KR20090015000A - 투영 광학계의 제조방법 - Google Patents

투영 광학계의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 비정질 재료로 이루어진 복수의 광학 소자를 포함하는 투영 광학계의 제조방법이 제공된다. 상기 방법은 투과 특성이 다른 복수의 광학 박막 후보를 준비하는 공정: 상기 복수의 광학 소자의 투과 특성을 측정하는 공정; 상기 복수의 광학 소자의 각 표면에 상기 복수의 광학 박막 후보 중 어느 하나의 광학 박막 후보를 형성한 것을 가정한 경우에 있어서의 상기 투영 광학계의 투과 특성을 계산하는 공정; 상기 계산된 투과 특성에 의거해서 상기 광학 소자의 각 표면에 형성해야 할 광학 박막을 상기 복수의 광학 박막 후보로부터 선택하는 공정; 및 상기 광학 소자의 각 표면에 상기 선택한 광학 박막을 형성하는 공정을 포함한다.

Description

투영 광학계의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING PROJECTION OPTICS}
본 발명은 감광 기판을 노광하는데 사용되는 노광장치에 탑재되는 투영 광학계의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 포토리소그래피 기술을 이용해서 반도체 메모리 칩이나 논리 회로 등의 미세한 반도체 소자, 또는 액정 표시 소자를 제조하는 데는 축소 투영 노광장치가 사용된다. 전형적인 축소 투영 노광장치에 있어서는, 레티클 또는 마스크(원판)에 묘화(描畵)된 회로 패턴을 투영 광학계에 의해서 웨이퍼 등(기판)에 투영해서 회로 패턴을 전사한다.
축소 투영 노광장치에서 전사할 수 있는 최소의 선폭(critical dimension)(해상도)은 노광 공정에 이용하는 광의 파장에 비례하고, 투영 광학계의 개구수(NA)에 반비례한다. 따라서, 파장을 짧게 하면 할수록, 그리고, NA를 높이면 높일수록, 해상도는 좋아진다. 근년, 반도체 소자의 미세화에 따라, 보다 작은 해상도 값을 실현하는 능력이 크게 요구되고 있다. 따라서, 노광광의 단파장화와 함께, 투영 광학계의 개구수의 증가에 의해 해상도의 향상이 전망되고 있다.
한편, 노광장치에 사용되는 광원은 단파장화에 따라서 KrF 레이저(파장 248 ㎚)로부터 ArF 레이저(파장 193 ㎚)로 변화되고 있다.
이들 환경 하에, 파장 250 ㎚를 밑도는 노광광을 이용하는 투영 광학계의 투과 부재에는, 주로 합성 석영 및 불화물계 결정 재료가 사용되고 있다. 이러한 투과 부재에는, 높은 광학 성능을 달성하기 위해서, 매우 낮은 복굴절을 가질 것이 요구되고 있다.
투과 부재의 복굴절은 투과 부재의 결정 배향성에 의한 진성 복굴절과 투과 부재의 내부 응력에 의해 생긴 응력 복굴절로 대별된다. 불화물계 결정 재료의 일종인 형석은 광학 성능상 무시할 수 없는 진성 복굴절을 가진다.
한편, 합성 석영과 같은 비정질 재료는 결정 배향성에 의해 생긴 진성 복굴절을 실질적으로 가지지 않는다. 그러나, 합성 석영은 불순물이나 열응력에 기인하는 것으로 여겨지는 응력 복굴절을 가지며, 그러한 응력 복굴절의 양은 투영 광학계의 결상 성능에 무시할 수 없는 영향을 줄 수 있다.
노광장치용의 고품질의 합성 석영 유리의 제조의 예는, 일본국 공개 특허 제2000-331927호 공보에 개시되어 있다. 합성 석영 유리는 다이렉트법(Direct　Method), VAD(vapor　axial　deposition)법, 졸-겔(sol-gel)법, 플라스마 버너법 등을 이용해서 제조될 수 있다.
