KR20140113384A - 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템 - Google Patents

마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20140113384A
KR20140113384A KR1020140027765A KR20140027765A KR20140113384A KR 20140113384 A KR20140113384 A KR 20140113384A KR 1020140027765 A KR1020140027765 A KR 1020140027765A KR 20140027765 A KR20140027765 A KR 20140027765A KR 20140113384 A KR20140113384 A KR 20140113384A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polarization
optical
optical system
axis
orientation
Prior art date
Application number
KR1020140027765A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101597416B1 (ko
Inventor
다니엘 크래머
잉고 생거
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Publication of KR20140113384A publication Critical patent/KR20140113384A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101597416B1 publication Critical patent/KR101597416B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566—Polarisation control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치를 위한 본 발명에 따른 광학 시스템에 관한 것이고, 상기 광학 시스템은 광학 시스템 축(OA) 및 편광-영향 광학 배열을 포함하며, 상기 편광-영향 광학 배열은 제 1 편광-영향 소자(220, 320) - 상기 제 1 편광-영향 소자는 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되고 상기 제 1 배향의 광학 결정 축 및 상기 광학 시스템 축(OA)의 방향으로 변화하는 두께를 가지며 상기 제 1 배향은 상기 광학 시스템 축(OA)에 수직임 - ; 및 제 2 편광-영향 소자(230, 330) - 상기 제 2 편광-영향 소자는 광 전파 방향의 상기 제 1 편광-영향 소자(220, 320)의 다운스트림에 배열되고, 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되고 상기 제 2 배향의 광학 결정 축 및 평면 평행 기하학적 모양을 갖고, 상기 제 2 배향은 상기 광학 시스템 축(OA)에 수직이며 상기 제 2 배향은 상기 제 1 배향과 상이함 - 을 포함하고; 상기 편광-영향 광학 배열(200, 300)은 상기 배열(200, 300)상에 입사하는 광의 연속적으로 선형인 입력 편광 분포를 광 빔 단면에 대해 연속하여 변화하는 편광의 방향을 갖는 출력 편광 분포로 전환한다.

Description

마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템{OPTICAL SYSTEM FOR A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}
본 출원은 2013년 3월 14일에 출원된 독일 특허 출원 제 DE 10 2013 204 453.4호를 우선권으로 주장한다. 본 출원의 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템에 관한 것이다.
마이크로리소그래피 투영 노광 장치는 예컨대 집적 회로 또는 LCD와 같은 마이크로구조의 부품(microstructured components)을 제조하는 것에 사용된다. 이러한 투영 노광 장치는 조명 장치 및 투영 렌즈를 포함한다. 마이크로리소그래피 프로세스에서, 조명 장치에 의해 조명된 마스크(=레티클(reticle))의 이미지는, 투영 렌즈에 의해, 감광층(포토레지스트)으로 코팅되고 투영 렌즈의 이미지 평면에 배치된 기판(예컨대 실리콘 웨이퍼) 상에 투영되어 마스크 구조를 기판의 감광성 코팅에 전사한다.
마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 동작 동안, 한정된 조명 세팅, 즉 조명 장치의 동공 평면의 강도 분포를 특별히 표적화된 방식으로 설정할 필요가 있다. 더욱이, 이미징 콘트라스트를 최적화할 목적으로, 조명 장치에서 표적화된 방식으로 조명 동공의 특정 편광 분포를 설정하기 위한 다수의 접근법이 알려져 있다.
특히, 조명 장치 및 또한 투영 대물렌즈 양쪽에 있어서, 높은 콘트라스트 이미징에 대하여 접선(tangential) 편광 분포를 설정하는 것이 알려져 있다. "접선 편광(또는 "TE 편광")"은 개별 선형 편광 광선의 전기장 강도 벡터의 진동 평면이 광학 시스템 축을 향하는 반경에 대략 수직으로 배향되는 편광 분포를 의미하는 것으로 이해된다. 대조적으로, "방사 편광(또는 "TM 편광")"은 개별 선형 편광 광선의 전기장 강도 벡터의 진동 평면이 광학 시스템 축에 대해 대략 방사상으로 배향되는 편광 분포를 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 유사(quasi)-접선 또는 유사-방사 편광 분포는 상기 기준이 적어도 대략적으로 충족되는 편광 분포를 의미하는 것으로 이해된다.
선행 기술에 있어서, 예컨대 WO 2005/069081 A2, WO 2005/031467 A2, US 6,191,880 B1, US 2007/0146676 A1, WO 2009/034109 A2, WO 2008/019936 A2, WO 2009/100862 A1, DE 10 2008 009 601 A1, DE 10 2004 011 733 A1 및 EP 1 306 665 A2이 참조된다.
