KR20160054579A - 조명 광학 유닛 및 euv 투영 리소그래피용 조명 시스템 - Google Patents

조명 광학 유닛 및 euv 투영 리소그래피용 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

하류의 이미징 광학 유닛(6)의 오브젝트 필드(3)가 배치되는 조명 필드를 조명하는 역할을 하는, EUV 투영 리소그래피용 조명 광학 유닛이 제공된다. 오브젝트 변위 방향(y)으로 변위 가능한 오브젝트(5)가 결국 오브젝트 필드(3)에 배치가능하다. 조명 광학 유닛의 패싯 미러(14)는 서로 나란히 배치된 복수의 패싯들(13)을 갖고, EUV 조명광(9)의 빔의 부분 빔들(9i)을 상기 오브젝트 필드(3)로 반사 및 중첩 안내하는 역할을 한다. 패싯 미러(14)는, 패싯 미러(14)의 각각의 패싯(13)의 위치와 패싯 미러(14)의 각각의 패싯(13)상의 부분 조명광 빔(9i)의 충돌 영역이 오브젝트 필드(3)의 필드 포인트들에 대한 조명 방향을 미리 정의하도록 배치된다. 각각의 패싯(13)상의 부분 조명광 빔(9i)의 충돌 영역의 가장 자리 윤곽이 오브젝트 필드(3)의 필드 형상을 미리 정의한다. 각각의 패싯(13)은 연속 정적 반사면(15)을 갖는다. 이러한 조명 광학 유닛에 따르면, 종래 기술과 비교하여, 감소된 제조 경비로 정반사성 반사기를 실현할 수 있다.

Description

조명 광학 유닛 및 EUV 투영 리소그래피용 조명 시스템{ILLUMINATION OPTICS AND ILLUMINATION SYSTEM FOR EUV PROJECTION LITHOGRAPHY}
독일 특허 출원 번호 10 2013 218 131.0의 내용이 본원에 참조로 인용되어 있다.
본 발명은 EUV 투영 리소그래피용 조명 광학 유닛에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 조명 광학 유닛을 구비하는 EUV 투영 리소그래피용 조명 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 조명 광학 유닛을 구비하는 광학 시스템, 이러한 조명 광학 유닛에서, 이러한 광학 시스템에서, 또는 이러한 조명 시스템에서 사용되는 퓨필 패싯 미러, 이러한 조명 시스템을 구비하는 투영 노광 장치, 마이크로 또는 나노 구조의 구성 부품을 제조하는 방법, 및 이러한 방법에 의해 제조된 마이크로 또는 나노 구조의 구성 부품에 관한 것이다.
EUV 투영 리소그래피용 조명 시스템이 US 5,361,292, DE 103 17 667 A1, US 2010/0231882 A1, 및 US 6 507 440 B1에 개시되어 있다. 각각의 패싯의 부분 빔이 오브젝트 필드에 중첩되는 방식으로 전사되는, 각각의 패싯의 패싯 미러 상의 위치, 즉, 그 패싯의 패싯 미러 상의 공간적 위치가 조명 방향을 미리 정의하고, 동시에 패싯 미러의 충돌의 가장 자리 윤곽이 오브젝트 필드의 필드 형상을 미리 정의하도록 배치된 패싯 미러가 소위 정반사성 반사기(specular reflector)로서, 예를 들면, DE 103 17 667 A1 및 US 2010/0231882 A1에 알려져 있다. 이후, 이러한 패싯 미러는 정반사성 패싯 미러로 칭하고, 이러한 패싯 미러의 개별 패싯은 정반사성 패싯으로도 칭한다. DE 103 17 667 A1 및 US 2010/0231882 A1에 따른 정반사성 반사기의 경우에, 각각의 개별 패싯은 복수의 개별 마이크로미러로 또한 구성된다.
본 발명의 목적은, 종래 기술과 비교하여 감소된 제조 경비로 정반사성 반사기를 구현할 수 있도록, 도입부에 기재된 유형의 조명 광학 유닛을 개발하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1에 기재된 특징을 갖는 조명 광학 유닛에 의해 달성된다.
