KR20120031050A - 리소그래피 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20120031050A
KR20120031050A KR1020127000134A KR20127000134A KR20120031050A KR 20120031050 A KR20120031050 A KR 20120031050A KR 1020127000134 A KR1020127000134 A KR 1020127000134A KR 20127000134 A KR20127000134 A KR 20127000134A KR 20120031050 A KR20120031050 A KR 20120031050A
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KR1020127000134A
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얀 반 슈트
고쎄 데 브리스
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets

Abstract

복수의 반사 요소들을 갖는 조명 시스템이 설명되며, 상기 반사 요소들은 퓨필 평면의 상이한 위치들을 향해 방사선을 지향하는 상이한 방위들 사이에서 이동가능하고, 이로 인해 상이한 조명 모드들을 형성한다. 각각의 반사 요소는 내측 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 1 방위, 중간 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 2 방위, 및 외측 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 3 방위로 이동가능하다. 반사 요소들은 내측, 중간 및 외측 조명 위치 그룹들을 향해 동일한 양의 방사선을 지향할 수 있게 방위되도록 구성되며, 외측 조명 위치 그룹으로는 실질적으로 방사선을 지향하지 않고, 내측 및 중간 조명 위치 그룹들을 향해 실질적으로 동일한 양의 방사선을 지향할 수 있게 방위되도록 구성된다.

Description

리소그래피 장치 및 방법{LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD}
본 출원은 2009년 6월 17일에 출원된 US 가출원 61/187,829의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치 및 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부 상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼) 상의 (예를 들어, 다이의 부분, 하나의 다이 또는 수 개의 다이들을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"-방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는 소위 스캐너를 포함한다.
리소그래피 장치는 일반적으로 조명 시스템을 포함한다. 조명 시스템은 소스, 예를 들어 레이저로부터 방사선을 수용하고, 패터닝 디바이스에 입사하는 방사선 빔(때로는 "투영" 빔이라 함)을 제공한다. 방사선 빔은 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된 후, 투영 시스템에 의해 기판 상으로 투영된다.
리소그래피 분야에서는, 적절한 조명 모드로 방사선 빔을 제공함으로써 기판 상에 투영되는 패터닝 디바이스의 이미지가 개선될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 전형적으로 리소그래피 장치의 조명 시스템은 방사선 빔을 지향, 성형 및 제어하도록 조명 시스템 내에 배치되어 조명 시스템이 조명 모드를 갖게 하는 세기 분포 조정 장치를 포함한다.
원하는 조명 모드를 달성하기 위해 조명 빔을 제어하도록 배치된 다양한 세기 분포 조정 장치들에 의해 원하는 조명 모드가 제공될 수 있다. 예를 들어, 환형 조명 모드(annular illumination mode)를 생성하기 위해 줌-액시콘 디바이스(zoom-axicon device)(줌 렌즈와 액시콘의 조합)가 사용될 수 있으며, 이때 조명 모드의 내반경 크기 및 외반경 크기(σinner 및 σouter)가 제어가능하다. 일반적으로, 줌-액시콘 디바이스는 독립적으로 이동가능한 다수 굴절 광학 구성요소들을 포함한다. 그러므로, 줌-액시콘 디바이스는 예를 들어 극자외(EUV) 방사선(예를 들어, 약 13.5 nm의 방사선)과 사용하기에 적절하지 않은데, 이는 이 파장에서의 방사선이 굴절 재료들을 통과함에 따라 잘 흡수되기 때문이다.
조명 모드들을 생성하기 위해 공간 필터들이 사용될 수 있다. 다이폴 조명 모드(dipole illumination mode)를 발생시키기 위해, 다이폴 모드에 대응하는 개구부(opening)들을 갖는 공간 필터들이 조명 시스템의 퓨필 평면에 제공될 수 있다. 공간 필터는 상이한 조명 모드가 요구되는 경우 제거되고 상이한 공간 필터로 교체될 수 있다. 하지만, 공간 필터들은 방사선 빔의 상당 부분을 차단하여, 패터닝 디바이스에 입사하는 경우 방사선 빔의 세기를 감소시킨다. 알려진 EUV 소스들은 리소그래피 장치로 하여금 효율적으로 작동하게 하도록 충분한 세기의 EUV 방사선을 제공하려고 노력한다. 그러므로, 조명 모드를 형성하는 경우 방사선 빔의 상당 부분을 차단하는 것은 바람직하지 않다.
예를 들어, 본 명세서 또는 다른 곳에서 설명된 1 이상의 단점들을 극복하거나 완화시키는 리소그래피 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에 따르면, 복수의 반사 요소들을 갖는 조명 시스템이 제공되고, 반사 요소들은 퓨필 평면의 상이한 위치들을 향해 방사선을 지향하는 상이한 방위들 사이에서 이동가능하며, 이로 인해 상이한 조명 모드들을 형성하고;
각각의 반사 요소는 내측 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 1 방위, 중간 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 2 방위, 및 외측 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 3 방위로 이동가능하며;
반사 요소들은 내측, 중간 및 외측 조명 위치 그룹들을 향해 동일한 양의 방사선을 지향할 수 있게 방위되도록 구성되고, 외측 조명 위치 그룹으로는 실질적으로 방사선을 지향하지 않고 내측 및 중간 조명 위치 그룹들을 향해서는 실질적으로 동일한 양의 방사선을 지향할 수 있게 방위되도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 조명 모드들 사이에서 스위칭하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 퓨필 평면의 내측, 중간 및 외측 조명 위치 그룹들을 향해 동일한 양의 방사선을 지향하도록 복수의 반사 요소들을 방위시킨 후, 후속하여 외측 조명 위치 그룹을 향해서는 실질적으로 방사선을 지향하지 않고 내측 및 중간 조명 위치 그룹들을 향해서는 실질적으로 동일한 양의 방사선을 지향하도록 복수의 반사 요소들을 방위시키는 단계를 포함한다.
이하 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시하는 도면;
도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 부분들을 더 상세하게 도시하는 개략적인 도면;
도 3은 리소그래피 장치의 조명 시스템의 이동가능한 반사 요소들의 작동을 예시하는 도면;
도 4는 리소그래피 장치의 조명 시스템의 제 1 반사 구성요소의 일차 반사 요소의 이동 효과를 예시하는 도면;
도 5a 및 도 5b는 리소그래피 장치의 조명 시스템의 이동가능한 반사 요소들의 작동, 및 결과적인 y-다이폴 조명 모드를 예시하는 도면;
도 6a 및 도 6b는 리소그래피 장치의 조명 시스템의 이동가능한 반사 요소들의 작동, 및 결과적인 x-다이폴 조명 모드를 예시하는 도면;
도 7은 퓨필 평면의 제 1 사분원(quadrant)을 도시하는 도면;
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 일 실시예를 이용하여 얻을 수 있는 5 가지 조명 모드를 도시하는 도면;
도 9는 반사 요소에 대한 장착을 도시하는 도면;
도 10은 본 발명의 일 실시예에서의 퓨필 평면의 제 1 사분원을 도시하는 도면;
도 11a 내지 도 11g는 본 발명의 일 실시예를 이용하여 얻을 수 있는 7 가지 조명 모드를 도시하는 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시예에서의 퓨필 평면의 제 1 사분원을 도시하는 도면;
도 13a 내지 도 13n은 본 발명의 일 실시예를 이용하여 얻을 수 있는 14 가지 조명 모드를 도시하는 도면; 및
도 14는 본 발명의 일 실시예를 이용하여 얻을 수 있는 조명 모드를 도시하는 도면이다.
본 명세서에서는 IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 전형적으로, EUV 리소그래피 장치에서 패터닝 디바이스는 반사형이다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크(투과형), 프로그램가능한 거울 어레이(반사형) 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입, 및 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 이 방식으로, 반사된 빔이 패터닝된다.
지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지한다. 이는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 기계적 클램핑, 진공, 또는 다른 클램핑 기술들, 예를 들어 진공 조건 하에서의 정전기 클램핑을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 프레임 또는 테이블일 수 있으며, 예를 들어 이는 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있고, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "투영 시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광 방사선에 대하여, 또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절 광학 시스템, 반사 광학 시스템, 및 카타디옵트릭(catadioptric) 광학 시스템을 포함하는 다양한 타입의 투영 시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 통상적으로, EUV 방사선 리소그래피 장치에서 투영 시스템의 광학 요소들은 반사형일 것이다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영 시스템"이라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
조명 시스템은 방사선 빔을 지향, 성형 및 제어하기 위하여, 반사 구성요소들(및/또는 굴절 구성요소들) 및 선택적으로는 다양한 다른 형태의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 지지 구조체)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
리소그래피 장치는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개공보 제 US 2007-0013890 A1에서 설명된 바와 같이 2 이상의 패터닝 디바이스들 사이에서 (또는 제어가능한 패터닝 디바이스에 제공된 패턴들 사이에서) 신속한 스위칭을 허용하는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템의 최종 요소와 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물에 담기는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템의 최초 요소 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키는 것으로 당업계에 잘 알려져 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선(예를 들어, DUV 방사선 또는 EUV 방사선)의 방사선 빔(B)을 컨디셔닝(condition)하도록 배치된 조명 시스템(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하고, 아이템(PL)에 대해 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키는 제 1 위치설정 디바이스(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하고, 아이템(PL)에 대해 기판을 정확히 위치시키는 제 2 위치설정 디바이스(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 이미징하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 렌즈)(PL)을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 리소그래피 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 타입의 프로그램가능한 거울 어레이 또는 반사 마스크를 채택하는) 반사형 장치이다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형 장치일 수 있다.
조명 시스템(IL)은 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔(B)을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저(excimer laser)인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로, 소스(SO)로부터 조명 시스템(IL)으로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 조명 시스템(IL)은, 필요에 따라 빔 전달 시스템과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.
조명 시스템(IL)은 원하는 균일성(uniformity) 및 원하는 조명 모드로 방사선 빔을 제공하기 위해 방사선 빔을 컨디셔닝한다. 조명 시스템(IL)은 (예를 들어, 원하는 조명 모드를 선택하기 위하여) 퓨필 평면 내의 방사선 빔의 공간 세기 분포를 조정하는 세기 분포 조정 장치를 포함한다. 조명 시스템은 인티그레이터 및 커플링 광학기(coupling optics)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다.
