KR20050003410A - 결정물질로 이루어진 렌즈 - Google Patents

결정물질로 이루어진 렌즈 Download PDF

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KR20050003410A
KR20050003410A KR10-2004-7017804A KR20047017804A KR20050003410A KR 20050003410 A KR20050003410 A KR 20050003410A KR 20047017804 A KR20047017804 A KR 20047017804A KR 20050003410 A KR20050003410 A KR 20050003410A
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crystal direction
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엔키쉬비르기트
엔키쉬하르트무트
그루너토랄프
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칼 짜이스 에스엠테 아게
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Abstract

특히 마이크로리소그래피 투사노광장치의 투사 대물렌즈로 동작하는 대물렌즈용 렌즈 또는 렌즈부를 제조하기 위한 예비단계로서, 결정물질로 이루어진 광학 블랭크(blank)(1)의 제조방법이 개시된다. 상기 광학 블랭크 제조방법에 따르면, 우선, 결정구조 내부에서 방향이 정의된 소정의 제1 결정방향(3)의 방향을 결정한다. 이어서, 상기 제1 결정방향(3)이 상기 광학 블랭크(1)의 광학 비가공 표면(raw surface)(7)에 실질적으로 수직이 되도록 상기 광학 블랭크(1)를 가공한다. 그리고 나서, 마킹(marking)을 상기 광학 블랭크(1) 또는 상기 광학 블랭크(1)의 지지 마운트(holding mount)상에서 적용한다. 이때, 상기 마킹은 소정의 방식으로 제2 결정방향(11)에 연관되며 상기 제2 결정방향(11)은 상기 제1 결정방향(3)과 함께 0이 아닌 각도를 형성한다.

Description

결정물질로 이루어진 렌즈{Lens consisting of a crystalline material}
불화물 결정으로 이루어진 광학 블랭크 제조방법은 미국특허 제 6,201,634호로부터 알려져 있다. 마이크로리소그래피 투사노광장치의 투사 대물렌즈의 렌즈는 상기 광학 블랭크로부터 제조된다. 상기 렌즈의 렌즈축은 바람직하게는 <111> 결정방향을 가리킨다. 스트레스(stress)에 의해 유도되는 복굴절의 나쁜 영향을 최소화하기 위해서, 상기 <111> 결정방향은 미국특허 제 6,201,634에 따라 선택된다.
일반적으로, 복굴절 렌즈에서는, 편광되지않은 광선이 각각 서로 다른 편광상태 및 서로 다른 발산속도와 방향을 갖는 두 개의 광선으로 분할된다. 복굴절 렌즈가 대물렌즈에 배치되는 경우, 그에 상응하는 교정방식이 구비되지 않는다면 상기 복굴절 렌즈의 해상도가 감소하게 된다. 렌즈에서의 복굴절의 영향은 예를 들어, 스트레스에 의해 유도된 복굴절에 의해 발생할 수 있으며, 이러한 영향은 제조방법이나 상기 렌즈의 기계적 필요에 따라 좌우된다. 복굴절은 특히 결정광학에서 중요하다. 이방성 결정이 복굴절 성질을 가진다.
그러나, 등방성 결정 및 입방체 불화물 결정은 특히 VUV 파장(200nm 미만)에서 현저하게 발생하는 고유 복굴절을 구비한다. 불화칼슘 및 불화바륨과 같은 입방체 불화물 결정은 상기 파장영역에서 작동파장을 구비한 투사 대물렌즈의 렌즈물질인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 파장에서 원하지 않게 작용하는 상기 결정의 고유 복굴절이 적절한 방식에 의해 보상될 수 있다.
이하에서 결정방향의 명백한 특징이 중요하므로, 우선 결정방향, 결정면, 및 렌즈축이 소정의 결정방향을 가리키는 렌즈의 특징에 대한 기록이 소개된다.
결정방향에 대한 인덱스는 꺽음 괄호 "<" 와 ">" 사이에 괄호로 묶어서 이하에서 표시할 것이며, 결정면에 대한 인텍스는 중괄호 "{" 과 "}" 사이에 괄호로 묶어서 이하에서 표시할 것이다. 결정방향은 대응하는 인덱스로 표시된 결정면의 표면법선의 방향으로 표시된다. 예를 들면, 결정방향 <100>은 결정면 {100}의 표면법선의 방향을 가리킨다. 불화물 결정을 포함하는 입방체 결정은 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 및 의 주결정방향을 갖는다.
입방체 결정의 대칭성으로 인해, 주결정방향 , , , , 및은 서로 동등하다. 따라서, 상기 주결정방향중의 한 방향을 가리키는 결정방향은 이하에서 접두사(prefix) "(100)-"으로 식별된다. 상기 주결정방향중의 한 방향에 수직인 결정면도 이에 상응하여 상기 접두사 "(100)-"으로 식별된다. 상기 주결정방향중의 한 방향에 평행한 렌즈축을 갖는 렌즈도 이에 상응하여 상기 접두사 "(100)-"으로 식별된다.
상기 주결정방향 , , , , , , , , , , 및은 마찬가지로 서로 동일하다. 따라서, 상기 주결정방향중의 한 방향을 가리키는 결정방향은 이하에서 접두사(prefix) "(110)-"으로 식별된다. 상기 주결정방향중의 한 방향에 수직인 결정면도 또한 동일한 접두사 "(110)-"으로 나타낼 것이다. 상기 주결정방향중의 한 방향에 평행한 렌즈축을 갖는 렌즈도 이에 상응하여 상기 접두사 "(110)-"으로 식별된다.
상기 주결정방향 , , , , , , 및도 역시 서로 동일하다. 따라서, 상기 주결정방향중의 한 방향을 가리키는 결정방향은 이하에서 접두사(prefix) "(111)-"으로 식별된다. 상기 주결정방향중의 한 방향에 수직인 결정면도 또한 동일한 접두사 "(111)-"으로 나타낼 것이다. 상기 주결정방향중의 한 방향에 평행한 렌즈축을 갖는 렌즈도 이에 상응하여 상기 접두사 "(111)-"으로 식별된다.
전술한 주결정방향중의 한 방향에 대한 이하의 기재는 반드시 전술한 결정방향과 동등한 원리로 동일하게 적용되는 것으로 이해되어야 한다.
J.Burnett et al. (Physical Review B, Volume 64 (2001), p.241102-1에서 p.241102-4까지)의 논문 "Intrinsic birefringence in calcium fluoride and barium fluoride"에 따르면, 불화칼슘결정 및 불화칼륨결정으로 이루어진 렌즈는 고유 복굴절을 갖는 것으로 알려져 있다. 이때, 고유 복굴절은 불화결정렌즈 및 광선방향의 물질방향성에 따라 크게 좌우된다. 상기 고유 복굴절은, 렌즈가 상기 (110)- 결정방향을 따라 통과하는 광선상에 최대로 작용한다. 여기서, 불화칼슘결정에서 (110)- 결정방향으로 진행하는 λ = 156.1nm의 파장을 갖는 광에 대하여 (11.8 ± 0.4)nm/cm의 복굴절 값이 측정되었고, 이와 같은 방향으로 진행하는 λ = 193.9nm의 파장을 갖는 광에 대하여 (3.6 ± 0.2)nm/cm의 복굴절 값이 측정되었으며, 마찬가지로 같은 방향으로 진행하는 λ = 253.65nm의 파장을 갖는 광에 대하여 (0.55 ± 0.07)nm/cm의 복굴절 값이 측정되었다. 이와는 달리, 불화칼슘에서 상기 (100)- 결정방향과 상기 (111)- 결정방향으로 진행하는 광은, 상기 이론에서도 전술한 바와 같이, 고유 복굴절을 갖지 않는다. 따라서, 상기 복굴절은 방향에 따라 크게 좌우되며, 상대적으로 작아지는 파장으로 인해 현저히 증가한다.
J.Burnett et al. (spie's oemagazine, 2002년 3월, pp.23-25, http://oemagazine.com/fromTheMagazine/mar02/biref.html)의 논문 "The trouble with calcium fluoride"의 도 4에는 입방체 결정구조를 구비한 불화물 결정에서의 고유 복굴절의 각도의존성이 설명되어 있다. 이때, 광선의 고유 복굴절은 개구각뿐만 아니라 광선의 방위각(azimuth angle)에 따라 좌우된다. 렌즈축이 (100)- 결정방향을 가리키면 고유 복굴절이 4배의 방위대칭(azimuthal symmetry)을 구비하고, 상기 렌즈축이 (111)- 결정방향을 가리키면 고유 복굴절이 3배의 방위대칭을 구비하며 상기 렌즈축이 (110)- 결정방향을 가리키면 고유 복굴절이 2배의 방위대칭을 구비하는 것을 도 4로부터 알 수 있다. 두 개의 불화물 결정렌즈를 그 렌즈축을 중심으로 서로 반대방향으로 회전함으로써, 상기 고유 복굴절의 나쁜 영향이 줄어들 수 있다. 상기 (100)- 결정방향을 가리키는 렌즈축을 갖는 두 개의 렌즈에서는 45°의 회전각이 적합하고, 상기 (111)- 결정방향을 가리키는 렌즈축을 갖는 두 개의 렌즈에서는 60°의 회전각이 적합하며, 상기 (110)- 결정방향을 가리키는 렌즈축을 갖는 두 개의 렌즈에서는 90°의 회전각이 적합하다. 쌍으로 결합된 (100)- 렌즈, (111)- 렌즈, 및 (110)- 렌즈를 동시에 사용함으로써, 두 개의 서로 직교하는 편광상태에 대한 광로차(optical path difference)가 감소될 수 있다. 또한, 불화칼슘렌즈와 불화칼륨렌즈를 동시에 사용함으로써, 상기 고유 복굴절의 나쁜 영향을 보상할 수 있다. 이는, 상기 논문의 도 2에서와 같이 복굴절이 불화바륨과 불화칼슘의 비교가능한 결정방향에 대해 서로 반대의 사인(sign)을 나타내기 때문이다.
투사 대물렌즈 및 마이크로리소그래피 투사노광장치는 예를 들어, 특허출원 WO 01/50171 A1 (미국 Serial No. 10/177580) 및 이 특허출원에서 인용된 특허명세서로부터 알려져 있다. 상기 출원의 실시예는 193nm 및 157nm의 작동파장에서 0.8과 0.9의 개구수를 갖는 단순한 굴절 및 카타디옵틱(catadioptic) 투사 대물렌즈를 도시한다. 렌즈물질로서 불화칼슘이 사용된다.