본 발명의 목적은, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템을 제공하는 것이며, 상기 광학 시스템은 비교적 단순한 방식으로 투영 노광 장치에 원하는(desired) 편광 분포를 생성하는 것을 가능하게 한다.
본 목적은 독립 청구항 1의 특징에 따라 성취된다.
마이크로리소그래피 투영 노광 장치를 위한 본 발명에 따른 광학 시스템은 광학 시스템 축 및 편광-영향 광학 배열을 포함하고, 편광-영향 광학 배열은:
- 제 1 편광-영향 소자 - 상기 제 1 편광-영향 소자는 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되고 제 1 배향의 광학 결정 축 및 상기 광학 시스템 축의 방향으로 변화하는 두께를 가지되, 상기 제 1 배향은 상기 광학 시스템 축에 수직임 - ; 및
- 제 2 편광-영향 소자 - 상기 제 2 편광-영향 소자는 광 전파 방향에서 상기 제 1 편광-영향 소자의 다운스트림에 배열되고, 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되며 제 2 배향의 광학 결정 축 및 평면 평행 기하학적 모양(plane-parallel geometry)을 갖되, 상기 제 2 배향은 상기 광학 시스템 축에 수직이며 제 2 배향은 제 1 배향과 상이함 - 를 포함하고;
- 상기 편광-영향 광학 배열은 상기 배열상에 입사하는 광의 연속적으로 선형인 입력 편광 분포를 상기 광 빔 단면에 대해 연속하여 변화하는 편광의 방향을 갖는 출력 편광 분포로 전환한다.
본 발명은, 원칙적으로, 3개의 선형 리타더(즉, 선형 복굴절로 인하여 지연(retardation)을 야기하는, 즉, 2개의 직교 또는 상호 수직인 편광 상태 사이의 광학 경로 차이를 야기하는 3개의 편광-영향 광학 소자)에 의해, 임의의 타원형 리타더가 상기 선형 리타더의 구성에 따라 물리적으로 실현된다는 점을 기초로 한다. 이러한 경우에, "타원형 리타더"는, 이러한 타원형 리타더에 의해 야기되는 미리 한정된 편광 상태의 회전이 프왕카레구(Poincare sphere)에서 자의적으로 얻어질 수 있는 한 일반화되는 편광-영향 광학 소자의 정의로서 이해된다.
이러한 고려 사항의 기저를 이루는 프왕카레구의 개념이 도 5에서 개략적으로 도시된다. 이러한 경우에, 선형 리타더는 프왕카레구의 적도 평면에 놓인 축(예컨대, 도 5의 축 "A" 또는 "B")에 대한 프왕카레구 상의 편광 상태의 회전에 영향을 미친다. 이로써, 임의의 타원형 리타더(임의의 축, 예컨대 도 5의 축 "D"에 대한 프왕카레구 상의 편광 상태의 회전을 야기함)가 복굴절의 속축 또는 광학 결정 축의 미리 정의된, 일정한 방향을 각각 갖는 3개의 선형 리타더의 조합에 의해 실현될 수 있음이 정확하게 도시될 수 있다.
상기 고려에 기인하여, 본 발명은, 특히, 최대의 3개의 선형 리타더의 조합에 의해, 광 빔 단면에 대하여 연속적으로 편광인 방향의 변형(즉, 도 5의 축 "C"에 대한 프왕카레구 상의 편광 상태의 회전에 상응하는, 연속적으로 변화하는 편광 회전 각을 갖는 회전자의 효과)을 성취하는 개념을 기초로 한다. 이러한 경우에, 첫번째로, 광학 활성의 사용 또는 광학 활성 물질의 사용을 생략하는 것이 가능하고, 두번째로, 사용된 리타더에 관하여, 각각의 경우에 균일한 배향의 광학 결정 축을 갖는 자연적으로 이용가능한 결정 물질에 의지하는 것이 가능하다(여기서, 특히, 개별 물질의 광학 결정 축의 방향의 국부적 변형을 설정하는 것이 불필요하다).
원칙적으로, 일반적인 선형 리타더는 이하의 존스 행렬(Jones matrix) J 에 의해 기재될 수 있다:
Figure pat00001
(1)
Figure pat00002
Figure pat00003
는 위상 지연(직교 편광 상태의 광학 경로 차이의 2π/λ(lambda)와의 곱셈으로부터 생성되고, λ는 동작 파장을 표시함)을 표시하고 β는 광학 결정 축의 각도를 표시한다.