그러나, 이들 방법의 어느 것에 있어서도, 고온 하에 형성된 합성 석영을 냉각할 때에, 합성 석영의 표면과 중심부를 냉각하는 방식의 차이로 인해 응력이 발생한다. 즉, 열이력에 의해 초래된 응력이 발생한다. 이러한 열이력에 의해 초래된 응력은 어닐링 등의 열처리에 의해 어느 정도 완화될 수 있지만, 기본적으로 응 력을 제로로 낮추는 것은 곤란하다. 투영 광학계에 포함된 광학 소자는 원형이고 축대칭이기 때문에, 합성 석영은 원주 형상으로 형성되어 이 형상으로 어닐링된다. 그 때문에, 복굴절의 진상축은 축대칭성이며, 복굴절량도 회전 대칭 성분이 대부분을 차지한다.
또, 투영 광학계의 높은 개구수화에 수반해서, 광학 소자의 경계면(표면)에의 광선의 입사각도가 증대한다. 이것에 의해, 반사막 또는 반사 방지막의 모든 입사각도에 대한 반사율 혹은 투과율을 균일하게 하는 것이 더욱더 곤란해지고 있다. 예를 들어, 합성 석영 표면에 걸쳐 반사 방지막을 형성하고자 할 경우, 해당 반사 방지막은 파장 193 ㎚의 진공 자외광에 통상 이용되는 동시에 불화물 또는 산화물 성분을 함유하는 광학 박막 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 광학 박막 재료를 이용해서 반사 방지막을 구성했을 경우, 최대 광선 입사각도가 높은 경우, 특히 55°이상의 최대 입사각을 가지는 면에 대해서 P편광의 반사율 및 S편광 반사율 중의 적어도 하나가 1%를 넘으므로 바람직하지 않게 된다. 한편, 개구수가 0.85를 넘는 높은 개구수의 투영 광학계에서는, 동공면 내의 주변부를 통과하는 광선이 광학 소자 경계면에의 입사각도가 55°를 초과하는 것이 일반적이다.
따라서, 개구수가 0.85를 넘는 높은 개구수의 투영 광학계에 있어서는, 동공면 내의 주변부를 통과하는 광선의 강도가 계의 중심부를 통과하는 광선의 강도와 다른 값이 되는 것은 피할 수 없다. 임의의 상 높이를 통과하는 광속의 동공면 내에서의 강도 분포는 이하에서는 간단히 "공동 강도 분포"라 칭한다.
투영 광학계가 화면(노광 영역) 내에서 다른 동공 강도 분포를 가지는 경우, 화면 내의 OPE(Optical　Proximity　Effect)를 변화시켜 버리는 것이 문제가 된다. OPE에 의해, 레티클 위의 같은 치수의 패턴이 다른 치수의 패턴으로서 웨이퍼 위에 노광되어 버린다.
또, 레티클 위의 패턴을 조정함으로써 OPE를 보정하는 기술을 OPC(Optical Proximity　Correction)라 칭한다. 통상, OPC는 투영 광학계의 화면 내에서 균일하게 행해진다. 화면 내에서의 OPE가 변화하면, 화면 내에서의 패턴의 치수가 OPE에 의해 변하므로 바람직하지 않다. 또, OPC를 수행한 레티클은 1개의 노광장치에 사용될 뿐만 아니라, 그 외의 노광장치에도 사용 가능하다. 이 때문에, 투영 광학계는 동공 강도 분포에 있어서 개체 차이가 없고, 동공 강도 분포가 소망의 상태, 예를 들면, 투영 광학계의 설계 단계에서 계산되는 소망의 동공 강도 분포로 설정되도록 제할 필요가 있다. 또, 투영 광학계는 동공 강도 분포가 화면 내에서 균일하게 되도록 투영 광학계를 제조할 필요가 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 높은 개구수의 투영 광학계는, 광선의 입사각도가 높은 광학 소자를 가진다. 또, 반사 방지막의 높은 입사각도 영역에서의 반사율은 반사 방지막의 제조 오차에 대해서 매우 민감하다. 따라서, 높은 개구수의 투영 광학계의 화면 내에서 동공 강도 분포를 균일하게 하는 것은 곤란하다.