본 출원과 동일한 출원인에 의한, 미리 공개되지 않은 특허출원 PCT/EP02/05050은, 예를 들어, WO 01/50171 A1 (미국 Serial No. 10/177580)의 실시예에서 고유 복굴절의 나쁜 영향을 줄이기 위한, 서로 다른 보상방법을 개시하고 있다. 특히, (100)- 렌즈를 동일한 불화물 결정으로 이루어진 (111)- 렌즈 또는 (110)- 렌즈와 함께 동시에 사용하거나 보상코팅을 사용하는 방법이 개시되어 있다. 상기 특허출원의 개시내용은 아주 포괄적으로 상기 전술한 출원에 포함되어 있다.
따라서, 상기 복굴절의 나쁜 영향을 줄이기 위한 전술한 보상방법은 특히, 상기 렌즈축을 중심으로 서로 회전된 렌즈를 사용하는 것에 근거를 둔다. 이때, 두 개의 렌즈 사이의 회전각은, 예를 들어, 하나의 렌즈의 렌즈축이 가리키는 결정방향에 따라 다르다. 전술한 미국특허 제 6,201,634호에 따른 방법으로 제조된 렌즈에 있어서, 렌즈축은, 예를 들어, (111)- 결정방향을 가리킨다. 고유 복굴절의 나쁜 영향을 줄이기 위해서, 이 경우, 전술한 바와 같이, 두 개의 (111)- 렌즈 사이의 상대적으로 적절한 60°의 회전각이 형성된다. 이때, 상기 회전각은 상기 두 개의 렌즈의 결정구조에 관한 것이다. 그러나, 외부에서 렌즈의 결정구조를 볼 수 없다.
본 발명은 결정물질로 이루어진 광학 블랭크(optical blank) 제조방법 및 광학 블랭크에 관한 것이다. 상기 광학 블랭크는 렌즈 또는 렌즈부를 제조하기 위한 예비단계로서 사용된다. 따라서, 본 발명은 또한, 결정물질로 이루어진 렌즈 또는 렌즈부 제조방법 및 렌즈 또는 렌즈부에 관한 것이다. 이러한 종류의 렌즈 또는 렌즈부는 대물렌즈, 특히, 마이크로리소그래피 투사노광장치의 투사 대물렌즈에 사용된다. 따라서, 본 발명은 또한, 대물렌즈로서 마이크로리소그래피 투사노광장치의 투사 대물렌즈에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광학 블랭크의 개략적 단면도이며,
도 2는 도 1에 도시된 광학 블랭크의 개략적 사시도이며,
도 3은 포획된 렌즈를 관통하는 개략적 단면도이며,
도 4는 도 3에 도시된 포획된 렌즈의 개략적 사시도이며,
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 렌즈의 개략적 단면도이며,
도 6은 도 5에 도시된 렌즈의 개략적 도면이며,
도 7은 대물렌즈의 개략적 사시도이며,
도 8은 투사 대물렌즈의 렌즈 단면부를 도시하고,
도 9는 투사노광장치의 개략적 도면이다.
본 발명의 목적은 렌즈 또는 렌즈부를 제조하기 위한 예비단계로서 결정물질로 이루어진 광학 블랭크(blank)를 제조하는 방법을 제공함으로써, 상기 광학 블랭크로부터 제조된 렌즈 또는 렌즈부를 대물렌즈에 사용할 때 상기 렌즈의 결정구조에 대해서 소정의 각도로 서로 회전하도록 배치할 수 있게 하는 데에 있다.
상기 목적은, 특허청구범위 1항에 따른 결정물질로 이루어진 광학 블랭크 제조방법, 특허청구범위 13항에 따른 광학 블랭크, 특허청구범위 16항 및 18항에 따른 결정물질로 이루어진 렌즈 또는 렌즈부 제조방법, 특허청구범위 28항 및 32항에 따른 렌즈 또는 렌즈부, 특허청구범위 39항에 따른 마이크로리소그래피 투사노광장치, 및 특허청구범위 40항에 따른 반도체 소자 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속항들의 특징으로부터 구현된다.
대물렌즈에서 하나의 렌즈 또는 렌즈부와 상기 대물렌즈의 기준방향 사이의 소정의 회전각 또는 두 개의 렌즈 또는 렌즈부 사이의 소정의 회전각을 조정하기 위해서, 각각의 렌즈 또는 각각의 렌즈부 또는 그 지지 마운트(holding mount)가, 소정의 방식으로 상기 렌즈 또는 렌즈부의 결정구조에 연관되는 마킹(marking)을 구비할 때 상기 회전각은 상기 렌즈 또는 렌즈부의 결정구조에 관한 것이 바람직하다.
렌즈부중에는 예를 들어, 분쇄에 의해 광학적으로 이음매없는(seamless) 방식으로 결합되는 개별 렌즈가 포함될 수 있다. 매우 일반적으로, 렌즈부는 개별 렌즈의 소자인 것을 특징으로 한다.
광학 블랭크의 원료로서, 예를 들어 불화칼슘, 불화바륨 또는 불화스트론튬과 같은 입방체 구조의 불화물 결정이 사용되는 것이 바람직하다.
렌즈 또는 렌즈부가 최종형태를 갖출 때까지, 다수의 형태 및 표면처리할 공정단계가 필요하다. 상기 렌즈 또는 렌즈부가 결정물질로 이루어지므로, 일반적으로, 예를 들어, 미국 제6,201,634에 이미 언급된 개시된 방법으로 제조될 수 있는 단결정 블록 또는 단결정 잉곳(ingot)이 원료로서 사용된다. 소잉(sawing) 및 연마공정을 통해 우선 광학 블랭크가 상기 단결정 블록으로부터 제조된다. 렌즈 또는 렌즈부의 예비단계는 광학 블랭크로서 특징지워진다. 상기 광학 블랭크로부터 하나 또는 그 이상의 렌즈 또는 렌즈부가 제조될 수 있다. 하나의 광학 블랭크로부터 다수의 렌즈 또는 렌즈부가 제조되는 경우, 상기 광학 블랭크는 소잉에 의해 개별 광학 블랭크에 분산된다. 이때, 미리 처리된 표면에서 광학 측정을 수행하기 위해서, 상기 개별 광학 블랭크는 또다른 처리단계에서 연마된다. 이와같이 준비된 광학 블랭크는 실린더 형태의 개별 물질 디스크(disc)를 형성한다.
바람직하게는, 상기 광학 블랭크가 광학 비가공 표면을 구비하고 상기 광학 비가공 표면의 표면법선이 상기 결정구조 내부에서 방향이 정의된 소정의 제1 결정방향의 방향을 가리키도록 상기 광학 블랭크를 가공한다. 상기 제1 결정방향은 주결정방향, 예를 들어, <100>- 결정방향, <111>- 결정방향, 및 <110>- 결정방향인 것이 바람직하다. 따라서, 우선, 상기 광학 블랭크에서 상기 제1 결정방향의 방향을 결정할 필요가 있다. 이때, 이러한 결정은, 상기 광학 블랭크가 개별 광학 블랭크로 분할되기 전에 상기 광학 블랭크에서 수행될 수 있다. 우선적으로 이러한 분할을 수행하고 그리고나서 상기 개별 광학 블랭크에서 각각 결정을 수행할 수도 있다. 상기 광학 블랭크는 소잉과 연마에 의해, 상기 제1 결정방향이 상기 광학 비가공 표면에 수직이 되도록 처리된다. 바람직하게는, 상기 제1 결정방향과 상기 광학 비가공 표면 사이의 각도편차는 5°보다 작다. 이때, 상기 광학 비가공 표면은 상기 물질 디스크의 전면 또는 후면을 나타낸다.
다음 단계로서, 상기 광학 블랭크 또는 그 지지 마운트상에서 마킹(marking)을 적용한다. 상기 마킹은 소정의 방식으로 제2 결정방향에 연관되며 상기 제2 결정방향은 상기 제1 결정방향과 함께 0이 아닌 각도를 구비한다. 이때, 상기 제2 결정방향은 마찬가지로 주결정방향 또는 상기 결정구조 내부에서 방향이 정의된 결정방향, 예를 들어, <331>- 결정방향 또는 <511>- 결정방향일 수 있다.
상기 마킹은 상기 광학 블랭크의 외부 실린더 부근의, 예를 들어, 점 또는 줄 형태의 각인 글자(장식)이거나 상기 광학 블랭크에 단단히 연결된 지지 마운트일 수 있다. 이때, 상기 지지 마운트는 금속, 세라믹 또는 유리세라믹으로도 이루어질 수 있다.
상기 제2 결정방향과 상기 마킹 사이의 정의된 연관성은, 예를 들어, 상기 마킹이 기준방향을 나타내고, 상기 기준방향은 상기 제1 결정방향에 수직으로 위치하며 상기 제2 결정방향의 투사가 표면법선이 상기 제1 결정방향의 방향을 가리키는 평면으로 매핑되도록 형성될 수 있다. 실질적으로 상기 제1 결정방향의 방향을 가리키는 대칭축을 구비한 실린더 형태의 광학 블랭크에서, 상기 기준방향이 상기 대칭축을 절개하는 것이 바람직하다. 상기 마킹은, 예를 들어, 상기 광학 블랭크의 외부 실린더 및 그 지지 마운트를 구비한 상기 기준방향의 절개점을 나타낸다. 따라서, 상기 마킹은 상기 광학 블랭크에 연결된 좌표계에 대한 상기 투사된 제2 결정방향의 방위각도 정의한다. 상기 방위각은 상기 기준방향과 상기 좌표계 사이의 각도로서 정의되며, 상기 기준방향은 상기 대칭축에 수직이며 상기 대칭축을 절개한다.
상기 제1 결정방향을 결정할 때, 상기 광학 블랭크는 측정방사에 의해, 특히, 뢴트겐 측정방사에 의해 소정의 방향으로부터 조사될 수 있다. 상기 측정방사는 상기 제1 결정방향으로 배치된 결정면에서, 예를 들어, {111}- 결정면이 반사되고 상응하는 브래그 반사(Bragg reflection)를 유발한다. 상기 측정방사의 파장 및 상기 광학 블랭크의 물질이 잘 알려져 있으므로, 상기 제1 결정방향에 대한 입사 측정방사 및 출사 측정방사의 표준각도는 상기 브래그 반사법칙에 의해 잘 알려져 있다. 상기 광학 블랭크는, 상기 제1 결정방향에 대한 브래그 반사가 검출될 때까지 브래그 측정장치에 비해 매우 오랫동안 조정된다. 측정장치와 광학 블랭크의 상대적인 방향설정으로부터, 상기 광학 블랭크의 광학 비가공 표면의 표면법선에 대한 상기 제1 결정방향의 방향설정이 결정된다. 상기 광학 비가공 표면의 표면법선이 상기 제1 결정방향과 일치하지 않을 경우, 상기 각도편차가 ±5°보다 작을 때까지 상기 광학 블랭크는 예를 들어 연마에 의해 가공된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 광학 블랭크는, 상기 광학 블랭크의 광학 비가공 표면에 수직으로 위치한 축을 중심으로 회전가능하게 배치된다. 상기 브래그 반사는 서로 다른 회전각에 대해 결정되며, 가장 간단한 경우 0°와 90°에서 결정된다.