본 발명에 따라 구해지는 회전자의 존스 행렬 J target 은 일반적으로
Figure pat00004
(2) 을 판독한다.
본 발명에 따라, 이제, 복굴절의 속축의 미리한정된 일정한 방향을 각각 갖는 3개의 선형 리타더의 조합의 공식이 이하와 같이 선택된다:
Figure pat00005
(3) J 1은 β=0° 및 위상 지연
Figure pat00006
Figure pat00007
1 인 리타더의 존스 행렬을 표시하며, 즉,
Figure pat00008
(4)이고, J 2은 β=45° 및 위상 지연
Figure pat00009
Figure pat00010
2 인 리타더의 존스 행렬을 표시하며, 즉,
Figure pat00011
(5)이며, J 3은 β=0° 및 위상 지연
Figure pat00012
Figure pat00013
3 인 리타더의 존스 행렬을 표시하고, 즉,
Figure pat00014
(6)이다.
(4) 내지 (6)으로부터, 이하의 결론이 나온다:
Figure pat00015
(7)
이는 개별적인 위상 지연
Figure pat00016
Figure pat00017
1,
Figure pat00018
Figure pat00019
2 및
Figure pat00020
Figure pat00021
3에 대한 이하의 해(solution)를 얻는다:
Figure pat00022
(8).
(8)에 따른 해는, (미리한정된 방향에 대한, 예컨대, 고정되어 미리한정된 좌표계의 y-방향에 대한) 광학 결정 축의 90°배향을 갖는 λ/4 플레이트, (미리한정된 방향, 예컨대, y-방향에 대한) 광학 결정 축의 45°배향 및
Figure pat00023
Figure pat00024
2 = 2α의 위상 지연을 갖는 선형 리타더 및 (미리한정된 방향, 예컨대, y-방향에 대한)광학 결정 축의 0°배향을 갖는 λ/4 플레이트를 포함하는 편광-영향 광학 배열과 대응한다. 위치 의존적인 방식으로 변화하는 편광 회전 각
Figure pat00025
의 생성 - 본 발명에 따라 구해짐 - 에 있어서, 그러므로, 광학 결정 축의 45°배향을 갖는 상기 선형 리타더는 또한 위치 의존적 방식으로 또는 광 빔 단면에 대하여 변화하는 위상 지연
Figure pat00026
Figure pat00027
2 을 갖는다.
구체적으로, 광빔 단면에 대해 변화하는 편광 회전 각을 갖는 회전자를 효율적으로 구현하기 위하여 본 발명에 따라 사용되는 편광-영향 광학 배열은 적어도 2개의 선형 리타더를 포함하고, 이들 중 하나는 광 전파 방향 또는 광학 시스템 축의 방향으로 변화하는 두께 프로파일을 갖고 광 전파 방향의 다운스트림에 배치된 나머지 리타더는 평면 평행 기하학적 모양을 가지는 한편 이러한 2개의 선형 리타더는 광학 시스템 축에 수직이고 서로 상이한 광학 결정 축의 배향을 각각 갖는다.
본 발명에 따른 편광-영향 광학 배열에 입사하는 광의 입력 편광 분포의 특정 구조에 따라, 원하는 출력 편광 분포를 성취하도록, 이하에서 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 추가로 제 3 선형 리타더가 또한 사용될 수 있고, 이는 마찬가지로 평면 평행 기하학적 모양을 갖고 광 전파 방향에 대해 제 1 및 제 2 선형 리타더의 업스트림에 배열된다.
일 실시예에 따르면, 제 1 편광-영향 소자와 제 2 편광-영향 소자는 광 전파 방향으로 직접적으로 연속하여 배열된다.
일 실시예에 따르면, 더욱이, 편광-영향 광학 배열은 제 3 편광-영향 소자를 포함하고, 이는, 광 전파 방향의 제 1 편광-영향 소자의 업스트림에 배열되고, 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되며 제 3 배향의 광학 결정 축 및 평면 평행 기하학적 모양을 가지되, 상기 제 3 배향은 광학 시스템 축에 수직이다.
일 실시예에 따르면, 제 1, 제 2 및 제 3 편광-영향 소자는 광 전파 방향으로 직접적으로 연속하여 배열된다.
일 실시예에 따르면, 제 2 편광-영향 소자의 제 2 배향의 광학 결정 축 및 제 3 편광-영향 소자의 제 3 배향의 광학 결정 축은 서로에 대해 수직으로 나아간다.
일 실시예에 따르면, 제 1 편광-영향 소자의 제 1 배향의 광학 결정 축은 제 2 편광-영향 소자의 제 2 배향의 광학 결정 축에 대하여 그리고 제 3 편광-영향 소자의 제 3 배향의 광학 결정 축에 대하여 절대값 45°±5°의 조건의 각도로 나아간다.