또, 제조 오차에 의해서 투과 부재의 내부 투과율이 균일하지 않게 되더라도, 동공 강도 분포는 바람직하지 않게 변화되므로, 높은 개구수의 투영 광학계의 동공 강도 분포를 화면 내에서 균일하게 원하는 값으로 설정하는 것은 더욱더 곤란하다. 덧붙여, "내부 투과율"이란, 투과 부재의 표면에서의 광의 반사를 고려하지 않고 해당 투과 부재의 내부를 통과하는 광의 투과율이다.
또한, 투과 부재의 복굴절을 제로로 억제하는 것은 현실적으로 곤란하지만, 두개의 서로 직교하는 편광빔 간의 위상차가 실질적으로 없는 편광 특성을 가지는 투영 광학계가 필요하다.
본 발명은 원하는 동공 강도 분포 및 소망의 편광 특성을 가지는 투영 광학계를 안정적으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 비정질 재료로 이루어진 복수의 광학 소자를 포함하는 투영 광학계의 제조방법이 제공된다. 상기 방법은 투과 특성이 다른 복수의 광학 박막 후보를 준비하는 공정: 상기 복수의 광학 소자의 투과 특성을 측정하는 공정; 상기 복수의 광학 소자의 각 표면에 상기 복수의 광학 박막 후보 중 어느 하나의 광학 박막 후보를 형성한 것을 가정한 경우에 있어서의 상기 투영 광학계의 투과 특성을 계산하는 공정; 상기 계산된 투과 특성에 의거해서 상기 광학 소자의 각 표면에 형성해야 할 광학 박막을 상기 복수의 광학 박막 후보로부터 선택하는 공정; 및 상기 광학 소자의 각 표면에 상기 선택한 광학 박막을 형성하는 공정을 포함한다.
본 발명의 투영 광학계의 제조방법에 의하면, 원하는 동공 강도 분포 및 원하는 편광 특성을 가지는 투영 광학계를 안정적으로 제조하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가의 특징은 첨부 도면을 참조한 이하의 예시적인 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 각종 실시형태에 대해 설명한다.
[제1실시예]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 투영 광학계(PL)를 예시하고 있다. 본 제1실시예에 따른 투영 광학계(PL)는 스텝-앤드-리피트 방식의 노광장치 또는 스텝-앤드-스캔 방식의 노광장치에 적용가능하다. 투영 광학계(PL)는 수십매의 광학 소자를 포함하여, 고정밀도로 수차가 보정되도록 구성되어 있다. 도 1에서는, 수십매의 광학 소자를 간략화하여, 렌즈(1) 내지 (3)만을 대표적인 광학 소자로서 표시하고 있다. 광학 소자는 비정질 합성 석영으로 구성된다.
렌즈(1) 내지 (3)는 합성 석영 재료를 절삭 및 연마함으로써 형성되고 있다. 참조 부호 (4)는 각 렌즈의 경계면 위에 형성된 광학 박막을 나타낸다. 자외광에 이용되는 광학 박막은 저굴절률 재료, 고굴절률 재료 또는 고반사 재료로 이루어져 있을 수 있다. 저굴절률 재료는 일반적으로 불화 마그네슘(MgF2)으로 이루어져 있는 반면, 고굴절률 재료는 일반적으로 불화 란탄(LaF3), 불화 네오디뮴(NdF3), 불화 가드늄(GdF3) 또는 불화 사마륨(SmF3)으로 이루어져 있다. 또, 고반사 재료는 일반적으로 알루미늄(Al), 은(Ag) 등으로 이루어져 있다.
도 1에 있어서, 참조 부호 (5)는 레티클, (6)은 웨이퍼이다. 또, (7) 내지 (9)는 레티클(5)과 웨이퍼(6) 사이의 광축 위를 지나는 대표적인 광선을 나타내는 반면, (10) 내지 (12)는 그들 사이의 축외를 지나는 대표적인 광선을 나타내고 있다. 본 제1실시예에 따른 투영 광학계(PL)는 텔레센트릭성인 광학계이며, 여기서, 광선(8) 및 (11)은 광축에 평행한 주된 광선이다.
