KR20150092285A

KR20150092285A - 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템

Info

Publication number: KR20150092285A
Application number: KR1020157017893A
Authority: KR
Inventors: 잉고 생거; 크리스토프 헨네르케스
Original assignee: 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2015-08-12
Also published as: TW201443574A; WO2014114494A1; DE102013201133A1; JP2016510425A; KR101980939B1; TWI600974B; US9405202B2; US20150277235A1

Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 미러 배치(200) - 상기 미러 배치에 의해 반사된 광의 각도 분포를 변경할 목적으로 서로 독립적으로 조정 가능한 복수의 미러 요소를 가짐 - 와, 편광-영향 광학 요소(110, 210 내지 212, 310, 411, 412, 510, 610 및 710) - 지속적으로 선형인 또는 원형 입력 편광 분포를 갖는 광을 충돌시키기 위해, 광빔 횡단면에 걸쳐서 계속해서 변하는 편광 방향을 갖는 출력 편광 분포를 생성함 - 를 포함하는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템에 관한 것이다.

Description

마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템{OPTICAL SYSTEM OF A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}

본 출원은 독일 특허출원 DE 10 2013 201 133.4 및 미국 출원 61/756,084를 우선권으로 청구하며, 이들 출원은 모두 2013년 1월 24에 출원되었다. 이들 출원의 내용은 여기서 참조로서 병합된다.

본 발명은 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템에 관한 것이다. 상세하게, 본 발명은, 원하는 편광 분포를 제공할 때 융통성을 증가시킬 수 있는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템에 관한 것이다.

마이크로리소그래피는 예컨대 집적회로나 LCD와 같은 미세구조 구성요소를 제조하는데 사용된다. 마이크로리소그래피 공정은, 조명 디바이스와 투영 렌즈를 포함하는 소위 투영 노광 장치에서 실행된다. 이 경우에, 조명 디바이스에 의해 조명하는 마스크(=레티클)의 이미지는, 투영 렌즈에 의해, 감광성 층(포토레지스트)으로 덮이며 투영 렌즈의 이미지 평면에 배치되는 기판 상에 투영되어, 마스크 구조를 기판의 감광성 코팅에 전사한다.

마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 동작 동안, 타겟 지정된 방식으로, 조명 디바이스의 동공 평면에 규정된 조명 세팅, 즉 세기 분포를 세팅할 필요가 있다. 이를 위해, 회절 광학 요소(소위 DOEs: Diffractive Optical Elements)의 사용 외에, 예컨대 WO 2005/026843 A2로부터와 같이 미러 배치의 사용이 또한 알려져 있다. 그러한 미러 배치는 서로 독립적으로 세팅할 수 있는 다수의 마이크로미러를 포함한다.

더 나아가, 조명 디바이스에서, 이미징 콘트래스트를 최적화하기 위해, 동공 평면에서 및/또는 레티클에서 타겟 지정된 방식으로 특정한 편광 분포를 세팅하기 위한 여러 가지 접근법이 알려져 있다. 상세하게는, 조명 디바이스에서 및 투영 렌즈에서 모두, 높은 콘트래스트의 이미징을 위해 접선 편광 분포를 세팅하는 것이 알려져 있다. "접선 편광(Tangential polarization)"(즉, "TE 편광")이 개별적인 선형 편광 광선의 전계 세기 벡터의 진동 평면이 광학 시스템 축을 향한 반경에 대략 수직으로 배향되는 편광 분포를 의미하는 것으로 이해된다. 대조적으로, "방사 편광", 즉 ("TM 편광")은 개별적인 선형 편광 광선의 전계 세기 벡터의 진동 평면이 광학 시스템 축에 대해 대략 방사상으로 배향되는 편광 분포를 의미하는 것으로 이해된다.

종래기술에 관해, 예컨대 WO 2005/069081 A2 및 DE 10 2010 029 905 A1 및 DE 10 2010 029 339 A1를 참조하기 바란다.

본 발명의 목적은, 상대적으로 적은 경비로 원하는 편광 분포를 제공할 수 있는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 독립항 1의 특성에 따른 광학 시스템에 의해 달성한다.