일 실시예에 따르면, 제 1 편광-영향 소자는 웨지 형 또는 웨지 단면형 기하학적 모양을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 제 1 편광-영향 소자는 광학 시스템 축에 대한 방위각 방향으로 변화하고 광학 시스템 축에 대한 방사 방향으로 일정한 두께 프로파일을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 제 2 편광-영향 소자는 λ/4의 지연을 갖고, λ는 광학 시스템의 동작 파장을 표시한다.
일 실시예에 따르면, 제 3 편광-영향 소자는 λ/4의 지연을 갖고, λ는 광학 시스템의 동작 파장을 표시한다.
일 실시예에 따르면, 광학적으로 단일축인 결정 물질은 불화 마그네슘(MgF2), 사파이어(Al2O3) 및 결정성 석영(SiO2)을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
일 실시예에 따르면, 편광-영향 광학 배열은 배열상에 입사하는 광의 연속적으로 선형인 입력 편광 분포를 적어도 대략적으로 접선 출력 편광 분포로 전환한다. 일 실시예에 따르면, 편광-영향 광학 배열은 광학 시스템의 동공 평면에 배열된다.
더욱이, 본 발명은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치 및 마이크로구조화된 구성요소를 마이크로리소그래피 방식으로 생성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 추가 구성은 상세한 설명 및 종속항으로부터 이해될 수 있다.
본 발명은 동반하는 도면에서 도시된 예시적인 실시예를 기초로 이하에서 보다 상세히 기재된다.
도면에서:
도 1은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 가능 구조의 개략도를 도시한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 편광-영향 광학 배열의 실시예의 구조 및 기능을 설명하는 개략도를 도시한다.
도 5는 상이한 리타더의 동작의 방식을 설명하기 위한 프왕카레구의 개략도를 도시한다.
먼저, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 가능 구조는 단순화된, 개략적인 도면인 도 1을 참조하여 이하에서 기재된다.
도 1에 따른 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(100)는 광원 유닛(101), 조명 장치(102), 구조-탑재 마스크(103), 투영 렌즈(104) 및 노광될 기판(105)을 포함한다. 광원 유닛(101)은 예컨대 광원으로서 193nm의 동작 파장에 대한 ArF 레이저 및 평행 광빔을 생성하는 빔성형 광학 유닛을 포함할 수 있다. 광원 유닛(101)에 의해 방출된 평행 광빔은 회절 광학 소자(DOE)(106) 상에 먼저 입사한다. DOE(106)는 개별적인 회절 표면 구조에 의해 한정된 각도 방출 특성에 의하여 동공 평면(PP) 상에서 원하는 강도 분포, 예컨대 2극 또는 4극 분포를 생성한다. 빔 경로에서의 DOE(106)의 다운스트림에 위치된 렌즈(108)는 줌 렌즈로서 설계되도, 이는 가변 직경을 갖는 평행 광빔을 생성한다. 평행 광빔은 편향 미러(109)에 의해 액시콘(axicon)상으로 보내진다. 업스트림 DOE(106) 및 액시콘(111)과 함께 줌 렌즈(108)에 의해, 상이한 조명 구성이 액시콘 소자의 줌 셋팅 및 위치에 따라 동공 평면(PP)에서 생성된다.
도 1에 따르면, 동공 평면(PP)에 편광-영향 광학 배열(200)이 위치되고, 가능 실시예는 도 2 내지 도 5를 참조하여 아래에서 기재된다.
더욱이, 조명 장치(102)는 액시콘(111)의 다운스트림에서(도 1에서 그의 바로 다운스트림에서) 동공 평면(PP)의 영역에 배열된 광 혼합 시스템(112)을 포함하고, 이러한 광 혼합 시스템은 예컨대 광 혼합을 성취하기에 적절한 마이크로 광학 소자의 배열을 포함할 수 있다. 광 혼합 시스템(112) 및 적절할 경우 추가 광학 구성요소(단일 렌즈 소자(110)에 의해 단순히 표시됨)에는 레티클 마스킹 시스템(REMA)(113)이 뒤따르고, 이는, REMA 렌즈(114)에 의해 레티클(103) 상에 이미징되므로 레티클(103)상의 조명된 영역의 범위를 정한다. 레티클(103)은 투영 렌즈(104)에 의해 감광성 기판(105)상에 이미징된다. 도시된 예시에서, 공기의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 침지 액체(116)가 투영 렌즈(104)의 마지막 광학 소자(115)와 감광성 기판(105) 사이에 위치된다.