상기 기준방향은 마찬가지로 브래그 반사의 평가에 의해 결정될 수 있다. 이때, 상기 측정방사는 상기 제2 결정방향으로 배치된 결정면에서 반사된다.
대안적으로, 상기 기준방향의 위치는 라우에(Laue)방식을 사용하여 결정될 수 있다.
광선의 투사가 상기 제1 결정방향에 수직인 평면으로 상기 기준방향에 평행하게 진행되는 경우, 상기 광학 블랭크로부터 제조된 후속하는 렌즈의 광선이 복굴절로 인해 두 개의 서로 직교하는 선형의 편광상태에 대해 예를 들어 최대 광로차를 겪도록 상기 기준방향을 선택하는 것이 바람직하다. 고유 복굴절의 나쁜 영향을 줄이기 위한 보상방법으로서 렌즈를 서로 반대방향으로 회전하는 방법을 적용할 경우, 마킹규정을 근거로 하여, 전술한 회전각을 간단히 조정할 수 있다. 광선의 투사가 상기 제1 결정방향에 수직인 평면으로 상기 기준방향에 평행하게 진행되는 경우, 광선이 최소 광로차를 겪도록 상기 기준방향을 마킹할 수도 있다.
상기 제1 결정방향이 <100>- 결정방향 또는 <111>- 결정방향 또는 상기 결정방향들과 동등한 결정방향을 가리키는 경우, 상기 제2 결정방향의 투사는 상기 제1 결정방향에 수직인 평면으로 상기 <110>- 결정방향 또는 이와 동등한 결정방향의 투사에 평행하게 상기 동일한 평면으로 진행되는 것이 바람직하다. 상기 <110>- 결정방향에 평행하거나 이와 동등한 결정방향으로 진행하는 광선은 입방체 구조의 불화물 결정에서 두 개의 서로 직교하는 편광상태에 대한 최대 광로차를 겪는다.
상기 제1 결정방향이 상기 <111>- 결정방향 또는 이와 동등한 결정방향을 가리키는 경우, 상기 제2 결정방향이 <331>- 결정방향 또는 이와 동등한 결정방향을 가리키는 것이 바람직하다.
상기 제1 결정방향이 상기 <100>- 결정방향 또는 이와 동등한 결정방향을 가리키는 경우, 상기 제2 결정방향이 <511>- 결정방향 또는 이와 동등한 결정방향을 가리키는 것이 바람직하다.
상기 측정방사로 인해 상기 광학 비가공 표면의 영역에서 물질 손실에 대한브래그 반사를 결정할 수 있으므로, 상기 측정방사로부터 형성되는 상기 광학 블랭크의 물질영역(material region)을 연마에 의해 제거하는 것이 바람직하다.
상기 방법을 사용함으로써, 광학 블랭크를 대물렌즈의 렌즈 또는 렌즈부를 제조하기 위한 원료로서 제조할 수 있다.
이와같이 준비한 광학 블랭크로부터 렌즈 또는 렌즈부가 제조되는 경우, 상기 렌즈 또는 렌즈부의 광학 표면은, 렌즈축이 상기 제1 결정방향의 방향에 거의 평행하도록, 예를 들어, 상기 광학 비가공 표면의 표준법선에 평행하게 배치되도록 가공된다. 바람직하게는, 상기 제1 결정방향과 상기 렌즈축 사이의 각도편차는 5°보다 작다. 상기 광학 블랭크의 광학 비가공 표면을 연마함으로써, 상기 렌즈의 렌즈표면이 굽어진다. 회전대칭적 표면이 중요한 경우, 상기 렌즈축은 대칭축이다. 회전대칭적 표면이 아닐 경우, 상기 렌즈축은, 상기 렌즈 내부에서 모든 광선의 방사각도가 최소인 입사하는 광선번들을 통해 또는 직선을 통해 형성될 수 있다. 렌즈로서, 예를 들어, 굴절 또는 회절 렌즈 뿐만 아니라 자유형태의 교정표면을 갖는 교정플레이트가 사용될 수 있다. 평면플레이트도 대물렌즈의 광선 경로에 배치되는 한, 렌즈로서 간주된다. 이때, 평면 플레이트의 렌즈축은 평면의 렌즈표면에 수직으로 위치한다.
상기 광학 블랭크로부터 렌즈 또는 렌즈부를 제조할 때 선행된 상기 기준방향의 마킹이 손실되는 경우, 상기 기준방향의 마킹이 상기 렌즈 또는 렌즈부 또는 그 지지 마운트로 이전되는 것에 주의해야 한다.
예를 들어 마이크로리소그래피 투사 대물렌즈와 같은 고성능 옵틱에 사용되는 렌즈 또는 렌즈부에 있어서, 상기 렌즈축과 상기 제1 결정방향 사이의 각도편차가 5°보다 작더라도 중요하다. 따라서, 상기 각도편차를 매우 정확하게 결정하는 것이 바람직하다. 이때, 예를 들어, 뢴트겐 회절 측정방법이 사용될 수 있다. 이외에도, 각도의 크기뿐만 아니라 상기 제1 결정방향의 방향성이 알려진 경우가 바람직하다. 상기 방향성은 편차방향에 의해 기재될 수 있다. 상기 편차방향은 상기 렌즈축에 수직이며, 상기 렌즈축에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제1 결정방향의 투사를 유발한다. 상기 편차방향은 상기 렌즈 또는 렌즈부상에서, 예를 들어, 상기 렌즈의 가장자리상에서 마킹된다. 대안적으로, 상기 마킹은 상기 렌즈 또는 렌즈부의 지지 마운트상에서도 적용될 수 있다. 상기 렌즈 또는 렌즈부 또는 그 지지 마운트가 이미 상기 기준방향에 대한 마킹을 구비하는 경우, 상기 기준방향과 상기 편차방향 사이의 부호를 포함하는 각도도 결정될 수 있고 상기 렌즈 또는 렌즈부에 할당될 수 있다. 예를 들어, 상기 각도값은 데이터 뱅크에 저장될 수 있으며, 상기 데이터 뱅크에는 상기 렌즈 또는 렌즈부의 측정데이타 및 제조데이타가 저장된다.
대안적인 방법으로서, 우선 상기 렌즈 또는 렌즈부를 결정물질로 이루어진 광학 블랭크로부터 제조하고 상기 제2 결정방향의 마킹을 적용할 수도 있다. 이때, 광학 블랭크로부터 상기 렌즈는 예를 들어 렌즈표면의 연마에 의해 제조된다. 이때, 상기 표면은, 상기 렌즈축이 상기 제1 결정방향에 평행하도록, 바람직하게는, 주결정방향에 평행하도록 가공된다. 다음 단계로서, 상기 렌즈 또는 렌즈부상에서 또는 그 지지 마운트상에서 마킹이 적용되며, 상기 마킹은 소정의 방식으로 상기 제2 결정방향에 연관되며 상기 제1 결정방향과 함께 0이 아닌 각도를 구비한다. 이때, 상기 제2 결정방향은 마찬가지로 주결정방향 또는 결정구조 내부에서 방향이 정의된 결정방향, 예를 들어, 상기 렌즈축이 <111>- 결정방향을 가리키면, <331>- 결정방향이며, 상기 렌즈축이 <100>- 결정방향을 가리키면 <511>- 결정방향일 수 있다.
상기 마킹은 상기 렌즈 또는 렌즈부의 외부 실린더 부근의, 예를 들어, 점 또는 줄 형태의 각인 글자(장식)이거나 상기 렌즈 또는 렌즈부에 단단히 연결된 지지 마운트일 수 있다. 이때, 상기 지지 마운트는 금속, 세라믹 또는 유리세라믹으로도 이루어질 수 있다.
상기 제2 결정방향과 상기 마킹 사이의 정의된 연관성은, 예를 들어, 상기 마킹이 기준방향을 나타내고, 상기 기준방향은 상기 렌즈축에 수직으로 위치하며 상기 제2 결정방향의 투사가 표면법선이 상기 렌즈축의 방향을 가리키는 평면으로 진행되도록 형성될 수 있다. 상기 기준방향이 상기 대칭축을 절개하는 것이 바람직하다. 상기 마킹은, 예를 들어, 상기 렌즈 또는 렌즈부의 외부 실린더 및 그 지지 마운트를 구비한 상기 기준방향의 절개점을 나타낸다. 따라서, 상기 마킹은 상기 렌즈 또는 렌즈부에 연결된 좌표계에 대한 상기 투사된 제2 결정방향의 방위각도 정의한다.
상기 기준방향을 결정하기 위해서, 상기 광학 블랭크에 대해 이미 제안된 방법이 적용될 수 있다. 브래그 반사의 측정시, 굽은 렌즈표면의 소정의 위치에서 측정방사가 발생하도록 렌즈의 위치를 조정할 수 있는 것이 바람직하다. 특히, 측정이 상기 렌즈의 여러 회전위치에서 수행되는 경우, 상기 렌즈부의 영역에서 측정방사가 발생하는 것이 바람직하다.
오목 렌즈표면에서 자가음영(self-shading)에 의해 방해받지 않도록 하기 위해서, 상기 제1 결정방향, 예를 들어, 상기 기준방향을 결정하기 위해 고려되는 입사하는 측정방사 및 반사된 방사가 렌즈 기하학에 의해 방해받지 않도록 상기 제2 결정방향을 선택하는 것이 바람직하다.
200nm보다 낮은 파장에서 대물렌즈에 사용되는 결정물질은 불화칼슘, 불화바륨 또는 불화스트론튬과 같은 입방체 불화물 결정인 것이 바람직하다.
상기 입방체 불화물 결정의 고유 복굴절은 우선, 200nm보다 작은 파장에서 적절한 교정방식이 필요할 정도의 큰 영향을 끼친다. 따라서, 상기 기준방향의 결정 및 경우에 따라서 필요한 상기 편차방향의 결정은 주로 이러한 용도에서 적합하다. 기준방향 및 경우에 따라서 편차방향의 마킹을 구비하는 렌즈 또는 렌즈부를 대물렌즈에 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 렌즈 또는 렌즈부를 그 렌즈축을 중심으로 서로 반대방향으로 회전함으로써 상기 복굴절의 나쁜 영향을 줄일 수 있다. 결정방향성에 따라 좌우되는 마킹을 사용함으로써, 상기 개별 렌즈를 원하는 대로 회전하는 것을 실질적으로 단순화할 수 있다. 상기 불화물 결정의 이론적으로 예측가능한 복굴절특성 및 잘 알려진 보상방법을 근거로 하여, 대물렌즈의 상기 개별 렌즈 또는 렌즈부 사이의 회전각은, 상기 대물렌즈의 투사성능에 대한 상기 복굴절의 나쁜 영향을 현저하게 줄일 수 있도록 결정된다.