마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템은:

- 적어도 하나의 미러 배치 - 이 미러 배치에 의해 반사된 광의 각도 분포를 변경할 목적으로 서로 독립적으로 조정 가능한 복수의 미러 요소를 가짐 - ; 및

- 편광-영향 광학 요소 - 지속적으로 선형 또는 원형 입력 편광 분포를 갖는 광을 충돌시키기 위해, 광빔 횡단면에 걸쳐서 계속해서 변하는 편광 방향을 갖는 출력 편광 분포를 생성함 - 를 포함한다.

본 발명은, 먼저 상세하게는 상호 독립적으로 조정 가능한 미러 요소를 갖는 미러 배치를 편광-영향 광학 요소에 의해 생성된 계속해서 가변적인 편광 방향과 결합하여, 그 결과로, 미러 배치의 미러 요소에 의해 하향 평면(상세하게는 광학 시스템의 동공 평면)으로 보내지는 개별 "광 채널"에 대해, 관련 광 채널에 대한 편광-영향 광학 요소의 각각의 편광-영향 효과에 따라, 대응하는 편광 상태를 세팅한다는 개념을 기반으로 한다. 이 경우에, 편광-영향 광학 요소 자체는 제조 엔지니어링의 관점에서 상대적으로 간단하게 구현할 수 있으며, 상세하게는, 제조하기에 복잡한 두께 프로파일을 회피할 수 있다. 더 나아가, 구획되어진 편광-영향 광학 요소에 존재하는 내부 공간과, 예컨대 광 손실과 같은 이로 인한 문제를 회피할 수 있다.

일 실시예에 따라, 편광-영향 광학 요소는 평행-평면 기하학적 모양을 가지며, 그러한 모양은 매우 간단하며 그에 따라 상대적으로 비용-효과적인 생산성이라는 장점을 갖는다.

일 실시예에 따라, 편광-영향 광학 요소는, 광학적 유효 표면에 걸쳐서 변하는 빠른 복굴절 축의 방향을 갖는 선형 복굴절을 갖는다.

일 실시예에 따라, 그러한 광학 시스템은 광학 시스템 축을 가지며, 편광-영향 광학 요소의 빠른 복굴절 축의 방향은 광학 시스템 축에 대해 방위각 방향에서 변한다.

일 실시예에 따라, 편광-영향 광학 요소는, 광학적 유효 표면에 걸쳐서 절대값 면에서 일정한 지연(retardation)을 갖는다.

그러한 지연은 상세하게는 λ/2 또는 λ/4일 수 있으며, 여기서 λ는 광학 시스템의 동작 파장을 나타낸다.

일 실시예에 따라, 편광-영향 광학 요소는 웨지-단면-형상 기하학적 모양을 갖는다. 이러한 구성은, 또한, 평행-평면 기하학적 모양을 갖는 구성과 유사하게, 매우 간단하며 그에 따라 상대적으로 비용-효율적인 생산성이라는 장점을 갖는다.

일 실시예에 따라, 편광-영향 광학 요소는 광학적으로 활성인 소재로부터 제조한다.

일 실시예에 따라, 광학 시스템은 더 나아가, 편광-영향 광학 요소에 의해 야기된 광선 편향을 보상하기 위해 편광-영향 광학 요소에 상보적인 기하학적 모양을 갖는 보상기 요소를 갖는다.

일 실시예에 따라, 광학 시스템은 더 나아가, 광 전파 방향에서 가변적인 중첩도로 서로에 대해 조정 가능한 복수의 광학 구성요소로 구성된 편광-영향 광학 배치를 가지며, 상이한 출력 편광 분포는, 미러 배치 및 편광-영향 광학 요소와 연계하여 이러한 조정에 의해 생성할 수 있다.

그러한 추가적인 편광-영향 광학 배치의 사용은 - 이하에서 훨씬 더 상세하게 설명할 바와 같이 - 먼저 편광-영향 광학 요소와 연계하여, 동공 평면에서 궁극적으로 바람직한 상이한 편광 방향의 범위 동안, 편광-영향 광학 요소 자체가 (예컨대 특정한 웨지 각도로 인해) 각각의 각도 범위를 완벽하게 제공할 필요가 더 이상 없는 결과를 가지며, 이는 필요한 편광 회전각 범위가 편광-영향 광학 배치에 의해 초래된 추가 편광 회전과 결합하여 커버되면 충분하기 때문이다. 추가 장점은 - 또한 훨씬 상세하게 설명할 바와 같이 - 실질적으로 광 손실 없이 원하는 (예컨대, 준-접선) 편광 분포로 동공 평면에서 서로 공간적으로 분리된 조명 영역을 갖는 편광 조명 세팅(예컨대 이중극 또는 사중극 조명 세팅)을 세팅할 수 도 있다는 점이다.