도 1에 있어서 투영 광학계(PL)의 편광 특성을 설명하기 위해서, 광선(7) 내지 (9)의 각각에 대해서 편광 성분이 도시되어 있다. 특히, 렌즈(1)에 입사하기 전의 광선(7)의 편광 성분을 (13) 및 (14)로 표시하고, 렌즈(2)를 나간 후의 광선(7)의 편광 성분을 (15) 및 (16)으로 표시하며, 렌즈(3)를 나간 후의 광선(7)의 편광 성분을 (17) 및 (18)로 표시한다. 여기서, 편광 성분(13), (15) 및 (17)은 지면에 평행한 반면, 편광 성분(14), (16), 및 (18)은 지면에 대해서 수직이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광속(7)이 렌즈(1)에 입사하기 전에, 편광 성분(13) 및 (14)은 동일한 파면을 가진다. 그러나, 광속(7)이 2매의 투과 부재, 즉, 렌즈(1) 및 (2)를 통과하면, 편광 성분(15), (16)의 파면은 서로 어긋나게 된다. 즉, 서로 직교하는 두 편광 성분(15), (16) 간에 위상차(2편광 위상차)가 생긴다. 이 위상차는 렌즈 내부의 응력 복굴절과 렌즈 표면 위에 형성된 광학 박막의 2편광 위상차에 의해서 생긴다. 2편광 위상차가 생긴 상태의 광속이 웨이퍼(6)에 도달하는 경우, 투영 광학계(PL)의 결상 성능이 열화될 수 있다.
또, 광속(7) 내지 (9)이 레티클(5) 위의 1점으로부터 투영 광학계를 통해 사출될 경우, 레티클(5) 위에서의 광속(7) 내지 (9)의 강도는 상이한 강도로 감쇠되어 웨이퍼(6) 위의 1점에 도달한다. 강도의 감쇠는 렌즈 경계면에서의 투과율 및 렌즈 내부의 투과율에 기인해서 일어나며, 이 감쇠량은 렌즈 경계면에 대한 광속의 입사각도 및 입사 위치, 또한 렌즈 내부를 통한 상이한 통과 거리로 인해 광선 간에 상이하다. 따라서, 이들 차이를 고려하지 않는 한, 레티클(5) 위의 1점으로부 터 사출하는 각 광선의 동공면에서의 강도 분포, 즉, 동공 강도 분포는 균일하게 될 수 없다.
또, 동공 강도 분포는 입사하는 광선의 편광 상태에 따라서 다르다. 그 이유는 주로 광학 박막의 투과율이나 반사율이 입사하는 광선의 편광 방향에 따라 다르기 때문이다.
도 2는 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 제1실시예에 따른 투영 광학계(PL)의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 본 제1실시예에 따른 제조방법은 합성 석영의 응력 복굴절 분포를 측정하는 측정 공정(F1)과 광학 박막을 최적화하는 최적화 공정(F2)을 포함하고 있다. 상기 제조방법은 또한 최적화된 광학 박막을 렌즈 위에 형성하는 코팅 공정(F3)을 추가로 포함하고 있다.
공정(F1)에서는, 각 합성 석영 부재의 복굴절을 측정한다. 이 측정 결과로부터 얻어진 합성 석영 부재의 복굴절 측정값 세트를 편의상 Gm이라 정의한다. 상기 세트(Gm)에는 각 합성 석영 부재에 있어서의 복굴절의 진상축 분포와 복굴절량 분포가 포함된다. 이 공정(F1)은 합성 석영 부재의 형상 가공의 전후의 어느 쪽에 수행해도 상관없다. 즉, 상기 복굴절측정은 합성 석영 부재가 실제의 렌즈 형상, 혹은 예컨대 합성 석영 부재가 여전히 디스크 혹은 블록 형태인 경우 등의 가공 전의 형상인 상태에서 수행해도 상관없다.