상기 회전각을 결정할 때 각각의 렌즈에 대한 상기 제1 결정방향과 상기 렌즈축 사이의 각도의 알려진 크기 및 상기 편차방향을 고려하는 것이 특히 바람직하다.
상기 렌즈 또는 상기 렌즈부의 광학 블랭크가 실질적으로 상기 제1 결정방향과 상기 렌즈축 사이의 각도편차에 따라 좌우되는 경우, 편차방향의 단일 결정 및 마킹이 바람직하다. 상기 렌즈를 그 렌즈축을 중심으로 소정의 값으로 적절히 회전함으로써, 다수의 서로 회전된 렌즈 또는 렌즈부의 상호작용에 의해 교정효과가 발생하도록 대물렌즈의 투사성능에 대한 영향이 미칠 수 있다. 따라서, 상기 제1 결정방향과 상기 렌즈축 사이의 각도편차를 구비하는 렌즈 또는 렌즈부가 사용될 수 도 있다. 이는, 제조공차(tolerance)가 줄어들 수 있으므로 상기 렌즈 또는 렌즈부를 결정물질로 제조하는 것을 현저하게 용이하게 만든다.
상기 대물렌즈에서, 회전대칭적으로 광축을 중심으로 배치된 다수의 렌즈로 구성되는 단순한 굴절형 투사 대물렌즈나 카타디옵틱 대물렌즈 유형의 투사 대물렌즈가 중요할 수 있다.
이러한 종류의 투사 대물렌즈는 마이크로리소그래피 투사노광장치에 사용되는 것이 바람직하다. 상기 마이크로리소그래피 투사노광장치는 광원에서 시작하여 조사시스템, 마스크 배치시스템, 구조를 지지하는 마스크, 투사 대물렌즈, 물체 배치시스템, 및 감광성 기판을 포함한다.
상기 마이크로리소그래피 투사노광장치를 사용함으로써, 마이크로구조의 반도체 소자를 제조할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명은 이하에서 첨부한 도면들에서 도시된 예들을 참조한다.
실시예로서, 불화칼슘렌즈의 제조방법이 기재되어 있으며, 상기 불화칼슘렌즈의 렌즈축은 실질적으로 <111>- 결정방향을 가리킨다. 그러나, 상기 제조방법은 예를 들어, 불화바륨 또는 불화스트론튬과 같은 입방체 결정구조를 구비한 또다른 결정물질로 이루어진 렌즈의 제조로 이전될 수 있다. 또한, 상기 렌즈축은 <100>- 결정방향 또는 <110>- 결정방향을 가리킬 수도 있다. 상기 방법은 평면적으로 평행한 렌즈와 굽어진 표면을 구비한 렌즈 또는 렌즈부를 모두 제조하는데에 적합하다.
제조의 예비단계로서, 우선 광학 블랭크(blank)가 제조된다. 도 1 및 도 2는 이와같은 광학 블랭크(1)를 개략적으로 도시하며, 상기 광학 블랭크(1)는 본 발명에 따른 방법으로 제조된다. 도 1은 도 2에 표시된 A-A 절개선에 따른 상기 광학블랭크(1)의 단면도이다.
제1 단계에서, 상기 광학 블랭크(1), 이 경우, 불화칼슘 디스크(disc)의 <111>- 결정방향(3)의 방향이 결정된다. 이때, 상기 <111>- 결정방향(3)은 일부가 도 1에 표시된 {111}- 결정면(5)에 수직으로 위치한다. 예를 들어, 분할면을 전달하거나 식각홀(etching hole)을 형성하는 것과 같은 결정학적 방법을 사용함으로써, 이러한 결정동작은 높은 정밀도를 가질 수 있다. 이러한 방향결정은 뢴트겐 회절 측정방법을 사용함으로써 개선할 수 있다. 이에 적합한 장치는 단색 뢴트겐 방사에 사용되는 각도계이다. 인용참증에서 알려진 표 값을 사용함으로써, {111}- 결정면(5)의 브래그 반사의 발생이 결정된다. 이때, 상기 표 값은 반사인덱스에 따라 필요한 인덱스 각도를 제공한다. 측정시, 상기 불화칼슘 디스크를, 상기 불화칼슘 디스크에 수직인 축을 중심으로 회전시킨다. 따라서, 여러개의 회전각에 대해서 상기 불화칼슘 디스크의 표면법선으로부터 <111>- 결정방향의 편차를 얻게 된다. 적어도 두 개의 회전위치에서 상기 편차를 결정하는 것이 바람직하다. 상기 실시예에서, 상기 측정은 0°과 90°에서 수행된다. 상기 측정의 정밀도를 향상시키기 위해서 상기 측정은 부가적으로 180°와 270°에서 또는 또다른 중간각도에서도 수행될 수 있다.
제2 단계에서, 상기 불화칼슘 디스크는, 상기 불화칼슘 디스크의 표면법선이 상기 <111>- 결정방향(3)의 방향에 평행하도록 가공되므로, 상기 <111>- 결정방향(3)은 실질적으로 광학 비가공 표면(7)에 수직으로 위치한다. 이때, 상기 측정된 편차는 원하는 교정, 즉, 상기 불화칼슘 디스크를 소잉(sawing) 또는 연마에 의해소정의 방식으로 가공할 때의 기초로서 사용된다. 상기 가공단계후에 상기 불화칼슘 디스크의 표면법선은 5°미만의 편차를 갖는 상기 <111>- 결정방향(3)을 가리킨다.
제3 단계에서, 상기 불화칼슘 디스크에서 기준방향(9)이 결정되며, 상기 기준방향(9)은 소정의 방식으로 또다른 결정방향과 연관된다. 상기 불화칼슘 디스크의 표면법선이 상기 <111>- 결정방향(3)을 가리키는 경우, 상기 <111>- 결정방향을 중심으로 세 개의 파형의 대칭으로 그룹화되는 세 개의 결정방향 <110>, <011>, 및 <101> 또는 <100>, <010>, 및 <001>중의 하나임을 알 수 있다. 따라서, 광선이 불화칼슘렌즈의 <110>- 결정방향 또는 이와 동등한 결정방향으로 진행되는 경우, 고유 복굴절로 인해 상기 광선이 두 개의 서로 직교하는 선형의 편광상태에 대한 최대 광로차를 겪게 되므로, 이는 흥미롭다. 상기 광선이 <100>- 결정방향 또는 이와 동등한 결정방향으로 진행되면, 상기 광선은 어떠한 광로차도 겪지 않는다. 이때, 상기 세 개의 결정방향 <110>, <011>, 및 <101>은 각각 35°의 각도를 포함하고, 상기 세 개의 결정방향 <100>, <010>, 및 <001>은 <111>- 결정방향을 포함한 55°의 각도를 포함한다. 물리적 이유로 인해, (110)- 또는 (100)- 결정면의 뢴트겐 반사는 불화칼슘구조를 구비한 결정에서 측정될 수 없다. 따라서, 상기 (100)- 또는 (110)- 결정면에 대해 소정의 방식으로 연관된 또다른 결정면을 사용하여 브래그 반사를 발생시켜야 한다. 예를 들어, (331)- 브래그 반사가 사용될 수 있다. 이때, 상기 세 개의 결정방향 <331>, <133>, 및 <313>은 각각 상기 <111>- 결정방향을 갖는 22°의 각도를 포함한다. 도 1에서, 일부가 표시된 {331}- 결정면(13)에수직인 상기 <331>- 결정방향(11)이 표시되어 있다. 상기 (331)- 브래그 반사는 불화칼슘에서 단색 구리 Kα1방사 (8048 eV)에 대해 38°이하에서 나타난다. 따라서, 상기 불화칼슘 디스크의 표면(7)에 의해 정의된 기준면에 대해 16°의 입사각과 60°의 검출각이 형성된다. 상기 불화칼슘 디스크가 360°로 상기 표면법선을 중심으로 회전하는 경우, 세 개의 회전각에서 브래그 반사를 측정할 수 있다. 이는, 상기 세 개의 관련 (331)- 결정면의 방향벡터중 하나가 상기 브래그 측정의 입사면에 위치하는 것을 보여준다. 상기 세 개의 (331)- 결정방향에서의 상기 디스크 표면(7)에 대한 투사는 상기 세개의 결정방향 <110>, <011>, 및 <101>의 투사에 평행하다. 결정방향 <331>, <133>, 및 <313>의 투사의 방향이 결정되면, 동시에 상기 결정방향 <110>, <011>, 및 <101>의 투사의 방향이 결정될 수도 있다. 상기 <111>- 결정방향과 표면법선과의 가능한 편차에서, 소스(source)와 검출기가 이에 상응하여 추후에 설치되어야 한다.
도 2를 참조하면, 상기 기준방향(9)은 상기 <111>- 결정방향에 수직인 평면으로 투사된 <331>- 결정방향의 방향을 가리킨다. 상기 기준방향(9)은 부가적으로 상기 광학 블랭크(1)의 대칭축(17)을 분할한다.
대안적으로, 결정방향은 라우에(Laue) 상(image)을 통해 결정될 수도 있다. 상기 전술한 단색 뢴트겐 방사를 사용한 브래그 반사의 측정과 달리, 상기 라우에 방식에 있어서, "백색(white)의", 즉, 폭이 넓은 뢴트겐 광을 사용하여 처리된다. 백색 뢴트겐 광에 대해 여러 개의 결정면 그룹의 브래그 반사가 발생하므로, 물질에 대해 특징적인 라우에 상이 형성된다. 상기 <111>- 결정방향이 입사방향에 평행하면, 세 배의 대칭을 갖는 라우에 상이 형성된다. 상기 <111>- 결정방향이 상기 디스크 법선의 약간의 각도로 이탈되면, 쉽게 왜곡된 상이 결과물이다. 예를 들어, 적절한 소프트웨어를 사용한 상기 라우에 상의 정확한 분석은 상기 디스크 법선과 상기 <111>- 결정방향과의 편차를 결정하는 데에 이용될 수 있다. 또한, 상기 상을 평가함으로써, 상기 세 배의 결정방향 <110>, <011>, 및 <101> 또는 <100>, <010>, 및 <001> 의 결정과 상기 디스크의 방향결정이 수행될 수 있다.