추가 실시예에서, 상이한 조명 구성을 생성하기 위하여, 조명 장치(102)는 또한 예컨대 WO 2005/026843 A2로부터 알려진 바와 같이 다수의 상호 독립적으로 조절가능한 미러 소자를 포함하는 마찬가지로 알려진 미러 배열을 포함할 수 있다.
도 1에 따른 동공 평면(PP)에 위치된 편광-영향 광학 배열(200)의 가능 실시예가 이제 도 2 내지 도 5를 참조하여 구조 및 기능과 함께 이하에서 기재될 것이다.
도 2에 따르면, 제 1 실시예의 편광-영향 광학 배열(200)은 2개의 평면 평행 편광 광학 요소(210 및 230) - 광 전파 방향에 대해 (제 1) 웨지 단면형 편광-영향 광학 소자(220)의 바로 업스트림 그리고 개별적으로 다운스트림에 배치됨 - 사이에서, (도시된 좌표계에서 z-방향과 일치하는) 광 전파 방향으로 변화하는 두께를 갖는 웨지 단면형 편광-영향 광학 소자(220)(이하에서 "제 1 편광-영향 광학 소자로 지칭됨)를 포함한다.
편광-영향 소자(210, 220 및 230)는 각각의 경우 약 193nm의 예시적인 동작 파장에서 예컨대 불화 마그네슘(MgF2), 사파이어(Al2O3) 및 결정성 석영(SiO2)으로부터 개별적인 동작 파장에서의 충분한 투과율을 갖는 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성된다. 이러한 물질들에 있어서, 이상 굴절률(ne)과 정상 굴절률(no) 간의 차이는 각각 ne-no (SiO2)
Figure pat00028
+0.013, ne-no (Al2O3)
Figure pat00029
-0.011 및 ne-no (MgF2)
Figure pat00030
+0.014이다.
특정 예시적인 실시예에서, 편광-영향 소자(210 및 230)에 있어서, (그 평면 평행 구성으로 인해 광빔 단면에 대하여 일정한) 지연은 각각의 경우 λ/4이며, λ는 광학 시스템의 동작 파장을 나타낸다. 광학 결정 축의 방향은 각각의 경우에 도 2의 편광-영향 광학 소자(210, 220 및 230)에 대하여 도시된 양방향 화살표에 의해 심볼화되고, 특정 예시적인 실시예에서, 도시된 좌표계와 관련하여, 소자(210)에 대하여 y-방향에 평행하게, 소자(230)에 대해서는 x-방향에 평행하게 그리고 소자(220)에 대해서는 x-방향 및 y-방향에 관하여 45°의 각도로 나아간다.
도 2는 마찬가지로 편광-영향 광학 배열(200)에 의해 위치 의존적인 방식으로 전체적으로 성취된 편광 회전 각도
Figure pat00031
를 표시하며, 상기 편광 회전 각도는 특정 예시적인 실시예에서 y-방향으로 광빔 단면에 대해 0°내지 90°로 변화하며, 이는, 특히, 편광-영향 소자(220)의 웨지 단면형 구성에 의해 야기된다.
위치 의존적인 방식으로 또는 광빔 단면에 대해 연속하여 변화하는 편광 상태의 상기 기재된 생성 - 편광-영향 광학 배열(200)에 의해 실현됨 - 은, 예컨대, 상기 편광 상태의 적절한 분포에 의하여(예컨대, 다수의 상호 독립적으로 조절가능한 미러 소자를 포함하는 미러 배열을 사용하여), 조명 장치에서의 원하는 편광된 조명 셋팅을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 추가 응용에 있어서, 조명 장치 또는 투영 렌즈에 존재하는 편광 상태의 원치않는 교란의 적어도 부분적인 보상을 야기하는 것 또한 가능하다.
본 발명의 추가 실시예에 따른 편광-영향 광학 배열(300)의 구조 및 기능이 도 3 및 도 4를 참조하여 이하에서 기재될 것이다.
편광-영향 광학 배열(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 일정하게 선형인 입력 편광 분포(305)를 적어도 대략적으로 접선인 출력 편광 분포(335)로 전환하는 역할을 한다. 도 2로부터의 편광-영향 광학 배열(200)과는 반대로, 편광-영향 광학 배열(300)의 경우, 중심 편광-영향 광학 소자(320)는 웨지 단면형의 방식으로 구현되는 것이 아니라, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 광학 시스템 축에 대한 방위 방향(즉, z-방향)으로 변화하며 광학 시스템 축에 대한 방사 방향으로 일정한 두께 프로파일을 갖는다. 도 4a에 개략적으로 도시된 실시예에서, 편광-영향 광학 소자(320)는, 소자축(EA)에 수직이고 참조축(RA)과 각도 θ을 형성하는 반경(R)을 따라 일정한 두께를 갖는다. 이러한 실시예에서, 그러므로, 두께 프로파일은 방위각 θ만을 따른다. 중앙 홀(321)은 편광-영향 광학 소자(320)의 중앙에 위치된다.