일 실시예에 따라, 통과하는 광의 바람직한 편광 방향의 상이한 편광 회전각은 이러한 조정에 의해 세팅할 수 있다. 그러한 편광 회전각은 상세하게는 22.5°의 정수배, 상세하게는 45°의 정수배에 대응할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 광빔 횡단면에 걸쳐 편광-영향 광학 요소에 의해 발생된 편광 회전각은 최대 45°이다.

일 실시예에 따라, 미러 배치와 편광-영향 광학 요소 중 적어도 하나의 구성에서의 출력 편광 분포는 적어도 대략 접선 편광 분포 또는 적어도 대략 방사 편광 분포이다.

일 실시예에 따라, 광학 시스템의 동공 평면에 생성한 조명 세팅은 각도 조명 세팅, 이중극 조명 세팅 또는 사중극 조명 세팅이다.

본 발명은 더 나아가 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치, 및 미세구조 구성요소를 마이크로리소그래피 방식으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 추가 구성은 상세한 설명 및 종속항으로부터 알 수 있다.

본 발명은 수반하는 도면에 예시한 예시적인 실시예를 기초로 이하에서 더 상세하게 설명할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 적은 경비로 원하는 편광 분포를 제공할 수 있는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템을 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시스템의 구조 및 기능을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 2의 a) 내지 c)는, 도 1의 광학 시스템에 사용한 편광-영향 광학 요소의 상이한 실시예를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 3 내지 도 6은, 본 발명에 따른 광학 시스템의 추가 실시예를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7f는, 추가 편광-영향 광학 배치를 갖는 본 발명에 따른 광학 시스템의 구조 및 기능을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광-영향 광학 요소를 갖는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 구조를 설명하기 위한 개략도를 도시한다.

이후에, 본 발명에 따른 광학 시스템을 포함하는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 기본 구조를 먼저 도 8을 참조하여 설명할 것이다. 투영 노광 장치는 조명 디바이스(10)와 투영 렌즈(20)를 포함한다. 조명 디바이스(10)는 광원 유닛(1)으로부터의 광으로 구조-포함 마스크(레티클)(30)를 조명하는 역할을 하며, 광원 유닛(1)은 예컨대 193nm의 동작 파장용 ArF 엑시머 레이저와, 평행 광빔을 생성하는 빔 성형 광학 유닛을 포함한다. 일반적으로, 조명 디바이스(10)와 투영 렌즈(20)는 바람직하게는 400nm 미만, 상세하게는 250nm 미만, 더 상세하게는 200nm 미만인 동작 파장용으로 설계된다.

본 발명에 따르면, 조명 디바이스(10)의 일부분은, 도 2를 참조하여 더 상세하게 설명할 바와 같이, 상세하게는 미러 배치(200)이다. 미러 배치(200)는, 도 1에 따라, 미러 배치(200)에 의해 반사된 광의 각도 분포를 변화시킬 목적으로 서로 독립적으로 조정 가능한 복수의 미러 요소를 가지며, (예컨대, 적절한 액추에이터에 의해) 이러한 조정을 구동하기 위한 구동 유닛(205)이 제공될 수 있다.

도 1 이하를 참조하여 훨씬 더 상세하게 설명할 편광-영향 광학 배치(110)는 광 전파 방향에서 미러 배치(200)의 상류에 배치된다.

