KR20090098809A - 조명 광학 유닛 및 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치 - Google Patents

조명 광학 유닛 및 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치 Download PDF

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칼 짜이스 에스엠테 아게
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Abstract

마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1)는 물체 평면(5)에 있는 물체 필드를 조명하기 위한 조명 광학 유닛(6)과 EUV 광원(3)을 갖는 조명 시스템(2)을 포함한다. 투영 광학 유닛(6)은 이미지 평면(7)에 물체 필드를 결상하는 역할을 한다. 투영 광학 유닛(6)의 개구 조리개 평면과 일치하는 평면 또는 광학적으로 그에 공액인 평면인, 조명 광학 유닛(4)의 평면 내에 배치된 개구 조리개 경사 미러(15)는 조명광(8)이 인가될 수 있는 다수의 개별적인 경사면(bevel)들을 포함한다. 보정 스크린(17)이 투영 광학 유닛(6)의 개구 조리개 평면에 또는 그에 인접하여 또는 그에 공액인 평면에 배치된다. 상기 보정 스크린(17)은 투영 광학 유닛의 입사측 개구 조리개의 조명을 담당하여, 상기 투영 광학 유닛(6)의 입사측 개구 조리개에 있는 개구 조리개 경사 미러(15)의 개별적인 경사면들과 관련된 광원 이미지들의 적어도 몇몇이 하나의 동일한 스크린 에지에 의해 부분적으로 가려지도록 한다. 상기 스크린 에지의 형태는, 조명의 텔레센트릭성과 타원율을 보정하기 위하여 투영 광학 유닛의 입사측 개구 조리개에 있는 개구 조리개 경사면들과 관련된 광원 이미지들의 부분적인 음영을 위해 미리 결정된다. 투영 노광 장치(1)가 동작하는 동안, 제 1 기하학적 조명 형태(21)가 제 2 기하학적 조명 형태(22, 22', 22")로 바뀔 수 있다. 이 경우에, 보정 스크린(17)은 대체 스크린(17)으로 바뀌는데, 이에 대응하여 상기 대체 스크린의 스크린 에지는 제 2 조명 모듈을 갖는 조명의 텔레센트릭성과 타원율의 보정을 위한 대체 조명 모듈(22, 22', 22")로 조정된다.

Description

조명 광학 유닛 및 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치{Illuminating optical unit and projection exposure apparatus for microlithography}
본 발명은 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 투영 노광 장치용 조명 광학 유닛, 그러한 투영 노광 장치를 동작시키는 방법, 미세 구조 소자를 제조하는 방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 미세 구조 소자에 관한 것이다.
마이크로리소그래피용 투영 노광 장치는, 특히 EP 1 349 009 A2 및 그의 서치 리포트에서 인용된 문서들로부터 알려져 있다. 추가적인 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치들은 US 6,859,328 B2, US 6,658,084 B2, WO 2005/015314 A2, US 6,452,661 B2, US 2006/0012767 A1, EP 1 067 437 B1 및 US 2003/0031017 A1으로부터 알려져 있다.
투영 노광 작업 요구하기 위해 정밀하게 설계된 그러한 투영 노광 장치는 그의 조명 파라미터들에 관한 한, 특히 왜곡, 텔레센트릭성 및 타원율의 조명 파라미터들에 관한 한 여전히 향상을 요구하고 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 조명 파라미터들, 특히 왜곡, 텔레센트릭성 및 타원율의 조명 파라미터들이 향상되는 방식으로 도입부에서 언급된 타입의 투영 노광 장치를 개발하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에서 특정된 특징들을 갖는 투영 노광 장치에 의해 본 발명에 따라 성취된다.
본 발명에 따르면, 조명 광학 유닛의 조명 파라미터들, 특히 물체 평면의 상류측에 있는 결상 광학 그룹의 왜곡 효과가 보정 조리개(correction diaphragm)의 조리개 에지(diaphragm edge)에 의해 영향을 받을 수 있다. 이는, 상기 파라미터들의 소정의 값으로부터의 편차가 최소화되는 방식으로 상기 파라미터들을 최적화하는데 활용될 수 있다. 따라서 조리개 에지의 형태는, 특히 물체 평면의 상류측에 있는 결상 광학 어셈블리에 의해 초래된 왜곡 수차의 전치 보상(precompensation)을 위해 미리 정의될 수 있다. 특히, 물체 평면의 상류측에 있는 결상 광학 어셈블리의 상이한 기하학적 형상들에 대해 그리고 상이한 조명 설정들에 대해, 조명 광학 유닛의 동공 다면 미러(pupil facet mirror)의 음영(shading)을 적응시키는 것이 가능하다. 예로써, 보정 조리개의 조리개 에지의 타원형 에지 윤곽은, 그에 상응하여 타원형으로 미리 형성된 광선들의 빔과 물체 평면의 상류측에 있는 하류측 결상 광학 어셈블리의 왜곡 효과와의 결합이 물체 필드의 필드점(field point)들의 조명의 바람직한 회전 대칭적인 조명 각도 분포(illumination angle distribution)를 가져오는 결과를 가질 수 있다.
청구항 2 및 3에 따른 보정 조리개의 배열이 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛의 구조적인 조건들에 따라 선호된다.
청구항 4에 따른 동공 다면 미러는 물체 필드에 걸친 조명 평균 분포의 정의된 사전 정의(predefinition)를 가능하게 한다.
청구항 5에 따른 음영은 이 경우에 개별 면(facet)들의 형태에 대해 적응되어야 하는 조리개 에지 없이도 투영 노광 장치의 조명 파라미터들의 우수한 사전 정의를 허용한다. 이러한 타입의 조리개 에지는 상대적으로 적은 지출로 제조될 수 있다.
보정 조리개의 왜곡-보정 특성들은 청구항 6에 따른 조명 광학 유닛의 구성에서 필드 다면 미러(field facet mirror)로 특히 잘 나타내어 진다.
청구항 7에 따른 아치형 필드면들은 조명될 아치형 물체 필드와 함께 일반적으로 사용된다. 아치형 필드는 청구항 8에 따른 스침 입사(grazing incidence)용 미러(스침 입사 미러)에 의해 종종 형성되는데, 상기 스침 입사 미러는 물체 평면의 상류측에 있는 결상 광학 어셈블리의 부품이다. 보정 조리개는, 특히, 상기 스침 입사용 미러에 의해 초래된 왜곡 효과가 보상되는 것을 보장한다.
청구항 9에 따른 투영 노광 장치에 있어서, 동공 다면 미러와 함께 상기 보정 조리개는 구조적인 유닛으로서 구성될 수 있다. 이러한 구조적인 유닛은, 상기 동공 다면 미러에 연결되어 있으며 하나의 동일한 동공 다면 미러와 함께 상이한 보정 조리개들을 사용하는 것을 가능하게 하는 보정 조리개 교체 가능 홀더를 특히 포함할 수 있다. 그 대신에 상기 교체 가능 홀더는 동공 다면 미러에 독립적인 부품일 수도 있다.
청구항 10에 따른 보정 부분은 본 발명에 따른 보정 조리개의 특히 간단한 구성이다. 조리개의 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽은, 상기 보정되지 않은 조리개의 조리개 에지로부터 나와서 조명 광학 유닛 또는 투영 광학 유닛의 필드의 중심, 즉 예컨대 물체 필드 또는 이미지 필드의 중심을 통과하여 진행하는 광선들에 의해 정의될 수 있다. 각도 공간(angle space) 내의 이들 광선들, 즉 조명 각도 분포의 주변 광선들이 간단한 기하학적 형태, 즉 예를 들어 정확한 원, 다수의 원들, 정사각형, 타원, 사다리꼴, 직사각형, 사인 곡선 또는 코사인 곡선 형태로 표현될 수 있는 한에 있어서는, 주요 광선 방향 둘레에, 아직까지 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽이 존재한다. 보정 조리개의 둘레 부분 윤곽이 추가적인 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽으로부터 벗어난 만큼의 보정 정도는 부분적으로 가려진 광원 이미지들의 직경의 일부 영역 내에 특히 있다. 이 경우에, 상기 보정 정도는 광원 이미지 직경의 1%와 90% 사이에서 특히 변할 수 있다. 보정 정도는 바람직하게는 광원 이미지 직경의 10%와 80% 사이, 더욱 바람직하게는 20%와 70% 사이, 더욱 바람직하게는 30%와 60% 사이 그리고 더욱 더 바람직하게는 40%와 50% 사이에 있다.
초기에 언급된 목적은 청구항 11에서 특정된 특징들을 갖는 투영 노광 장치에 의해 본 발명에 따라 추가적으로 성취된다.
본 발명에 따르면, 텔레센트릭성(telecentricity) 및 타원율(ellipticity)의 조명 파라미터들이 보정 조리개의 조리개 에지에 의해 영향을 받는다는 것이 또한 인식되었다. 이는, 소정의 값들로부터의 상기 파라미터들의 편차가 최소화되도록 하는 방식으로 상기 파라미터들을 최적화하는데 활용될 수 있다. 따라서 조리개 에지의 형태는 물체 필드의 조명의 텔레센트릭성 및 타원율의 보정을 위해 특히 미리 규정될 수 있다. 특히, 방사광(radiation) 광원들의 상이한 기하학적 형태 및 상이한 조명 설정들에 대해 상기 동공 다면 미러의 음영을 적응시키는 것이 가능하다. 상기 동공 다면 미러의 개별 면들 그 자체가 가려지도록, 상기 음영은 동공 다면 미러에 인접하여 직접적으로 영향을 받을 수 있다. 그 대신에, 상기 보정 조리개가 동공 다면 미러에 인접하여 배치되지 않고 오히려 동공 다면 미러에 대한 공액 동공 평면의 영역에 배치되는 것이 가능하다. 이들 경우의 각각에서, 몇몇의 개별 면들 또는 상기 개별 면들에 할당된 몇몇의 광원 이미지들이 하나의 동일한 조리개 에지에 의해 부분적으로 가려진다.
청구항 12 및 13에 따른 구성들의 이점들은 청구항 9 및 10을 참조하여 위에서 이미 설명되었던 것들과 대응한다.
