KR20000034917A - Ｖｕｖ-마이크로리소그래피용 조광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, VUV-광원 (1), 불화물로 이루어진 굴절식 광학 구성 요소, 광가이드값을 증대시키는 구성 요소인 하나 이상의 마이크로렌즈 어레이 (3 및 5) 및 하나 이상의 허니컴 집광기 (7a 및 7b) 를 포함하는, 파장이 157 ㎚ 인 VUV-마이크로리소그래피용 조광 장치에 관한 것이다. 상기 허니컴 집광기는 교차된 실린더 렌즈 어레이로 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

ＶＵＶ-마이크로리소그래피용 조광 장치 {ILLUMINATING SYSTEM FOR THE VUV-MICROLITHOGRAPHY}
점점 더 낮은 광파장을 이용하기 위한 마이크로리소그래피-투사 조광 장치의 개발로부터 출발하여, F2-엑시머 레이저에 기초하는 157 ㎚-기술도 수 년전부터 개발 중에 있다.
DUV-범위에서는 이미, 충분히 큰 필드를 균일하게, 텔레센트릭 (telecentric) 하게 그리고 선택 가능한 코히어런스율 (σ) 로 조명하기 위해서, 157 ㎚-기술에서도 필요한 서로 다른 구성 요소 및 기능을 갖는 적합한 조광 장치를 포함한 지식이 존재해 왔다.
그러나, 상기 경우의 문제점은, 이용 가능한 투과성 재료가 지나치게 제한된다는 점이다. CaF2만이 이미 광학 재료로서 정착되어 있고, 투과성이 충분하다. 또한, 다른 불화물도 유용한 것으로 알려져 있다. 물론, 유리 내부의 최단 경로에 유의해야 하는데, 그 이유는 공지된 DUV-장치에 비해서 흡수율이 명백하게 상승되며, 광에 대한 내구성이 감소되기 때문이다.
본 발명의 목적은, VUV-범위에서의 상이한 요구 조건들에 적합한 조광 장치를 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 조광 장치의 실시예에 대한 개략도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : VUV-광원 2 : 광전송 장치 및 빔 익스팬더
3, 5 : 마이크로렌즈 어레이 4 : 줌-오브젝티브
6 : 분산 디스크 7a, 7b : 허니컴 집광기의 렌즈 래스터
8 : 릴리스 광학 장치 9 : 편향 미러
10 : 필드 렌즈 광학 장치 11 : 레티클
12 : 레티클-마스킹 장치
상기 목적은 VUV-광원 특히, 파장이 157 ㎚ 인 F2-레이저, 불화물 특히, 플루오르화칼슘으로 이루어진 굴절식 광학 구성 요소, 광가이드값을 상승시키는 구성 요소인 하나 이상의 마이크로렌즈 어레이, 및 하나 이상의 허니컴 집광기를 구비하는, VUV-마이크로리소그래피용 조광 장치에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 종속항 2 항 내지 8 항 및 12 항 내지 13 항의 대상이다. 청구항 9 항 내지 11 항은 핵심 부재로서 특수한 허니컴 집광기를 제안한다.
본 발명은 DUV용으로 적합한 독일 특허 출원 제 195 20 563 A1 호의 인식에 기초한다. 그러나, 본 발명은 광혼합 구성 요소용으로 바람직한 유리 바아와는 상이한데, 그 이유는 상기 유리 바아는 길이가 길고 그에 따라 높은 흡수율을 나타내며, 또한, 통상의 조광 장치에서는 공지된 허니컴 집광기로 바뀌기 때문이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
VUV-엑시머 레이저 (1) 특히, 파장이 157 ㎚ 인 F2-레이저가 도 1 에 도시되어 있다. 광전송 장치 및 빔 익스팬더 (2) 는 광을 투사 조광 장치에 전송하고 필요에 따라 다발 횡단면에 매칭시킨다. 그러나, 광가이드값 (또한 에땅뒤 (Etendu) 또는 라그랑즈 (Lagrange) - 불변량) 은 미소한 레이저 (1) 의 발산 (약 1 mrad) 으로 인해 최소로 되어, 투사 오브젝티브의 필수적인 애퍼처를 적합한 이미지 필드로 채우기에는 너무나 부족하다. 광가이드값을 증대시키기 위해서는 CaF2로 이루어진 2 개의 마이크로렌즈 어레이 (3 및 5) 를 이용하는 것이 바람직하며, 이 때 상기 어레이 사이에 접속된 줌-오브젝티브 (4) 가 코히어런스율 (σ) (또는 퓨필 (pupil) 채움) 을 조절할 수 있다. 또, 줌-오브젝티브 (4) 내에는 특히 가변적인 링애퍼처 조광을 가능하게 하는 가동 액시콘을 공지된 방식으로 통합할 수 있다.
제 2 마이크로렌즈 어레이 (5) 는 레티클-마스크와 유사한 그리고 미리 주어진 투사 오브젝티브의 오브젝트-필드 및 이미지-필드와 유사한 종횡비를 갖는, 어떠한 형태 특히, 직사각형 형태를 갖는 개별 구성 요소들을 포함하는 것이 바람직하다.
구성 요소 (6) 는, 광가이드값 및 균일성을 개선하기 위한, 예를 들어 에칭된 CaF2-디스크와 같이 확산성으로 분산되는, 옵션으로 미리 제공된 분산 디스크이다.
7a 및 7b 는 하나의 허니컴 집광기의 2 개의 렌즈 래스터이다. 상기 구성 요소는, 예를 들어 마이크로렌즈 어레이 (예컨대, 미국 알라바마주 헌츠빌 소재의 Teledyne Brown Engineering사와 같은 공급 업체) 로서 형성될 수 있거나 또는 G.A. Carts 에 의해 Laser Focus World, 1991 년 11 월호, 39 페이지에 공지된 바와 같은 방식으로 한 쌍의 교차된 실린더-스택으로 각각 이루어진다. 그러나, 래스터 구성 요소의 개수는 어떠한 규모 이상으로 늘어날 수 있다. 예를 들면, 1 ㎜ 두께의 바아 렌즈 즉, 102내지 103이상의 바아 렌즈 또는 어떤 크기 이상의 어레이 구성 요소를 갖는 4 x 4 ㎠ 의 횡단면이 제공된다. 상기 Carts 에 의한 방식과는 달리, 2 개의 렌즈 래스터 (7a 및 7b) 가 하나의 허니컴 집광기에서 양 초점면에 배치된다. 그 재료로서는 CaF2또는 다른 불화물이 제공된다. 허니컴 집광기의 직경은 약 100 ㎜ 에 달한다.
그 다음에, 릴리스 광학 장치 (8), 평탄한 편향 미러 (9) 및 필드 렌즈 광학 장치 (10) 가 배치된다. 바람직하게는, 비구면 렌즈가 그 내부에 제공되어 렌즈 수 및 전체 유리 두께를 작게 유지한다. 또한, 정확하게 레티클 (11) (마스크) 상에 이미징되는 레티클-마스킹 장치 (12) 즉, 필드 조리개가 통합되는 것이 바람직하다. 레티클-마스킹 장치 (12) 는 조절 가능하여, 마스크의 오브젝트 필드에 정확히 매칭될 수 있다.
이 경우, 허니컴 집광기 (7a 및 7b) 의 구성 요소 개수가 많다는 것 즉, 래스터링을 정밀하게 함은, 퓨필이 변동되는 경우에, 약 10 개의 구성 요소를 갖는 공지된 어레이에 비해서 전체 필드에 걸쳐 모든 방향으로 균일한 기능이 보장되게 한다.
회절성 광학 장치 (DOE), 2진 광학 장치 및 구역판 (프레넬-렌즈) 의 기술들은 광가이드값을 증대시키는 구성 요소 (3 및 5) 뿐만 아니라 허니컴 집광기 (7a 및 7b) 의 렌즈 어레이를 형성하는 데에도 매우 적합하다.
본 발명은 마이크로리소그래피용 조광 장치에 필요한 모든 기능 구성 요소들을, VUV-영역 예를 들면, 157 ㎚ 에서도 충분한 투과성을 보장해주는 방식으로 통합하고 있다. 특히, 액시콘을 구비하는 줌 오브젝티브 (4), 릴리스 (8) 및 필드 렌즈 (10) 는 카타다이옵트릭 (catadioptiric) 장치로서 미러를 포함 가능한 것이 바람직하다. 투과성 광학 구성 요소용으로는 CaF2외에 다른 재료 예컨대, 불화물을 사용할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, VUV-범위에서의 상이한 요구 조건들에 적합한 조광 장치를 제공할 수 있게 된다.