제4 단계에서, 상기 광학 블랭크(1)에서 상기 기준방향(9)을 표시하는 적어도 하나의 마킹(marking)(15)이 적용된다. 따라서, 상기 마킹(15)은 소정의 방식으로 상기 <331>- 결정방향(11)과 연관된다. 상기 마킹(15)은 예를 들어, 조각, 식각 또는 라벨링(labelling)에 의해 적용될 수 있다. 상기 마킹(15)을 위해 상기 광학 블랭크(1)의 실린더 가장자리가 제공될 수 있다. 대안적으로, 상기 마킹(15)은 상기 광학 블랭크(1)에 단단히 연결된 마운트(mount)에 설치될 수 있다.
제5 단계에서, 상기 광학 블랭크(1)로부터 렌즈가 제조된다. 도 3 및 도 4는 상기 광학 블랭크(1)로부터 제조된 렌즈(31)를 개략적으로 도시한다. 이때, 상기 렌즈(31)는 지지 마운트(33)에 의해 고정된다. 도 3은 도 4의 사시도에 나타난 B-B 절개선에 따른 포획된 렌즈(31)의 단면을 도시한다.
이때, 상기 렌즈(31)는 렌즈축(35)이 <111>- 결정방향(3)에 평행하도록 제조된다. 이때, 상기 전술한 마킹(15)이 상기 광학 블랭크(1)의 처리시 파열되지 않는다. 연마와 같은 다수의 처리단계가 상기 렌즈의 상측 및 하측에서만 수행되기 때문에, 상기 실린더 가장자리에는 수행되지 않을 수 있다. 불화칼슘 디스크의 가장자리도 처리되는 경우, 예를 들어, 회전되는 경우, 충분한 정밀도로 상기 마킹(15)을 상기 불화칼슘 디스크를 고정하는데 이전하고 상기 마킹(15)을 가공 후에 다시 상기 실린더 가장자리로 배치할 필요가 있다.
부가적으로, 상기 기준방향(9)의 마킹(37)이 상기 지지 마운트(33)에서 적용된다.
또다른 실시예에 따르면, 입방체 불화물 결정, 예를 들어, 불화칼슘으로 이루어진 광학 블랭크로부터 렌즈가 제조된다. 상기 불화칼슘에 있어서 이미 <111>- 결정방향이 실질적으로 상기 광학 블랭크의 표면에 수직이다. 마킹은 상기 렌즈를 제조한 후에야 적용된다.
제1 단계에서, 상기 렌즈는 상기 렌즈축이 상기 <111>- 결정방향을 가리키도록 상기 광학 블랭크로부터 제조된다.
제2 단계에서, 기준방향이 결정된다. 이때, 상기 광학 블랭크를 제조하기 위해 이미 설명한 바와 동일한 방법이 사용된다. 이때, 뢴트겐 광선의 교차점이 상기 렌즈표면상에서 높이에 맞게 정확하게 조정되어야 함을 주목해야한다. 따라서, 상기 렌즈의 배치면은 상기 높이에 따라 조정가능하다. 따라서, 상기 굽어진 렌즈표면상의 여러개의 점이 결여되어 있을 때, 상기 렌즈의 굽어진 측면이 남을 수 있다. 또한, 입사광선 또는 출사광선의 음영이 왜곡에 의해 발생할 수 있음을 고려해야 한다. 적합한 브래그 반사 및 이에 후속하는 측정 기하학을 선택함으로써 음영을 방지할 수 있다.
평면으로 평행한 플레이트에서, 상기 기재된 방법은 각도계를 기초로 하여 상기 표면의 모든 점에서 사용될 수 있다.
상기 광학 블랭크 및 상기 렌즈의 가공시, 불화칼슘으로부터 여러 색중심을 가지는 뢴트겐 방사가 발생할 수 있음을 고려해야 한다. Cu-Kα방사의 침투심도는 불화칼슘에서 약 30μm에 해당한다. 여러개의 색중심이 존재하는 것을 방지하기 위해서, 추후 상응하는 물질 제거가 수행되는 광학 블랭크 또는 렌즈에서 뢴트겐 분석을 수행하는 것이 바람직하다. Cu-Kα방사를 갖는 조사에서 상기 물질제거는 적어도 30μm의 제거를 의미한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 렌즈(51)를 개략적으로 도시한다. 도 5는 도 6의 사시도에서 표시된 C-C 절개선에 따른 렌즈(51)의 단면을 도시한다.
이때, 상기 불화칼슘렌즈(53)는 (111)- 렌즈가 아니라 (100)- 렌즈이다. 상기 렌즈축(53)은 <100>- 결정방향(55)를 정확히 가리키는 것이 아니라, 상기 렌즈축(53)과 상기 <100>- 결정방향(55) 사이에서 편차각(δ)을 형성케 한다. 이때, 상기 <100>- 결정방향(55)은 {100}- 결정면(57)에 수직이다.
상기 각도(δ)의 크기 외에도, 편차방향(63)을 결정하는 것도 중요하다. 상기 렌즈축(53)에 수직인 평면으로 상기 <100>- 결정방향(55)의 투사로서 상기 편차방향(63)을 얻는다.
바람직하게는, 상기 편차방향(63)이 상기 렌즈축(53)을 절개한다. 상기 편차방향(63)을 식별하기 위해 상기 렌즈(51)상에서 마킹(65)을 적용한다. 상기 마킹(65)은 도 5 및 도 6에 도시되지 않은 지지 마운트상에서 적용될 수도 있다. 도 6을 참조하면, 상기 마킹(65)은 상기 렌즈(51)의 외부 실린더와 함께 상기 편차방향(63)의 절개점을 표시한다.
상기 <100>- 결정방향(55)의 브래그 반사가 상기 렌즈(51)의 여러 개의 회전위치에 대해 결정되면서, 상기 렌즈축(53)에 대한 상기 <100>- 결정방향(55)의 방향이 결정될 수 있다. 이때, 상기 렌즈(51)는 그 렌즈축(53)을 중심으로 회전한다. 적어도 두 개의 회전위치에서 편차를 결정하는 것이 바람직하다. 상기 실시예에서, 측정은 0°과 90°에서 수행된다. 측정의 정밀도를 향상시키기 위해서, 상기 측정은 부가적으로 180°와 270°에서도 수행된다.
대안적으로, 상기 입사하는 측정방사가 상기 렌즈축(53)의 방향으로 입사될 때, 상기 라우에 방식을 사용하여 상기 <100>- 결정방향(55)과 상기 렌즈축(53) 사이의 편차를 결정할 수도 있다.
상기 마킹(65) 외에도 상기 렌즈(51)는 마킹(67)을 구비한다. 상기 마킹(67)은 {511}- 결정면(61)에 수직인 <511>- 결정방향(59)에 소정의 방식으로 연관된다. 상기 마킹(67)은 상기 렌즈의 외부 실린더와 함께 상기 기준방향(69)의 절개점을 표시한다. 상기 렌즈축(53)에 수직인 평면으로 상기 <511>- 결정방향(59)의 투사로서, 상기 기준방향(69)을 얻는다. 부가적으로, 상기 기준방향(69)은 상기 렌즈축 (53)을 분할한다. 따라서, 상기 <511>- 결정방향(59)이 인용된다. 이는, 상기 <511>- 결정방향(59)의 투사가 상기 렌즈축(53)에 수직인 평면으로 상기 <011>- 결정방향의 상응하는 투사에 평행하게 진행되기 때문이다. 상기 <011>- 결정방향은다시 소정의 방향이 된다. 이는, 상기 방향에 평행하게 상기 렌즈(51)를 통해 들어오는 광선이 고유 복굴절로 인해 두 개의 직교하는 편광상태의 최대 광로차를 겪기 때문이다.
렌즈축을 중심으로 한 렌즈의 회전각을 상기 대물렌즈에 단단히 연결된 기준방향에 대해 조정하기 위해서는 단일의 마킹으로 충분하다. 상기 렌즈(51)가 상기 기준방향(69)의 마킹(67)을 구비하므로, 대안적으로 상기 평차방향(63)의 상기 마킹(65) 대신에 상기 기준방향(69)과 상기 편차방향(63) 사이의 각도가 결정되고 상기 렌즈에 할당될 수 있다. 예를 들어, 상기 각도는 상기 편차각과 함께 데이터 뱅크에 저장될 수 있다. 상기 데이터 뱅크에는 예를 들어, 상기 렌즈(51)의 물질데이타 및 제조데이타가 저장된다. 따라서, 상기 각도와 최적화방법의 편차각이 모두 사용된다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 실시예에 따른 대물렌즈(71)를 개략적으로 도시한다. 상기 대물렌즈(71)는 물체(OB)를 상(IM)위로 투사한다. 렌즈(73, 75, 77, 79)가 도시되어 있다. 상기 렌즈(73, 75, 77, 79)는 광축(OA)의 방향을 가리킨다. 상기 렌즈(73, 75)는 (111)- 렌즈이며, 상기 렌즈(77, 79)는 불화칼슘으로 이루어진 (100)- 렌즈이다. 상기 고유 복굴절의 나쁜 영향을 보상하기 위해서, 상기 렌즈는 각각 그 렌즈축을 중심으로 회전되게 배치되므로, 외부 개구광선(81)의 두 개의 직교하는 편광상태 사이의 광로차와, 상기 광축(OA)을 따라 진행하는 광선의 상응하는 광로차와의 편차는 최소가 된다. 이에 따라, 상기 (111)- 렌즈(73, 75) 사이의 회전각은 60°이다. 본 발명에 따르면, 상기 렌즈(73, 75)가 상기 기준방향(87,89)을 나타내는 마킹(83, 85)을 구비하므로, 상기 회전각은 간단히 조정될 수 있다. 상기 기준방향(87, 89)은 상기 각각의 렌즈축에 수직인 평면으로 상기 각각의 <331>- 결정방향의 투사를 나타낸다. 상기 (100)- 렌즈(77, 79) 사이의 회전각은 정확히 45°가 아니다. 이는, 상기 렌즈에서 상기 각각의 <100>- 결정방향이 상기 각각의 렌즈축의 방향을 정확히 가리키지 않기 때문이다. 편차방향(95, 97)은 마킹(91, 93)에 의해 표시된다. 상기 렌즈(77, 79) 사이의 회전각을 최적화할 때, 상기 편차의 크기와 방향이 고려된다. 상기 마킹(99, 101)을 사용하여, 상기 렌즈(77, 79) 사이의 산출된 회전각이 간단히 조정될 수 있다. 상기 마킹(99, 101)은 기준방향(103, 105)을 나타내며, 상기 기준방향(103, 105)은 상기 각각의 <511>- 결정방향의 투사를 상기 각각의 렌즈축에 수직인 평면으로 나타낸다.