조명 디바이스(10)는 광학 유닛(11)을 가지며, 이러한 유닛은 예시한 예에서 특히 편향 미러(12)를 포함한다. 광 전파 방향에서 광학 유닛(11) 하류에는, 예컨대 그 자체가 알려진 방식으로 광 혼합을 달성하기에 적절한 마이크로-광학 요소의 배치를 가질 수 있는 광 혼합 디바이스(미도시)와, 렌즈 요소 그룹(14)이 빔 경로에 위치하며, 그러한 그룹의 하류에는, 광 전파 방향에서 하류에 배열된 REMA 렌즈(15)에 의해 추가 필드 평면에 배치된 구조-포함 마스크(레티클)(30) 상에 이미징되어 레티클 상의 조명된 영역의 경계를 정하는 레티클 마스킹 시스템(REMA)을 갖는 필드 평면이 위치한다. 구조-함유 마스크(30)는 투영 렌즈(20)에 의해 기판(40) 상에, 또는 감광성 층이 구비된 웨이퍼 상에 이미징된다. 투영 렌즈(20)는 상세하게는 담금 작업(immersion operation)용으로 설계될 수 있다. 더 나아가, 렌즈는 0.85 초과, 상세하게는 1.1 초과의 개구수(NA)를 가질 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 편광-영향 광학 요소(110)의 제1 실시예와, 이것의 미러 배치(200)와의 상호작용을 도 1을 참조하여 이하에서 설명할 것이다.

도 1에 따른 편광-영향 광학 요소(110)는 복굴절 분포를 갖는 선형 복굴절을 가지며, 예시적인 실시예에서 요소(110)의 광학적 유효 표면에 걸친 복굴절의 절대값은 λ/2의 상수값을 가지며(여기서, λ는 광학 시스템의 동작 파장을 나타냄), 빠른 복굴절 축(짧은 선으로 나타냄)의 방향은 도 2a) 내지 도 2c)를 참조하여 훨씬 더 상세하게 설명할 바와 같이 광학적 유효 표면에 걸쳐서 지속적으로 변한다.

특정한 예시적 실시예에서, 편광-영향 광학 요소(110)는 석영 유리(SiO₂)로 이루어진 평행-평면 플레이트이며, 그러한 선형 복굴절 분포는 그러한 플레이트에 적용되는 외부 기계적인 압력에 의한 스트레스 복굴절에 의해 생성되었다. 더 나아가, 도 2a)에 개략적으로 예시한 바와 같이, 그러한 외부 압력에 의해 생성된 선형 복굴절 분포는 예시한 실시예에서 (도시한 좌표계에서는 z-방향으로 진행하는) 광학 시스템 축(OA)에 대해 방위각 프로파일을 갖는다.

도 2b)에 예시한 추가 예시적 실시예에서, 그러한 선형 복굴절 분포는 또한 광학적으로 미사용 영역에서 발생한 방사선-유도 결함에 의해 생성될 수 있다. 이 방법은, 상세하게는 적외선 방사선으로 예컨대 석영 유리(SiO₂)와 같은 무정형 소재를 타겟 지정된 방식으로 조사함으로써, 소재의 방사선-유도 결함에 의해 초래된 선형 복굴절을 발생시킬 수 있으며, 그러한 복굴절은 또한 직접 조사되지 않은 영역에서 형성되어, 그 결과로 방사선-유도 결함은 또한 광학적으로 전혀 사용되지 않은 영역에서 발생할 수 있다는 통찰을 기반으로 한다. 이 경우에, 방사선-유도 결함의 적절한 배치에 의해, 여기서 발생한 빠른 복굴절 축의 국부적 분포는 타겟 지정된 방식으로 세팅할 수 있다. 이러한 환경에서, 수행한 연구를 통해, 예컨대 소재 경로의 센티미터 당 10nm 초과의 지연 값(즉, 상호 직교 또는 수직 편광 상태에 대한 광학 경로 길이차)이 매우 정밀하게 세팅될 수 있음이 드러났다. 동작 파장이 예컨대 대략 193nm라면, λ/2의 지연은 대략 96.5nm에 대응하며, 그에 따라 9cm 미만의 필요한 소재 경로에 대응하고, 이러한 경로는 예시한 하나 또는 그 밖에 복수의 편광-영향 광학 요소(101)에 의해 제공될 수 있다.

도 2b)에 따라, (본 발명이 이것으로 제한되지는 않지만) 중간 영역에 원하는 선형 복굴절을 생성하기 위해, 중심의 또는 방사상 내부 제1 영역 및 방사상 외부 환형 제2 영역에 방사선-유도 결함의 앞서 기재한 발생을 구현할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 편광-영향 광학 요소(110)는, 앞서 기재한 선형 복굴절 분포로 인해, 통과하는 광에 대해, 원래부터 지속적으로 선형인 입력 편광의 회전을 야기하며, 그러한 회전은 요소(110)의 광학적 활성 표면에 걸쳐서 계속해서 변하며, 전계 세기 벡터의 각각의 진동 방향은 도 1의 양방향 화살표에 의해 단순히 개략적으로 기호화한다.

편광-영향 광학 요소(110)로부터 유래한 광은 그 후 미러 배치(200) 상에 충돌하여, 각각의 미러 요소의 틸팅 포지션에 따라 상이한 각도로 반사되어 하류의 푸리에 광학 유닛(300)을 통해 조명 디바이스의 동공 평면 내로 보내지며, 여기서 생성된 접선 편광 분포는 P1에 의해 표시하며, 도 1에 개략적으로 나타낸다.

(예시하지 않은) 추가 예시적 실시예에서, 편광-영향 광학 요소(110)는 또한 광 전파 방향에서 미러 배치(200)의 하류에 배치할 수 있다.

본 발명은, 도 1의 예시적인 실시예에서 선택한 바와 같이, 편광-영향 광학 요소(110) 상에 충돌하는 광의 지속적으로 선형인 입력 편광으로 제한되지 않는다. 도 3 및 도 2c)에서 예시한 추가 예시적 실시예에서, 원하는 (상세하게는 다시 한번 접선), 출력 편광 분포의 도 1에 유사한 생성이 또한 (도 3에서 개략적으로 나타낸) 원형 입력 편광으로부터 생성할 수 있으며, 이 경우에, 편광-영향 광학 요소(310)는 λ/4의 복굴절의 절대값(광학적 유효 표면에 걸쳐서 다시 한번 상수)을 가지며, (도 1을 참조하여 기재한 실시예와 마찬가지로 유사한) 이러한 빠른 복굴절 축의 방향은 광학 시스템 축(OA)에 대해 방위 방향에서 변한다. 이 구성은 도 2c)에 개략적으로 예시하며, 관련 복굴절 분포는 여기서 다시 한번 광학적 미사용 영역에서의 방사선-유도 결함의 발생에 의해 도 2b)와 유사하게 초래된다. (예시하지 않은) 추가 예시적 실시예에서, 이 복굴절 분포는 또한 도 2a)에 유사한 방식으로 외부 압력의 적용에 의해 생성된 스트레스 복굴절에 의해 초래될 수 있다.

편광-영향 광학 요소의 광학적 활성 표면 위의 빠른 복굴절 축의 변경 기간에 관한 한, 이 기간은, 도시한 일 예시적인 요소(411)에 대해 도 4a)에 따른 미러 배치(200)의 크기에 대응할 수 있거나, 그 밖에는 상이한 편광-영향 광학 요소(412)에 대해 도 4b)에 따른 미러 배치(200)의 크기보다 작을 수 있다.

편광-영향 광학 요소(510)의 추가 실시예와, 이것의 미러 배치(200)와의 상호작용을 도 5를 참조하여 이하에서 설명할 것이다.

도 5에 따라, 편광-영향 광학 요소(510)는 웨지-단면-형상 기하학적 모양을 가지며, 광학적 활성 소재로부터 (예시적인 실시예에서 광학 시스템 축(OA), 즉 z-방향에 평행한 광학 결정 축의 배행을 갖는 결정 석영으로부터) 제조한다. 이 경우에, 또한, 도 5로부터의 배치의 변경에서, 편광-영향 광학 요소(510)는 대안적으로 또한 광 전파 방향에서 미러 배치(200)의 하류에 배치할 수 있다.

도 5에서 양방향 화살표로 다시 한번 나타낸 바와 같이, 요소(510)는, 통과하는 원래부터 지속적으로 선형 편광된 광에 대해, 광학적 활동으로 인해, 광이 통과하는 광학적 활성 소재의 두께에 비례한 편광 회전각에 의한 편광 회전을 초래한다. 결국, 요소(510)로부터 유래한 광에 대해, 지속적으로 변하는 편광 방향이 다시 한번 도 1과 유사하게 발생하며, - 도 1과 마찬가지로 유사하게 - 미러 배치(200)의 미러 요소 상에 후속하여 충돌하면, 대응하여 상이하게 편광된 광 채널이 하류의 푸리에 광학 유닛(300)을 통해 미러 배치(200)의 미러 요소의 틸팅각에 따라 동공 평면에 보내진다.

결국, 도 5의 예시적인 실시예에 따라, 접선 편광 분포(P1)가 다시 한번 동공 평면에 생성된다.

본 발명의 추가 실시예는 도 6 및 도 7a 내지 도 7f를 참조하여 이하에서 설명할 것이다.

도 7a 내지 도 7f에 따른 구조는, 웨지-단면-형상 방식으로 광학적 활성 소재로부터 제조한 편광-영향 광학 요소(710)와 미러 배치(200) 외에, 복수의 광학 구성요소(751, 752 및 753)로 구성된 추가 편광-영향 광학 배치가 제공되며, 그러한 광학 구성요소는 광 전파 방향(즉, z-방향)에서 가변적인 중첩도로 서로에 대해 조정 가능하다는 점에서, 도 5의 것과는 상이하다.

특정한 예시적인 실시예에서, 관련 구성요소(751, 752 및 753)는 마찬가지로, 광학적 활성 소재(상세하게는 광학 시스템 축(OA)에 평행하게 진행하는 광학 결정 축의 방향을 갖는 결정 석영)으로부터 제조하며, 구성요소(751 내지 753) 각각은, 선형적으로 편광된 충돌 광에 대한 편광 방향이 구성요소 각각을 통과하면 45°각도만큼 회전하도록 하는 두께를 갖는 평행-평면 기하학적 모양을 갖는다. 결국, 구성요소(751 내지 753)의 중첩도에 따라, 통과하는 각각의 광빔에 대해, 두 개의 구성요소를 통과하면 90°의 편광 회전각이 발생하며, 세 개의 구성요소를 통과하면 대략 135°의 편광 회전각이 발생한다.

이후 도 7b 내지 도 7f에 나타낸 바와 같이, 상이한 편광 조명 세팅이, 편광-영향 광학 요소(710) 및 미러 배치(200)와 연계하여 편광-영향 광학 배치의 구성요소(751, 752 및 753)의 포지션을 변경함으로써 세팅될 수 있으며, 단지 예로서 도 7b는 y-방향에서 서로 반대되는 조명 극을 갖는 (각 경우에 x-편광을 갖는) 이중극 조명 세팅의 발생을 나타내며, 도 7c는 x-방향에서 서로 반대되는 조명 극을 갖는 (각 경우에 y-편광을 갖는) 이중극 조명 세팅의 발생을 나타내고, 도 7d는 (x-y-편광을 갖는) 사중극 조명 세팅의 발생을 나타내며, 도 7e는, 각각 x- 및 y-방향에 대해 45°로 배향된 편광 방향을 갖는 퀘이사(quasar) 조명 세팅의 발생을 나타내고, 도 7f는 접선 편광을 갖는 환형 조명 세팅의 발생을 나타낸다. 이 경우에, 도 7b 내지 도 7e에서의 조명 세팅은 각 경우에 준-접선 편광 조명 세팅으로서 표시할 수 있다.

편광-영향 광학 배치(750)에 의해 융통성 있게 세팅할 수 있는 추가 편광 회전은 먼저, (도 7a 내지 도 7f에서 "WD"로 표시한 화살표에 의해 나타낸 웨지 방향을 갖는) 편광-영향 광학 요소(710)와 연계하여, 동공 평면에서 궁극적으로 원하는 상이한 편광 방향의 범위에 대해, 더 이상 편광-영향 광학 요소(710) 자체는 그 웨지 각도로 인해 각각의 각도 범위를 완벽히 제공할 필요는 없다는 결과를 갖는다.

특정한 예시적인 실시예에서, 이것이 의미하는 점은, - 편광-영향 광학 요소(710)의 범위에 걸쳐서 발생하는 - 45°의 최대 편광 회전이, 45°, 90° 또는 135°만큼의 편광-영향 광학 배치로 인한 앞서 기재한 추가 편광 회전과 연계하여, 동공 평면에서 0° 내지 180°의 편광 회전각의 계속 범위를 커버하기에 충분하다는 점이다. 이점은 도 6의 개략적 예시에서 나타내고 있다(편광-영향 광학 배치의 구성요소(751, 752 및 753)는 여기서 명료성을 위해 예시하지 않음).