조명 시스템(IL)을 떠난 후, 상기 방사선 빔(B)은 지지 구조체(MT) 상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사한다. 상기 패터닝 디바이스(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PL)을 통과하고, 이는 기판(W)의 타겟부(C) 상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정 디바이스(PW) 및 위치 센서(IF2)(예를 들어, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더, 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정 디바이스(PM) 및 또 다른 위치 센서(IF1)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 대상물 테이블들(MT 및 WT)의 이동은 장-행정 모듈(long-stroke module: 개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module: 미세 위치설정)의 도움으로 실현될 것이며, 이는 위치설정 디바이스(PM 및 PW)의 일부분을 형성한다. 하지만, (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 지지 구조체(MT)는 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 기판(W)은 패터닝 디바이스 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 바와 같은 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그들은 타겟부들 사이의 공간들 내에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크(scribe-lane alignment mark)들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(MA) 상에 1 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 패터닝 디바이스 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 장치는 다음 모드들에서 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔(B)에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광 시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PL)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광 시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔(B)에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 조명 시스템(IL)은 세기 분포 조정 장치를 포함한다. 세기 분포 조정 장치는 패터닝 디바이스에 입사한 방사선 빔의 각도 세기 분포를 제어하기 위해, 조명 시스템 내의 퓨필 평면에서의 방사선 빔의 공간 세기 분포를 조정하도록 배치된다. 세기 분포 조정 장치는 조명 시스템의 퓨필 평면에서 상이한 조명 모드들을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 조명 모드의 선택은, 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)로부터 기판(W) 상으로 투영될 패턴의 특성에 의존할 수 있다.
조명 시스템의 퓨필 평면에서의 방사선 빔의 공간 세기 분포는, 방사선 빔이 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 상에 입사하기 전에 각도 세기 분포로 전환된다. 다시 말하면, 조명 시스템의 퓨필 평면과 패터닝 디바이스(MA)[패터닝 디바이스는 필드 평면(field plane) 내에 있음] 사이에 푸리에 관계(Fourier relationship)가 존재한다. 조명 시스템의 퓨필 평면은 패터닝 디바이스(MA)가 위치되는 대상물 평면의 푸리에 변환 평면이고, 이는 투영 시스템의 퓨필 평면과 켤레(conjugate)이다.
도 2는 도 1의 리소그래피 장치의 부분들을 더 상세히 나타낸 개략적인 도면이다. 소스(SO)가 방사선 빔(B)을 발생시키며, 이는 조명 시스템(IL)의 입구 어퍼처(entrance aperture: 20)에서 가상 소스 지점 수집 포커스(18)로 포커스된다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)에서 제 1 및 제 2 반사 구성요소들(22, 24)을 통해, 지지 구조체(MT)에 유지된 패터닝 디바이스(MA) 상으로 반사된다. 그 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PL)에서 제 1 및 제 2 반사 구성요소들(28, 30)을 통해, 기판 테이블(WT)에 유지된 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 소스(SO), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PL) 내에는 도 2에 나타낸 것보다 더 많거나 더 적은 요소들이 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서 리소그래피 장치는 1 이상의 투과형 또는 반사형 스펙트럼 퓨리티 필터(spectral purity filter)들을 포함할 수도 있다. 더 많거나 더 적은 반사 구성요소 부분들이 리소그래피 장치에 존재할 수 있다.
도 3은 조명 시스템의 제 1 및 제 2 반사 구성요소들을 포함한 리소그래피 장치의 부분을 더 상세히 나타낸 개략적인 도면이다. 제 1 반사 구성요소(22)는 복수의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)[통상적으로, 필드 패싯 거울(field facet mirror)들로 알려짐]을 포함한다. 제 2 반사 구성요소(24)는 복수의 이차 반사 요소들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')[통상적으로, 퓨필 패싯 거울(pupil facet mirror)들로 알려짐]을 포함한다. 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)은 이차 반사 요소들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')을 향해 방사선을 지향(반사)하도록 구성된다. 4 개의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)만이 도시되지만, 여하한 수의 일차 반사 요소들이 제공될 수 있다. 일차 반사 요소들은 2-차원 어레이(또는 몇몇 다른 2-차원 구성)로 배치될 수 있다. 8 개의 이차 반사 요소들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')만이 도시되지만, 여하한 수의 이차 반사 요소들이 제공될 수 있다. 이차 반사 요소들은 2-차원 어레이(또는 몇몇 다른 2-차원 구성)로 배치될 수 있다.
일차 반사 요소들(22a 내지 22d)은 조정가능한 방위들을 가지며, 선택된 이차 반사 요소들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')을 향해 방사선을 지향하는데 사용될 수 있다.
제 2 반사 구성요소(24)는 조명 시스템(IL)의 퓨필 평면(P)과 일치한다. 그러므로, 제 2 반사 구성요소(24)는 패터닝 디바이스(MA) 상으로 방사선을 지향하는 가상 방사선 소스로서 작용한다. 제 2 반사 구성요소(24)와 패터닝 디바이스(MA) 사이에는 집광 거울(condenser mirror: 도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 집광 거울은 거울들의 시스템일 수 있다. 집광 거울은 패터닝 디바이스(MA) 상에 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)을 이미징하도록 배치될 수 있다.
제 2 반사 구성요소(24)에서의 방사선 빔(B)의 공간 세기 분포는 방사선 빔의 조명 모드를 정의한다. 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)이 조정가능한 방위들을 갖기 때문에, 이들은 퓨필 평면(P)에서 상이한 공간 세기 분포들을 형성하는데 사용될 수 있으며, 이로 인해 상이한 조명 모드들을 제공한다.
사용 시, 방사선 빔(B)은 제 1 반사 구성요소(22)의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d) 상에 입사한다. 각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)는 제 2 반사 구성요소(24)의 상이한 이차 반사 요소(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')를 향해 방사선의 서브-빔을 반사시킨다. 제 1 서브-빔(Ba)이 제 1 일차 반사 요소(22a)에 의해 제 1 이차 반사 요소(24a)로 지향된다. 제 2, 제 3 및 제 4 서브-빔들(Bb 내지 Bd)이 각각 제 2, 제 3 및 제 4 일차 반사 요소들(22b 내지 22d)에 의해 제 2, 제 3 및 제 4 이차 반사 요소들(24b 내지 24d)로 지향된다.
서브-빔들(Ba 내지 Bd)은 이차 반사 요소들(24a 내지 24d)에 의하여 패터닝 디바이스(MA)를 향해 반사된다. 서브-빔들은 함께, 패터닝 디바이스(MA)의 노광 영역(E)을 조명하는 단일 방사선 빔(B)을 형성하는 것으로 간주될 수 있다. 노광 영역(E)의 형상은 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)의 형상에 의해 결정된다. 노광 영역(E)은, 예를 들어 직사각형, 곡선 밴드(curved band), 또는 몇몇 다른 형상일 수 있다.
각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)는 제 2 반사 구성요소(24)의 상이한 이차 반사 요소(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')에 가상 소스 지점 수집 포커스(18)의 이미지를 형성한다. 실제로, 포커스(18)는 한 점(a point)이 아니라, 그 대신 예를 들어 4 내지 6 mm일 수 있는 한정된 폭(예를 들어, 직경)을 갖는 가상 소스일 것이다. 그 결과, 각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)는 이차 반사 요소들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')에 한정된 폭(예를 들어, 3 내지 5 mm)을 갖는 가상 소스의 이미지를 형성할 것이다. 이차 반사 요소들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')은 (이차 반사 요소들 사이에서 방사선이 떨어져 손실되는 것을 회피하기 위해) 이미지 폭들보다 큰 폭들을 가질 수 있다. 포커스(18) 및 포커스의 이미지들은 예시의 용이함을 위해 도면들에서 점들로 도시된다.
일차 및 이차 반사 요소들은 광출력(optical power)들을 갖는다. 각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)는 음의 광출력을 갖고, 가상 소스보다 작은 가상 소스(18)의 이미지를 형성한다. 각각의 이차 반사 요소(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')는 양의 광출력을 갖고, 일차 반사 요소보다 큰 일차 반사 요소(22a 내지 22d)의 이미지를 형성한다. 앞서 언급된 바와 같이, 일차 반사 요소(22a 내지 22d)의 이미지는 노광 영역(E)이다.
일차 반사 요소들(22a 내지 22d)의 방위는 퓨필 평면(P)에 형성되는 조명 모드를 결정한다. 예를 들어, 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)은 방사선 서브-빔들이 4 개의 가장 안쪽 이차 반사 요소들(24c, 24d, 24a', 24d')에 지향되도록 방위될 수 있다. 이는 표준[디스크형(disk-shaped)] 조명 모드의 1-차원 균등물(one-dimensional equivalent)로 간주될 수 있는 조명 모드를 제공할 것이다. 대안적인 예시에서, 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)은 방사선 서브-빔들이 제 2 반사 구성요소(24)의 왼쪽 끝 2 개의 이차 반사 요소들(24a 및 24b) 및 제 2 반사 구성요소(24)의 오른쪽 끝 2 개의 이차 반사 요소들(24c' 및 24d')에 지향되도록 방위될 수 있다. 이는 환형 조명 모드의 1-차원 균등물로 간주될 수 있는 조명 모드를 제공할 것이다.
일차 반사 요소들(22a 내지 22d) 각각은, 이것이 2 개의 방위 - 제 1 방위 및 제 2 방위 중 하나로 있을 수 있도록 구성된다. 제 1 방위는, 일차 반사 요소가 방사선의 서브-빔을 제 2 반사 구성요소(24)의 제 1 원하는 위치(desired location)를 향해 반사하도록 구성된다. 제 2 방위는, 일차 반사 요소가 방사선의 서브-빔을 제 2 반사 구성요소(24)의 제 2 원하는 위치를 향해 반사하도록 구성된다. 일차 반사 요소는 제 3 방위로 이동하도록 배치되지는 않으며, 그 대신 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서만 이동가능하다.
도 4는 일 예시로서 제 1 반사 구성요소(22)의 제 1 일차 반사 요소(22a)를 이용하여 제 1 및 제 2 방위들 사이에서의 일차 반사 요소의 이동을 예시한다. 제 1 일차 반사 요소(22a)가 제 1 방위로 있는 경우, 이는 제 2 반사 구성요소(24)의 제 1 이차 반사 요소(24a)를 향해 방사선 서브-빔(Ba)을 지향한다. 제 1 일차 반사 요소(22a)가 제 2 방위로 있는 경우, 이는 제 2 반사 구성요소(24)의 제 2 이차 반사 요소(24a')를 향해 방사선 서브-빔(Ba')(점선으로 도시됨)을 지향한다. 제 1 일차 반사 요소(22a)는 여하한의 다른 방위로 이동하도록 배치되지는 않으므로, 여하한의 다른 이차 반사 요소(24b 내지 24d, 24b' 내지 24d')를 향해 방사선 서브-빔을 지향하도록 배치되지 않는다.