도 4a는 예시적인 두께 프로파일을 투시도로 도시하고, 도 4b는 이러한 두께 프로파일에 있어서 두께(d)가 방위각(
Figure pat00032
)의 함수로서 표시되는 다이어그램을 도시한다. 예시적인 실시예에서, 두께 프로파일은
Figure pat00033
=180°에서 점프(jump)를 갖고, 이러한 점프에서의 두께의 차이는 λ(또는 λ의 정수배)의 지연에 상응한다. 더욱이, 예시 실시예에서의 편광-영향 광학 소자(320)는 2개의 부분적인 소자로 구성되거나 세그먼트식 구조를 갖는다. 그러나, 본 발명은 그에 제한되지 않는다. 추가 실시예에서, 더 많은 (예컨대, 4개의) 세그먼트를 포함하는 구조나 또는 다른 세그먼트가 없거나 일체형인 구조 및 계속 연속하는(즉, 두께 프로파일에서의 점프 없이) 두께 프로파일을 또한 대신 선택될 수 있다.
광 전파 방향에 대해 소자(320)의 업스트림 및 개별적으로 다운스트림에 배열되는 편광-영향 광학 소자(310 및 330)는 도 2로부터 예시적인 실시예와 유사하게 평면 평행 기하학적 모양과 λ/4의 일정한 지연으로 구성된다.
도 2로부터의 예시적인 실시예와 유사하게, 대략 193mm의 예시적인 동작 파장에서, 편광-영향 소자(310, 320 및 330)는 예컨대 불화 마그네슘(MgF2), 사파이어(Al2O3) 및 결정성 석영(SiO2)으로부터 생성될 수 있다. 이러한 경우에, 편광-영향 광학 소자(320)의 최대 높이 차이 - 이 차이는 -λ/2 내지 +λ/2의 범위에서의 지연을 제공하기 위하여 소자(320)의 두께 프로파일에 존재해야만 함 - 는 대략 15㎛의 영역에 위치한다.
3개의 편광-영향 광학 소자의 조합으로부터 개별적으로 형성된 배열(200 및 300)이 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 기재된 실시예에서 사용되더라도, 본 발명은 그에 한정되지 않는다. 그보다는, 본 발명에 따른 편광-영향 광학 배열에 입사하는 광의 입력 편광 분포의 구성에 따라, 원하는 출력 편광 분포를 생성하기 위하여, 2개의 편광-영향 광학 소자(상기 기재된 예시적인 실시예에서 소자(220, 230 및 320, 330)가 또한 이미 충분할 수 있음이 주목되어야 한다. 이것은, 개별적인 편광-영향 광학 배열에 입사하는 광의 입력 편광 분포가 (y-방향으로 나아가는 편광의 방향을 갖고) 일정하게 선형일 경우, 마찬가지로 y-방향으로 배향되는 광학 결정 축을 갖는 (도 2의 소자(210) 및 도 3의 소자(310)에 상응하는) λ/4 플레이트는 입력 편광 분포에 대한 영향을 가지지 않기 때문이다(여기서, 언급된 예시에서, 광은 개별 소자(210 및 310) 상에서 고유 상태(eigenstate)에서 입사함).
본 발명은 특정 실시예를 기초로 기재됨에도 불구하고, 다수의 변형 및 대안적인 실시예는 예컨대 개별 실시예의 특징의 조합 및/또는 교환에 의해 당업자에게 명백해질 것이다. 따라서, 이러한 변형 및 대안적인 실시예는 본 발명에 의해 부수적으로 포함되고 본 발명의 권리 범위는 동반하는 특허 청구항 및 그의 등가물의 의미 내에서만 한정됨이 당업자에게 명확할 것이다.