종래 기술에서 알려진 바와 같은 정반사성 반사기에 대한 해결 제안으로서, 서로 중첩되는 방식으로 오브젝트 필드에 이미징되는 개별 패싯이, 그 부분에 대해서, 마이크로미러 어레이의 복수의 또는 다수의 개별 미러로 구성된다. 본 발명에 따른 조명 광학 유닛의 경우에, 이러한 상기 정반사성 패싯이 마이크로미러로 서브분할되는 것이 방지된다. 따라서, 개별 정반사성 패싯은 더 큰 연속의 정적(static) 반사면을 가지므로, 그 제조 경비가 감소된다. 이 정반사성 패싯 미러는 EUV 광원의 이미지면이나 오브젝트 필드로 이미징되는 면에 배치되지 않는다. 정반사성 패싯 미러의 정반사성 패싯은 특히, 일체식으로(monolithically) 구현된다. 원칙적으로, 연속의 정적 반사면을 갖는 정반사성 패싯이 반드시 기울일 수 있는 형태로 구현될 필요는 없기 때문에, 전체 정반사성 패싯 미러도 또한 일체적으로 구현될 수 있다. 작은 각도 대역폭의 입사각을 갖는 EUV 조명광이 이 패싯들에서 얻어질 수 있다. 그러므로, 개별 패싯은 작은 대역폭의 입사각으로 충돌될 수 있으며, 상이한 패싯들이 충돌하는 절대 입사각은 서로 상당히 다를 수 있다. 개별 패싯의 입사각의 각도 대역폭은 예를 들면 5° 미만, 4° 미만, 3° 미만, 및 그보다 더 작을 수도 있다. 따라서, 정반사성 패싯 미러는 조명광의 매우 짧은 EUV 파장, 예를 들면, 10 nm 이하의 범위, 예를 들면, 7 nm의 범위의 파장의 조명광에 대해서도 높은 반사율로 사용될 수 있다. 정반사성 반사기로서 구현되는 정반사성 패싯 미러는 오브젝트 필드의 상류에서 조명광의 빔 경로에서 최종 광학 구성 부품이다. 그러므로, 정반사성 패싯 미러와 오브젝트 필드 사이에, 조명광의 빔 경로에 조명 광학 구성부품이 더는 위치하지 않는다. 따라서, EUV 조명광의 반사 손실이 감소될 수 있다. 정반사성 패싯은 정반사성 패싯 미러 상의 하나의 평면에서 서로 나란히 배치될 수 있다. 정반사성 패싯은 정반사성 패싯 미러의 공통 패싯 캐리어 상에 배치될 수 있다. 또 다른 전사 패싯 미러는 조명광의 빔 경로에서 정반사성 패싯 미러의 상류에 배치될 수 있다. 빔 성형 장치는 조명광의 빔 경로에서 전사 패싯 미러의 상류에 배치될 수 있다. 이러한 빔 성형 장치는 조명광 빔을 전개하는 스캐너로서 구현될 수 있다. 또는, 빔 성형 장치는 조명광을 전개하는 고정 미러로서 구현될 수 있다.
청구항 2에 따른 정반사성 패싯은 각각의 경우에 완전히 조명될 수 있으므로, 그 가장 자리 윤곽, 즉, 그 경계 형상, 및 그 위치, 즉, 그 공간 배열로 인해서, 정반사성 패싯 미러에서, 첫째, 조명 방향 및 둘째 필드 형상이 만들어진다. 또는, 각각의 조명 방향을 미리 정의하기 위해, 모든 정반사성 패싯은 치수에 따라서, 예를 들면, 오브젝트 변위 방향에 직교하는 치수에 따라서, 동일한 규모를 가질 수 있고, 상이한 충돌 영역에서 조명광이 충돌될 수 있다. 이로 인해, 정반사성 패싯 미러의 생산이 용이해진다.
가장 자리 윤곽이 청구항 3에 기재된 종횡비를 가지므로, 서로 다른 각각의 조명 방향을 미리 정의하기 위한 상이한 충돌 영역들에서 조명될 수 있는 정반사성 패싯을 설계할 수 있다. 그러므로, 하나 및 동일한 정반사성 패싯이, 그들의 규모 및 개별 정반사성 패싯 상의 그들의 위치에 대해서, 상이한 충돌 영역에서 조명될 수 있으며, 결과로서 각각의 경우에 조명 방향이 상이하게 된다.