도 7a 내지 도 7f를 참조하여 앞서 기재한 실시예는, 실질적으로 광 손실 없이 원하는 (예컨대, 준-접선) 편광 분포로 동공 평면에서 서로로부터 공간적으로 분리된 조명된 영역을 갖는 편광된 조명 세팅(예컨대, 이중극 또는 사중극 조명 세팅)을 세팅할 수 도 있다는 추가 장점을 갖는다. 이러한 장점은, 도 1 내지 도 5를 참조하여 기재한 실시예와 대조적으로, 모든 편광 상태가 시초부터 동일한 비율로 반드시 생성되는 것은 아니라는 점으로부터 유래한다.

도 7a 내지 도 7f를 참조하여 앞서 기재한 실시예에서, 즉 광학적 활성 소재(상세하게는 광학 시스템 축(OA)에 평행하게 진행하는 광학 결정 축의 방향을 갖는 결정 석영)로부터의 편광-영향 광학 요소(710)와 편광-영향 광학 요소의 구성요소(751, 752 및 753) 모두의 구성인 경우에, 광학 시스템 축(OA) 또는 광 전파 방향(z-방향)을 따라서의 편광-영향 광학 배치의 구성요소(751, 752 및 753)와, 편광-영향 광학 요소(710) 및 미리 요소(200)의 순서는 원칙적으로는 임의로 할 수 있다.

그러나 도 7a 내지 도 7f를 참조하여 앞서 기재한 개념은 광학적 활성 소재로 실현되는 편광-영향 광학 배치의 구성요소(751 내지 753)에 제한되지 않는다. 추가 실시예에서, 이들 구성요소는 - 광학적 활성 결정 소재로부터의 (즉, 도 5와 유사한) 편광-영향 광학 요소의 구성과 조합하여 - 선형 복굴절 사용으로 또는 리타더(retarder)로서 (상세하게는 λ/2 플레이트로서) 구현될 수 도 있으며, 이 경우에, 구성요소(751 내지 753)는, 광이 구성요소(751 내지 753)에 입사할 때, 가변 편광 방향이 이미 존재하지 않기 위해서, 광 전파 방향에 대해 편광-영향 광학 요소의 상류에 위치한다.

더 나아가, 편광-영향 광학 요소(710)의 - 광학적 활성 소재로부터의 편광-영향 광학 배치의 구성요소(751 내지 753)의 구성과 조합한 - 구성은 앞서 기재한 예시적인 실시예에서 벗어나 도 1과 유사하게, 즉 빠른 복굴절 분포 축의 가변 방향을 갖는 선형 복굴절의 사용으로 구현할 수 도 있다.

도 7a 내지 도 7f를 참조하여 앞서 기재한 실시예에서, 즉 광학적 활성 소재(상세하게는 광학 시스템 축(OA)에 평행하게 진행하는 광학 결정 축의 방향을 갖는 결정 석영)로부터의 편광-영향 광학 배치의 구성요소(751, 752 및 753) 및 편광-영향 광학 요소(710) 모두의 구성인 경우에, 광학 시스템 축(OA) 또는 광 전파 방향(z-방향)을 따라서의 편광-영향 광학 배치의 구성요소(751, 752 및 753)와, 편광-영향 광학 요소(710) 및 미리 요소(200)의 순서는 원칙적으로는 임의로 할 수 있다.

본 발명의 추가 구성에서, 본 발명에 따른 광학 시스템에서, 앞서 기재한 실시예 각각에서, 적절한 경우에, 특정한 응용 상황에 따라 광학 시스템의 성능의 추가 최적화를 달성하기 위해, 광원에 의해 생성된 광의 편광 방향의 추가(전역(global)) 회전을 발생시키기 위한 추가 로테이터(rotator)(예컨대, 90°로테이터 또는 45°로테이터)를 사용할 수 도 있다.

본 발명이 특정한 실시예를 기초로 하여 기재하였을지라도, 수많은 변경 및 대안적인 실시예가 예컨대 개별 실시예의 특성의 조합 및/또는 교환에 의해 당업자에게 자명하게 된다. 따라서, 그러한 변경 및 대안적인 실시예가 본 발명에 의해 부수적으로 포함되는 것과, 본 발명의 범위가 오직 수반하는 특허청구범위 및 그 등가의 의미 내로만 제한됨은 당업자에게는 말할 필요도 없다.