다음에, 공정(F2)에서는, (Gm)에 의거해서 결정된 투영 광학계(PL)의 2편광간 위상차 및 동공 강도 분포가 최적으로 되도록 광학 박막을 최적화한다. 상세하게는, 2편광 위상차가 저감되어 동공 강도 분포가 화면 내에 균일하게 되도록, 광 학 박막을 최적화한다. 이 최적화 공정에서는, 합성 석영 부재의 각 경계면 위에 형성할 광학 박막의 후보의 설계치 세트로서 이하의 표 1에 나타낸 막 설계치 A 내지 E를 이용한다.
막 종류 굴절률 막 두께(㎚)
막 설계치 A 막 설계치 B 막 설계치 C 막 설계치 D 막 설계치 E
L 1.40 26.69 31.00 31.56 24.35 37.70
H 1.70 14.08 17.63 9.71 16.85 10.88
L 1.40 10.02 14.93 21.63 19.43 10.00
H 1.70 46.43 22.87 30.32 25.47 41.92
L 1.40 14.12 41.08 13.15 20.32 23.38
H 1.70 43.56 46.16 46.78 46.10 47.21
L 1.40 34.03 27.53 33.70 34.22 27.37
막 설계치 A 내지 E는 파장 193 ㎚에 대한 반사 방지막(광학 박막)의 막 설계치이다. 도 3은 광학 박막 A, B, 및 C에 있어서의 S편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성, 도 4는 광학 박막 A, B, 및 C에 있어서의 P편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성, 도 5는 광학 박막 A, B, 및 C에 있어서의 P편광과 S편광간 위상차에 대한 입사각도 의존성, 도 6은 광학 박막 A, D, 및 E에 있어서의 S편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성, 도 7은 광학 박막 A, D, 및 E에 있어서의 P편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성, 도 8은 광학 박막 A, D, 및 E에 있어서의 P편광과 S편광간 위상차에 대한 입사각도 의존성을 각각 나타내고 있다. 광학 박막 A의 특성은, 입사각도가 55° 이하의 범위인 경우, S편광 투과율 및 P편광 투과율은 모두 98.5% 이상이 되고, P-S 위상차 Δ는 입사각도가 55° 이하의 범위인 경우 약 1° 이하이다.
여기서, 막 설계치 B 및 C를 가진 광학 박막 B 및 C를 광학 소자의 경계면 위에 형성함으로써, 광학 소자 표면에서의 투과율에 대한 입사각도 특성(즉, 입사각도 의존성)을 막 설계치 A로 얻어진 것에 대해서 변화시킬 수 있다. 마찬가지로, 막 설계치 D, E를 가진 광학 박막 D, E를 광학 소자의 경계면 위에 형성함으로써, 광학 소자 표면에서의 위상차에 대한 입사각도 특성을 막 설계치 A로 얻어진 것에 대해서 변화시킬 수 있다. 여기서, 막 설계치 A, B, 및 C가 투과율에 대해서 변화된 입사각도 특성을 가진다고 하더라도, 이들은 위상차에 대해서 입사각도 특성이 거의 또는 전혀 변화하지 않는다. 한편, 막 설계치 A, D, 및 E가 위상차에 대해서 변화된 입사각도 특성을 가진다고 하더라도, 이들은 투과율에 대해서 입사각도 특성이 거의 또는 전혀 변화하지 않는다. 이것은, 동공 강도와 2편광 위상차가 서로 독립적으로 제어될 수 있다는 것을 의미한다.
이 최적화는, 광학 소자의 경계면에 대해서 상기 막 설계치 A 내지 E로부터 적절한 막 설계치를 선택하고, 화면 내의 각 상 높이의 동공 강도 분포와 투영 광학계의 위상차를 계산하고, 이들 선택 공정 및 계산 공정을 반복함으로써 수행된다. 이 계산 공정은 본 제1실시예에 따른 투영 광학계(PL)의 광선 추적 데이터와 광학 박막의 입사각도 특성과 (Gm)을 이용함으로써 수행될 수 있다. 본 제1실시예에서는, 사전에 광학 박막의 막 설계치를 준비하고, 이어서 적절한 막 설계치를 선택함으로써 최적화를 수행하고 있다. 이와 같이 해서 얻어진 계산 결과 중, 최상의 결과를 발휘하는 광학 소자의 경계면에 대해서 막 설계치 A 내지 E를 조합하면 최적의 결과로 된다. 이 막 설계치의 최적 조합을 이하에서는 ARd라 칭한다.