텔레센트릭성 및 타원율의 조명 파라미터들로 이루어진 요구 조건들은 청구항 14에 따른 보정 프로파일로 만족될 수 있다. 청구항 10에 관하여 위에서 주어진 설명들은, 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽으로부터 연속적인 보정 프로파일이 벗어난 만큼의 최대 보정 정도에 적용 가능하다.
청구항 15에 따른 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽에 대한 사전 정의는 보정 조리개의 조리개 에지 프로파일의 구성에 대한 최적화를 위한 출발값을 구성한다. 그에 대응하는 최적화 방법은 용이하게 관리 가능한 계산적인 복잡성으로 수행될 수 있다. 그 대신에, 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽으로부터의 상기 보정 조리개의 둘레 부분 윤곽의 계단형 편차가 또한 가능하다. 조리개의 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽 및 보정 정도의 상대적인 크기에 대하여 청구항 10에 관하여 위에서 주어진 설명들이 적용될 수 있다.
청구항 16에 따른 조정 가능한 보정 조리개는 미세한 조정이 가능하며 따라서 텔레센트릭성 및 타원율의 조명 파라미터들의 미세한 최적화가 가능하다.
청구항 17에 따른 보정 조리개는 특히 간단한 구성을 갖는다. 특히, 소정의 채움 계수(fill factor)를 갖는 통상적인 설정이 그러한 조리개에 대해 가능하다.
청구항 18에 따른 보정 조리개는, 텔레센트릭성 및 타원율의 조명 파라미터들에 관하여 보정되는 환형(annular) 조명 설정을 보장한다. 여기서도 역시, 조리개 에지들 중에서 적어도 하나의 형태는 특히 조명의 텔레센트릭성 및 타원율의 보정을 위해 미리 규정된다.
보정된 쌍극, 사중극 또는 다른 다중극 설정이 청구항 19에 따른 보정 조리개로 형성될 수 있다. 다른 보정된 조명 설명들도 역시 가능하다. 이러한 변형에서도 역시, 조리개 에지들 중에서 적어도 하나의 형태는 특히 조명의 텔레센트릭성 및 타원율의 보정을 위해 미리 규정될 수 있다.
청구항 20에 따른 투영 노광 장치는 특히 높은 해상도를 가능하게 하며 따라서 매우 미세한 물체 구조들의 전사를 가능하게 한다. EUV 광 또는 방사광 광원의 유효 방사광은 예를 들어 10nm와 30nm 사이의 파장을 갖는다.
본 발명에 필수적인 구성은 조명 광학 유닛의 구조적인 유닛 내에 일체화될 수 있는 보정 조리개이다. 따라서, 본 발명의 목적은, 적절하다면 종래의 기술로부터 이미 공지된 투영 광학 유닛과 함께 결합되는, 청구항 21에 따른 조명 광학 유닛에 의해 이미 성취될 수 있다. 이 경우에, 청구항 11에 따른 구성도 역시 보정 조리개로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가적인 목적은, 상이한 EUV 방사광 광원들에 따라 동시에 텔레센트릭성-보정된 조명과 타원율-보정된 조명 사이의 변환을 가능하게 할 수 있는 투영 노광 장치를 위한 동작 방법을 특정하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 22에 따른 동작 방법에 의해 본 발명에 따라 성취된다. 광 처리량으로 이루어진 요구조건들에 따라, 예를 들어, 투영 노광 장치는 예컨대 상이한 EUV 방사광 광원들을 사용하여 또는 상이한 집광기들을 사용하여 동작될 수 있다. 방사광 광원과 집광기를 모두 포함하는 조명 모듈도 역시 교환될 수 있다. 대응하는 조명 모듈 내에서 사용되고 수용되는 방사광 광원에 따라, 그에 적응된 보정 조리개가 사용된다. 상기 보정 조리개도 역시 하나의 동일한 방사광 광원의 경우에서 상이한 조명 설정들을 미리 규정하기 위하여 교체될 수 있다. 따라서 조명 설정의 교체는 또한 제 1 기하학적 조명 형태의 제 2 기하학적 조명 형태로의 교환을 구성한다.
이하에서 균일성 보정 요소(uniformity correction element)로도 불리는 청구항 23에 따른 보정 요소의 적용 또는 교환에 의해, 기하학적 조명 형태의 변화가 초기에 이미지 필드에 걸친 조명의 균일성에 대한 원하지 않는 영향을 주는 경우에도 기하학적 조명 형태의 교환 후에 최적화된 이미지 필드 조명을 보장하는 것이 가능하다. 그러면 균일성 보정 요소는 이미지 필드에 걸치 균일성이 미리 규정된 한도 내에 있는 것을 보장한다. 보정 조리개의 설계 및 균일성 보정 요소의 설계에 있어서, 적절하다면, 텔레센트릭성, 타원율 및 균일성이 미리 규정된 공차 한도 내에 있을 때까지 반복적인 공정이 발생한다.
본 발명에 따른 투영 노광 장치가 청구항 24에 따른 미세 구조 소자의 제조에서 사용될 때, 종래의 기술과 비교하여 텔레센트릭성 및 타원율의 더 우수한 제어 가능한 조명 파라미터들로 인하여 더 높은 구조 해상도가 가능하다.
청구항 25에 따른 방법의 이점들은 청구항 1 내지 10에 따른 투영 노광 장치를 참조하여 위에서 이미 설명되었던 것들과 대응한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 이하의 도면들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 EUV 투영 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치에 대한 자오선 방향 단면을 개략적으로 도시한다;
도 2는 EUV 방사광 광원에 의한 필드 다면 미러의 표면 상의 에너지 분포를 나타내는 것과 함께, 도 1에 따른 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛의 필드 다면 미러의 평면도를 확대된 스케일로 도시한다;
도 3은 EUV 방사광 광원에 의한 동공 다면 미러의 표면 상의 에너지 분포를 나타내는 것과 함께, 도 1에 따른 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛의 동공 다면 미러의 평면도를 확대된 스케일로 도시한다;
도 4는 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛에 의해 조명되는 물체 필드의 필드 중심에서의 입사동공의 스캐닝-누적된 조명을 도시한다;
도 5는 도 4에 따른 조명 상의 조명 광학 유닛의 동공 평면에 또는 그에 인 접하여 배치된 조리개의 효과를 도시한다;
도 6은 조명 광학 유닛의 중간 초점에서의 도 1에 따른 투영 노광 장치의 EUV 제 1 방사광 광원의 에너지 분포를 도시한다;
도 7은 도 6에 따른 EUV 방사광 광원에 의한 필드 다면 미러의 표면 상의 에너지 분포를 나타내는 것과 함께, 도 2에 따른 필드 다면 미러를 도시한다;
도 8은 도 6에 따른 EUV 방사광 광원에 의해 생산된, 조명 광학 유닛의 동공 다면 미러 상의 에너지 분포를 도시한다;
도 9는 도 6에 따른 EUV 광원에 의해 생산된, 물체 필드의 필드 중심에서의 입사동공의 스캐닝-누적된 조명을 도시한다;
도 10은, 도 5와 유사한 도면으로서, 도 9에 따른 조명 상의 조명 광학 유닛의 동공 평면에 또는 그에 인접하여 배치된 조리개의 추가적인 실시예의 효과, 보정 조리개 프로파일에 추가하여 함께 재생되는 보정되지 않은 조리개의 프로파일을 도시한다;
도 11은 도 10에 따른 보정된 조리개와 보정되지 않은 조리개의 내측 조리개 에지의 프로파일을 모사하는 극좌표도를 도시한다;
도 12는 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 균일성의 의존성을 도시한다;
도 13은 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 채움 계수 σ의 의존성을 도시한다;
도 14는 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파 일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 x-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 15는 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 y-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 16은 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 0/90의 의존성을 도시한다;
도 17은 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 -45/45의 의존성을 도시한다;
도 18은 EUV 방사광 광원의 추가적인 실시예의 경우에서 조명 광학 유닛의 중간 초점에서의 도 1에 따른 투영 노광 장치의 EUV 방사광 광원의 에너지 분포를 도시한다;
도 19는 도 18에 따른 EUV 방사광 광원에 의한 필드 다면 미러의 표면 상의 에너지 분포를 나타내는 것과 함께, 도 2에 따른 필드 다면 미러를 도시한다;
도 20은 도 18에 따른 EUV 방사광 광원에 의해 생산된, 조명 광학 유닛의 동공 다면 미러 상의 에너지 분포를 도시한다;
도 21은 도 18에 따른 EUV 방사광 광원에 의해 생산된, 물체 필드의 필드 중심에서의 입사동공의 스캐닝-누적된 조명을 도시한다;
도 22는, 도 10과 유사한 도면으로서, 도 18에 따른 조명 상의 조명 광학 유닛의 동공 평면에 또는 그에 인접하여 배치된 조리개의 추가적인 실시예의 효과를 도시한다;
도 23은 도 22에 따른 보정된 조리개와 보정되지 않은 조리개의 내측 조리개 에지의 프로파일을 모사하는 극좌표도를 도시한다;
도 24는 도 22에 따른 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 균일성의 의존성을 도시한다;
도 25는 도 22에 따른 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 채움 계수의 의존성을 도시한다;
도 26은 도 22에 따른 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 x-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 27은 도 22에 따른 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 y-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 28은 도 22에 따른 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 0/90의 의존성을 도시한다;
도 29는 도 22에 따른 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 -45/45의 의존성을 도시한다;
도 30은 각도-의존 방출을 갖는 표면 방출기 형태의 EUV 방사광 광원으로 조 명되는, 도 1에 따른 투영 노광 장치에서의 사용을 위한 필드 다면 미러의 추가적인 실시예의 평며도를 도시한다;
도 31은, 도 3과 유사한 도면으로서, 도 30에 따른 표면 방출기로의 동공 다면 미러의 추가적인 실시예의 조명을 도시한다;
도 32는, 도 4와 유사한 도면으로서, 도 30에 따른 표면 방출기로 조명되는, 물체 필드의 중심에서의 입사동공의 스캐닝-누적된 조명을 도시한다;
도 33은, 도 10과 유사한 도면으로서, 도 30에 따른 조명 상의 조명 광학 유닛의 동공 평면에 또는 그에 인접하여 배치된 조리개의 추가적인 실시예의 효과를 도시한다;
도 34는 도 33에 따른 보정된 조리개와 보정되지 않은 조리개의 내측 조리개 에지의 프로파일을 모사하는 극좌표도를 도시한다;
도 35는 도 30에 따른 표면 방출기로 조명된, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 균일성의 의존성을 도시한다;
도 36은 도 30에 따른 표면 방출기로 조명된, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 채움 계수의 의존성을 도시한다;
도 37은 도 30에 따른 표면 방출기로 조명된, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 x-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 38은 도 30에 따른 표면 방출기로 조명된, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 y-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 39는 도 30에 따른 표면 방출기로 조명된, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 0/90의 의존성을 도시한다;
도 40은 도 30에 따른 표면 방출기로 조명된, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 -45/45의 의존성을 도시한다;
도 41은, 도 10과 유사한 도면으로서, 링형 보정 조리개의 보정된 내측 및 외측 조리개 에지와 보정되지 않은 내측 및 외측 조리개 에지 및 도 1에 따른 투영 노광 장치에서의 사용을 위한 동공 다면 미러의 추가적인 실시예에 대한 그의 효과를 도시한다;
도 42는 도 41에 따른 보정되지 않은 조리개와 보정된 조리개의 내측 조리개 에지의 프로파일을 모사하는 극좌표도를 도시한다;
도 43은 도 41에 따른 보정되지 않은 보정 조리개와 상대적으로 보정된 보정 조리개를 사용할 때, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 x-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 44는 도 41에 따른 보정되지 않은 보정 조리개와 상대적으로 보정된 보정 조리개를 사용할 때, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 y-텔레센트릭성의 의존성을 도시한다;
도 45는 도 41에 따른 보정되지 않은 보정 조리개와 상대적으로 보정된 보정 조리개를 사용할 때, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 0/90의 의존성을 도시한다;
도 46은 도 41에 따른 보정되지 않은 보정 조리개와 상대적으로 보정된 보정 조리개를 사용할 때, 보정된 조리개 에지 프로파일 및 보정되지 않은 조리개 에지 프로파일의 경우에서 물체 필드의 위치에 대한 타원율 -45/45의 의존성을 도시한다;
도 47은, 도 1과 유사한 도면으로서, 추가적인 보정 요소를 갖는 EUV 투영 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치를 도시한다;
도 48은 도 2와 유사한 도면에서 확대된 스케일의 보정 요소와 함께, 도 47에 따른 투영 노광 장치의 조명 광학 유닛에서의 사용을 위한 필드 다면 미러를 도시한다.
도 1은 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1)를 자오선 방향 단면으로 개략적으로 도시하고 있다. 상기 투영 노광 장치(1)의 조명 시스템(2)은, 방사광 광원(radiation source)(3)에 추가하여, 물체 평면(object plane)(5)에 있는 물체 필드(object field)를 노광시키기 위한 조명 광학 유닛(4)을 갖는다. 이 경우에, 물 체 필드에 배치되며 도면에는 도시되지 않은 레티클(reticle)이 노광된다. 투영 광학 유닛(6)은 상기 물체 필드를 이미지 평면(image plane)(7)에 있는 이미지 필드로 결상시키는 역할을 한다. 레티클 상의 구조는, 이미지 평면(7)에 있는 이미지 필드의 영역에 배치되어 있으며 마찬가지로 도면에는 도시되지 않은 웨이퍼의 감광층 위로 결상된다.
도해를 용이하게 하기 위하여, xyz 직각 좌표계가 도 1에 도시되어 있다. x 방향은 도 1에서 도면의 평면 내로 도면의 평면에 수직하게 진행한다. 소위 레티클 및 웨이퍼의 스캐닝 방향인 y 방향은 도 1에서 왼쪽을 향해 진행한다. z 방향은 도 1에서 상부를 향해 진행한다. 도시된 EUV 방사광(EUV radiation)(8)은 x = 0에서 물체 평면(5) 상에 입사한다.
방사광 광원(3)은 10nm와 30nm 사이의 범위에 있는 방출된 사용 방사광을 갖는 EUV 방사광 광원이다. 상기 방사광 광원(3)으로부터 나오는 EUV 방사광(8)은 집광기(9)에 의해 집광된다. 대응하는 집광기가 EP 1 225 481 A로부터 공지되어 있다. 집광기(9)의 하류측으로, 상기 EUV 방사광(8)은 필드 다면 미러(field facet mirror)(11) 상에 입사하기 전에 중간 초점 평면(intermediate focal plane)(10)을 통해 진행한다. EUV 방사광(8)은 또한 조명광 및 이미지광으로도 이하에서 불린다.
도 2는 필드 다면 미러(11)의 확대된 평면도를 도시하고 있다. 필드 다면 미러는 열과 행으로 배열된 다수의 면 그룹(facet group)(12)들을 포함하는데, 상기 면 그룹(12)들은 각각 다수의 만곡된 개별 면(facet)(13)들을 포함한다. 필드 다면 미러(11)는 개별 면(13)들의 개수가 상이한 다수의 상이한 타입들의 면 그룹(12)들 로 구성된다. 도 2에서 좌하부에 도시되어 있는 필드 면 그룹(12a)은 예를 들어 9개의 개별 면(13)들로 재분할된다. 다른 필드 면 그룹(12)들은 그보다 많거나 적은 개별 면(13)들을 갖는다. 집광기(9)에 의해 생성된 중심 음영으로 인하여, 필드 다면 미러(11)의 중심 영역은 필드 면(field facet)들을 갖지 않는다.
상기 필드 다면 미러(11)로부터 반사된 EUV 방사광(8)은 방사광의 다수의 부분적인 빔들로 구성되는데, 그 각각의 부분적인 빔은 특정한 개별 면(13)에 의해 반사된다. 각각의 부분적인 빔은 이번에는 상기 부분적인 빔에 할당된 동공 다면 미러(15)의 개별 면(14)(도 3 참조)에 입사한다. 동공 개별 면(14)들은 그의 배열 내에서 둥글고 밀집하게 묶여 있는데, 그럼으로써 이들은 특히 상기 동공 다면 미러(15)의 중심에서 육각형의 형태로 가장 밀집한 팩킹(packing)으로서 존재한다. 상기 필드 다면 미러(11)로, 동공 다면 미러(15)의 개별 면(14)들의 위치에서 2차 광원들이 형성된다. 동공 다면 미러(15)는, 투영 광학 유닛(6)의 동공 평면(pupil plane)에 일치하는 또는 그에 대해 광학적으로 공액인 조명 광학 유닛(4)의 평면 내에 배열된다. 따라서 상기 동공 다면 미러(15) 상에서의 EUV 방사광(8)의 세기 분포는 물체 평면(5)에서의 물체 필드의 조명의 조명 각도 분포와 직접적으로 상관된다.
전사 광학 유닛(transfer optical unit)(16)의 형태인 결상 광학 조립체와 상기 동공 다면 미러(15)의 도움으로, 필드 다면 미러(11)의 필드 개별 면(13)들은 물체 평면(5) 내로 결상된다. 상기 전사 광학 유닛(16)은 동공 다면 미러(15)의 하류측에 배치된 세 개의 반사 미러(16a, 16b 및 16c)들을 갖는다.
필드 다면 미러(11)의 경우에서 필드 개별 면(13)들은 조명될 물체 필드의 형태를 갖는다. 그러한 필드 면들은, 예를 들어, US 6,452,661 및 US 6,195,201로부터 공지되어 있다.
보정 조리개(correction diaphragm)(17)가 상기 동공 다면 미러(15)의 반사면에 인접하여 배치되어 있다. 조명 광학 유닛(4)을 통과하는 EUV 방사광(8)은 상기 보정 조리개(17)를 통과하여야 한다. 도 1에 따른 EUV 방사광(8)의 빔 경로에서, EUV 방사광(8)은 보정 조리개(17)를 두번 통과한다. EUV 방사광은, 통과 개방구(18)를 통과하는 EUV 방사광만이 상기 보정 조리개(17)를 투과하고 그 나머지의 EUV 방사광(8)은 차단되도록 하는 방식으로 상기 보정 조리개(17)에 의해 차단된다.
도 5는 보정 조리개(17)의 제 1 실시예를 도시하고 있다. 보정 조리개의 제 1 실시예는 정확하게 하나의 조리개 에지(19)에 의해 경계가 정해진 중심 통과 개방구(18)를 갖는다. 2시 위치와 3시 위치 사이에서, 조리개 에지(19)는 부분적인 원의 형태로 상기 통과 개방구(18) 내부로 돌출하는 보정 부분(20)을 갖는다.
상기 보정 부분(20)을 뺀다면, 보정 조리개(17)의 통과 개방구(18)는 원형이다. 통과 개방구(18)의 둘레 부분 윤곽, 즉 이 경우에 반경이 통과 개방구(18)의 추가적인 반경으로부터 벗어나서 더 작은 것은 오로지 보정 부분(20)의 영역 내에만 있다.
도 5는 물체 평면(5) 내의 중심 물체 필드점의 조명에 대한 보정 조리개(17)의 영향을 추가적으로 보여준다. 상기 도면은 물체 평면(5) 내의 중심 물체 필드 점(x = 0)의 입사동공(entrance pupil)의 스캐닝-누적된 조명을, 통과 개방부(18)의 내부에, 도시한다. 보정 조리개(17)가 없는 물체 필드점의 전체 스캐닝-누적된 조명은 도 4에 도시되어 있다. 따라서 도 4의 도면은, EUV 방사광(8)의 방사광 부분 빔들이 x = 0에서 물체 평면을 통해 y 방향으로 스캐닝되는 물체 평면(5) 내의 레티클의 한 점 상에 어떠한 에너지 또는 세기로, 어떠한 조명 방향으로부터 입사하는 지를, 동공 개별 면(14)들에 의해 표현되어, 도시한다.
투영 노광 장치(1)는 스캐너 타입이다. 이는, 물체 평면(5)에 있는 레티클과 이미지 평면(7)에 있는 웨이퍼가 모두 상기 투영 노광 장치(1)의 동작시에 y 방향으로 연속적으로 이동한다는 것을 의미한다.