Claims (16)

  1. 광학 시스템 축(OA) 및 편광-영향 광학 배열(200, 300)을 포함하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템으로서, 상기 편광-영향 광학 배열(200, 300)은:
    Figure pat00034
    제 1 편광-영향 소자(220, 320) - 상기 제 1 편광-영향 소자는 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되고, 제 1 배향의 광학 결정 축 및 상기 광학 시스템 축(OA)의 방향으로 변화하는 두께를 가지며, 상기 제 1 배향은 상기 광학 시스템 축(OA)에 수직임 - ; 및
    Figure pat00035
    제 2 편광-영향 소자(230, 330) - 상기 제 2 편광-영향 소자는 광 전파 방향에서 상기 제 1 편광-영향 소자(220, 320)의 다운스트림에 배열되고, 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되고, 제 2 배향의 광학 결정 축 및 평면 평행 기하학적 모양(plane-parallel geometry)을 갖고, 상기 제 2 배향은 상기 광학 시스템 축(OA)에 수직이며 상기 제 2 배향은 상기 제 1 배향과 상이함 - 를 포함하고;
    Figure pat00036
    상기 편광-영향 광학 배열(200, 300)은 상기 배열(200, 300)상에 입사하는 광의 연속적으로 선형인 입력 편광 분포를 광 빔 단면에 대해 연속하여 변화하는 편광의 방향을 갖는 출력 편광 분포로 전환하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 편광-영향 소자(220, 320)와 상기 제 2 편광-영향 소자(230, 330)는 광 전파 방향에서 바로 연속하여 배열되는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 편광-영향 광학 배열(200, 300)은 제 3 편광-영향 소자(210, 310)를 더 포함하고, 상기 제 3 편광-영향 소자는, 광 전파 방향에서 상기 제 1 편광-영향 소자(220, 320)의 업스트림에 배열되고, 광학적으로 단일축인 결정 물질로부터 생성되고, 제 3 배향의 광학 결정 축 및 평면 평행 기하학적 모양을 가지며, 상기 제 3 배향은 상기 광학 시스템 축(OA)에 수직인 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 편광-영향 소자, 상기 제 2 편광-영향 소자 및 상기 제 3 편광-영향 소자는 광 전파 방향에서 바로 연속하여 배열되는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 제 2 편광-영향 소자(230, 330)의 상기 제 2 배향의 광학 결정 축 및 상기 제 3 편광-영향 소자(210, 310)의 상기 제 3 배향의 광학 결정 축은 서로에 대해 수직으로 나아가는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 편광-영향 소자(220, 320)의 상기 제 1 배향의 광학 결정 축은 상기 제 2 편광-영향 소자(230, 330)의 상기 제 2 배향의 광학 결정 축에 대하여 그리고 상기 제 3 편광-영향 소자(210, 310)의 상기 제 3 배향의 광학 결정 축에 대하여 절대값 45°±5°의 조건의 각도로 나아가는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 편광-영향 소자(220)는 웨지 단면형(wedge-section shaped) 기하학적 모양을 갖는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 편광-영향 소자(320)는, 상기 광학 시스템 축(OA)에 대한 방위각 방향으로 변화하고 상기 광학 시스템 축(OA)에 대한 방사 방향으로 일정한 두께 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 2 편광-영향 소자(230, 330)는 λ/4의 지연을 갖고, λ는 상기 광학 시스템의 동작 파장을 표시하는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  10. 청구항 3에 있어서, 상기 제 3 편광-영향 소자(210, 310)는 λ/4의 지연을 갖고, λ는 상기 광학 시스템의 동작 파장을 표시하는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 광학적으로 단일축인 결정 물질은 불화 마그네슘(MgF2), 사파이어(Al2O3) 및 결정성 석영(SiO2)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  12. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 편광-영향 광학 배열(300)은 상기 배열상에 입사하는 광의 연속적으로 선형인 입력 편광 분포를 적어도 접선 출력 편광 분포로 전환하는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 편광-영향 광학 배열(200, 300)은 상기 광학 시스템의 동공 평면에 배열되는 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 광학 시스템은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(100)의 조명 장치(102)인 것을 특징으로 하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템.
  15. 조명 장치(102) 및 투영 렌즈(104)를 포함하는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(100)로서, 상기 조명 장치(102)는 청구항 1 또는 청구항 2에 따라 구현되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(100).
  16. 마이크로구조화된 구성요소를 마이크로리소그래피 방식으로 생성하는 방법으로서, 상기 방법은:
    Figure pat00037
    감광성 물질로 구성된 층이 적어도 부분적으로 적용되는 기판(105)을 제공하는 단계;
    Figure pat00038
    이미징될 구조를 갖는 마스크(103)를 제공하는 단계;
    Figure pat00039
    청구항 15에 기재된 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(100)를 제공하는 단계; 및
    Figure pat00040
    상기 마스크(103)의 적어도 하나의 부분을 상기 투영 노광 장치의 도움으로 상기 층의 영역 상에 투영하는 단계를 포함하는, 마이크로구조화된 구성요소를 마이크로리소그래피 방식으로 생성하는 방법.