이 최적화에 관해서, 준비하는 막 설계치를 증가시킬수록, 보다 양호한 최적화 결과를 얻을 수 있다. 게다가, 임의의 경계면에 대해서 막 설계치를 모든 막의 막 두께가 서로 약 ±10%만큼 미세하게 변화되도록 혹은 모든 막 대신에 막의 일부만의 막 두께가 서로 약 ±10%만큼 미세하게 변화되도록 조정함으로써 훨씬 양호한 최적화 결과를 얻는 것이 가능하다.
마지막으로, 공정(F3)에 있어서, 각 광학 소자의 경계면에 ARd에 따라서 광학 박막을 코팅한다.
[제2실시예]
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 투영 광학계의 제조방법의 순서도이다. 본 제2실시예에 따른 제조방법은, 제1실시예와 마찬가지로, 합성 석영의 응력 복굴절 분포를 측정하는 측정 공정(F1) 및 광학 박막을 최적화시키는 최적화 공정(F2a)을 포함하고 있다. 단, 본 제2실시예에서는, 광학 박막의 코팅 공정을 공정(F3a)과 공정(F3b)의 두 공정으로 나누어 실시한다. 또, 본 제2실시예에 따른 제조방법은 공정(F3a)에서 얻어진 코팅 결과를 측정하는 공정(F4)도 포함한다. 이것을 더욱 상세하게 설명하면, 제1코팅 공정(F3a)에서의 제조 오차(제조 실적값)를 공정(F4)에서 측정하고, 그 측정 결과를 기초로 해서 재차 공정(F2b)에서 최적화(재선택) 공정을 실시함으로써, 그 측정 결과 및 최적화 결과를 제2코팅 공정(F3b)에 대한 피드백으로서 사용할 수 있다. 이하의 설명에서는, 제1코팅 공정(F3a)에서 코팅 처리되는 광학 소자를 선행 소자라 칭하고, 제2코팅 공정(F3b)에서 코팅 처리되는 광학 소자를 보정 소자라고 칭한다.
최적화 공정(F2a)은 제1실시예에 있어서의 공정(F2)과 마찬가지로 (Gm)을 기초로 하고 있지만, 공정(F2a)에서는, 선행 소자의 경계면에 대해서 최적인 막 설계치의 조합 (ARd)fix 및 보정 소자의 경계면에 대한 최적인 막 설계치의 조합 (ARd)comp가 얻어진다. 공정(F3a)에서는, (ARd)fix에 따라서, 선행 소자에만 코팅 처리를 수행한다. 다음에, 공정(F4)에서는 공정(F3a)으로부터의 코팅 결과가 측정된다. 공정(F4)에서의 측정은, 예를 들어 선행 소자의 경계면에서의 투과율에 대한 입사각도 의존성, 분광 특성 및 P-S 위상차(2편광 위상차)에 대한 입사각도 의존성을 기초로 해서 수행된다. 이 측정에 의해서, 실제의 코팅 결과에 (ARd)fix에 대해서 어떠한 오차가 존재하는지가 결정된다. 이와 같이 해서 얻어진 각 선행 소자의 경계면에 대한 코팅 실적(제조 실적치) 세트를 이하 (ARm)fix라 칭한다.
다음에, 공정(F2b)에서 광학 박막을 재차 최적화한다. 여기에서는, (ARm)fix가 이미 얻어지고, 선행 소자에 대한 박막 구성은 고정되어 있으므로, 나머지 보정 소자에 대해서만 최적화를 수행함으로써, (ARd)comp를 갱신한다. 이 경우의 최적화 수법은 공정(F2a)에서의 것과 동일하다. 공정(F3b)에서는, 코팅 공정은 갱신된 (ARd)comp에 따라 보상 소자에 대해서만 수행된다.