이하, 알려진 광학 디자인을 포함하는 대물렌즈에서 한편으로는 개별 렌즈의 렌즈축의 방향을 소정의 주결정방향으로 결정하고 다른 한편으로는 상기 렌즈 사이의 회전각을 결정할 수 있는 최적화방법이 설명될 것이다. 상기 대물렌즈의 다수의 렌즈는 복굴절 불화물결정으로 이루어지며, 상기 렌즈의 복굴절 특성은 잘 알려져 있다. 예를 들어, 고유 복굴절의 영향은, 상기 결정물질외에도 물질방향이 렌즈의 좌표계와 관련하여 잘 알려진 경우, 광선의 개구각과 방위각에 따라 이론적으로 예측할 수 있다. 그러나, 상기 복굴절 특성은 상기 렌즈부근의 측정에 의해 알려질 수도 있다. 상기 렌즈의 복굴절 특성과 상기 대물렌즈의 광학 디자인이 알려져 있으므로, 광선이 상기 대물렌즈 내부에서 겪게 되는, 두 개의 서로 직교하는 선형 편광상태에 대한 광로차가 알려져 있다. 상기 광로차는 이하에서, 그 절대값이 최소화하는 것으로 간주되는 최적화크기로서 사용된다. 이와 유사한 방식으로, 상기 최적화는 개별 광선의 전체 광선 번들(bundle)에 대해 수행될 수 있다. 상기 최적화의 가능한 자유도는 주결정방향과 관련한 상기 개별 렌즈 사이의 회전각과 상기 렌즈축의 방향이다. 한편으로는 상기 렌즈축이 상기 주결정방향을 가리키고 다른 한편으로는 상기 렌즈 사이의 회전각이 상기 각각의 렌즈축의 방향에 따라 이산값만을 수용하는 것이 바람직하다.
상기 렌즈축의 방향결정을 위해 세 개의 자유도가 사용된다. 따라서, 상기 렌즈축은 (100)- 결정방향, (111)- 결정방향, 또는 (110)- 결정방향을 가리킬 수 있다.
렌즈축이 동일하거나 이와 동등한 주결정방향을 가리키는 렌즈는 개별 그룹으로 묶인다. 이때, 각각의 그룹은 적어도 두 개의 렌즈를 구비한다.
상기 렌즈의 이산 회전각은 상기 렌즈축의 방향에 따라 좌우된다.
n (100)- 렌즈를 구비한 그룹에 대해서 회전각은을 따르며,여기서, m은 임의의 정수이다.
상기 그룹이 두 개의 (100)- 렌즈를 포함하는 경우, 상기 두 개의 렌즈 사이의 회전각이 이상적으로는 45°, 또는 135°, 225°, ... 이다.
n (111)- 렌즈를 구비한 그룹에 대해서 회전각은을 따르며 , 여기서, m은 임의의 정수이다.
n (110)- 렌즈를 구비한 그룹에 대해서 회전각은을 따르며 , 여기서, m은 임의의 정수이다.
따라서, 이중에서도 상기 렌즈의 이산 회전각과 이산 결정방향이 자유도로서 사용된다.
상기 파라미터 공간 내부에서 상기 회전각과 개별 렌즈 결정방향의 조합을 발견할 수 있다. 상기 조합에 대해 상기 최적화 크기는 최소값, 예를 들어, 임계값을 초과한다.
각각의 대물렌즈에는, 두 개의 서로 직교하는 편광상태에 대한 광로차가 전체 광선번들에 대해 최소값을 수용하는 최적의 해상도가 존재한다.
그러나, 특히 상기 대물렌즈가 도 8의 대물렌즈(8)에서와 같이 다수의 렌즈를 구비하는 경우 상기 최적의 해상도를 결정할 때 가장 많은 비용이 소요된다. 도 8에는 파장 157nm에 대한 카타디옵틱 투사대물렌즈(8)의 렌즈단면부가 도시되어 있다. 상기 대물렌즈의 광학 데이터는 표 1에 기재되어 있다. 상기 실시예는 특허출원 WO 01/50171 A1(미국 Serial No. 10/177580)에서 추론되었으며 도 9 내지 표 8에 해당한다. 상기 대물렌즈(8)의 작동방식을 보다 상세히 설명하기 위해서, 상기 특허출원 WO 01/50171 A1 (미국 Serial No. 10/177580)을 인용하였다. 상기 대물렌즈(8)의 모든 렌즈는 불화칼슘결정으로 이루어진다. 상기 대물렌즈(8)의 상측 개구수는 0.8이다.
절대적이지 않지만 최적의 해상도, 상기 대물렌즈를 실제적으로 사용하기에충분한 양호한 해상도를 찾기 위해서 최적화방법이 알려져 있다. 상기 인용참증에 알려진 매우 유사한 수학적 문제점은 "출장점원의 문제점"을 나타낸다. 여기서, 주어진 지도에서 정해진 도시를 통해 가능한한 짧은 경로를 찾을 수 있다.
상기 최적화에서, 상기 인용참증으로부터 알려진 하기 방법이 사용될 수 있다.
1. 몬테 카를로(Monte-Carlo) 찾기
2. 시뮬레이션된 어닐링("simulated annealing")
3. 임계수용("threshold accepting")
4. 중간가열을 동반한 시뮬레이션된 어닐링
5. 유전 알고리즘
고유 복굴절의 나쁜 영향을 보상하기 위해서, 제1 실시예에서는 각각의 렌즈에 대한 4개의 자유도(Freiheitsgrade; FGH)가 사용된다.
FGH 1: 회전각 0°를 구비한 (111)- 렌즈
FGH 2: 회전각 60°를 구비한 (111)- 렌즈
FGH 3: 회전각 0°를 구비한 (100)- 렌즈
FGH 4: 회전각 45°를 구비한 (100)- 렌즈
이때, 상기 개별 렌즈의 회전각은 각각 물체면(O)에서의 고정 기준방향에 관한 것이다.
도 8에 도시된 투사 대물렌즈(8)에 있어서, 몬테 카를로 찾기와 4개의 자유도(FGH1 내지 FGH4)의 디폴트값(default)을 사용하여 상기 렌즈축의 최적의 결정방향 및 상기 렌즈(L801 내지 L817)의 회전각(βL)이 상기 물체면(O)의 고정 기준방향과 관련하여 결정된다. 표 2는 상기 렌즈(L801 내지 L817)에 대해 상기 렌즈축의 결정방향 및 회전각(βL)을 제공한다. 각각의 렌즈에는 최상위 및 최하위 외부 개구광선에 대한 두 개의 서로 직교하는 편광상태의 광로차가 또한 제공된다. 이때, 상기 두 개의 외부 개구광선은 물체필드의 중앙에서 물체점으로부터 시작되며 상면(O')에서 각각 상기 광축(OA)에 대한 각도를 구비하며, 상기 각도는 상측 개구수에 해당한다. 최대로 발생하는 광로차는 5nm이다.
상기 렌즈가 개별 그룹을 가리키는 경우, 상기 최적화의 또다른 자유도를 얻는다. 이때, 하나의 그룹의 렌즈의 렌즈축은 동일한 주결정방향을 가리킨다. 하나의 그룹 내에서 상기 렌즈는 서로 회전되어, 하나의 그룹을 통해 발생하는 두 개의 서로 직교하는 선형의 편광상태에 대한 광로차의 분할이 거의 회전대칭적이도록 배치된다. 상기 부가적 자유도 내지 제조에 필요한 부가수차를 사용하여 교정하기 위해서 상기 개별 그룹간의 회전각은 임의로 조정될 수 있다.
표 2의 실시예에서, 상기 렌즈(L801 및 L814)는 (100)- 렌즈를 구비한 제1 그룹을 형성하며, 상기 두 개의 렌즈는 상기 회전각 45°로 서로 회전되게 배치된다.
상기 렌즈(L802, L804, L807, 및 L812)는 (111)- 렌즈를 구비한 제2 그룹을 형성한다. 이때, 상기 렌즈(L802 및 L807) 및 상기 렌즈(L804 및 L812)는 각각 하부그룹을 형성한다. 상기 하부그룹내에는 상기 렌즈가 서로 회전되지 않고 배치되거나 기껏해야을 따르는 회전각을 구비하며, 여기서, l은 정수이다. 상기 두 개의 하부그룹은 60°의 각을 중심으로 서로 회전되게 배치되므로, 서로 다른 하부그룹으로부터의 두 개의 렌즈사이의 회전각은을 따르며, 여기서, m은 정수이다.
상기 렌즈(L803, L805 및 L815)는 (100)- 렌즈를 구비한 제3 그룹을 형성한다. 이때, 상기 렌즈(L803) 및 상기 렌즈(L805 및 L815)는 각각 하부그룹을 형성한다. 상기 하부그룹내에는 상기 렌즈가 서로 회전되지 않고 배치되거나 기껏해야을 따르는 회전각을 구비하며, 여기서, l은 정수이다. 상기 두 개의 하부그룹은 45°의 각을 중심으로 서로 회전되게 배치되므로, 서로 다른 하부그룹으로부터의 두 개의 렌즈 사이의 회전각은을 따르며, 여기서, m은 정수이다.
상기 렌즈(L808, L809, 및 L811)는 (100)- 렌즈를 구비한 제4 그룹을 형성한다. 이때, 상기 렌즈(L808) 및 상기 렌즈(L808 및 L809)는 각각 하부그룹을 형성한다. 상기 하부그룹내에는 상기 렌즈가 서로 회전되지 않고 배치되거나 기껏해야을 따르는 회전각을 구비하며, 여기서, l은 정수이다. 상기 두 개의 하부그룹은 45°의 각을 중심으로 서로 회전되게 배치되므로, 서로 다른 하부그룹으로부터의 두 개의 렌즈 사이의 회전각은을 따르며, 여기서, m은 정수이다.
상기 렌즈(L816 및 L817)는 (111)- 렌즈를 구비한 제5 그룹을 형성한다. 이때, 상기 두 개의 렌즈는 60°의 각을 중심으로 서로 회전되게 배치된다.
제2 실시예에서, 각각의 렌즈에 대한 8개의 자유도가 사용된다.
FGH 1: 회전각 0°를 구비한 (111)- 렌즈
FGH 2: 회전각 60°를 구비한 (111)- 렌즈
FGH 3: 회전각 0°를 구비한 (100)- 렌즈
FGH 4: 회전각 45°를 구비한 (100)- 렌즈
FGH 5: 회전각 0°를 구비한 (110)- 렌즈
FGH 6: 회전각 90°를 구비한 (110)- 렌즈
FGH 7: 회전각 45°를 구비한 (110)- 렌즈
FGH 8: 회전각 135°를 구비한 (110)- 렌즈
상기 자유도의 수에 따라 최적화 결과가 개선되나, 최적화 비용이 기하급수적으로 증가된다. 또다른 자유도는 상기 회전각의 세밀한 등급에 의해 발생한다.
자명하게도, 상기 최적화방법은 보다 세밀한 이산적 회전각을 사용함으로써 수행된다.