KR1020140027765A 2013-03-14 2014-03-10 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템 KR101597416B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013204453.4A DE102013204453B4 (de) 2013-03-14 2013-03-14 Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage, mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage und Verfahren zur mikrolithographischen Herstellung mikrostrukturierter Bauelemente
DE102013204453.4 2013-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140113384A true KR20140113384A (ko) 2014-09-24
KR101597416B1 KR101597416B1 (ko) 2016-02-24

Family

ID=51418768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140027765A KR101597416B1 (ko) 2013-03-14 2014-03-10 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5861897B2 (ko)
KR (1) KR101597416B1 (ko)
DE (1) DE102013204453B4 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080043835A (ko) * 2005-09-14 2008-05-19 칼 짜이스 에스엠테 아게 마이크로리소그래피용 노광 시스템의 광학 시스템
KR20090101902A (ko) * 2006-12-21 2009-09-29 칼 짜이스 에스엠테 아게 광학 시스템, 특히 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 또는 투영 대물렌즈
JP2010141091A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Nikon Corp 偏光制御ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
KR20100109897A (ko) * 2007-11-20 2010-10-11 칼 짜이스 에스엠티 아게 편광기

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19535392A1 (de) 1995-09-23 1997-03-27 Zeiss Carl Fa Radial polarisationsdrehende optische Anordnung und Mikrolithographie-Projektionsbelichtungsanlage damit
JP3652296B2 (ja) 2001-10-26 2005-05-25 キヤノン株式会社 光学装置
US7714983B2 (en) 2003-09-12 2010-05-11 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system for a microlithography projection exposure installation
WO2005031467A2 (en) 2003-09-26 2005-04-07 Carl Zeiss Smt Ag Microlithographic projection exposure
TWI569308B (zh) * 2003-10-28 2017-02-01 尼康股份有限公司 照明光學裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造 方法
KR101233879B1 (ko) * 2004-01-16 2013-02-15 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 편광변조 광학소자
DE102004011733A1 (de) 2004-03-04 2005-09-22 Carl Zeiss Smt Ag Transmissionsfiltervorrichtung
JP2005333001A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Nikon Corp 照明光学装置、露光装置、および露光方法
TWI453796B (zh) 2005-01-21 2014-09-21 尼康股份有限公司 偏光變更單元以及元件製造方法
DE102006038643B4 (de) 2006-08-17 2009-06-10 Carl Zeiss Smt Ag Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren
DE102007043958B4 (de) 2007-09-14 2011-08-25 Carl Zeiss SMT GmbH, 73447 Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102008009601A1 (de) 2008-02-15 2009-08-20 Carl Zeiss Smt Ag Optisches System für eine mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage sowie mikrolithographisches Belichtungsverfahren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080043835A (ko) * 2005-09-14 2008-05-19 칼 짜이스 에스엠테 아게 마이크로리소그래피용 노광 시스템의 광학 시스템
KR20090101902A (ko) * 2006-12-21 2009-09-29 칼 짜이스 에스엠테 아게 광학 시스템, 특히 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 또는 투영 대물렌즈
KR20100109897A (ko) * 2007-11-20 2010-10-11 칼 짜이스 에스엠티 아게 편광기
JP2010141091A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Nikon Corp 偏光制御ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013204453B4 (de) 2019-11-21
JP2014179619A (ja) 2014-09-25
DE102013204453A1 (de) 2014-09-18
JP5861897B2 (ja) 2016-02-16
KR101597416B1 (ko) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101425700B1 (ko) 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템
KR101491229B1 (ko) 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템
KR101074995B1 (ko) 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 광학계
JP4920041B2 (ja) 光学系とりわけマイクロリソグラフィック投影露光機における偏光分布に影響を与えるための装置及び方法
JP2016186642A (ja) 特にマイクロリソグラフィ投影露光装置における偏光影響光学配置
US20110194093A1 (en) Polarization-influencing optical arrangement and an optical system of a microlithographic projection exposure apparatus
US8891060B2 (en) Optical system, in particular of a microlithographic projection exposure apparatus
KR101597416B1 (ko) 마이크로리소그래피 투영 노광 장치용 광학 시스템
WO2013143803A1 (en) Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus
US9405202B2 (en) Optical system of a microlithographic projection exposure apparatus
JP6140290B2 (ja) マイクロリソグラフィー投影露光装置用光学システム及びマイクロリソグラフィー露光方法
US8922753B2 (en) Optical system for a microlithographic projection exposure apparatus
US9588433B2 (en) Optical system, in particular of a microlithographic projection exposure apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant