아몬드 형상의 외부 둘레와, 상기 루프 프리즘의 능선의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립을 포함하는, 투영 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 빔 형상은 육각형 모양의 외부 둘레와, 상기 루프 프리즘의 능선의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립을 포함하는, 투영 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필드 생략 조명 콘덴서는 상기 조명 방사선 빔 패턴을 생성하기 위해 상기 수신된 조명 방사선을 공간적으로 방향 전환하도록 구성된 필드 생략 광 파이프를 포함하는, 투영 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 필드 생략 광 파이프는, 상기 필드 생략 조명 콘덴서의 입구에서 서로 인접하고 또 상기 필드 생략 조명 콘덴서의 출구에서 서로 이격되어 상기 조명 방사선 빔 패턴의 상기 생략된 조명 부분을 형성하는 제1 및 제2 삼각형 모양의 광 파이프 챔버를 포함하는, 투영 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 빔 형상은 다이아몬드 형상의 외부 둘레와, 상기 루프 프리즘의 능선의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립을 포함하는, 투영 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 빔 형상은 육각형 모양의 외부 둘레와, 상기 루프 프리즘의 능선의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립을 포함하는, 투영 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 특정 빔 형상을 선택하기 위해 복수의 필드 생략 조명 콘덴서 중 하나를 선택하도록 구성된 필드 생략 조명 콘덴서 선택 메커니즘을 포함하는, 투영 시스템.
  11. 투영 시스템에 있어서,
    상기 투영 시스템의 이미지 평면에 투영될 물체의 이미지를 생성하기 위한 조명 방사선을 생성하도록 구성된 조명 시스템을 포함하고,
    상기 조명 시스템은:
    각각 방사선 소스로부터 상기 조명 방사선을 수신하고 조명 방사선 빔 패턴을 제공하여 상기 물체의 이미지를 생성하도록 구성된 복수의 조명 콘덴서; 및
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 특정 빔 형상을 선택하기 위해 상기 복수의 조명 콘덴서 중 하나를 선택하도록 구성된 콘덴서 선택 메커니즘으로서, 여기서 상기 조명 방사선 빔 패턴의 하나 이상의 특정 빔 형상은 내부를 경계 짓도록 성형된 외부 둘레와, 루프 프리짐의 능선의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립을 포함하는, 콘덴서 선택 메커니즘;
    을 포함하는, 투영 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 외부 둘레는 다이아몬드 형상의 외부 둘레를 포함하는, 투영 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 외부 둘레는 육각형 모양의 외부 둘레를 포함하는, 투영 시스템.
  14. 투영 시스템의 조명 시스템에 의해, 상기 투영 시스템의 이미지 평면에 투영될 물체의 이미지를 생성하기 위한 조명 방사선을 생성하는 단계;
    상기 조명 시스템의 필드 생략 조명 콘덴서에 의해, 상기 조명 방사선을 수신하는 단계; 및
    상기 필드 생략 조명 콘덴서에 의해, 조명 방사선 빔 패턴을 제공하여 상기 물체의 이미지를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 조명 방사선 빔 패턴은 상기 투영 시스템의 광 경로 내에 배치된 루프 프리즘의 능선에 대응하는 생략된 조명 부분을 포함하는, 투영 시스템의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 특정 빔 형상을 선택하기 위해, 필드 차단 애퍼처 삽입체 선택 메커니즘을 통해, 복수의 필드 차단 애퍼처 삽입체 중 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 필드 차단 애퍼처 삽입체를 상기 필드 생략 조명 콘덴서에 삽입함으로써 상기 선택된 필드 차단 애퍼처 삽입체를 상기 수신된 조명 방사선에 적용하는 단계를 더 포함하고,
    상기 선택된 필드 차단 애퍼처 삽입체는 상기 수신된 조명 방사선의 일부를 차단하여 상기 조명 방사선 빔 패턴을 생성하도록 구성되는, 투영 시스템의 동작 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 특정 빔 형상을 선택하기 위해, 필드 생략 조명 콘덴서 선택 메커니즘을 통해, 복수의 필드 생략 조명 콘덴서 중 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서를 상기 조명 방사선의 광 경로에 배치함으로써 상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서를 상기 수신된 조명 방사선에 적용하는 단계;
    를 더 포함하는, 투영 시스템의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서는 상기 조명 방사선 빔 패턴을 생성하기 위해 상기 수신된 조명 방사선의 일부를 차단하도록 구성된 필드 차단 애퍼처 삽입체를 포함하는, 투영 시스템의 동작 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 선택된 필드 생략 조명 콘덴서는 상기 조명 방사선 빔 패턴을 생성하기 위해 상기 수신된 조명 방사선을 공간적으로 방향 전환하도록 구성된 필드 생략 광 파이프를 포함하는, 투영 시스템의 동작 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 빔 형상은 다이아몬드 형상의 외부 둘레와, 상기 루프 프리즘의 능선의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립을 포함하는, 투영 시스템의 동작 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 조명 방사선 빔 패턴에 대한 빔 형상은 육각형 모양의 외부 둘레와, 상기 루프 프리즘의 능선의 돌출부와 정렬된 부분적으로 또는 완전히 생략된 내부 스트립을 포함하는, 투영 시스템의 동작 방법.
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