도 2는 EUV 방사광(8)이 개별 면(13)들의 면 그룹(12)에 입사하는 세기 또는 에너지(I/E)를 추가적으로 도시하고 있다. 방사광 광원(3)의 공간 분포 및 집광기(9)의 결상 효과로 인하여, 필드 다면 미러(11) 상의 EUV 방사광(8)의 세기 또는 에너지 입사는 완벽하게 균질하지 않고, 도 2의 우측 상의 I/r 도표에 도시된 바와 같이, 오히려 최대값 Imax과 최소값 Imin 사이에서 상기 필드 다면 미러(11)의 반경 r에 걸쳐 상이하다. 필드 다면 미러(11)의 평면도와 I/r 도표 사이에는, 상이한 해칭 영역들로 재분할된 수직선(Irel)이 도 2에 도시되어 있다. 이들 해칭들에 따르면 필드 개별 면(13)들 상에서의 상대 세기 Irel은 해칭이 더 밀집될수록 모두 더 높다. 이는, 대응하는 Irel 막대가 도시되어 있는 후속하는 도면들에 대해서도 참이다.
이 경우에, 최대값은 작은 반경의 영역에서, 즉 필드 다면 미러(11)의 내측 영역에서 얻어지며, 최소값은 큰 반경의 영역에서, 즉 필드 다면 미러(11)의 외측 영역에서 얻어진다. 방사광 광원(3)의 세부 사항과 집광기(9)의 세부 사항에 따라서, 비율 Imax/Imin이 달라질 수 있다. 1.05와 10 사이의 비율 Imax/Imin이 실용적으로 가능하다. 도 2의 우측 상에 도시된 도표는 개략적으로 반경 r에 걸친 세기 또는 에너지 I/E의 프로파일을 보여준다. 이러한 세기 또는 에너지는 반경이 커짐에 따라 연속적으로 감소한다.
필드 다면 미러(11)의 개별 면(13)들 상에 입사하는 상이한 에너지 또는 세기로 인하여, 에너지 또는 세기를 전달하는 EUV 방사광의 상이한 방사광 부분 빔들이 동공 개별 면(14)들에 역시 입사한다. 이는, 도 3에서 동공 개별 면(14)들의 상이한 식별들에 의해 식별된다. 인접하는 필드 개별 면(13)들이 서로 더 멀리 떨어져 놓여 있는 동공 개별 면(14)들을 조명하도록 하는 방식으로 필드 개별 면(13)들이 배향되어 있기 때문에, 상이한 에너지 또는 세기를 갖는 EUV 방사광(8)의 방사광 부분 빔들은 일반적으로 인접한 동공 개별 면(14)들 상에 입사한다.
동공 개별 면(14)들 상의 방사광의 부분 빔들의 입사는 이상적으로는, 방사광의 모든 부분 빔들의 중첩의 에너지 또는 세기 중심이 투영 광학 유닛(6)의 입사동공의 중심에 정확하게 놓이도록, 그리고 동일한 에너지 또는 세기가 임의의 표면 부분들 상에, 특히 투영 광학 유닛(6)의 입사동공의 임의의 사분면(quadrant)들 또는 일반적으로 임의의 섹터들에 입사하도록 한다.
에너지 또는 세기의 중심 위치에 대한 측정 변수로서 텔레센트릭성이 사용된 다.
조명되는 물체 필드의 각각의 필드점에서, 상기 필드점에 할당된 광속(light bundle)의 중심 광선이 정의된다. 이 경우에, 상기 중심 광선은 필드점으로부터 나오는 광속의 에너지-가중된 방향(energy-weighted direction)을 갖는다. 이상적으로는, 각각의 필드점에 대해, 중심 광선은 조명 광학 유닛(4) 또는 투영 광학 유닛(6)에 의해 미리 규정된 주요 광선(principal ray)에 평행하게 진행한다.
주요 광선의 방향 s0(x,y)는 조명 광학 유닛(4) 또는 투영 광학 유닛(6)의 설계 데이터를 기초로 알려진다. 주요 광선은 한 필드점에서 투영 광학 유닛(6)의 입사동공의 중점과 그 필드점 사이의 연결선에 의해 정의된다. 물체 평면(5) 내의 물체 필드의 필드점 x, y에서 중심 광선의 방향은 다음의 수학식(1)과 같이 계산된다.
Figure 112009035066092-PCT00001
E(u, v, x, y)는 동공 좌표 u, v에 의존하는, 즉 대응하는 필드점 x, y가 보는 조명 각도에 의존하는 필드점 x, y에 대한 에너지 분포이다.
Figure 112009035066092-PCT00002
는 여기서 점 x, y에 입사하는 총 에너지이다.
도 3에 도시된 예에서, 예를 들어, 중심 물체 필드점 x0, y0는 각각의 동공 개별 면(14)들의 위치에 의해 정의되는 방향 u, v로부터의 방사광의 부분적인 방사 광 빔들을 본다. 이러한 조명의 경우에, 동공 개별 면(14)들에 할당된 방사광의 부분적인 빔들의 상이한 에너지 또는 세기들이, 주요 광선 방향에 평행하게 진행하며 모든 동공 개별 면(14)들에 걸쳐 적분된 중심 광선 방향을 형성하도록 조합될 때에만, 중심 광선 s가 주요 광선을 따라서 진행한다. 이는 이상적인 경우에만 명백하게 된다. 실제로는, 중심 광선 방향 s(x,y)과 주요 광선 방향 s0(x,y) 사이에 편차가 존재하며, 이 편차는 다음의 수학식(2)와 같은 텔레센트릭성 오차 t(x,y)로 불린다.
t(x,y) = s(x,y) - s0(x,y)
투영 노광 장치(1)의 실제 동작 동안, 특정 물체 필드의 경우에 있어서 정적인 텔레센트릭성 오차를 보정할 필요는 없으며, 오히려 x = x0에서의 스캐닝-누적된 텔레센트릭성 오차를 보정할 필요가 있다. 후자의 텔레센트릭성 오차는 다음의 수학식(3)과 같이 발생한다:
Figure 112009035066092-PCT00003
따라서, 보정되는 것은, 에너지-가중된 방식으로 누적 방법으로 스캐닝을 하는 동안 레티클 상의 한 점(x, 예컨대 x0)이 물체 평면(5) 내의 물체 필드를 통과해 진행하는 텔레센트릭성 오차이다. 이 경우에, x-텔레센트릭성 오차와 y-텔레센틱성 오차 사이에 구별이 이루어진다. x-텔레센트릭성 오차는 스캐닝 방향에 수직한 주요 광선으로부터의 중심 광선의 편차로서 정의된다. y-텔레센트릭성 오차는 스캐닝 방향에 있는 주요 광선으로부터의 중심 광선의 편차로서 정의된다.
도 4는 x = 0의 점에, 즉 스캐닝하는 동안, 각도 u, v에 의존하여 물체 필드의 중심에 있는 점에 입사하는 에너지 분포(20b)를 도시하고 있다. 즉, 상기 도면은 x = 0에 대한, 즉 물체 필드의 중심에 대한 E'(u, v, x) = ∫dyE(u, v, x, y)를 도시하고 있다.
도 5는 도 4에 따른 스캐닝-누적된 조명에 대한 보정 조리개(17)의 영향을 도시하고 있다. 보정 부분(20)은, 단면에 있어서, 높은 에너지 또는 세기들을 갖는 스캐닝-누적된 조명에 기여하는 동공 개별 면(14)들을 가린다. 보정 부분(20)은 따라서 중심 광선 방향의 효과적인 보정 및 따라서 텔레센트릭성 오차의 효과적인 보정을 제공한다.
텔레센트릭성 오차에 추가하여, 타원율(ellipticity)은 물체 평면(5)에 있는 물체 필드의 조명의 품질을 평가하기 위한 추가적인 측정 변수이다. 이 경우에, 타원율의 결정은 투영 광학 유닛(6)의 입사동공에 걸친 에너지 또는 세기의 분포에 대하여 보다 정확한 언급을 가능하게 한다. 이러한 목적을 위하여, 수학적으로 통상적인 바와 같이 도 3에서 반시계 방향으로 O1부터 O8까지 연속적으로 번호 붙여진 8개의 팔분면들로 입사동공이 분할된다. 입사동공의 팔분면(O1 내지 O8)들이 필드점의 조명에 기여하는 에너지 또는 세기 기여는 이하에서 에너지 또는 세기 기여(I1 내지 I8)로 불린다.
다음의 변수는 -45°/45° 타원율로서 불리며,
Figure 112009035066092-PCT00004
다음의 변수는 0°/90° 타원율로서 불린다.
Figure 112009035066092-PCT00005
텔레센트릭성 오차에 대해 위에서 주어진 설명들과 대응하는 방식으로, 특정 물체 필드점 x0, y0에 대한, 또는 그 대신에 스캐닝-누적된 조명(x = x0, y 방향 누적)에 대한 도 3에 따른 예에서와 같이, 타원율을 결정하는 것이 역시 가능하다.
보정 조리개(17)의 보정 부분(20)의 효과는, 상기 보정 조리개(17)를 통과하여 EUV 방사광(8)에 의해 조명되는 물체 필드점들이 주요 광선에 평행한 중심 광선 방향을 갖는 스캐닝-누적된 방식으로 조명되도록 하며 또한 동일한 에너지 또는 세기가 입사동공의 모든 8개의 팔분면(O1 내지 O8)들로부터 상기 필드점에 입사하도록(E-45°/45° = E0°/90° = 1) 한다.
투영 노광 장치(1)의 경우에, 방사광 광원(3)과 집광기(9)를 포함하는 조명 모듈(21)은 그에 적응된 상이한 방사광 광원과 상이한 집광기를 포함하는 교체 조명 모듈(22)로 교환될 수 있다. 도시되지 않은 투영 노광 장치(1)의 실시예에서, 상기 투영 노광 장치(1) 내에서 단지 방사광 광원(3)만을 또는 집광기(9)만을 교체하고 각각의 다른 부품(9, 3)은 남아 있는 것도 역시 가능하다.
도 6은 중간 초점 평면(10) 내에서 상기 교체 조명 모듈(22)에 의해 생성된 에너지 분포를 도시하고 있다. 결합된 방사광 광원(3)은 하나의 긴 주요 축 및 동일한 길이의 두 개의 짧은 주요 축들을 갖는 타원면(ellipsoid)의 형태를 갖는다. 이 경우에, 긴 축은 집광기(9)와 필드 다면 미러(11) 사이의 광선 방향으로 놓인다.