앞선 기재내용은 이차 반사 요소(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')를 향해 방사선 서브-빔들을 지향하는 각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)를 언급한다. 여하한의 실시예들에서, 주어진 서브-빔에 의해 조사되는 이차 반사 요소는 제 2 반사 구성요소 또는 퓨필 평면 상의 단일 위치 내에 모두 배치되는 이차 요소들의 그룹의 멤버(a member of a group of secondary elements)일 수 있으며, 상기 위치는 조명 모드와 연계된다. 이 이유로, "위치" 또는 "조명 위치" 또는 "조명 위치 그룹"이라는 용어가 이차 반사 요소 대신에 사용될 수 있다('위치'라는 용어는 단일 이차 반사 요소 또는 복수의 이차 반사 요소들을 포괄하는 것으로 의도됨).
각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)는 2 개의 상이한 위치들에 방사선 서브-빔을 지향하도록 배치된다. 각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)와 연계된 제 1 위치 및 제 2 위치는, 다른 일차 반사 요소들로부터 방사선 서브-빔들을 수용하는 위치들에 대해 상이하고 특유하다. 각각의 일차 반사 요소(22a 내지 22d)를 적절히 구성함으로써, 방사선이 원하는 조명 모드들과 대응하는 공간 세기 분포들을 생성하도록 제 2 반사 구성요소(24)의 퓨필 평면(P) 내 필수 위치들을 향해 지향될 수 있다.
도 3 및 도 4는 4 개의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)만을 나타내지만, 제 1 반사 구성요소(22)는 더 많은 일차 반사 요소들을 포함할 수 있다. 제 1 반사 구성요소(22)는 일차 반사 요소들을, 예를 들어 100 개, 200 개 또는 400 개까지 포함할 수 있다. 제 1 반사 구성요소(22)는, 예를 들어 100 내지 800 개의 일차 반사 요소들의 범위에서 여하한 수를 포함할 수 있다. 반사 요소들은 거울일 수 있다. 제 1 반사 구성요소(22)는 1024(예를 들어, 32x32) 개의 거울들, 또는 4096(예를 들어, 64x64) 개의 거울들, 또는 여하한의 적절한 수의 거울들의 어레이를 포함할 수 있다. 일차 반사 요소들은 2-차원 그리드형 구성(grid-like formation)으로 배치될 수 있다. 일차 반사 요소들은 방사선 빔을 가로지르는 평면 내에 배치될 수 있다.
제 1 반사 구성요소(22)는 일차 반사 요소들의 1 이상의 어레이들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일차 반사 요소들은 각각의 어레이가 예를 들어 32x32 거울들을 갖는 복수의 어레이들을 형성하도록 배치되거나 그룹화될 수 있다. 본 명세서에서, "어레이"라는 용어는 단일 어레이 또는 어레이들의 그룹을 의미할 수 있다.
이차 반사 요소들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')은, 이차 반사 요소들의 방위가 고정되도록 장착될 수 있다.
도 5 및 도 6은 퓨필 평면(P)에서의 공간 세기 분포를 변화시켜 원하는 조명 모드를 얻기 위해 방사선을 전향하는 원리를 개략적으로 예시한다. 도 5b 및 도 6b의 도면 평면들은 도 5a 및 도 6a에 나타낸 퓨필 평면(P)과 일치한다. 도면들의 설명을 용이하게 하기 위해, 도 5b 및 도 6b에 데카르트 좌표가 도시된다. 도시된 데카르트 좌표는 얻어질 수 있는 공간 세기 분포들의 방위에 대한 여하한의 제한을 내포하도록 의도되지는 않는다. 공간 세기 분포들의 반경 크기는 σinner(내반경 크기) 및 σouter(외반경 크기)에 의해 정의된다. 내반경 크기 및 외반경 크기는 원형일 수 있으며, 또는 몇몇 다른 형상을 가질 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 방사선 빔 퓨필 평면(P)의 공간 세기 분포(및 이에 따른 조명 모드)는 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)의 방위들에 의해 결정된다. 조명 모드는 각 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)을 선택한 후, 필요에 따라 그 제 1 방위나 제 2 방위로 각 일차 반사 요소들을 이동시킴으로써 제어된다.
이 예시에서는 16 개의 일차 반사 요소들이 존재하며, 이 중 4 개만이 도시된다(22a 내지 22d). 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)이 그들의 제 1 방위들에 있는 경우, 방사선의 서브-빔들은 도 5a에 나타낸 바와 같이 연계된 제 1 위치들(24a 내지 24d)을 향해 반사된다. 도 5b를 참조하면, 제 1 위치들(24a 내지 24d)은 도 5b의 상부에 있거나 이에 가까이 있다. 다른 일차 반사 요소들(예시되지 않음)도 그들의 제 1 방위들에 있으며, 도 5b의 상부에 있거나 이에 가까이 있고, 도 5b의 하부에 있거나 이에 가까이 있는 제 1 위치들로 방사선의 서브-빔들을 지향한다. 방사선의 서브-빔들을 수용하는 위치들은 점선들을 이용하여 음영 표현된다. 도 5b로부터, 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)이 그들의 제 1 방위들에 있는 경우, 폴(pole)들이 y-방향으로 분리되어 있는 다이폴 조명 모드가 형성된다는 것을 알 수 있다.
일차 반사 요소들(22a 내지 22d)이 그들의 제 2 방위들에 있는 경우, 방사선의 서브-빔들은 도 6a에 나타낸 바와 같이 연계된 제 2 위치들(24a' 내지 24d')을 향해 반사된다. 도 6b를 참조하면, 제 2 위치들(24a' 내지 24d')은 도 6b의 오른쪽에 있거나 이에 가까이 있다. 다른 일차 반사 요소들(예시되지 않음)도 그들의 제 2 방위들에 있으며, 도 6b의 오른쪽에 있거나 이에 가까이 있고, 도 6b의 왼쪽에 있거나 이에 가까이 있는 제 2 위치들로 방사선의 서브-빔들을 지향한다. 방사선의 서브-빔들을 수용하는 위치들은 점선들을 이용하여 음영 표현된다. 도 6b로부터, 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)이 그들의 제 2 방위들에 있는 경우, 폴들이 x-방향으로 분리되어 있는 다이폴 조명 모드가 형성된다는 것을 알 수 있다.
y-방향 다이폴 조명 모드로부터 x-방향 다이폴 조명 모드로의 스위칭은, 각각의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)을 제 1 방위로부터 제 2 방위로 이동시킴으로써 달성된다. 이와 유사하게, x-방향 다이폴 조명 모드로부터 y-방향 다이폴 조명 모드로의 스위칭은, 각각의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)을 제 2 방위로부터 제 1 방위로 이동시킴으로써 달성된다.
아래에서 더 설명되는 바와 같이, 일차 반사 요소들(22a 내지 22d) 중 몇몇은 그들의 제 1 방위로 이동시키고, 몇몇은 그들의 제 2 방위로 이동시킴으로써 다른 모드들이 형성될 수 있다. 각각의 일차 반사 요소의 제 1 방위 및 제 2 방위(및 그 결과 연계된 제 1 및 제 2 위치들)는 생성될 수 있는 유용한 조명 모드들의 수를 최대화하도록 선택될 수 있다.
일차 반사 요소들은 축선을 중심으로 이들을 회전시킴으로써 제 1 방위들과 제 2 방위들 사이에서 이동될 수 있다. 일차 반사 요소들은 액추에이터들을 이용하여 이동될 수 있다.
1 이상의 일차 반사 요소들이 동일한 축선을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 1 이상의 다른 일차 반사 요소들이 1 이상의 다른 축선을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 일차 반사 요소는 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 일차 반사 요소를 이동시키도록 배치된 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는, 예를 들어 모터일 수 있다. 제 1 및 제 2 방위들은 단부 정지부(end stop)들에 의해 정의될 수 있다. 제 1 단부 정지부는, 일차 반사 요소가 제 1 방위를 넘어 이동하는 것을 방지하는 기계적 장치를 포함할 수 있다. 제 2 단부 정지부는, 일차 반사 요소가 제 2 방위를 넘어 이동하는 것을 방지하는 기계적 장치를 포함할 수 있다. 단부 정지부들을 포함하는 일차 반사 요소에 적절한 장착이 아래에서 더 설명된다.
일차 반사 요소의 이동이 단부 정지부들에 의해 제한되기 때문에, 일차 반사 요소의 위치를 모니터링할 필요 없이(예를 들어, 위치 모니터링 센서 및 피드백 시스템을 이용할 필요 없이) 일차 반사 요소가 제 1 방위 또는 제 2 방위로 정확하게 이동될 수 있다. 일차 반사 요소들은, 이들이 패터닝 디바이스로부터 기판 상으로의 패턴의 리소그래피 투영에 사용되기에 충분한 품질의 조명 모드들을 형성할 수 있도록 충분히 정확하게 방위될 수 있다.
액추에이터에 공급되는 구동기 신호(driver signal)는 2진 신호일 수 있다. 가변 아날로그 전압 또는 가변 디지털 전압과 같은 더 복잡한 신호를 사용할 필요는 없는데, 이는 액추에이터가 일차 반사 요소를 제 1 단부 정지부 또는 제 2 단부 정지부로 이동시키기만 하면 되기 때문이다. 더 복잡한 시스템보다는 액추에이터에 대한 2진(2-값) 구동기 신호의 사용이, 그렇지 않은 경우보다 더 단순한 제어 시스템이 사용되게 한다.
도 5 및 도 6에 관하여 앞서 설명된 장치는 16 개의 일차 반사 요소들을 포함한다. 실제로, 더 많은 일차 반사 요소들이 제공될 수 있다. 하지만, 16 개의 일차 반사 요소들은 여러 상이한 조명 모드들이 얻어질 수 있는 방식을 예시하기에 충분한 수이다. 16 개의 일차 반사 요소들을 이용하여 다음의 조명 모드들이 얻어질 수 있다: 환형, c-쿼드(c-quad), 퀘이사(quasar), 다이폴-y 및 다이폴-x. 이 조명 모드들은, 조명 시스템의 퓨필 평면의 32 개의 연계된 위치들을 향해 방사선을 적절히 지향하도록 16 개의 일차 반사 요소들을 구성함으로써 형성된다.
도 7은 5 개의 상이한 원하는 조명 모드들을 생성하도록 구성되는 조명 시스템 내의 퓨필 평면(Q1)의 제 1 사분원을 도시한다. 사분원의 각각의 세그먼트(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')는 조명 위치(즉, 필드 패싯 거울로부터 방사선 서브-빔을 수용하는 위치)에 대응한다. 조명 위치들은 환형으로 퓨필 평면 주위에(예를 들어, 둘레에) 배치된다. 조명 위치들의 내반경 크기는 σinner로 표시된다. 조명 위치들의 외반경 크기는 σouter로 표시된다.
각각의 조명 위치에 복수의 이차 반사 요소들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 10 내지 20 개의 이차 반사 요소들이 각각의 조명 위치에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 일차 반사 요소들의 개수는 이에 따라 변경된다(scale). 예를 들어, 주어진 조명 위치에 10 개의 이차 반사 요소들이 존재하는 경우, 그 조명 위치에 방사선을 지향하도록 10 개의 일차 반사 요소들이 배치된다(각각의 일차 반사 요소들이 상이한 이차 반사 요소로 방사선을 지향하도록 배치됨). 다음 설명에서, '일차 반사 요소'라는 용어가 사용되는 경우, 이는 일제히(in unison) 이동하도록 구성되는 복수의 일차 반사 요소들을 포괄할 수 있다.
퓨필 평면 전체에서 조명 위치들의 상대적인 표면적은 (σouter 2 - σinner 2)/2에 달한다. 따라서, 에텐듀 비(etendue ratio: X)(즉, 상대적으로 사용되는 퓨필 영역의 역)는 X = 2/(σouter 2 - σinner 2)가 된다.
도 7에 도시된 사분원(Q1)에서는, 8 개의 조명 위치들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')이 존재한다(전체 퓨필 평면에서는 32 개의 조명 위치들과 대응함). 각각의 조명 위치는 일차 반사 요소에 의해 반사된 방사선의 서브-빔에 의해 조명될 크기 및 형상으로 구성된다. 각각의 일차 반사 요소는 동일한 사분원의 상이한 부분들로부터 2 개의 조명 위치들을 따로따로 조명하도록 구성된다. 더 명확하게는, 각각의 일차 반사 요소가 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동하도록 구성되어 방사선을 지향하고, 이로 인해 동일한 사분원에서의 연계된 제 1 조명 위치 또는 연계된 제 2 조명 위치 중 어느 하나를 조명한다.
도 7에서는 동일한 사분원(Q1)에서 조명 위치들의 쌍들[24a, 24a'(및 다른 쌍들)]이 제공되지만, 반드시 이러한 경우인 것은 아니다. 예를 들어, 한 사분원에 제 1 조명 위치가 제공될 수 있고, 그 쌍은 상이한 사분원에 제공될 수 있다. 한 쌍의 조명 위치들에 있어서 제 1 및 제 2 조명 위치들 간의 간격이 증가하는 경우, 그 조명 위치들로 방사선 서브-빔을 지향하기 위해 일차 반사 요소에 의해 요구되는 회전량도 증가할 것이다. 조명 위치들의 위치들은 일차 반사 요소들이 요구하는 회전을 최소화하도록, 또는 어떤 일차 반사 요소들도 소정 최대 회전보다 더 회전할 필요가 없도록 선택될 수 있다. 조명 위치들의 위치들은 (예를 들어, 도 8에 관하여 아래에서 더 설명되는 바와 같이) 원하는 세트의 조명 모드들이 얻어질 수 있도록 구성될 수 있다.
제 1 일차 반사 요소(22a)(도 5 및 도 6 참조)는, 제 1 방위로 방위되는 경우 사분원(Q1)의 제 1 연계된 조명 위치(24a)를 조명하고, 제 2 방위로 방위되는 경우 사분원의 제 2 연계된 조명 위치(24a')를 조명하도록 구성된다. 제 2 일차 반사 요소(22b)는, 제 1 방위로 방위되는 경우 제 1 연계된 조명 위치(24b)를 조명하고, 제 2 방위로 방위되는 경우 제 2 연계된 조명 위치(24b')를 조명하도록 구성된다. 제 3 일차 반사 요소(22c)는, 제 1 방위로 방위되는 경우 제 1 연계된 조명 위치(24c)를 조명하고, 제 2 방위로 방위되는 경우 제 2 연계된 조명 위치(24c')를 조명하도록 구성된다. 제 4 일차 반사 요소(22d)는, 제 1 방위로 방위되는 경우 제 1 연계된 조명 위치(24d)를 조명하고, 제 2 방위로 방위되는 경우 제 2 연계된 조명 위치(24d')를 조명하도록 구성된다.
조명 위치들 및 연계된 일차 반사 구역들의 균등한 구성이 다른 사분원들에 대해 적용될 수 있다(예시되지 않음).
각각의 일차 반사 요소는 소정 축선을 중심으로 이를 회전시킴으로써 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동될 수 있다. 복수의 일차 반사 요소들은 동일한 축선을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 퓨필 평면의 동일한 사분원에서 인접한 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들이 동일한 축선을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 나타낸 예시에서, 제 1 및 제 2 일차 반사 요소들(22a, 22b)은 제 1 축선(AA)을 중심으로 회전하도록 구성되고, 제 3 및 제 4 일차 반사 요소들(22c, 22d)은 제 2 축선(BB)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 제 1 축선(AA)은 Q1에서 x-축에 대해 56.25 °로 배치되고, 제 2 축선(BB)은 Q1에서 x-축에 대해 33.75 °로 배치된다. 제 1 및 제 2 축선들(AA, BB)은 도 7의 평면 내에 도시되지만, 이는 단지 예시의 용이함을 위한 것이다. 축선들은 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)의 평면 내에 있을 것이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 퓨필 평면의 맞은편 사분원에서 대응하는 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 동일한 축선을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들(22a, 22b) 및 제 3 사분원과 연계된 대응하는 일차 반사 요소들은 제 1 축선(AA)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들(22c, 22d) 및 제 3 사분원과 연계된 대응하는 일차 반사 요소들은 제 2 축선(BB)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다.
제 2 사분원과 연계된 일차 반사 요소들 및 제 4 사분원과 연계된 일차 반사 요소들은 제 3 축선(예를 들어, x-축에 대해 123.75 °로 배치됨)을 중심으로 회전될 수 있다. 또한, 제 2 사분원과 연계된 일차 반사 요소들 및 제 4 사분원과 연계된 일차 반사 요소들은 제 4 축선(예를 들어, x-축에 대해 146.25 °로 배치됨)을 중심으로 회전될 수 있다. 이 사분원들 중 어느 것도 도 7에서 나타내지는 않는다.
일차 반사 요소들은 동일한 축선을 중심으로 동일한 방향 또는 반대 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다.
일차 반사 요소들이 동일한 축선을 중심으로 회전하고, 동일한 방향으로 회전하도록 함께 그룹화되는 경우, 그들의 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 일차 반사 요소들을 이동시키도록 배치된 액추에이터가 단순화될 수 있다. 예를 들어, 동일한 축선을 중심으로 회전하도록 그룹화되는 일차 반사 요소들과 연계된 액추에이터는 그 일차 반사 요소들을 일제히 이동시키도록 배치될 수 있다. 따라서, 4 개의 회전축이 존재하는 실시예에서는 4 개의 액추에이터가 존재할 수 있다.
도 8은 설명된 장치를 이용하여(즉, 16 개의 일차 반사 요소들 및 4 개의 회전축을 이용하여), 조명 시스템의 퓨필 평면에 5 개의 상이한 조명 모드들이 형성될 수 있는 방식을 나타낸다. 조명 모드들은 다음과 같다: 환형 조명 모드(도 8a), 다이폴-x 조명 모드(도 8b), 다이폴-y 조명 모드(도 8c), 퀘이사 조명 모드(도 8d), 및 c-쿼드 조명 모드(도 8e).
도 8a에 나타낸 환형 조명 모드를 생성하기 위해, 제 1 사분원과 연계된 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)은 조명 위치들(24b, 24d, 24a' 및 24c')(도 7 참조)이 조명되도록 방위된다. 이는 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 1 일차 반사 요소(22a)를 그것의 제 2 방위로 회전시키고, 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 2 일차 반사 요소(22b)를 그것의 제 1 방위로 회전시키며, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 3 일차 반사 요소(22c)를 그것의 제 2 방위로 회전시키고, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 4 일차 반사 요소(22d)를 그것의 제 1 방위로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 8b에 나타낸 다이폴-x 조명 모드(도 6b 참조)를 생성하기 위해, 제 1 사분원과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(24b', 24a', 24d' 및 24c')이 조명되도록 방위된다. 이는 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 1 일차 반사 요소(22a)를 그것의 제 2 방위로 회전시키고, 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 2 일차 반사 요소(22b)를 그것의 제 2 방위로 회전시키며, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 3 일차 반사 요소(22c)를 그것의 제 2 방위로 회전시키고, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 4 일차 반사 요소(22d)를 그것의 제 2 방위로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 8c에 나타낸 다이폴-y 조명 모드(도 5b 참조)를 생성하기 위해, 제 1 사분원과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(24a, 24b, 24c 및 24d)이 조명되도록 방위된다. 이는 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 1 일차 반사 요소(22a)를 그것의 제 1 방위로 회전시키고, 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 2 일차 반사 요소(22b)를 그것의 제 1 방위로 회전시키며, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 3 일차 반사 요소(22c)를 그것의 제 1 방위로 회전시키고, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 4 일차 반사 요소(22d)를 그것의 제 1 방위로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 8d에 나타낸 퀘이사 조명 모드를 생성하기 위해, 제 1 사분원과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(24c, 24d, 24b' 및 24a')이 조명되도록 방위된다. 이는 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 1 일차 반사 요소(22a)를 그것의 제 2 방위로 회전시키고, 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 2 일차 반사 요소(22b)를 그것의 제 2 방위로 회전시키며, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 3 일차 반사 요소(22c)를 그것의 제 1 방위로 회전시키고, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 4 일차 반사 요소(22d)를 그것의 제 1 방위로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 8e에 나타낸 c-쿼드 조명 모드를 생성하기 위해, 제 1 사분원과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(24a, 24b, 24d' 및 24c')이 조명되도록 방위된다. 이는 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 1 일차 반사 요소(22a)를 그것의 제 1 방위로 회전시키고, 제 1 축선(AA)을 중심으로 제 2 일차 반사 요소(22b)를 그것의 제 1 방위로 회전시키며, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 3 일차 반사 요소(22c)를 그것의 제 2 방위로 회전시키고, 제 2 축선(BB)을 중심으로 제 4 일차 반사 요소(22d)를 그것의 제 2 방위로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 8에 나타낸 조명 모드들의 앞선 설명에서, 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들이 제 1 사분원과 유사하게 방위되는 것이 언급되었다. 다음은 이것이 행해지는 방식을 설명한다. 도 8로부터, 다이폴, 퀘이사 및 c-쿼드 모드들이 x 및 y 축들에 대해 대칭이라는 것을 알 수 있다. 하지만, 도 8a의 환형 모드는 x 및 y 축들에 대해 대칭이 아니고, (90 ° 또는 그 배수의 회전들에 대한) 회전 대칭이다.
조명 모드들이 동일한 대칭을 공유하지 않는다는 사실은 조명 위치들의 위치들에 제약을 가한다. 제약은, 각 쌍의 조명 위치들이 연계된 쌍의 조명 위치들을 갖고, 두 쌍들이 사분원을 양분하는 라인(SS)(도 7 참조)에 대해 대칭이라는 것이다. 예를 들어, 조명 위치들의 제 1 쌍(24a, 24a')은 조명 위치들의 제 3 쌍(24c, 24c')과 연계된다. 이 두 쌍들은 라인(SS)에 대해 대칭이다. 조명 위치들의 제 2 쌍(24b, 24b')은 조명 위치들의 제 4 쌍(24d, 24d')과 연계된다. 이 두 쌍들도 라인(SS)에 대해 대칭이다. 동일한 제약이 다른 사분원들에 적용된다.
제 2 사분원은 제 1 사분원의 거울 이미지이다. 제 3 및 제 4 사분원들은 제 1 및 제 2 사분원들의 거울 이미지들이다. 이 방식으로 조명 위치들을 위치설정하는 것은 도 8에 나타낸 조명 모드들 모두가 달성되게 한다. 도 8b 내지 도 8d에 나타낸 조명 모드들 중 어느 하나가 생성되어야 하는 경우, 각각의 사분원에 대한 대응하는 일차 반사 요소들의 방위들은 동일하다. 도 8a의 환형 모드가 생성되어야 하는 경우에는, 제 1 및 제 3 사분원들에 대한 일차 반사 요소들의 방위들이 제 2 및 제 4 사분원들에 대한 일차 반사 요소들에 적용되는 방위들과 반대이다.
일차 반사 요소들은 두 축선들을 중심으로 한 회전을 허용하는 장착부(mounting)들 상에 제공될 수 있다. 사용될 수 있는 장착부(40)가 도 9에 예시된다. 장착부를 설명하는데 도움이 되도록 데카르트 좌표가 도 9에 도시된다. 장착부(40) 상에 일차 반사 요소(22a)가 유지된다. 장착부(40)는 x-방향으로 연장된 2 개의 레버암(lever arm: 41a, 41b) 및 y-방향으로 연장된 2 개의 레버암(42a, 42b)을 포함한다. 필러(pillar: 43)가 z-방향으로 연장되고, 리프 스프링들을 통해 레버암들(41a, 41b, 42a, 42b)의 내측 단부들을 함께 연결한다. 레버암들의 제 1 쌍(41a, 41b)의 외측 단부들은 제 1 로드(44)에 의해 연결되며, 이는 외측 단부들 사이의 일정한 간격을 유지한다. 레버암들의 제 2 쌍(42a, 42b)의 외측 단부들은 제 2 로드(45)에 의해 연결되며, 이는 외측 단부들 사이의 일정한 간격을 유지한다.
레버암들의 제 1 쌍(41a, 41b)은 제 1 축선을 중심으로 일차 반사 요소(22a)를 회전시키도록 구성된다. 단부 정지부들(46a, 46b)이 레버암들의 제 1 쌍(41a, 41b)의 이동 범위를 제한한다. 단부 정지부들(46a, 46b)은 두 위치들을 확립하며, 이 사이에서 최하부 레버암(41b)이 이동할 수 있다. 두 위치들은 높은 위치(H1로 칭함) 및 낮은 위치(L1로 칭함)이다. 최하부 레버암(41b)이 높은 위치(H1)에 있는 경우, 이는 상측 단부 정지부(46a)와 접촉한다. 최하부 레버암(41b)이 낮은 위치(L1)에 있는 경우, 이는 하측 단부 정지부(46b)와 접촉한다.
최상부 레버암(41a)과 최하부 레버암(41b) 사이의 제 1 로드(44)에 의해 제공된 연결은 최상부 및 최하부 레버암들의 이동을 함께 결부시킨다. 그러므로, 단부 정지부들(46a, 46b)에 의해 최상부 레버암(41a)의 이동이 제한된다. 일차 반사 요소(22a)가 최상부 레버암(41a)에 연결되기 때문에, 이는 제 1 축선을 중심으로 한 일차 반사 요소(22a)의 회전이 단부 정지부들(46a, 46b)에 의해 제한된다는 것을 의미한다. 따라서, 제 1 축선을 중심으로 한 일차 반사 요소(22a)의 회전은 최하부 레버암(41b)이 상측 단부 정지부(46a)와 접촉하는 위치, 및 최하부 레버암(41b)이 하측 단부 정지부(46b)와 접촉하는 위치로 제한된다.
레버암들의 제 2 쌍(42a, 42b)은 제 1 축선에 직교인 제 2 축선을 중심으로 일차 반사 요소(22a)를 회전시키도록 구성된다. 단부 정지부들(47a, 47b)이 레버암들의 제 2 쌍(42a, 42b)의 이동을 제한하는데 사용된다. 레버암들의 제 2 쌍은 높은 위치(H2)와 낮은 위치(L2) 사이에서 이동한다. 따라서, 제 2 축선을 중심으로 한 일차 반사 요소(22a)의 회전은 최하부 레버암(42b)이 상측 단부 정지부(47a)와 접촉하는 위치, 및 최하부 레버암(42b)이 하측 단부 정지부(47b)와 접촉하는 위치에 제한된다.
레버암들의 두 쌍들(41a 및 41b, 42a 및 42b)이 동일한 방향으로 동일한 만큼 이동되는 경우, x-축을 중심으로 한 일차 반사 요소(22a)의 회전이 얻어진다. 레버암들의 쌍들(41a 및 41b, 42a 및 42b)이 반대 방향들로 동일한 만큼 이동되는 경우, y-축을 중심으로 한 일차 반사 요소(22a)의 회전이 얻어진다.
연성 로드(flexible rod: 50)들이 강성 암(rigid arm: 51)으로부터 연장되고, 이는 레버암들의 제 1 쌍(41a, 41b)에 의해 정의된 평면 내에 놓인다. 균등한 연성 로드(표시되지 않음)들이 강성 암(표시되지 않음)으로부터 연장되고, 이는 레버암들의 제 2 쌍(42a, 42b)에 의해 정의된 평면 내에 놓인다. 연성 로드들은 장착부의 피봇점(pivot point)을 정의하는데 사용된다. 피봇점은 연성 로드들이 교차하는 곳에 위치된다.
장착부(40)의 구성은 일차 반사 요소(22a)의 4 개의 가능한 제 1 방위들, 및 4 개의 대응하는 제 2 방위들을 허용한다. 이들은 다음과 같다:
제 1 방위: H1,H2 H1,L2 L1,H2 L1,L2
제 2 방위: L1,L2 L1,H2 H1,L2 H1,H2
퓨필 평면(P)(도 3 내지 도 6 참조)에 조명되는 위치들은 일차 반사 요소(22a)의 방위에 따라 변할 것이다. 이는 앞서 설명된 방식으로 상이한 조명 모드들이 선택되게 한다.
4 개의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d) 각각이 도 9의 장착부를 이용하여 회전되는 경우, 레버암들의 위치들은 다음과 같을 수 있다:
요소 22a 요소 22b 요소 22c 요소 22d
환형 모드 HL LH HL LH
x-다이폴 모드 HL HL HL HL
y-다이폴 모드 LH LH LH LH
퀘이사 모드 LH LH HL HL
C-쿼드 모드 HL HL LH LH
단부 정지부들(46a, 46b, 47a, 47b)의 위치들을 조정함으로써, 제 1 일차 반사 요소(22a)의 회전축을 조정하는 것이 가능하다. 단부 정지부들은, 예를 들어 제 1 일차 반사 요소의 회전축이 도 7의 축선(AA)과 대응하도록 위치될 수 있다. 이와 유사하게, 단부 정지부들은 예를 들어 제 3 일차 반사 요소(22c)의 회전축이 도 7의 축선(BB)과 대응하도록 위치될 수 있다.
레버암들(41a, 41b, 42a, 42b)은 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 구동될 수 있다. 액추에이터는, 예를 들어 모터일 수 있다. 각각의 레버암 쌍(41a 및 41b, 42a 및 42b)은 상이한 전용 액추에이터에 의해 구동될 수 있다. 따라서, 도 7의 사분원(Q1)의 조명 위치들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')과 연계된 4 개의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)을 회전시키도록 레버암들을 구동하기 위해, 8 개의 액추에이터가 사용될 수 있다.
대안적으로, 두 레버암 쌍들(41a 및 41b, 42a 및 42b)은 단일 액추에이터에 의해 구동될 수 있으며, 이는 예를 들어 순행 및 역행(inverted motion)을 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 도 7의 사분원(Q1)의 조명 위치들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')과 연계된 4 개의 일차 반사 요소들(22a 내지 22d)을 회전시키도록 레버암들을 구동하기 위해, 4 개의 모터가 사용될 수 있다.
복수의 일차 반사 요소들이 제 1 일차 반사 요소(22a) 대신에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 복수의 일차 반사 요소들은 장착부(40) 상에 각각 제공될 수 있다. 장착부들(40)은 복수의 일차 반사 요소들이 일제히 이동하도록 배치되는 액추에이터들에 의해 구동될 수 있다. 다른 일차 반사 요소들(22b 내지 22d)에도 동일하게 적용된다.
액추에이터는 단순할 수 있는데, 이는 액추에이터가 두 위치들로 일차 반사 요소들을 구동하기만 하면 되기 때문이다. 더 많은 위치들에 대해 반사 요소들을 구동하는 액추에이터들은 더 정확한 제어를 필요로 한다. 액추에이터가 두 위치들로 일차 반사 요소를 구동하기만 하면 되므로, 일차 반사 요소의 방위를 결정하기 위해 감지 시스템들이 필요하지 않다. 또한, 다수-값(아날로그) 신호들을 이용하기보다는, 2진 신호들이 반사 요소들의 위치들을 제어하는데 사용될 수 있다.
액추에이터는, 예를 들어 압전 액추에이터, 정전 액추에이터, 바이메탈 액추에이터 또는 모터일 수 있다.
일차 반사 요소들을 종래 반사 요소들의 어레이들에서보다 더 조밀하게 배치하는 것이 가능할 수 있다. 이는, 각각의 일차 반사 요소가 두 위치들 사이에서만 이동되므로, 다른 상이한 위치들로 이동할 수 있도록 하는 그 주변부 주위의 공간을 필요로 하지 않기 때문이다. 일차 반사 요소들의 이러한 더 조밀한 배치는 리소그래피 장치에서 방사선의 손실을 감소시킨다. 이는, 방사선이 통과할 수 있는 일차 반사 요소들 간의 공간들이 더 작기 때문이다.
앞서 설명된 실시예에서, 방사선 서브-빔들에 의해 조명되는 조명 위치들은 모두 동일한 내반경 크기(σinner) 및 외반경 크기(σouter)를 갖는다(예를 들어, 이들은 모두 단일 링에 놓임). 이는 예를 들어 도 7에 예시되며, 이때 사분원(Q1)의 조명 위치들(24a 내지 24d, 24a' 내지 24d')이 모두 동일한 내반경 크기 및 외반경 크기를 갖는 것으로 도시된다. 또한, 일차 반사 요소들의 회전축들은 모두 사분원의 원점(즉, 조명 시스템의 광학 축선)을 통과한다.
또 다른 실시예에서, 방사선 서브-빔들에 의해 조명되는 조명 위치들은 예를 들어 디스크 및 링으로서 제공될 수 있으며, 상기 링은 디스크에 인접하여 놓인다. 도 10은 이 구성의 조명 위치들을 갖는 퓨필 평면의 제 1 사분원(Q1)을 도시한다. 사분원(Q1)에는 24 개의 조명 위치들(A1, A2 내지 L1, L2)(전체 퓨필 평면에서 96 개의 조명 위치)이 존재한다. 12 개의 일차 반사 요소들(A 내지 L)(도시되지 않음)이 사분원(Q1)의 연계된 24 개의 조명 위치들을 조명하도록 구성된다(48 개의 일차 반사 요소들이 모든 조명 위치들을 조명하도록 구성됨).
각각의 조명 위치에 복수의 이차 반사 요소들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 10 내지 20 개의 이차 반사 요소들이 각각의 조명 위치에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 일차 반사 요소들의 개수는 이에 따라 변경된다. 예를 들어, 주어진 조명 위치에 10 개의 이차 반사 요소들이 존재하는 경우, 그 조명 위치에 방사선을 지향하도록 10 개의 일차 반사 요소들이 배치된다(각각의 일차 반사 요소들이 상이한 이차 반사 요소로 방사선을 지향하도록 배치됨). 이 설명에서, '일차 반사 요소'라는 용어가 사용되는 경우, 이는 일제히 이동하도록 구성되는 복수의 일차 반사 요소들을 포괄할 수 있다.
조명 위치들은 내측 조명 위치 그룹 및 외측 조명 위치 그룹으로 분류될 수 있다. 내측 조명 위치 그룹의 조명 위치들은, 연계된 일차 반사 요소들이 그들의 제 1 방위들인 경우에 조명된다. 외측 조명 위치 그룹의 조명 위치들은, 연계된 일차 반사 요소들이 그들의 제 2 방위들로 배치되는 경우에 조명된다.
내측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σinner) 및 외반경 크기(σ2)를 갖는다. 외측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)를 갖는다.
퓨필 평면 전체에서 조명 위치들의 상대적인 표면적은 (σ3 2 - σinner 2)/2에 달한다. 따라서, 에텐듀 비(X)(즉, 상대적으로 사용되는 퓨필 영역의 역)는 X = 2/(σ3 2 - σinner 2)가 된다.
각각의 일차 반사 요소는 동일한 사분원(예를 들어, Q1)의 상이한 부분들로부터 2 개의 조명 위치들을 따로따로 조명하도록 구성된다. 더 명확하게는, 각각의 일차 반사 요소가 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동하도록 구성된다. 제 1 반사 요소가 제 1 방위로 있는 경우, 방사선 서브-빔은 외측 조명 위치 그룹의 제 1 연계된 조명 위치를 향해 지향된다. 제 1 반사 요소가 제 2 방위로 있는 경우, 방사선 서브-빔은 내측 조명 위치 그룹의 제 2 연계된 조명 위치를 향해 지향된다(두 위치들은 동일한 사분원에 있음).
도 3 및 도 10을 참조하면, 일차 반사 요소(22a)는 그것의 제 1 방위인 경우 제 1 연계된 조명 위치(A1)를 조명하고, 그것의 제 2 방위인 경우 제 2 연계된 조명 위치(A2)를 조명하도록 구성될 수 있다. 상이한 일차 반사 요소(22b)는 그것의 제 1 방위인 경우 제 1 연계된 조명 위치(B1)를 조명하고, 그것의 제 2 방위인 경우 제 2 연계된 조명 위치(B2)를 조명하도록 구성될 수 있다. 다른 일차 반사 요소들이 각각 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
조명 위치들의 위치들에 제약이 가해진다. 제약은, 각 쌍의 조명 위치들이 연계된 쌍의 조명 위치들을 갖고, 두 쌍들이 사분원을 양분하는 라인(SS)에 대해 대칭이라는 것이다. 예를 들어, 조명 위치들의 제 1 쌍(A1, A2)은 조명 위치들의 제 7 쌍(G1, G2)과 연계된다. 이 두 쌍들은 라인(SS)에 대해 대칭이다. 제 2 예시에서, 조명 위치들의 제 2 쌍(B1, B2)은 조명 위치들의 제 8 쌍(H1, H2)과 연계된다. 이 두 쌍들도 라인(SS)에 대해 대칭이다. 동일한 제약이 조명 위치들의 다른 쌍들에 적용된다. 또한, 동일한 제약이 다른 사분원들에 적용된다.
조명 위치들 및 연계된 일차 반사 구역들의 구성은 퓨필 평면의 사분원들 각각에 대해 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 2 사분원은 제 1 사분원의 거울 이미지일 수 있다. 제 3 및 제 4 사분원들은 제 1 및 제 2 사분원들의 거울 이미지일 수 있다.
각각의 일차 반사 요소들은 축선을 중심으로 이를 회전시킴으로써 제 1 방위와 제 2 방위 사이에서 이동될 수 있다. 회전은 단부 정지부들에 의해 제한될 수 있다. 외측 조명 그룹의 조명 위치 및 내측 조명 그룹의 조명 위치를 조명하기 위해, 상기 축선이 조명 시스템의 광학 축선을 통과하지 않을 수 있다.
도 3 및 도 10을 참조하면, 제 1 연계된 조명 위치들(A1, A2)을 조명하는 제 1 일차 반사 요소(22a)는 제 1 축선(AA)을 중심으로 회전할 수 있다. 제 2 연계된 조명 위치들(L1, L2)을 조명하는 제 2 일차 반사 요소(22b)는 제 2 축선(BB)을 중심으로 회전할 수 있다. 다른 일차 반사 요소들이 다른 축선들(예시되지 않음)을 중심으로 회전할 수 있다. 전체로서, 제 1 사분원(Q1)에 대해 12 개의 회전축들이 존재한다. 제 3 사분원에 대한 회전축들은 제 1 사분원에 대한 회전축들과 평행하다. 제 2 사분원에 대해 12 개의 회전축들이 존재하며, 이들은 제 4 사분원에 대한 회전축들과 평행하다. 그러므로, 전체 24 개의 회전축들이 존재한다.
퓨필 평면의 맞은편 사분원들에서 대응하는 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 동일한 축선을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 도 10에 도시된 예시에서는, 예를 들어 전체 12 개의 회전축들이 존재할 수 있다. 이는 Q1 및 Q3을 가로질러 연장되는 6 개의 축선, 및 Q2 및 Q4를 가로질러 연장되는 6 개의 축선을 포함한다.
일차 반사 요소들은 7 개의 상이한 조명 모드들을 생성하는데 사용될 수 있다. 조명 모드들은 도 11에 도시된다. 조명 모드들은: 종래(디스크) 모드, 환형 모드, 제 2 디스크 모드, 다이폴 모드들, 및 쿼드러폴 모드(quadrupole mode)들이다.
도 11a에 나타낸 종래(디스크) 모드를 생성하기 위해, 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(A1 내지 L1)이 조명되도록 방위된다. 이는 모든 일차 반사 요소를 그 축선을 중심으로 제 1 방위로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다. 내반경 크기(σinner)가 0이 아니라 유한값인 경우, 이 모드는 종래(디스크) 모드라기보다는 오히려 환형 모드일 것이다.
도 11b에 나타낸 환형 조명 모드를 생성하기 위해, 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(A2 내지 L2)이 조명되도록 방위된다. 이는 모든 일차 반사 요소를 그 축선을 중심으로 제 2 방위로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 11c에 나타낸 제 2 디스크 조명 모드를 생성하기 위해, 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(A2, B1, C2, D1, E2, F1, G2, H1, I2, J1, K2, 및 L1)이 조명되도록 방위된다. 이는 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(A, C, E, G, I, 및 K)을 그 축선들을 중심으로 제 2 방위들로 회전시키고, 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(B, D, F, H, J, 및 L)을 그 축선들을 중심으로 제 1 방위들로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 11d에 나타낸 y-다이폴 조명 모드를 생성하기 위해, 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(A2 내지 F2, 및 G1 내지 L1)이 조명되도록 방위된다. 이는 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(A 내지 F)을 그 축선들을 중심으로 제 2 방위들로 회전시키고, 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(G 내지 L)을 그 축선들을 중심으로 제 1 방위들로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 11e에 나타낸 x-다이폴 조명 모드를 생성하기 위해, 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(A1 내지 F1, 및 G2 내지 L2)이 조명되도록 방위된다. 이는 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(A 내지 F)을 그 축선들을 중심으로 제 1 방위들로 회전시키고, 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(G 내지 L)을 그 축선들을 중심으로 제 2 방위들로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 11f에 나타낸 쿼드러폴 조명 모드를 생성하기 위해, 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(D1 내지 I1, J2 내지 L2, 및 A2 내지 C2)이 조명되도록 방위된다. 이는 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(D 내지 I)을 그 축선들을 중심으로 제 1 방위들로 회전시키고, 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(J 내지 L, 및 A 내지 C)을 그 축선들을 중심으로 제 2 방위들로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
도 11g에 나타낸 대안적인 쿼드러폴 조명 모드를 생성하기 위해, 사분원(Q1)과 연계된 일차 반사 요소들은 조명 위치들(A1 내지 C1, G2 내지 I2, J1 내지 L1, 및 D2 내지 F2)이 조명되도록 방위된다. 이는 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(A 내지 C, 및 J 내지 L)을 그 축선들을 중심으로 제 1 방위들로 회전시키고, 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들(G 내지 I, 및 D 내지 F)을 그 축선들을 중심으로 제 2 방위들로 회전시킴으로써 달성된다. 제 2, 제 3 및 제 4 사분원들의 조명 위치들과 연계된 일차 반사 요소들은 이와 유사하게 방위된다.