본 제2실시예에서는, 광학 소자를 선행 소자와 보정 소자의 2개로 나누었지만, 광학 소자는 대안적으로는 3개 이상의 소자군으로 나누어도 된다. 이 경우, 코팅 오차에 대해서 수행되는 피드백 공정의 수를 증가시켜도 무방하다.
[제3실시예]
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 투영 광학계의 제조방법의 순서도이다. 본 제3실시예에 따른 제조방법은, 제2실시예와 마찬가지로, 합성 석영의 응력 복굴절 분포를 측정하는 측정 공정(F1), 광학 박막을 최적화하는 최적화 공정(F2a), 선행 소자에 대한 코팅 공정(F3a), 보정 소자에 대한 코팅 공정(F3b), 및 투영 광학계의 동공 강도 분포 및 위상차(제조 실적값)를 측정하는 측정 공정(F4a)을 포함한다. 이 공정(F4a)에서의 투영 광학계의 측정치(Um)는, (Gm)과 (ARm)fix의 효과 외에, 합성 석영의 외부 응력에 의해 초래된 응력 복굴절에 의해서 영향받는다. 본 제3실시예에서는, 이 측정치(Um)를 지표로서 이용해서 최적화 공정(F2b)을 수행한다.
본 제3실시예에 따른 고정밀도로 수차가 보정된 투영 광학계의 제조방법에는 추가로 수차 보정 공정이 포함될 수 있다. 구체적으로는, 이 수차 보정 공정은 투영 광학계의 수차를 측정하는 공정과, 얻어진 측정 결과를 지표로 이용해서 복수의 광학 소자 표면에 추가의 약간의 가공(추가 연마)을 수행하는 공정을 포함한다. 제3실시예에 있어서는, 제조 효율을 증가시키기 위해서, 이 수차 보정 공정의 수차 측정과 상기 공정(F2b)을 동시에 실시하는 것이 바람직하다. 또, 수차를 보정하기 위해서, 광학 소자 표면에 추가의 가공을 수행할 경우, 추가 가공의 완료 후에 그 광학 소자의 표면 위에 광학 박막을 형성한다. 따라서, 제3실시예에서는, 제조 효율을 증가시키기 위해서, 추가 가공되는 광학 소자는 보정 소자와 일치하는 것이 바람직하다.
[예시적인 실시예에 따른 디바이스 제조방법]
반도체 소자 혹은 액정 표시 소자 등의 디바이스는 전술한 투영 광학계의 제조방법의 실시예의 어느 것에 따라 제조된 투영 광학계를 탑재한 노광장치를 이용해서 감광제를 도포한 단결정 기판 혹은 유리 기판 등의 기판을 노광하는 공정, 상기 기판에 대해 현상 처리를 수행하는 공정 및 공지된 추가의 공정을 수행함으로써 제조될 수 있다.