도 7은 상기 교체 조명 모듈(22)로의 조명에 의해 생성된, 필드 다면 미러(11)의 반경에 걸친 세기 또는 에너지 I/E의 분포를 도시하고 있다. 상기 에너지 또는 세기는 최소 에너지 또는 세기 Imin와 최대 에너지 또는 세기 Imax 사이에서 필드 다면 미러(11)의 반경 r에 걸쳐 진동한다. 도 2에 따른 분포와 관련하여 위에서 주어진 설명들이 비율 Imax/Imin에 대해서도 참을 유지한다.
도 7에 따른 필드 다면 미러(11)의 조명은 도 8에서 개략적으로 표시된 동공 다면 미러(15)의 조명을 유도한다. 둥근 동공 면(14)들 내에서, 이들 개별 면(14)들의 단지 중심 부분만이 각각의 경우에 조명된다. 개별 면(14)들의 이러한 중심 조명은 소스 이미지(source image)로도 불린다. 투영 광학 유닛(6)의 입사동공에서 스캐닝-누적된 방식으로, 도 9에서 도시된 x = 0에서의 물체 필드점에 대한 조명(22a)이 일어난다.
도 10은 둘레 부분의 영역들 내에서만 도시된, 보정되지 않은 조리개(24)의 전체 내측 조리개 에지(23)를 점선을 사용하여 도시하고 있으며, 마찬가지로 둘레 부분의 영역들 내에서만 도시된 보정 조리개(26)의 전체 내측 조리개 에지(25)를 실선을 사용하여 도시하고 있다.
도 11은 상기 조리개 에지(23 및 25)의 정확한 반경 프로파일을 확대된 방식으로 극좌표로 도시하고 있다. 이 경우에, 코사인 형태의 점선 반경 프로파일(27)은 보정되지 않은 조리개(24)와 관련된 것이다. 상기 반경 프로파일(27)에 비하여 더 큰 크기와 더 높은 주파수로 변조된 실선 반경 프로파일(28)은 보정 조리개(26)와 관련된 것이다. 도 11에 따른 반경 프로파일들은 도 10에서 9시 위치에 놓여 있는 둘레 방향의 점에서 -π에서 시작하며, 내측 조리개 에지(23, 25)는 이어서 반시계 방향으로 횡단된다. π/2 약간 전에 있는 보정 조리개(26)의 반경 프로파일(28)의 특징적인 전체 최소(29)는 도 10에 따른 도면에서 대략적으로 1시 위치에서 발견되며, 여기서 상기 보정 조리개(26)가 영역들 내에 도시되어 있다.
보정되지 않은 조리개(24)의 둘레 부분 윤곽은, 텔레센트릭성 오차와 타원율 오차가 모두 가능한 바람직한 낮은 값들을 갖는 보정 조리개(26)의 형태를 계산하기 위한 최적화 알고리즘의 시작점을 구성한다. 보정 조리개(26)의 프로파일은 조리개(24)의 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽으로부터 조리개 에지를 따라 보정 크기만큼 연속적으로 벗어난다.
σ = 0.5를 갖는 통상적인 조명 설정이 상기 조리개(24, 26)들로 실현될 수 있다. 이는, 투영 광학 유닛(6)의 최대 가능한 개구 반경의 단지 절반만이 조명된다는 것을 의미한다.
보정되지 않은 조리개(24)를 갖는 투영 노광 장치(1)와, 한편으로, 보정 조리개(26)를 갖는 투영 노광 장치의 성능 비교가 파라미터 도표들을 기초로 도 12 내지 도 17에 도시되어 있다. 각각의 경우에서, 보정되지 않은 조리개(24)를 사용할 때의 파라미터 프로파일은 실선으로 도시되어 있으며 보정 조리개(26)를 사용할 때의 파라미터 프로파일은 실선으로 도시되어 있다. 상기 파라미터들은 각각의 경우에 x = -50mm와 x = 50mm 사이에서 스캐닝-누적된 방식으로 도시되어 있다.
도 12는 스캐닝-누적된 방식에서 x = -50mm와 x = 50mm 사이의 필드 위치에 대한 균일성의 프로파일을 도시한다. 이 경우에, 균일성은, 방사광이 입사하는 방향에 독립적으로, 스캐닝-누적된 방식에서 각각의 물체 필드점이 보는 에너지 또는 세기의 누적을 나타낸다.
도 13은 σ 값을 보여준다. 보정 조리개(26)의 사용시에, 설정은 전체 필드 영역에 걸쳐 작은 편차를 가지면서 0.5와 0.502 사이에서 일정하게 유지될 수 있다는 것을 명확하게 알 수 있다.
도 14는 x-텔레센트릭성을 mrad로 보여준다. 상기 x-텔레센트릭성은 주요 광선으로부터 x 방향, 즉 스캐닝 방향에 수직한 방향으로의 중심 광선의 편차로서 정의된다. 보정 조리개(26)를 사용할 때의 x-텔레센트릭성의 변화 범위가 보정되지 않은 조리개(24)를 사용할 때의 x-텔레센트릭성의 변화 범위와 비교하여 현저하게 감소한다는 것을 명확하게 알 수 있다. x-텔레센트릭성은 보정 조리개(26)를 사용할 때 전체 물체 필드에 걸쳐 -0.4mrad와 +0.4mrad 사이에서만 변화한다.
도 15는 y-텔레센트릭성을, 마찬가지로 mrad로 보여준다. y-텔레센트릭성은 주요 광선으로부터 스캐닝 방향 y로의 중심 광선의 편차로서 정의된다. 상기 y-텔레센트릭성은 보정 조리개(26)를 사용할 때 전체 물체 필드에 걸쳐 실제적으로 -0.2mrad와 0mrad 사이에서 유지될 수 있다.
도 16은 타원율 E0°/90°을 퍼센트로 보여준다. 보정되지 않은 조리개(24)가 사용될 때에도 우수한 이 값에서, 보정 조리개(26)를 사용함으로써 큰 차이가 일어나지는 않는다.
도 17은 필드에 대한 타원율 E-45°/45°의 프로파일을 보여준다. 보정 조리개(26)의 사용이 보정되지 않은 조리개(24)와 비교하여 타원율 값들의 대역폭의 얼마나 큰 감소를 일어나게 하는 지를 명백하게 알 수 있다. 보정 조리개(26)를 사용할 때 타원율은 단지 99%와 102% 사이에서만 변화한다.
교체 조명 모듈(22') 및 추가적인 보정 조리개의 추가적인 실시예가 도 18 내지 도 29를 참조하여 이하에서 설명된다. 도 1 내지 도 17을 참조하여 위에서 이미 설명되었던 것들에 대응하는 부품들은 동일한 참조 번호들을 가지며 다시 상세하게 논의되지는 않을 것이다.
도 18 내지 도 29에 따른 실시예의 경우에, 단지 방사광 광원(3)만이 교체되며 집광기(9)는 교체되지 않는다.
도 18은 중간 초점 평면(10)에서 교체 조명 모듈(22')을 사용할 때의 에너지 또는 세기의 프로파일을 도시하고 있다. 교체 조명 모듈(22')의 경우에, 방사광 광원(3)은 타원면 형태의 방출기이며, 그의 긴 주요 축(principal axis)은 집광기(9)와 필드 다면 미러(11) 사이에서 광선 방향에 수직하게 놓여 있다.
상기 교체 조명 모듈(22')의 사용은, 도 19에서 오른쪽 도표에 정성적으로 도시되어 있는 에너지 또는 세기 I/E를 갖는 필드 다면 미러(11)의 조명을 일으킨다. 상기 에너지 또는 세기는 더 높은 에너지 또는 세기 Imax와 더 낮은 에너지 또는 세기 Imin 사이에서 물결 모양으로 또는 계단형 방식으로 감소한다. 도 2에 따라 세기 Imax, Imin에 관련하여 위에서 주어진 설명들은 상기 두 세기들의 비율에 대해서도 참을 유지한다.
도 20은 상기 교체 조명 모듈(22')이 사용될 때의 동공 다면 미러(15)의 조명을, 도 8에 대응하는 방식으로, 개략적으로 도시하고 있다.
도 21은 동공 다면 미러(15)를 통한 필드 중심(x = 0)에 있는 물체 필드점의 스캐닝-누적된 조명을 도 9에 대응하는 방식으로 도시하고 있다.
도 22는 대체 조명 모듈(22')과 동조하는 방식으로 구성된 보정되지 않은 조리개(24) 및 보정 조리개(26)를, 도 10에 따른 도면과 대응하는 방식으로 도시하고 있다. 도 23은 내측 조리개 에지(23)(보정되지 않은 조리개(24))와 내측 조리개 에지(25)(보정 조리개(26))의 반경의 극좌표 프로파일을, 도 11에 대응하는 방식으로 도시하고 있다.
도 24 내지 도 29는 보정되지 않은 조리개(24)와 비교하여 보정 조리개(26)의 보정 효과를, 도 12 내지 도 17에 따른 도표와 대응하는 도표로 보여준다. x-텔레센트릭성은 보정 조리개(26)가 사용될 때 -0.5mrad와 0.5mrad 사이에서만 변화한다. y-텔레센트릭성은 0.1mrad와 0.55mrad 사이에서만 변화한다. 타원율 E0°/90°을은 단지 100% 내지 104% 사이에서만 변화한다. 타원율 E-45°/45°는 단지 99%와 103% 사이에서만 변화한다.
교체 조명 모듈(22") 및 추가적인 보정 조리개의 사용을 갖는 투영 노광 장치의 추가적인 실시예가 도 30 내지 도 40을 참조하여 이하에서 설명된다. 도 1 내지 도 29에 따른 실시예들을 참조하여 위에서 이미 설명되었던 것들에 대응하는 부품들은 동일한 참조 번호들을 가지며 다시 상세하게 논의되지는 않을 것이다.
상기 교체 조명 모듈(22")의 경우에, 각도-의존적인 방출을 갖는 표면 방출기로서 구성된 방사광 광원의 사용이 이루어진다.