또한, 일차 반사 요소들은 퓨필 평면에 다른 원하는 조명 모드들을 생성하도록 방위될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 방사선 서브-빔들에 의해 조명되는 조명 위치들은 디스크, 제 1 링, 및 제 2 링으로서 제공될 수 있다. 제 1 링은 디스크에 인접하여 놓일 수 있으며, 제 2 링은 제 1 링에 인접하여 놓일 수 있다. 도 12는 이 구성의 조명 위치들을 갖는 퓨필 평면의 제 1 사분원(Q1)을 도시한다. 사분원(Q1)에는 36 개의 조명 위치들이 존재한다(전체 퓨필 평면에서는 144 개의 조명 위치). 12 개의 일차 반사 요소들(도시되지 않음)이 사분원(Q1)의 연계된 36 개의 이차 반사 요소들을 조명하도록 구성된다(48 개의 일차 반사 요소들이 모든 조명 위치들을 조명하도록 구성됨).
각각의 조명 위치에 복수의 이차 반사 요소들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 10 내지 20 개의 이차 반사 요소들이 각각의 조명 위치에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 일차 반사 요소들의 개수는 이에 따라 변경된다. 예를 들어, 주어진 조명 위치에 10 개의 이차 반사 요소들이 존재하는 경우, 그 조명 위치에 방사선을 지향하도록 10 개의 일차 반사 요소들이 배치된다(각각의 일차 반사 요소들이 상이한 이차 반사 요소로 방사선을 지향하도록 배치됨). 다음 설명에서, '일차 반사 요소'라는 용어가 사용되는 경우, 이는 일제히 이동하도록 구성되는 복수의 일차 반사 요소들을 포괄할 수 있다.
각각의 일차 반사 요소는 3 개의 상이한 조명 위치들에 방사선을 지향하기 위해, 3 개의 상이한 방위들 사이에서 이동할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 제 1 일차 반사 요소는 제 1 조명 위치(A1)로 방사선을 지향하는 제 1 방위, 제 2 조명 위치(A2)로 방사선을 지향하는 제 2 방위, 및 제 3 조명 위치(A3)로 방사선을 지향하는 제 3 방위 사이에서 이동가능하다. 다른 일차 반사 요소들이 동일한 방식으로 작용한다. 하지만, 도면을 지나치게 복잡하게 하지 않기 위해 대부분의 조명 위치들은 도 12에 표시되지 않는다.
조명 위치들의 각 트리오(trio)는 조명 위치들의 연계된 트리오를 가지며, 두 개의 트리오들은 사분원을 양분하는 라인(SS)에 대해 대칭이다. 예를 들어, 제 1 트리오(A1 내지 A3)는 제 12 트리오(L1 내지 L3)와 연계된다. 이 트리오 쌍은 라인(SS)에 대해 대칭이다. 다른 트리오들이 동일한 방식으로 쌍을 이룬다.
조명 위치들 및 연계된 일차 반사 구역들의 구성은 퓨필 평면의 사분원들 각각에 대해 동일할 수 있다. 제 2 사분원은 제 1 사분원의 거울 이미지일 수 있다. 제 3 및 제 4 사분원들은 제 1 및 제 2 사분원들의 거울 이미지일 수 있다.
조명 위치들은 내측 조명 위치 그룹, 중간 조명 위치 그룹, 및 외측 조명 위치 그룹으로 분류될 수 있다. 내측 조명 위치 그룹의 조명 위치들은, 연계된 일차 반사 요소들이 그들의 제 1 방위들인 경우에 조명된다. 중간 조명 위치 그룹의 조명 위치들은, 연계된 일차 반사 요소들이 그들의 제 2 방위들로 배치되는 경우에 조명된다. 외측 조명 위치 그룹의 조명 위치들은, 연계된 일차 반사 요소들이 그들의 제 3 방위들로 배치되는 경우에 조명된다.
내측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σinner) 및 외반경 크기(σ2)를 갖는다. 중간 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)를 갖는다. 외측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ3) 및 외반경 크기(σouter)를 갖는다.
퓨필 평면 전체에서 조명 위치들의 상대적인 표면적은 (σouter 2 - σinner 2)/3에 달한다. 따라서, 에텐듀 비(X)(즉, 상대적으로 사용되는 퓨필 영역의 역)는 X = 3/(σouter 2 - σinner 2)가 된다.
도 12에 나타낸 구성에서, 내측 조명 위치 그룹의 내반경 크기(σinner)는 0이다. 내측 조명 그룹의 조명 위치들이 중심점까지 연장되어, 디스크를 형성한다. 다른 구성들에서, 내측 조명 위치 그룹의 내반경 크기(σinner)는 0이 아닌 수일 수 있으며, 이 경우 내측 조명 그룹의 조명 위치들은 디스크보다는 오히려 환형을 형성할 것이다.
일차 반사 요소들은 3 개의 상이한 방위들 사이에서 이동한다. 이 이유로, 일차 반사 요소들이 2 개의 상이한 방위들 사이에서만 이동하는 경우보다 일차 반사 요소들의 방위 제어가 더 어려울 수 있다. 일차 반사 요소들은, 예를 들어 2 개의 상이한 축선들을 중심으로 독립적으로 회전할 수 있도록 장착된 거울들을 포함할 수 있다. 거울들의 방위는, 예를 들어 거울들을 지지하는 기판 상에 제공된 플레이트들에 전압들을 인가함으로써 제어될 수 있다. 이 형태의 거울들, 및 거울들을 제어하는데 사용될 수 있는 제어 시스템들은 당업계에 알려져 있으므로, 본 명세서에서 더 설명하지 않는다.
도 12에 예시된 실시예는 도 13에 나타낸 바와 같은 다양한 조명 모드들을 생성하는데 사용될 수 있다. 일차 반사 요소들의 요구되는 방위들은 설명되지 않는데, 이는 매우 긴 설명으로 이어질 것이기 때문이다. 방위들은 도 12 및 도 13을 조합하여 참조함으로써 결정될 수 있다. 도 13에 나타낸 조명 모드들은 다음과 같다:
상이한 직경들의 종래(디스크) 조명 모드들(도 13a 내지 도 13c);
상이한 내반경 크기(σinner) 및 외반경 크기(σouter)를 갖는 환형 조명 모드들(도 13d 내지 도 13f);
상이한 내반경 크기(σinner) 및 외반경 크기(σouter)를 갖는 다이폴 조명 모드들(도 13g 내지 도 13j);
쿼드러폴 조명 모드들(도 13k 및 도 13l); 및
C-쿼드 조명 모드들(도 13m 및 도 13n).
앞서 설명된 바와 같이, 3 개의 상이한 방위들로 이동될 수 있는 일차 반사 요소들의 어레이를 제공하는 비용 및 복잡성은, 2 개의 방위들로만 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이를 제공하는 비용 및 복잡성보다 상당히 더 크다. 또한, 두 방위들 사이에서 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이를 제공하는 비용은, 고정된 일차 반사 요소들의 어레이를 제공하는 비용 및 복잡성보다 상당히 더 크다. 그러므로, 리소그래피 장치의 사용자가 고정된 일차 반사 요소들의 어레이를 갖는 리소그래피 장치를 구매하기 원하고, 추후에 두 방위들 사이에서 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이로 리소그래피 장치를 '업그레이드'하기 원할 수 있다. 후속하여, 사용자는 3 개의 방위들 사이에서 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이로 리소그래피 장치를 업그레이드하기 원할 수 있다. 따라서, 리소그래피 장치의 사용자에 따른 '업그레이드 경로(upgrade path)'가 제공될 수 있다.
업그레이드 경로의 제 1 지점은, 고정되고 도 14에 나타낸 종래(디스크형) 조명 모드를 생성하도록 방위되는 일차 반사 요소들의 어레이를 포함할 수 있다.
각각의 조명 위치는 도 10 내지 도 13에 관하여 앞서 설명된 각각의 조명 위치의 표면적의 두 배이다. 이 이유로, 각각의 이차 반사 요소가 도 10 내지 도 13에 관하여 설명된 실시예들에서 제공된 이차 반사 요소의 표면적보다 두 배 큰 표면적을 가질 수 있다. 이차 반사 요소들이 더 크기 때문에, 이차 반사 요소들 상에 방사선을 지향하기 위해 일차 반사 요소들이 방위되어야 하는 정확성이 감소된다.
일 예시에서, 업그레이드 경로의 제 1 지점에 350 개의 이차 반사 요소들이 사용된다. 이는 350 개의 일차 반사 요소들과 대응한다.
업그레이드 경로의 제 2 지점은 제 1 및 제 2 방위들 사이에서 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이이다. 이 일차 반사 요소들은 도 11에 나타낸 다양한 조명 모드들을 형성하는데 사용될 수 있다. 이동가능한 일차 반사 요소들을 이용하여 얻어질 수 있는 조명 모드들 중 하나는 도 11c에 나타낸 종래(디스크형) 조명 모드(즉, 업그레이드 경로의 제 1 지점의 고정된 일차 반사 요소들에 의해 제공되는 모드)이다. 이는 아래에서 더 설명되는 이유들로 유리하다.
도 11c의 조명 모드는 도 14에 나타낸 조명 모드와 동일한 외반경 크기(σ3)를 갖는다. 이 모드의 조명 위치들이 모두 조명되는 것은 아니다. 하지만, 조명 모드는 효과적으로 도 14의 조명 모드와 동일한 특성들을 갖는다.