Claims (14)

  1. VUV-광원 (1), 특히, 파장이 157 ㎚ 인 F2-레이저,
    불화물, 특히 플루오르화칼슘으로 이루어진 굴절식 광학 구성 요소,
    광가이드값을 증대시키는 구성 요소인 하나 이상의 마이크로렌즈 어레이 (3 및 5), 및
    하나 이상의 허니컴 집광기 (7a 및 7b) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 VUV-마이크로리소그래피용 조광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    교차된 실린더 렌즈 어레이로 이루어진, 특히 바아 렌즈로 이루어진 허니컴 집광기 (7a 및 7b) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    미러 (9) 및/또는 다른 재료로 이루어진 굴절식 광학 구성 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2 개의 마이크로렌즈 어레이 (3 및 5) 가 존재하며, 그 사이에 하나의 오브젝티브 (4) 가 배치되는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    사이에 배치된 상기 오브젝티브 (4) 는 줌-오브젝티브이고, 조광의 코히어런스율을 조절하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 마이크로렌즈 어레이 (5) 는 조명된 필드와 구조적으로 거의 유사한 래스터 구성 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    허니컴 집광기 (7a 및 7b) 뒤에, 릴레이 (8) 및 필드 렌즈 (10) 가 배치되는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  8. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가능한 편향 미러 (9) 를 제외하고, 완전히 굴절식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  9. 플루오르화칼슘으로 이루어진 교차된 실린더 렌즈로 구성된 2 개의 어레이 (7a 및 7b) 를 각각 갖는 2 개의 플레이트로 이루어진 허니컴 집광기로서, 상기 각각의 어레이는 102내지 104크기의 실린더 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 허니컴 집광기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 어레이 (7a 및 7b) 는 적층된 바아로 이루어지는 것을 특징으로 하는 허니컴 집광기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 어레이 (7a 및 7b) 는 마이크로구조화된 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 허니컴 집광기.
  12. 제 2 항에 있어서,
    제 9 항 내지 제 11 항 중 적어도 어느 한 항에 따른 허니컴 집광기 (7a 및 7b) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    조절 가능한 레티클-마스킹 장치 (12) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 마이크로렌즈 어레이 (3 및 5) 또는 허니컴 집광기의 어레이 (7a 및 7b) 는 회절식 구성 요소, 2진 광학식 구성 요소 또는 구역판-구성 요소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조광 장치.
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