도 30 내지 도 40에 따른 실시예에서 필드 다면 미러(11) 대신에 사용되는 필드 다면 미러(30)의 개별 면(29)들은 만곡되지 않았으며 오히려 길게 연장된 직사각형이다. 상기 개별 면(29)들은 직사각형의 면 그룹(31)들을 형성하도록 조합된다.
도 30 내지 도 40에 따른 실시예의 경우에 있어서, 필드 다면 미러(30)의 면 그룹(31)들 및 개별 면(29)들은 물체 평면(5)에서 조명될 물체 필드의 형태를 갖지 않는다. 본 실시예에서, 물체 필드 근방의 미러(16c) 대신에 물체 평면(5)에서의 조명 필드의 형태를 만드는 미러(16c')가 사용된다. 이러한 필드-성형 미러(16c')에 의해 생성되는 왜곡을 보상하기 위하여, 동공 다면 미러(15) 대신에 사용되는 동공 다면 미러(33)의 동공 개별 면(32)들은 동공 다면 미러(15)의 경우에서와 같이 원점(34)을 중심으로 회전 대칭적으로 배열되지 않으며, 오히려 보상 방법에 따라 변형되는 방식으로 배열된다. 상기 동공 다면 미러(33)의 경우에, 이는 완전한 동심원 형태의 면 링(facet ring)들이 아닌 동공 개별 면(32)들의 배치에 의하여 달성되는데, 상기 면 링들 사이의 거리는 도 31에서 원점 아래에서보다는 원점(34) 위에서 더 크다.
상기 동공 개별 면(32)들의 분포에 추가하여, 도 31은, 도 30에서 오른쪽 편 상의 도표에서 나타낸 바와 같이, 상이한 에너지 또는 세기를 갖는 필드 다면 미러의 할당된 필드 개별 면(29)들의 조명을 위하여 상이한 에너지 또는 세기를 갖는 EUV 방사광(8)의 부분적인 방사광 빔들로 동공 개별 면(32)들을 조명하는 것을 또한 도시하고 있다. 도 2에 따른 필드 다면 미러(11)의 조명의 경우에 있어서와 비슷한 방식으로, 도 30에 따른 필드 다면 미러(30)의 조명의 경우에 있어서도 역시, 중심 영역은 에지 영역보다 더 높은 에너지 또는 세기로 조명된다. 상기 에너지 또는 세기(I 또는 E)는 중심 세기 Imax로부터 에지측 세기 또는 에너지 Imin를 향해 연속적으로 감소한다. 도 2에 따른 조명의 경우에서 대응하는 비율과 관련하여 위에서 주어진 설명은 비율 Imax/Imin에 대해서도 참을 유지한다.
도 32는 중심 물체 필드점(x = 0)의 스캐닝-누적된 조명을 개략적으로 도시하고 있다.
도 33은 한편으로는 보정되지 않은 조리개(24)의, 또 한편으로는 보정 조리개(26)의 내측 조리개 에지(23, 25)들을, 도 10에 대응하는 방식으로 도시하고 있다. 도 34는 한편으로는 보정되지 않은 조리개(24)의, 또 한편으로는 보정 조리개(26)의 반경 프로파일(27, 28)들을, 도 11에 대응하는 방식으로 극좌표 도표로 도시하고 있다. 상기 보정 조리개(26)의 특징적인 것은 극좌표 0에서의, 즉 도 33 에서 3시 위치에서의 추가적인 국소 최대이다. 이 결과로서, 바깥쪽에서부터 보았을 때, 세 번째 면 링(facet ring)의 상기 위치에 위치하는 동공 개별 면(29)들은 보정 조리개(26)가 사용될 때 여전히 완벽하게 투과되지만, 보정되지 않은 조리개(24)가 사용될 때 거의 절반이 차단된다.
도 35 내지 도 40은 균일성, 설정, 텔레센트릭성 및 타원율의 광학적 변수들의 필드 프로파일을, 도 12 내지 도 17에 대응하는 방식으로 도시하고 있다.
설정된 목표 설정 σ = 0.6은 보정 조리개(26)가 사용되는 경우, 전체 필드에 걸쳐 보았을 때, 단지 작은 편차들로 항상 달성된다. 우선적으로, y-텔레센트릭성은 보정되지 않은 조리개(24)의 사용시와 비교하여 보정 조리개(26)의 사용시에 크게 향상되며 0으로부터 단지 작은 편차만을 갖는다. 타원율 E0°/90° 및 E-45°/45°의 경우에 있어서 요동의 범위는 보정되지 않은 조리개(24)의 사용시와 비교하여 보정 조리개(26)의 사용시에 역시 감소한다.
도 41 내지 도 46은 보정 조리개의 추가적인 실시예 및 그 효과를 도시한다. 도 1 내지 도 40을 참조하여 위에서 이미 설명되었던 것들에 대응하는 부품들은 동일한 참조 번호들을 가지며 다시 상세하게 논의되지는 않을 것이다.
도 41에 따른 실시예의 경우에 있어서, 위에서 이미 설명된 상기 조명 모듈들 중 하나가, 예를 들어 조명 모듈(21)이 사용된다.
도 41은 환형 조명 설정(annular illumination setting)을 형성하기 위하여 보정 조리개(17 또는 26) 대신에 배치될 수 있는 보정되지 않은 환형 조리개(37)의 내측 조리개 에지(35)와 외측 조리개 에지(36)를, 점선을 사용하여 도시하고 있다. 상기 보정된 조리개(37)는 내측 조리개 에지(35)와 외측 조리개 에지(36) 사이의 링에서만 배타적으로 EUV 방사광(8)을 통과시킨다.
도 41은 도 1에 따른 투영 노광 장치(1)에서 보정 조리개(17, 26) 대신에 사용될 수 있는 보정 조리개(40)의 내측 조리개 에지(38)와 외측 조리개 에지(39)를, 실선을 사용하여 도시하고 있다. 상기 조리개 에지(38, 39)들은 링-형태의 통과 개방구(18a)의 경계를 정한다.
한편으로는 조리개 에지(35, 38)들의, 또 한편으로는 조리개 에지(36, 39)들의 반경 프로파일들이 상이하여, 도 41에서 그들을 식별하는 라인들이 영역들 내에서 하나가 다른 것의 위로 진행하게 된다. 보정되지 않은 조리개(37)의 반경 프로파일(27)과 보정 조리개(40)의 반경 프로파일(28) 사이의 차이들은, -π와 π 사이의 반경 프로파일(27, 28)들을 도시하는 도 42에 따른 극좌표 도표에서 더욱 명확하게 된다. 극 각도 0의 경우에서, 즉 도 41에서 3시의 위치에서, 내측 조리개 에지(35)에서 및 외측 조리개 에지(36)에서 모두 보정되지 않은 조리개(37)가 내측 조리개 에지(38) 및 외측 조리개 에지(39)에서의 보정 조리개(40)보다 더 큰 반경을 갖는다는 것을 명확하게 알 수 있다. 이는, 3시 위치의 영역에서 보정 조리개가 외측 동공 개별 면(14)들의 더 적은 광을 투과시키고 내측 동공 개별 면(14)들의 더 많은 광을 투과시킨다는 효과를 갖는다.
도 43 내지 도 46은 텔레센트릭성 및 타원율의 광학적 파라미터들에 대한 보정 조리개(40)의 영향을, 도 14 내지 도 17에 있는 것과 대응하는 파라미터 도표로 도시하고 있다.
도 43은 보정 조리개(40)가 사용될 때 x-텔레센트릭성이 0.5mrad와 -0.5mrad 사이의 작은 간격 내에서만 변화한다는 것을 보여준다.
도 44는 보정 조리개(40)가 사용될 때 y-텔레센트릭성이 단지 0과 0.5mrad 사이에서만 변화한다는 것을 보여준다.
도 45는 보정 조리개(40)가 사용될 때 타원율 E0°/90°가 단지 98.5%와 103% 사이에서만 변화한다는 것을 보여준다.
도 46은 보정되지 않은 조리개(37)의 사용시보다 보정 조리개(40)의 사용시에 타원율 E-45°/45°의 변화가 더 작은 정도, 즉 96.5%와 102.5% 사이에서 변화한다는 것을 역시 보여준다.
도 1에 따른 투영 노광 장치(1)의 광학적 설계에 대한 대안으로서, 투영 광학 유닛의 입사동공이 조명 광학 유닛(4)의 광학 부품들의 영역 내에 놓이도록 하는 방식으로 상기 투영 광학 유닛(6)이 구성될 수 있다. 그럼으로써 동공 다면 미러(15)의 영역 내에 공액 동공 평면을 형성하기 위한 전사 광학 유닛(16)의 결상 미러(16a, 16b)들을 사용하지 않는 것이 가능하다. 이 경우에, 동공 다면 미러(15)는 투영 광학 유닛(6)의 입사동공 평면 내에 직접 배치되며 상기 동공 다면 미러(15)로부터 나오는 광은, 미러(16c)와 유사한 방식으로 배치되어 있는 편향 미러를 통해 물체 평면(5)으로 직접 안내된다.
보정 조리개(17, 26, 40)들은, 동공 다면 미러(15, 33)가 배치되어 있는 동공 평면에 대하여 공액인 동공 평면 내에 배치될 수도 있다. 그러면 EUV 방사광(8) 이 상기 보정 조리개(17, 26, 40)를 단지 한번만 통과하도록(즉, 진행 경로에서 및 반사 경로에서가 아니라) 배치가 이루어질 수 있다.
상기 보정 조리개(17, 26, 40)들은, 동공 다면 미러(15, 33)의 적어도 몇몇의 동공 개별 면(14, 32)들이 하나의 동일한 조리개 에지(19, 25, 38, 39)에 의해 부분적으로 가려지도록 하는 방식으로 상기 동공 다면 미러를 가린다.
보정 조리개(17)는 정적인 조리개 에지(19)를 갖는다. 대안으로서, 조리개 에지가 적어도 보정 부분(20)에서 그 반경에 있어서 조절될 수 있다. 이는, 예를 들어, 통과 개방구(18) 내로 도입되거나 또는 양방향 화살표(20b)의 방향으로 통과 개방구로부터 후퇴할 수 있는 이동 가능 설부(movable tongue)(20a)(도 5 참조)에 의하여 수행될 수 있다.