상기 최적화에서, 스트레스(stress) 유도된 복굴절에 대한 측정 데이터, 즉, 상기 렌즈 또는 미러(mirror)의 표면 데이터 및/또는 상기 렌즈의 물질 동질성을 고려할 수도 있다. 이와같이, 모든 발생하는 장애요소의 크기가 파악되며 상기 자유도를 사용하여 상기 대물렌즈상태가 전달되며 상기 대물렌즈상태는 양호한 투사품질을 함께 제공한다.
특히, 상기 편차방향의 마킹 및 상기 크기의 표시 및 상기 각각의 렌즈축과 상기 각각의 소정의 주결정방향 사이의 편차 방향은 상기 대물렌즈의 각각 렌즈에 대해 상기 최적화에서 상기 편차에 의해 발생한 효과를 고려한다. 렌즈축이 정확하게 (100)- 결정방향, (111)- 결정방향 또는 (110)- 결정방향을 가리키는 렌즈에서, 결정대칭으로 인해, 예를 들어 두 개의 (100)- 렌즈의을 따르는 것과 같은 항상 동등한 회전각이 존재한다. 상기 두 개의 (100)- 렌즈에 대해 상기 각각의 렌즈축과 상기 각각의 주결정방향 사이의 편차가 각각 발생하는 경우, 상기 최적화에서 자연수인 m이 자유도로서 사용될 수 있다. 이때, 상기 자연수 m은 1, 2, 및 3의 값을 가진다. 상기 편차방향 및 상기 기준방향이 마킹되므로, 소정의 회전각이 정확하게 조정될 수 있다.
이하, 상기 최적화방법이 개별 단계로 설명된다.
제1 단계에서, 상기 렌즈의 복굴절 특성이 알려진 대물렌즈에 대해 목적기능이 산출된다. 상기 목적기능은 상기 복굴절의 나쁜 영향에 대한 측정을 제공한다. 목적기능으로서, 예를 들어, 최외곽 개구광선의 두 개의 서로 직교하는 선형의 편광상태에 대한 광로차가 사용된다. 목적기능으로서, 광선번들의 광경로차의 분할의최대값 또는 중간값을 정의할 수도 있다. 상기 렌즈의 회전각, 결정방향, 및 상기 대물렌즈상태의 목적기능이 저장된다.
상기 목적기능에 대해, 상기 복굴절의 나쁜 영향의 초과가 허용될 있는 임계값이 존재한다.
제2 단계에서, 상기 목적기능이 상기 임계값을 초과하는지 검사한다. 상기 임계값이 초과되면, 상기 방법이 중단된다. 상기 임계값이 초과되지 않으면, 제3 단계가 후속한다.
제3 단계에서, 그중에서도 소정의 자유도에 따라 상기 렌즈의 회전각과 상기 대물렌즈내부의 결정방향이 변한다. 여기서, 전술한 방법, 예를 들어, 몬테 카를로 방법이 사용된다.
제3 단계 이후, 상기 방법은 상기 제1 단계에서 다시 시작된다. 이때, 통과하는 연마의 수가 결정된다. 상기 통과하는 연마의 수가 최대 수를 초과하면, 상기 방법은 마찬가지로 중단된다.
소정의 임계값이 초과되거나 소정의 연마수가 초과되면, 상기 방법이 중단된다. 상기 최대 연마수가 초과되면, 예를 들어, 순위표가 결과물로서 발생한다. 상기 순위표에는 그에 속하는 목적기능을 구비한 개별 대물렌즈상태가 제공된다.
도 9를 참조로 하여 마이크로리소그래피 투사노광장치의 원리적 구조가 설명된다. 상기 투사노광장치(111)는 광원(113), 조사장치(115), 구조를 지지하는 마스크(117), 투사대물렌즈(119), 및 조사할 기판(121)을 구비한다. 상기 조사장치(115)는 상기 광원(113)의 광, 예를 들어, 작동파장에 따라 KrF 레이저 또는 ArF레이저를 모으고 상기 마스크(117)를 조사한다. 이때, 노광공정을 통해 제공된 조사분할의 동질성 및 상기 대물렌즈(19)의 유입개구부의 소정의 조사가 제공된다. 상기 마스크(117)는 마스크 홀더(113)를 사용하여 광로에 고정된다. 이러한 마이크로리소그래피에 사용된 마스크(113)는 마이크로미터 나노미터 구조를 구비한다. 구조를 지지하는 마스크로서, 소위 레티클(reticle) 외에도 대안적으로 제어가능한 마이크로미러 어레이 또는 프로그래밍가능한 LCD 어레이가 사용될 수 있다. 상기 마스크(117), 예를 들어, 상기 마스크의 분할영역은 상기 투사 대물렌즈(119)를 사용하여, 기판홀더(125)에 의해 배치된 기판(121)상에서 투사된다. 상기 투사 대물렌즈(119)는 예를 들어, 도 8에 도시된 카타디옵틱 대물렌즈이다. 이때, 상기 투사 대물렌즈의 개별 렌즈(127)는 서로 회전되게 배치됨으로써, 복굴절의 나쁜 영향 또는 다른 영향을 최소화될 수 있다. 본 발명에 따라 배치된 마킹으로 인해, 상기 렌즈의 회전각을 조정하는 것이 간단해진다. 상기 기판(121)은 일반적으로 실리콘 웨이퍼이며, 상기 실리콘 웨이퍼는 감광성 코팅, 소위 레지스트를 구비한다. 그리고 나서, 상기 조사된 기판으로부터 또다른 가공단계를 거쳐 반도체소자가 제조된다.

Claims (40)

  1. 특히 마이크로리소그래피 투사노광장치(111)의 투사 대물렌즈로 동작하는 대물렌즈(71, 8)용 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부를 제조하기 위한 예비단계로서, 결정물질로 이루어진 광학 블랭크(blank)(1)의 제조방법에 있어서,
    a) 결정구조 내부에서 방향이 정의된 소정의 제1 결정방향(3)의 방향을 결정하는 단계;
    b) 상기 제1 결정방향(3)이 상기 광학 블랭크(1)의 광학 비가공 표면(raw surface)(7)에 실질적으로 수직이 되도록 상기 광학 블랭크(1)를 가공하는 단계; 및
    c) 마킹(marking)(15)을 상기 광학 블랭크(1) 또는 상기 광학 블랭크(1)의 지지 마운트(holding mount)상에서 적용하는 단계로서, 상기 마킹(15)은 소정의 방식으로 제2 결정방향(11)에 연관되며 상기 제2 결정방향(11)은 상기 제1 결정방향(3)과 함께 0이 아닌 각도를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마킹(15)은 상기 제1 결정방향(3)에 수직인 기준방향(9)의 방향을 나타내며, 상기 기준방향(9)은 상기 제1 결정방향(3)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제2 결정방향(11)의 투사를 매핑(mapping)하는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 결정방향(3)의 위치는 상기 제1 결정방향(3)으로 배치된 제1 결정면 그룹(5)의 브래그 반사(Bragg reflection)의 방향을 측정하여 결정되는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 결정방향(3)의 위치는 다수의 측정위치에서 상기 결정면 그룹(5)의 브래그 반사의 측정방향들을 비교하여 결정되며, 상기 측정방향들은 상기 블랭크(1)의 광학 비가공 표면(7)에 수직으로 위치한 축(17)에 대해서 서로를 향해 회전되는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 결정방향(3)은 <100>- 결정방향 또는 <111>- 결정방향 또는 <110>- 결정방향 또는 상기 결정방향들과 동등한 하나의 결정방향을 가리키는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정물질은 불화칼슘, 불화스트론튬, 또는 불화바륨인 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준방향(9)의 위치는 상기 제2 결정방향(11)으로 배치된 제2 결정면 그룹(13)의 브래그 반사의 방향을 측정하여 결정되는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  8. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준방향(9)의 위치는 라우에(Laue)법을 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  9. 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 투사가 상기 제1 결정방향(3)에 수직으로 위치한 평면에서 상기 기준방향(9)에 평행하게 진행되는 광선은 두 개의 서로 직교하는 선형의 편광상태에 대한 최대 또는 최소 광로차를 겪는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 결정방향(3)은 <100>- 결정방향 또는 상기 <100>- 결정방향과 동등한 결정방향 또는 <111>- 결정방향 또는 상기 <111>- 결정방향과 동등한 결정방향을 가리키며,
    상기 제2 결정방향(11)의 투사는, 상기 제1 결정방향(3)에 수직으로 위치한 평면에서 상기 <110>- 결정방향의 투사에 평행이거나 상기 제1 결정방향(3)에 수직으로 위치한 평면에서 상기 <110>- 결정방향과 동등한 결정방향의 투사에 평행인 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  11. 제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 결정방향(3)은 <111>- 결정방향 또는 상기 <111>- 결정방향과 동등한 결정방향을 가리키고, 상기 제2 결정방향(11)은 <331>- 결정방향 또는 상기 <331>- 결정방향과 동등한 결정방향을 가리키며,
    상기 제1 결정방향(3)은 <100>- 결정방향 또는 상기 <100>- 결정방향과 동등한 결정방향을 가리키고, 상기 제2 결정방향(11)은 <511>- 결정방향 또는 상기 <511>- 결정방향과 동등한 결정방향을 가리키는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  12. 제2항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 브래그 측정방사에 의해 형성되는 상기 광학 블랭크(1)의 물질영역(material region)이 제거되는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크 제조방법.
  13. 특히 마이크로리소그래피 투사노광장치(111)의 투사 대물렌즈로 동작하는 대물렌즈(71, 8)용 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부를 제조하기 위한 원제품(original product)으로서의 결정물질로 이루어진 광학 블랭크(blank)(1)에 있어서,
    광학 비가공 표면(7)을 구비하고,
    제1 결정방향(3)이 상기 광학 비가공 표면(7)에 실질적으로 수직으로 위치하며,
    상기 광학 블랭크(1) 또는 상기 광학 블랭크(1)의 지지 마운트(holding mount)는 마킹(marking)(15)을 구비하며, 상기 마킹(15)은 소정의 방식으로 제2 결정방향(11)과 연관되며, 상기 제2 결정방향(11)은 상기 제1 결정방향(3)과 함께 0이 아닌 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크.
  14. 제13항에 있어서, 상기 마킹(15)은 상기 제1 결정방향(3)에 수직인 기준방향(9)의 방향을 나타내며, 상기 기준방향(9)은 상기 제1 결정방향(3)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제2 결정방향(11)의 투사를 매핑하는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 제1항 내지 제12항중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 광학 블랭크.