이상, 본 발명은 예시적인 실시형태를 참조해서 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 제한되지 않는 것임은 물론이다. 이하의 특허청구범위의 범주는 그러한 변형과 등가의 구성 및 기능을 모두 망라하도록 최광의 해석에 따를 필요가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 투영 광학계를 나타낸 도면;
도 2는 제1실시예에 따른 투영 광학계의 제조방법을 나타낸 순서도;
도 3은 표 1에 있어서의 막 설계치 A, B, 및 C를 가지는 광학 박막 A, B, 및 C의 S편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성을 나타낸 그래프;
도 4는 표 1에 있어서의 막 설계치 A, B, 및 C를 가지는 광학 박막 A, B, 및 C의 P편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성을 나타낸 그래프;
도 5는 표 1에 있어서의 막 설계치 A, B, 및 C를 가지는 광학 박막 A, B, 및 C의 P편광과 S편광간의 위상차에 대한 입사각도 의존성을 나타낸 그래프;
도 6은 표 1에 있어서의 막 설계치 A, D, 및 E를 가지는 광학 박막 A, D, 및 E의 S편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성을 나타낸 그래프;
도 7은 표 1에 있어서의 막 설계치 A, D, 및 E를 가지는 광학 박막 A, D, 및 E의 P편광의 투과율에 대한 입사각도 의존성을 나타낸 그래프;
도 8은 표 1에 있어서의 막 설계치 A, D, 및 E를 가지는 광학 박막 A, D, 및 E의 P편광과 S편광간의 위상차에 대한 입사각도 의존성을 나타낸 그래프;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 투영 광학계의 제조방법의 순서도;
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 투영 광학계의 제조방법의 순서도;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 ~ 3: 렌즈 4: 광학 박막
5: 레티클 6: 웨이퍼
7 ~ 12: 광선 13 ~ 18: 편광 성분
PL: 투영 광학계

Claims (6)

  1. 비정질 재료로 이루어진 복수의 광학 소자를 포함하는 투영 광학계의 제조방법에 있어서,
    투과 특성이 다른 복수의 광학 박막 후보를 준비하는 공정:
    상기 복수의 광학 소자의 투과 특성을 측정하는 공정;
    상기 복수의 광학 소자의 각 표면에 상기 복수의 광학 박막 후보 중 어느 하나의 광학 박막 후보를 형성한 것을 가정한 경우에 있어서의 상기 투영 광학계의 투과 특성을 계산하는 공정;
    상기 계산된 투과 특성에 의거해서 상기 광학 소자의 각 표면에 형성해야 할 광학 박막을 상기 복수의 광학 박막 후보로부터 선택하는 공정; 및
    상기 광학 소자의 각 표면에 상기 선택한 광학 박막을 형성하는 공정을 포함하는 투영 광학계의 제조방법.
  2. 비정질 재료로 이루어진 복수의 광학 소자를 포함하는 투영 광학계의 제조방법에 있어서,
    투과 특성이 다른 복수의 광학 박막 후보를 준비하는 공정;
    상기 복수의 광학 소자의 투과 특성을 측정하는 공정;
    상기 복수의 광학 소자의 각각의 표면에 상기 복수의 광학 박막 후보 중 어느 하나의 광학 박막 후보를 형성한 것을 가정한 경우에 있어서의 상기 투영 광학 계의 투과 특성을 계산하는 공정;
    상기 계산된 투과 특성에 의거해서 상기 광학 소자의 각각의 표면에 형성해야 할 광학 박막을 상기 복수의 광학 박막 후보로부터 선택하는 공정;
    상기 복수의 광학 소자 중 적어도 하나의 광학 소자의 표면에 상기 선택한 광학 박막을 형성하는 공정;
    상기 적어도 하나의 광학 소자의 표면에 형성된 광학 박막의 제조 실적값을 측정하는 공정;
    상기 측정된 제조 실적값에 의거해서, 상기 복수의 광학 소자에 포함된 나머지 1개 이상의 광학 소자의 표면에 형성해야 할 광학 박막을 상기 복수의 광학 박막 후보로부터 선택하는 공정; 및
    상기 나머지 1개 이상의 광학 소자의 표면에 형성해야 할 광학 박막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 측정된 제조 실적값은 상기 광학 박막이 형성된 상기 적어도 하나의 광학 소자의 투과 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 측정된 제조 실적값은 상기 광학 박막이 형성된 상기 적어도 하나의 광학 소자를 포함하는 상기 투영 광학계의 투과 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광학 소자에 대해 측정된 투과율 특성은 상기 복수의 광학 소자의 복굴절 분포 및 내부 투과율의 적어도 하나를 포함하고,
    상기 투영 광학계에 대해 계산된 투과율 특성은 2편광빔 간의 2편광 위상차 및 투영 광학계의 동공 강도 분포 중의 적어도 한쪽을 포함하며;
    상기 복수의 광학 박막 후보 중에 존재하는 투과 특성은 2편광 위상차에 대한 입사각 의존성 및 투과율에 대한 입사각 의존성 중의 적어도 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투영 광학계에 포함되는 모든 투과 부재는 비정질 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계의 제조방법.
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