보정 조리개(26, 40)들의 조리개 에지(28 및 38, 39)들도 역시 그들의 반경 프로파일이 조절될 수 있다. 이는 분할된 설계의 보정 조리개(26, 40)의 구성에 의해, 예를 들어, 홍채 조리개(iris diaphragm)의 방식으로 또는 서로에 대해 독립적으로 이동될 수 있는 에지 부분들을 갖는 보정 조리개(26, 40)의 구성에 의해 실현될 수 있다.
조절 가능한 환형 보정 조리개(40)의 경우에, 두 개의 조리개 에지들 중에서 단지 하나만이 조절될 수 있는 것이 가능하다. 대안으로서, 두 개의 조리개 에지들을 모두, 즉 내측 조리개 에지와 외측 조리개 에지를 조절 가능하게 하는 것도 역시 가능하다.
도 1 내지 도 46을 참조하여 위에서 설명되었던 보정 조리개(17, 26, 40) 방 식의 보정 조리개들은 통상적인 설정이나 환형 설정들에 한정되는 것은 아니다. 동일한 방식으로 특별하게 성형된 경계의 에지들을 갖춘 보정 조리개들이 쌍극 설정, 사중극 설정, 다중극 설정 또는 다른 몇몇의 특이한 설정을 위해 사용될 수도 있다. 그러한 설정의 예들은 US 6,452,661 B1에서 찾을 수 있다. 쌍극 및 사중극 보정 조리개들은 외측 조리개 에지에 의해 경계가 정해지는 두 개 및 네 개의 통과 개방구들을 각각 갖는다. 본 발명에 따른 보정 조리개들의 경우에 있어서, 예를 들어 US 6,452,661 B1에 따른 것들에 대조적으로, 조리개 에지들 중 적어도 하나의 형태는 조명의 타원율 및 텔레센트릭성의 보정을 위한 동공 다면 미러의 개별 면들의 부분적인 음영을 위해 미리 규정된다.
도 47은 투영 노광 장치(1)의 추가적인 예시적 실시예를 도시하고 있다. 상기 투영 노광 장치는 도 1에 도시된 투영 노광 장치와 다른 부분만이 이하에서 설명된다. 도 47에 따른 투영 노광 장치(1)는 필드 다면 미러(11, 30)에 인접한 균일성 보정 요소(uniformity correction element)(41)를 구비한다. 상기 균일성 보정 요소는, 예를 들어, EP 1 291 721 A1에 개시된 방식으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 균일성 보정 요소는 다수의 회전 가능한 개별 블레이드(blade)들을 가질 수 있다. 대안으로서, 균일성 보정 요소(41)는 US 6 013 401 A1에 개시된 방식으로 구성될 수도 있다. 균일성 보정 요소(41)는 상기 필드 다면 미러(11, 30)에 인접하여, 즉 투영 광학 유닛(6)의 필드 평면의 영역 내에 배치된다. 상기 균일성 보정 요소의 대안적인 위치(41a)는 도 47에서 물체 평면(5)에 인접하여 표시되어 있다.
균일성 보정 요소(41)의 추가적인 변형이, 투영 노광 장치(1)에서 필드 다면 미러(11, 30) 대신에 사용될 수 있는 필드 다면 미러(42)의 추가적인 실시예와 함께, 도 48을 참조하여 이하에서 설명된다. 상기 필드 다면 미러(42)는 총 312개의 필드 개별 면(43)들로 분할되어 있다. 상기 필드 개별 면(43)들은, 필드 다면 미러(11, 30)의 필드 개별 면들과 마찬가지로, 필드 다면 미러(42)의 반송(carrier) 구조(도시되지 않음)에 맞추어져 있다. 필드 개별 면(43)들은 직사각형인데, 상기 필드 개별 면(43)들의 짧은 변은 스캐닝 방향 y를 따라 진행하고 긴 변은 그에 수직하게, 즉 x 방향을 따라 진행한다.
도 48은 내측 조명 반경(44)과 외측 조명 반경(45) 사이의 필드 다면 미러(42)의 환형 조명을 예시의 방식으로 개략적으로 도시하고 있다.
필드 개별 면(43)들은 4개의 열(column)과 72개의 행(row)들로 재분할된다. 상기 필드 개별 면(43)들은, 하나가 다른 것의 아래에 배치되며 각각이 13개의 필드 개별 면(43)들을 갖는 블록(block)들의 형태로 배열된다. 각각의 경우에 하나가 다른 것의 아래에 배치된 이들 블록들 중 여섯 개는 상기 필드 다면 미러(42)의 한 열을 형성한다. 조명 시스템(2)의 집광기(9)의 외피의 살(spoke)들의 제 1 그림자(46)가 두 개의 내측 열들 사이에 도시되어 있다. 이는, 그에 수직하게 배열된 제 2 그림자(47)와 함께, 필드 다면 미러(42) 상의 중심에 정렬된 십자가 형태의 그림자 구조를 가져온다. 필드 다면 미러(42)의 경우에 있어서 필드 개별 면(43)들의 배열은 상기 두 개의 그림자(46, 47)들의 영역 내에 어떠한 필드 면들도 배치되지 않도록 될 수 있다.
상기 두 개의 그림자(46, 47)들은 필드 다면 미러를 네 개의 사분면(Q1 내지 Q4)들로 재분할한다. 이들 사분면들의 각각은 하나의 조리개 그룹(48)에 할당된다. 네 개의 조리개 그룹(48)은 함께 도 48에 따른 실시예의 균일성 보정 요소(41)를 형성한다. 각각의 조리개 그룹(48)은, 각각의 경우에 사분면(Q1 내지 Q4)들 내의 필드 개별 면(43)들의 두 개의 외측 블록들에 할당되어 있는 개별 핑거 조리개(49)들의 두 개의 서브그룹들을 갖는다. 상기 할당된 블록들은 그의 필드 개별 면(43)들이 외측 조명 반경(45)에 의해 조명되는 부분과 조명되지 않는 부분으로 분할되는 것들이다.
네 개의 조리개 그룹(48)들의 개별 핑거 조리개(49)들은, 그들이 규정된 방식으로 영역들 내에서 그들에 할당된 필드 개별 면(43)들의 조명되는 부분들을 가릴 수 있도록, x 방향으로 서로 독립적으로 변위될 수 있다. 영역들 내의 이러한 음영은, 이들 필드 개별 면(43)들에 대해 할당된 동공 개별 면들이 조명되는 세기에 영향을 준다. 이러한 조명에 직접적으로 관련된 것은 균일성, 즉 이미지 필드를 통해 스캐닝을 하는 동안 웨이퍼 부분이 보는 세기 또는 에너지의 변화이다.
투영 노광 장치(1)의 동작시에, 보정 조리개(17, 26, 40)들 사이의 교환을 함으로써 상이한 보정 설정들을 바꾸는 것이 가능하다. 조명 설정은, 종래의 기술로부터 그 자체로 공지된 바와 같이, 여기서 다양한 방식으로 변경될 수 있다. 상기 설정을 바꾸기 위한 하나의 가능성은 동공 평면에서 목표한 방식으로 조명광을 마스크로 가리는 것이다. 특히, 보정 조리개(17, 26, 40)들 그 자체가 이러한 목적을 위해 사용된다. 조명 설정의 변화는 또한 목표한 방식으로 필드 개별 면들을 마스크로 가림으로써 수행될 수도 있는데, 이는 그에 대응하는 특정 동공 개별 면들 이 더 이상 조명되지 않도록 하며, 이는 마찬가지로 이미지 필드에서의 조명 각도 분포를 변화시킨다. 균일성 보정 요소(41)는 필드 면들을 마스크로 가리는데도 사용될 수 있다. 예로서, 개별 핑거 조리개(49)로, 필드 개별 면(43)들의 대응하는 목표한 음영 및 따라서 조명 설정에 대해 상응하는 영향을 주면서 그에 할당된 동공 개별 면들의 음영을 일으키는 것이 가능하다. 최종적으로, US 6 658 084 B2에 개시된 조명 설정 변경의 변형예가 가능하다. 이 경우에, 상기 설정을 변경시키기 위하여, 필드 개별 면들은 동공 개별 면들에 가변적으로 할당된다.
균일성 보정 요소(41)의 적용 또는 교환은 조명 설정의 변경 및/또는 상이한 조명 모듈들 사이의 변경의 하류측에 배치될 수 있다. 이는, 조명 설정의 변경 또는 조명 모듈의 변경이 균일성 보정 요소(41)의 도움으로 다시 보정될 수 있는 균일성에 대해 영향을 줄 수 있는 환경을 고려한다. 한편으로 "조명 설정의 변경" 및/또는 "조명 모듈의 변경"의 단계들과 또한 "균일성 보정 요소의 적용 및/또는 교환"의 단계들은 소망하는 균일성을 갖는 특정한 목표 조명 설정을 달성하기 위하여 반복적으로 수행될 수 있다.
상이한 조명 모듈(21, 22, 22', 22")들 사이의 교환을 포함하는 투영 노광 장치(1)에서의 동작 방법이 추가적으로 가능하다. 이러한 목적을 위하여, 투영 노광 장치(1)는 상기 조명 모듈(21, 22, 22', 22")들 중 첫 번째 하나로 먼저 조명된다. 이 경우에, 각각의 조명 모듈(21, 22, 22', 22")들과 함께 조명의 타원율 및 텔레센트릭성을 보정하기 위하여 제공되는 각각의 보정 조리개(17, 26, 40)들이 사용된다. 그 다음에 조명 모듈은 두 번째 조명 모듈로 교체된다. 예로서, 조명 모 듈(21)이 교체 조명 모듈(22)과 교환될 수 있다. 이 경우에, 도 10에 따른 보정 조리개가 도 22에 따른 보정 조리개(26)로 교체된다. 그런 다음 투영 노광 장치(1)는 계속하여 교체 조명 모듈(22)을 가지고 동작될 수 있다.