Claims

마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 광학 시스템으로서,
● 적어도 하나의 미러 배치(200) - 상기 미러 배치에 의해 반사된 광의 각도 분포를 변경할 목적으로 서로 독립적으로 조정 가능한 복수의 미러 요소를 가짐 - ; 및
● 편광-영향 광학 요소(110, 210 내지 212, 310, 411, 412, 510, 610 및 710) - 지속적으로 선형 또는 원형 입력 편광 분포를 갖는 광을 충돌시키기 위해, 광빔 횡단면에 걸쳐서 계속해서 변하는 편광 방향을 갖는 출력 편광 분포를 생성함 - 를 포함하는, 광학 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 편광-영향 광학 요소(110, 210 내지 212, 310, 411 및 412)가 평행-평면 기하학적 모양을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 편광-영향 광학 요소(110, 210 내지 212, 310, 411 및 412)가, 광학적 유효 표면에 걸쳐서 변하는 빠른 복굴절 축의 방향을 갖는 선형 복굴절을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 광학 시스템은 광학 시스템 축(OA)을 가지며, 상기 편광-영향 광학 요소(110, 210 내지 212, 310, 411 및 412)의 상기 빠른 복굴절 축의 방향이 상기 광학 시스템 축(OA)에 대해 방위각 방향에서 변하는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편광-영향 광학 요소(110, 210 내지 212, 310, 411 및 412)가, 광학적 유효 표면에 걸쳐서 절대값 면에서 일정한 지연을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 지연은 λ/2이며, λ가 상기 광학 시스템의 동작 파장을 나타내는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 지연은 λ/4이며, λ가 상기 광학 시스템의 동작 파장을 나타내는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 편광-영향 광학 요소(510, 610 및 710)가 웨지-단면-형상 기하학적 모양을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 편광-영향 광학 요소(510, 610 및 710)가 광학적 활성 소재로부터 제조되는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 상기 광학 시스템이, 상기 편광-영향 광학 요소(510, 610 및 710)에 의해 야기된 광선 편향을 보상하기 위해, 상기 편광-영향 광학 요소에 상보적인 기하학적 모양을 갖는 보상기 요소를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 시스템은, 광 전파 방향에서 가변적인 중첩도로 서로에 대해 조정 가능한 복수의 광학 구성요소(751, 752 및 753)로 구성된 편광-영향 광학 배치(750)를 더 가지며, 상이한 출력 편광 분포가, 상기 미러 배치(200) 및 상기 편광-영향 광학 요소(710)와 연계하여 상기 조정에 의해 생성될 수 있는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 11에 있어서, 통과한 광의 바람직한 편광 방향의 상이한 편광 회전각이 상기 조정에 의해 세팅될 수 있는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 12에 있어서, 상기 편광 회전각이 22.5°의 정수배, 상세하게는 45°의 정수배에 대응하는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 광빔 횡단면에 걸쳐 상기 편광-영향 광학 요소(710)에 의해 발생한 편광 회전각이 최대 45°인 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미러 배치(200)와 상기 편광-영향 광학 요소(110, 210 내지 212, 310, 411, 412, 510, 610 및 710) 중 적어도 하나의 구성에서의 출력 편광 분포가 적어도 대략 접선 편광 분포 또는 적어도 대략 방사 편광 분포인 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 시스템의 동공 평면에서 생성된 조명 세팅이 환형 조명 세팅, 이중극 조명 세팅 또는 사중극 조명 세팅인 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
조명 디바이스와 투영 렌즈를 포함하는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치로서, 상기 조명 디바이스(10) 및/또는 상기 투영 렌즈(20)는 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 광학 시스템을 갖는, 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치.
미세구조 구성요소를 마이크로리소그래피 방식으로 제조하는 방법으로서,
● 감광성 소재로 구성된 층이 적어도 부분적으로 적용되는 기판(40)을 제공하는 단계;
● 이미징될 구조를 갖는 마스크(30)를 제공하는 단계;
● 청구항 17에 기재된 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치를 제공하는 단계; 및
● 상기 투영 노광 장치에 의해 상기 마스크(30)의 적어도 일부분을 상기 층의 영역 상에 투영하는 단계를 포함하는, 방법.