  16. 제13항 내지 제15항중 어느 한 항에 따른 광학 블랭크(1)로 이루어진 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부 제조방법에 있어서,
    d) 제1 결정방향(3, 55)의 방향이 렌즈축(35, 53)에 실질적으로 평행하도록 상기 렌즈(31) 또는 상기 렌즈부를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    e) 상기 렌즈축(53)과 상기 제1 결정방향(55) 사이의 각도 편차를 결정하는 단계;
    f) 상기 렌즈축(53)에 수직인 편차방향(63, 95, 97)을 결정하는 단계로서,상기 편차방향(63, 95, 97)은 상기 렌즈축(53)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제1 결정방향(55)의 투사를 매핑하는 단계; 및
    g) 상기 편차방향(63, 95, 97)을 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부상에서 마킹(marking)하거나 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부의 지지 마운트(holding mount)상에서 마킹하는 단계 및/또는 기준방향(69)과 상기 편차방향(63, 95, 97) 사이의 각도를 결정하고 상기 각도를 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부에 할당하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  18. 결정물질로 이루어진 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부 제조방법에 있어서,
    a1) 결정구조 내부에서 방향이 정의된 소정의 제1 결정방향(3, 55)의 방향이 렌즈축(35, 53)에 실질적으로 평행하도록 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부를 형성하는 단계; 및
    b1) 마킹(marking)(15, 37, 67, 83, 85, 99, 101)을 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부상에서 적용하거나 상기 렌즈(31) 또는 상기 렌즈부의 지지 마운트(holding mount)(33)상에서 적용하는 단계로서, 상기 마킹(15, 37, 67, 83, 85, 99, 101)은 소정의 방식으로 제2 결정방향(11, 59)과 연관되며, 상기 제2 결정방향(11, 59)은 상기 제1 결정방향(3, 55)과 함께 0이 아닌 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 마킹(15, 37, 67, 83, 85, 99, 101)은 상기 렌즈축(35, 53)에 수직인 기준방향(9, 69, 87, 89, 103, 105)의 방향을 나타내며, 상기 기준방향(9, 69, 87, 89, 103, 105)은 상기 렌즈축(35, 53)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제2 결정방향(11, 59)의 투사를 매핑하는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 렌즈축(35, 53)은 실질적으로 <100>- 결정방향 또는 상기 <100>- 결정방향과 동등한 결정방향 또는 <111>- 결정방향 또는 상기 <111>- 결정방향과 동등한 결정방향 또는 <110>- 결정방향 또는 상기 <110>- 결정방향과 동등한 결정방향을 가리키는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  21. 제18항 내지 제20항중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정물질은 불화칼슘, 불화스트론튬, 또는 불화바륨인 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  22. 제18항 내지 제21항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준방향(9, 69, 87, 89, 103, 105)의 위치는 상기 제2 결정방향(11, 59)으로 배치된 제2 결정면 그룹(13, 61)의 브래그 반사의 방향을 측정하여 결정되는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  23. 제18항 내지 제22항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준방향(9, 69, 87, 89, 103, 105)의 위치는 라우에(Laue)법을 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  24. 제18항 내지 제23항중 어느 한 항에 있어서, 투사가 상기 제1 결정방향(3, 55)에 수직으로 위치한 평면에서 상기 기준방향(9, 69, 87, 89, 103, 105)에 평행하게 진행되는 광선은 두 개의 서로 직교하는 선형의 편광상태에 대한 최대 또는 최소 광로차를 겪는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  25. 제18항 내지 제24항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 결정방향(3, 55)은 <100>- 결정방향 또는 상기 <100>- 결정방향과 동등한 결정방향 또는 <111>- 결정방향 또는 상기 <111>- 결정방향과 동등한 결정방향을 가리키며,
    상기 제2 결정방향(11, 59)의 투사는, 상기 제1 결정방향(3, 55)에 수직으로 위치한 평면에서 상기 <110>- 결정방향의 투사에 평행이거나 상기 제1 결정방향(3, 55)에 수직으로 위치한 평면에서 상기 <110>- 결정방향과 동등한 결정방향의 투사에 평행인 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  26. 제22항 내지 제25항중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 상기 렌즈부를 형성할 때 브래그 측정방사에 의해 형성되는 상기 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 상기 렌브부의 물질영역이 제거되는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  27. 제18항 내지 제26항중 어느 한 항에 있어서,
    c1) 상기 렌즈축(53)과 상기 제1 결정방향(55) 사이의 각도 편차를 결정하는 단계;
    d1) 상기 렌즈축(53)에 수직인 편차방향(63, 95, 97)을 결정하는 단계로서, 상기 편차방향(63, 95, 97)은 상기 렌즈축(53)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제1 결정방향(55)의 투사를 매핑하는 단계; 및
    e1) 상기 편차방향(63, 95, 97)을 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부상에서 마킹(marking)하거나 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부의 지지 마운트(holding mount)상에서 마킹하는 단계 및/또는 기준방향(69)과 상기 편차방향(63, 95, 97) 사이의 각도를 결정하고 상기 각도를 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부에 할당하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 또는 렌즈부 제조방법.
  28. 특히 마이크로리소그래피 투사노광장치(111)의 투사 대물렌즈로 동작하는 대물렌즈(71, 8)용 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부에 있어서,
    상기 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 상기 렌즈부는 결정물질로 이루어지며,
    상기 렌즈(31, 51) 또는 상기 렌즈부의 렌즈축(35, 53)은 실질적으로 제1 결정방향(3, 55)의 방향을 가리키며,
    상기 렌즈(31, 51) 또는 상기 렌즈부 또는 상기 렌즈(31) 또는 상기 렌즈부의 지지 마운트(holding mount)(33)는 마킹(marking)(15, 37, 67, 83, 85, 99, 101)을 구비하며, 상기 마킹(15, 37, 67, 83, 85, 99, 101)은 소정의 방식으로 제2 결정방향(11, 59)에 연관되며, 상기 제2 결정방향(11, 59)은 상기 제1 결정방향(3, 55)과 함께 0이 아닌 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈용 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부.
  29. 제28항에 있어서, 상기 마킹(15, 37, 67, 83, 85, 99, 101)은 상기 제1 결정방향(3, 55)에 수직인 기준방향(9, 69, 87, 89, 103, 105)의 방향을 나타내며, 상기 기준방향(9, 69, 87, 89, 103, 105)은 상기 제1 결정방향(3, 55)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제2 결정방향(11, 59)의 투사를 매핑하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈용 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 상기 렌즈부는 제18항 내지 제27항중 어느 한 항에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈용 렌즈(31, 51, 73, 75, 77, 79) 또는 렌즈부.
  31. 제28항 내지 제30항중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부 또는 상기 렌즈 또는 상기 렌즈부의 지지 마운트는 마킹(65, 91, 93)을 더 구비하며, 상기 마킹(65, 91, 93)은 편차방향(63, 95, 97)을 표시하고, 상기 편차방향(63, 95, 97)은 상기 렌즈축(53)에 수직으로 위치하며, 상기 렌즈축(53)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제1 결정방향(55)의 투사를 매핑하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈용(51, 77, 79) 렌즈 또는 렌즈부.
  32. 특히 마이크로리소그래피 투사노광장치(111)의 투사 대물렌즈로 동작하는 대물렌즈(71, 8)용 렌즈(51, 77, 79) 또는 렌즈부에 있어서,
    상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부는 결정물질로 이루어지며,
    상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부의 렌즈축(53)은 실질적으로 제1 결정방향(55)의 방향을 가리키며,
    상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부 또는 상기 렌즈(51, 77, 79) 또는 상기 렌즈부의 지지 마운트(holding mount)는 마킹(marking)(65, 91, 93)을 구비하며, 상기 마킹(65, 91, 93)은 편차방향(63, 95, 97)을 표시하고, 상기 편차방향(63, 95, 97)은 상기 렌즈축(53)에 수직으로 위치하며, 상기 렌즈축(53)에 수직으로 위치한 평면상에 상기 제1 결정방향(55)의 투사를 매핑하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈용 렌즈(51, 77, 79) 또는 렌즈부.
  33. 특히 마이크로리소그래피 투사노광장치(111)의 투사 대물렌즈로 동작하는 대물렌즈(71, 8, 119)에 있어서,
    제28항 내지 제31항중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 렌즈(73, 75, 77, 79, L801-L807, 127) 또는 렌즈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(71, 8, 119).
  34. 제33항에 있어서, 제28항 내지 제31항중 어느 한 항에 따른 적어도 두 개의 렌즈(73, 75, 77, 79, L801-L817, 127) 또는 렌즈부를 구비하고,
    상기 적어도 두 개의 렌즈(73, 75, 77, L801-L817, 127) 또는 상기 렌즈부의 각각 두 개의 기준방향(87, 89, 103, 105) 사이에 각각 소정의 회전각이 존재하도록 상기 적어도 두 개의 렌즈(73, 75, 77, L801-L817, 127) 또는 상기 렌즈부는 렌즈축을 중심으로 회전되게 배치되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(71, 8, 119).
  35. 제34항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 렌즈(73, 75, 77, 79, L801-L817, 127) 또는 상기 렌즈부는 입방체 결정구조를 구비한 불화물 결정으로 이루어지며,
    상기 회전각은 상기 불화물 결정의 복굴절 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(71, 8, 119).
  36. 제35항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 렌즈(77, 79) 또는 렌즈부에서는 각각 상기 렌즈축과 상기 제1 결정방향 사이의 각도편차가 발생하며,
    상기 회전각은 상기 두 개의 각도편차에 기반하여 상기 불화물 결정의 복굴절 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(71, 8, 119).
  37. 특히 마이크로리소그래피 투사노광장치의 투사 대물렌즈로 동작하는 대물렌즈(71)에 있어서,
    제32항에 따른 적어도 두 개의 렌즈(77, 79) 또는 렌즈부를 구비하고,
    상기 적어도 두 개의 렌즈(77, 79) 또는 상기 렌즈부는 각각 두 개의 편차방향(95, 97) 사이에 소정의 회전각이 존재하도록 상기 적어도 두 개의 렌즈(77, 79) 또는 상기 렌즈부는 렌즈축을 중심으로 회전되게 배치되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(71).
  38. 제37항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 렌즈(77, 79) 또는 상기 렌즈부 각각은 상기 렌즈축과 상기 제1 결정방향 사이의 수차(aberration)로 인해 상기 대물렌즈의 광학 투사성능의 장애가 발생하며,
    상기 회전각은 상기 개개의 장애가 실질적으로 보상되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 대물렌즈(71).
  39. 마이크로리소그래피 투사노광장치(111)에 있어서,
    구조를 지지하는 마스크(117)를 조사하기 위한 조사시스템(115); 및
    제33항 내지 제38항중 어느 한 항에 따른 대물렌즈(119)로서, 상기 구조를 지지하는 마스크(117)를 감광성 기판(121)상에서 투사하는 대물렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로리소그래피 투사노광장치(111).
  40. 제39항에 따른 마이크로리소그래피 투사노광장치(111)를 구비한 반도체 소자를 제조하는 방법.
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