보정 조리개(17, 26, 40)들은 동공 다면 미러(15, 33)에 인접하여 또는 그렇지 않으면 상기 동공 다면 미러(15, 33)들에 대한 조명 광학 유닛(4)의 공액 동공 평면의 영역에 배치될 수 있다. 각각의 경우에, 투영 광학 유닛(6)의 입사동공 내의 동공 다면 미러(15, 33)의 개별 면(14, 32)들에 할당된 적어도 몇몇의 소스 이미지들은 보정 조리개(17, 26, 40)의 하나의 동일한 조리개 에지(19, 25, 38, 39)에 의해 부분적으로 성형된다.
상기 보정 조리개(17, 26, 40)들의 사용은 또한, 전사 광학 유닛(16)에 의해 초래된, 특히 스침 입사(grazing incidence)를 위한 미러(16c)(스침 입사 미러)에 의해 초래된 왜곡 수차를 보상 가능하게 만든다. 그러한 왜곡 수차에 대한 참조는 예를 들어 EP 1 067 437 B1 및 그의 도 18 내지 도 22에 대한 설명에서 이루어진다. 예를 들어, 도 1의 보정 조리개(17)의 위치에서 타원형 보정 조리개의 사용 및 EUV 방사광(8)의 빔의 - 그럼으로써 영향을 받는 - 사전 정의(predefinition)(상기 빔은 동공 평면에서 타원형이 된다)에 의해, 하류측의 전사 광학 유닛(16)의 왜곡 효과 때문에 그럼에도 불구하고 회전 대칭적인 물체 평면(5) 내의 필드점들에 대한 조명 각도 분포를 얻는 것이 가능하다. 이러한 왜곡 보상은, 보정 조리개(17)의 위치에서 상기 보정 조리개의 조리개 에지의 회전 대칭적이지 않은 몇몇 다른 것에 의해서도 일어날 수 있다. 조리개 에지의 정확한 형태는 전사 광학 유닛(16)의 하 류측 왜곡 효과에 의존하여 미리 규정된다.

Claims (25)

  1. - 물체 평면(5) 내의 물체 필드를 조명하기 위한 조명 광학 유닛(4)을 포함하며, 상기 조명 광학 유닛(4)은 조명 및 결상광(8)을 상기 물체 필드 내로 빔 가이딩 하기 위한 결상 광학 어셈블리(16)를 상기 물체 평면(5)의 상류측 빔 경로 내에 구비하고,
    - 상기 물체 필드를 이미지 평면(7) 내의 이미지 필드로 결상시키기 위한 투영 광학 유닛(6)을 포함하며,
    - 보정 조리개(17; 26; 40)를 포함하고, 상기 결상 광학 어셈블리(16)의 부품들에서의 상기 조명 및 결상광(8)의 반사의 결과로서 발생하는 왜곡 수차의, 상기 물체 필드의 조명의 조명 각도 분포에 대한 영향이 적어도 부분적으로 보상되도록 하는 방식으로 상기 보정 조리개의 조리개 에지(19; 25; 38; 39)가 상기 조명 및 결상광(8)의 부분적인 음영을 위해 구현되는 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는 상기 투영 광학 유닛(6)의 동공 평면 내에 또는 그에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는 상기 투영 광학 유닛(6)의 동공 평면에 대하여 공액인 평면 내에 또는 그에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 광학 유닛(4)은 동공 다면 미러(15; 33)를 구비하고, 상기 동공 다면 미러는 조명광(8)이 입사할 수 있는 다수의 개별 면(14; 32)들을 가지며, 상기 투영 광학 유닛(6)의 동공 평면에 일치하거나 또는 그에 대하여 광학적으로 공액인 조명 광학 유닛(4)의 평면 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는, 상기 동공 다면 미러(15; 33)의 개별 면(14; 32)들에 할당된 투영 광학 유닛(6)의 입사동공 내의 적어도 다수의 소스 이미지들이 하나의 동일한 조리개 에지(19; 25; 38; 39)에 의해 부분적으로 가려지도록 하는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 광학 유닛(4)은 필드 면(13)들을 갖는 필드 다면 미러(11)를 구비하며, 상기 결상 광학 어셈블리(16)는 상기 필드 면(13)들이 물체 필드 내에 결상 되도록 하는 방식으로 구현되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 필드 면(13)들은 아치형으로 구현되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결상 광학 어셈블리(16)는 스침 입사(grazing incidence)용 미러(16c)를 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는 상기 동공 다면 미러(15; 33)에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는 상기 조리개 에지(19)의 둘레 방향 위치에서 적어도 하나의 보정 부분(20)을 구비하며, 상기 보정 부분에서 상기 조리개 에지(19)의 둘레 부분 윤곽, 특히 반경은 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽으로부터 보정 크기만큼 벗어나는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  11. - 물체 평면(5) 내의 물체 필드를 조명하기 위한 조명 광학 유닛(4)을 포함하며,
    - 상기 물체 필드를 이미지 평면(7) 내의 이미지 필드로 결상시키기 위한 투영 광학 유닛(6)을 포함하며,
    - 조명광(8)이 입사할 수 있는 다수의 개별 면(14; 32)들을 가지며, 상기 투영 광학 유닛(6)의 동공 평면에 일치하거나 또는 그에 대하여 광학적으로 공액인 상기 조명 광학 유닛(4)의 평면 내에 배치되는 동공 다면 미러(15; 33)를 포함하는 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1)에 있어서,
    - 상기 동공 다면 미러(15; 33)의 개별 면(14; 32)들에 할당된 상기 투영 광학 유닛(6)의 입사동공 내의 적어도 다수의 소스 이미지들이 하나의 동일한 조리개 에지(19; 25; 38; 39)에 의해 부분적으로 가려지도록 하는 방식으로, 상기 투영 광학 유닛(6)의 입사동공의 조명을 가리며 상기 투영 광학 유닛(6)의 동공 평면 내에 또는 그에 인접하여 배치되거나 또는 그에 대하여 공액인 평면 내에 배치되는 보정 조리개(17; 26; 40)를 특징으로 하는 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치(1).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는 상기 동공 다면 미러(15; 33)에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는 상기 조리개 에지(19)의 둘레 방향 위치에서 적어도 하나의 보정 부분(20)을 구비하며, 상기 보정 부분에서 상기 조리개 에지(19)의 둘레 부분 윤곽, 특히 반경은 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽으로부터 보정 크기만큼 벗어나는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(26; 40)는 전체 조리개 에지(25; 38; 39)를 따라 연속적인 보정 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(26; 40)는 보정되지 않은 둘레 부분 윤곽, 특히 보정되지 않은 반경으로부터 상기 조리개 에지(25; 38; 39)를 따라 보정 크기만큼 연속적으로 벗어나는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26; 40)는 적어도 하나의 보정 부분에서, 둘레 부분 윤곽, 특히 반경이 조절 가능한 조리개 에지(20a)를 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(17; 26)는:
    - 정확하게 하나의 조리개 에지(19; 25)에 의해 경계가 정해지는 단일한 중앙 통과 개방구(18)를 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  18. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정 조리개(40)는:
    - 내측 조리개 에지(38)와 외측 조리개 에지(39)에 의해 경계가 정해지는 링형 통과 개방구(18a)를 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  19. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정 조리개는:
    - 외측 조리개 에지에 의해 경계가 정해지는 다수의 통과 개방구들을 갖는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    EUV 광원(3)을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  21. 동공 다면 미러(15; 33)와 보정 조리개(17; 26; 40)를 포함하며, 조명 및 결상광(8)을 물체 필드(8) 내로 빔 가이딩 하기 위한 결상 광학 어셈블리(16)의 부품들에서의 상기 조명 및 결상광(8)의 반사의 결과로서 발생하는 왜곡 수차의, 상기 물체 필드의 조명의 조명 각도 분포에 대한 영향이, 투영 노광 장치(1)의 조명 시스템(2)에 대해, 적어도 부분적으로 보상되도록 하는 방식으로, 상기 보정 조리개의 조리개 에지(19; 25; 38; 39)가 상기 조명 및 결상광(8)의 부분적인 음영을 위해 구현되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 유닛(4).
  22. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 투영 노광 장치(1)의 동작 방법에 있어서,
    - 상기 투영 노광 장치(1)를 제 1 기하학적 조명 형태(21)로 동작시키는 단계,
    - 상기 제 1 기하학적 조명 형태를 제 2 기하학적 조명 형태로 교환하는 단계,
    - 보정 조리개(17; 26; 40)를 대체 조리개(17; 26; 40)로 교환하는 단계로서, 동공 다면 미러(15; 33)의 개별 면(14, 32)들에 할당된 투영 광학 유닛(6)의 입사동공 내의 적어도 다수의 소스 이미지들이 하나의 동일한 조리개 에지(19; 25; 38; 39)에 의해 부분적으로 가려지도록 하는 방식으로 상기 대체 조리개의 조리개 에지(19; 25; 38; 39)가 구성되며, 상기 조리개 에지(19; 25; 38; 39)의 형태는 제 2 기하학적 조명 형태(22, 22', 22")에 적응된 방식으로 조명의 타원율 및 텔레센트릭성의 보정을 위해, 부분적인 음영을 위해 미리 규정되는 단계,
    - 상기 투영 노광 장치(1)를 제 2 기하학적 조명 형태(22, 22', 22")로 동작시키는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 기하학적 조명 형태를 교환하는 단계는, 보정 조리개(17; 26; 40)를 바꾸는 것에 추가하여, 이미지 필드에 걸친 조명의 균일성을 적응시키기 위해 추가적인 보정 요소(41)의 적용 또는 교환을 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. - 감광성 재료로 구성된 층이 적어도 부분적으로 도포된 웨이퍼를 제공하는 단계,
    - 결상될 구조들을 갖는 레티클을 제공하는 단계,
    - 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 투영 노광 장치(1)를 제공하는 단계,
    - 상기 투영 노광 장치(1)의 투영 광학 유닛(6)의 도움으로 상기 층의 한 영역 위로 상기 레티클의 적어도 한 부분을 투영시키는 단계를 포함하는 미세 구조 소자를 제조하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    투영을 하기 전에, 결상 광학 어셈블리(16)의 부품들에서의 조명 및 결상광(8)의 반사의 결과로서 발생하는 왜곡 수차가 적어도 부분적으로 보상되도록 하는 방식으로, 상기 조명 및 결상광(8)의 부분적인 음영을 위해 보정 조리개(17; 26; 40)의 조리개 에지(19; 25; 38; 39)가 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
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