업그레이드 경로의 제 2 지점에서, 각각의 조명 위치는 도 14에 관하여 앞서 설명된 각각의 조명 위치의 표면적의 절반이다. 이 이유로, 각각의 이차 반사 요소가 도 14에 관하여 설명된 실시예들에서 제공된 이차 반사 요소의 표면적의 절반인 표면적을 가질 수 있다. 이차 반사 요소들이 더 작기 때문에, 이차 반사 요소들 상에 방사선을 지향하기 위해 일차 반사 요소들이 방위되어야 하는 정확성이 증가된다.
일 예시에서, 업그레이드 경로의 제 2 지점에 700 개의 이차 반사 요소들이 사용된다. 이는 350 개의 일차 반사 요소들과 대응한다.
업그레이드 경로의 제 3 지점은 3 개의 방위들 사이에서 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이이다. 이 일차 반사 요소들은 도 13에 나타낸 다양한 조명 모드들을 형성하는데 사용될 수 있다. 얻어질 수 있는 조명 모드들은 제 1 및 제 2 방위들 사이에서 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이를 이용하여 얻어질 수 있었던 것들을 포함한다. 이는 아래에서 설명되는 이유들로 유리하다.
업그레이드 경로의 제 3 지점에서는, 업그레이드 경로의 제 2 지점에서 조명되지 않았던 추가 조명 위치들이 존재한다. 이 이유로, 추가 이차 반사 요소들이 존재할 수 있다.
일 예시에서, 업그레이드 경로의 제 3 지점에 1050 개의 이차 반사 요소들이 사용된다. 이는 350 개의 일차 반사 요소들과 대응한다.
리소그래피 장치의 사용자가 여러 상이한 패턴들을 형성하도록 리소그래피 장치를 사용하는 것이 통상적이다(예를 들어, 각각의 패턴은 상이한 마스크 상에 제공됨). 사용자가 특정 패턴을 이미징하는 경우에 사용할 최적 조명 모드를 결정할 수 있다. 일단 이 결정이 이루어지면, 사용자는 그 패턴을 이미징할 때마다 그 조명 모드를 계속 사용할 것이다. 사용자는 조명 모드의 어떠한 특성들도 변화시키지 않을 것이다. 사용자가 조명 모드의 특성들을 변화시킬 경우, 이는 패턴이 기판 상에 투영되는 방식을 변화시킬 것이다. 조명 모드의 특성을 변화시키는 것은, 예를 들어 기판 상에 형성되는 패턴 피처들의 두께를 변화시킬 수 있다. 사용자는 패턴이 동일한 패턴 피처 두께로 형성되기를 원할 것이므로, 이는 바람직하지 않다.
사용자가, 예를 들어 2 개의 방위들 사이에서 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이로부터, 3 개의 방위들로 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이로(즉, 업그레이드 경로의 제 2 지점으로부터 업그레이드 경로의 제 3 지점으로) 변화시킴으로써 리소그래피 장치를 업그레이드하기 원할 수 있다. 이 업그레이드는 사용자로 하여금, 예를 들어 더 넓은 직경들을 갖는 조명 모드들을 제공함으로써 더 작은 임계 치수를 갖는 피처들을 갖는 새로운 패턴들을 투영하게 할 수 있다. 하지만, 새로운 패턴들을 투영하는 것 외에, 사용자는 앞서 투영되었던 패턴들을 투영하도록(즉, 업그레이드 전) 리소그래피 장치를 사용하기도 원하는 경향이 있다. 그러므로, 업그레이드된 리소그래피 장치는 업그레이드 전에 사용되었던 조명 모드와 동일한 조명 모드를 제공할 수 있어야 한다. 본 발명의 실시예들은 이 능력을 제공한다. 이는 사용자로 하여금 업그레이드된 일차 반사 요소들의 어레이를 이용하여 새로운 패턴들을 투영하게 하고, 또한 업그레이드 전에 투영되었던 여하한의 패턴들도 투영하게 한다.
앞선 예시는 업그레이드 경로의 제 2 지점으로부터 업그레이드 경로의 제 3 지점으로 업그레이드하는 것에 관련되지만, 업그레이드 경로의 제 1 지점으로부터 업그레이드 경로의 제 2 지점으로 업그레이드하는 경우에도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 3 개의 방위들로 이동가능한 일차 반사 요소들의 어레이는 고정된 일차 반사 요소들의 어레이에 의해 제공되었던 조명 모드를 형성하는데 사용될 수 있다.
조명 모드들의 내반경 크기 및 외반경 크기의 적절한 선택이 리소그래피 장치로 하여금, 업그레이드 전에 달성할 수 있었던 조명 모드들을 제공하는 능력을 잃지 않고 업그레이드되게 한다.
중간 위치 그룹의 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)는, 동일한 방사선 양이 각각의 조명 위치 그룹에 제공되도록 선택된다. 방사선이 퓨필 평면에서 균일한 에너지 밀도를 갖는 경우, 각각의 조명 위치 그룹은 동일한 영역을 가져야 한다. 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00001
수학식 1에서의 항들을 다시 설명하면(recap): 내측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σinner) 및 외반경 크기(σ2)를 갖고; 중간 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)를 가지며; 외측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ3) 및 외반경 크기(σouter)를 갖는다.
수학식 1은 중간 위치 그룹의 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)의 계산을 제공하기 위해 다시 정리될 수 있다:
Figure pct00002
예시된 실시예들에서, 내측 조명 위치 그룹의 내반경 크기(σinner)는 0이고, 외측 조명 위치 그룹의 외반경 크기(σouter)는 1로 정규화된다. 이 상황에서, 수학식 2는 다음의 값들을 제공한다:
Figure pct00003
및
Figure pct00004
.
앞서 언급된 바와 같이, 내측 조명 위치 그룹의 내반경 크기(σinner)가 0일 필요는 없다. 0이 아닌 값을 갖는 것은, 중간 조명 위치 그룹의 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)에 대해 상이한 값들을 초래할 것이다.
σin 및 σ3의 항으로 σ2 및 σout을 표현하는 것이 가능하다:
Figure pct00005
앞서 설명된 본 발명의 실시예들은 16 개의 일차 반사 요소들 또는 48 개의 일차 반사 요소들을 언급하였지만, 여하한 적절한 수의 일차 반사 요소들이 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 적절한 수의 이차 반사 요소들이 사용될 수 있다. 업그레이드 경로의 제 2 지점에서, 일차 반사 요소들의 두 배만큼 이차 반사 요소들이 존재한다. 업그레이드 경로의 제 3 지점에서, 일차 반사 요소들의 세 배만큼 이차 반사 요소들이 존재한다.
앞선 기재내용은 (예를 들어, EUV 리소그래피 장치의 일부분을 포함한) 반사 조명 시스템을 언급하였다. 하지만, 본 발명의 일 실시예는 굴절 요소들을 포함하는 조명 시스템에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는, 예를 들어 DUV 리소그래피 장치에 제공될 수 있다. 반사 광학 구성요소들 대신, 또는 이에 추가하여 굴절 광학 구성요소들이 조명 시스템 퓨필 평면에 제공될 수 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다른 방식으로 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
본 명세서에 설명된 특징들은 본 발명의 모든 측면에 적용가능하며, 어떠한 조합으로든 사용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 복수의 반사 요소들을 갖는 조명 시스템에 있어서:
    상기 반사 요소들은 퓨필 평면에서의 상이한 위치들을 향해 방사선을 지향하는 상이한 방위들 사이에서 이동가능하고, 이로 인해 상이한 조명 모드들을 형성하며,
    각각의 반사 요소는 내측 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 1 방위, 중간 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 2 방위, 및 외측 조명 위치 그룹의 위치로 방사선을 지향하는 제 3 방위로 이동가능하고,
    상기 반사 요소들은 상기 내측, 중간 및 외측 조명 위치 그룹들을 향해 동일한 양의 방사선을 지향할 수 있게 방위되도록 구성되며, 상기 외측 조명 위치 그룹으로는 실질적으로 방사선을 지향하지 않고, 상기 내측 및 중간 조명 위치 그룹들을 향해 실질적으로 동일한 양의 방사선을 지향할 수 있게 방위되도록 구성되는 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 조명 위치 그룹, 상기 중간 조명 위치 그룹, 및 상기 외측 조명 위치 그룹은 모두 동일한 표면적을 갖는 조명 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σin) 및 외반경 크기(σ2)를 갖고, 상기 중간 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)를 가지며, 상기 외측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ3) 및 외반경 크기(σout)를 갖고,
    상기 조명 위치 그룹들의 반경 크기들은 다음 관계들:
    Figure pct00006

    및
    Figure pct00007

    을 갖는 조명 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반경 크기들은 원을 이루는 조명 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내측, 중간 및 외측 조명 위치 그룹들은 환형인 조명 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 내측 조명 위치 그룹의 내반경 크기(σin)는 0이고, 상기 다른 반경 크기들은 원을 이루며, 상기 내측 조명 위치 그룹은 디스크형(disk)이고, 상기 중간 및 외측 조명 위치 그룹들은 환형인 조명 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 조명 시스템을 포함한 리소그래피 장치.
  8. 조명 모드들 사이에서 스위칭하는 방법에 있어서:
    퓨필 평면에서의 내측, 중간 및 외측 조명 위치 그룹들을 향해 동일한 양의 방사선을 지향하도록 복수의 반사 요소들을 방위시킨 후, 후속하여 상기 외측 조명 위치 그룹을 향해서는 실질적으로 방사선을 지향하지 않고 상기 내측 및 중간 조명 위치 그룹들을 향해서는 실질적으로 동일한 양의 방사선을 지향하도록 상기 복수의 반사 요소들을 방위시키는 단계를 포함하는 스위칭 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 내측 조명 위치 그룹, 상기 중간 조명 위치 그룹, 및 상기 외측 조명 위치 그룹은 모두 동일한 표면적을 갖는 스위칭 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 내측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σin) 및 외반경 크기(σ2)를 갖고, 상기 중간 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ2) 및 외반경 크기(σ3)를 가지며, 상기 외측 조명 위치 그룹은 내반경 크기(σ3) 및 외반경 크기(σout)를 갖고,
    상기 조명 위치 그룹들의 반경 크기들은 다음 관계들:
    Figure pct00008

    및
    Figure pct00009

    을 갖는 스위칭 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반경 크기들은 원을 이루는 스위칭 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 내측, 중간 및 외측 조명 위치 그룹들은 환형인 스위칭 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 내측 조명 위치 그룹의 내반경 크기(σin)는 0이고, 상기 다른 반경 크기들은 원을 이루며, 상기 내측 조명 위치 그룹은 디스크형이고, 상기 중간 및 외측 조명 위치 그룹들은 환형인 스위칭 방법.
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