청구항 4에 기재된 것 같이 중첩이 방지되므로, 정반사성 패싯 미러가 더 용이하게 제조될 수 있다. 오브젝트 변위 방향에 따라서 2개의 패싯이 서로 중첩되지 않는 경우라도, 이러한 정반사성 패싯 미러에 있어서 모든 관련된 조명 설정이 만들어질 수 있는 것을 알 수 있다.
청구항 5에 기재된 전사 패싯 미러에서는 각각의 경우에 특정 그룹의 정반사성 패싯의 목표된 선택을 가능하게 하고, 따라서 미리 정의되는 조명 설정의 선택을 가능하게 한다.
청구항 6에 기재된 각도 대역폭은 EUV 조명광의 매우 효율적인 반사에 특히 적합한 것을 알 수 있다. 이 각도 대역폭은 정반사성 패싯의 부분 조명광 빔의 총 각도 대역폭의 절반이다.
청구항 7에 기재되어 있는 광학 시스템의 효과는 본 발명에 따른 조명 광학 유닛을 참조하여 상기 이미 설명된 것에 대응한다.
청구항 8에 기재된 입사 퓨필의 디자인은 투영 광학 유닛의 광학 설계를 용이하게 한다.
청구항 9에 기재되어 있는 조명 시스템의 효과는 본 발명에 따른 조명 광학 유닛 및 본 발명에 따른 광학 시스템을 참조하여 상기 이미 설명된 것에 대응한다. 조명 시스템의 광원은 자유 전자 레이저(FEL: free electron laser)로 구현될 수 있다. 광원은 10 nm 이하, 예를 들면, 7 nm의 범위의 파장을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 감소된 경비로 퓨필 패싯 미러를 제조할 수 있는, EUV 투영 리소그래피용 조명 시스템을 특정하는 것이다.
이 목적은 청구항 10에 특정된 특징을 갖는 조명 시스템에 의하여 본 발명에 있어서 이루어진다.
본 발명에 따르면, 전체 패싯 미러 영역에 퓨필 패싯이 존재하지 않는 퓨필 패싯 미러를 더 치밀하거나 덜 치밀하게 밀집되도록 설계할 수 있는 것으로 이해된다. 일반적인 조명 설정이 대응하는 사전 할당의 서브셋을 사용하여 행해질 수 있으며, 즉, 퓨필 패싯 미러상의 공간적으로 연장된 위치 영역에 퓨필 패싯이 존재하지 않는 것으로 인식된다. 이로 인해, 퓨필 패싯 미러에 대한 제조 경비를 줄일 수 있다. 조명 시스템의 광원의 파장은 10 nm 이하의 범위, 예를 들면 7 nm 일 수 있다. 퓨필 패싯 미러는 오브젝트 필드의 상류로 조명광을 안내하는 조명광의 빔 경로에서 최종 미러일 수 있다. 빔 성형 장치는 결국 필드 패싯 미러의 상류의 조명광의 빔 경로에 배치 될 수 있다. 빔 성형 장치에 대해서 위에서 주어진 설명이 여기에 적용가능하다.
청구항 11에 기재되어 있는 것같이, 적어도 하나의 위치 영역은 일반적으로 필요한 조명 설정을 행하는데 특히 적합한 것을 알 수 있다. 위치 영역들 중 하나는 퓨필 패싯 미러의 중앙에 배치될 수 있다. 퓨필 패싯이 배치되는 중앙 위치 영역은, 퓨필 패싯이 또한 배치되는 인접 위치 영역으로부터 떨어져 있고, 그 거리는 퓨필 패싯의 직경보다 크고, 특히, 전체 중앙 위치 영역의 직경보다 또한 클 수 있다. 링 형상의 위치 영역의 경우, 퓨필 패싯이 배치되는 상기 링 형상의 위치 영역과 인접한 위치 영역 사이의 거리가, 링 형상 위치 영역의 방사상의 링의 두께보다 클 수 있다. 적어도 하나의 링 형상의 위치 영역은 퓨필 패싯 미러의 외측 가장자리에 배열될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 링 형상의 위치 영역은 퓨필 패싯 미러의 외측 가장자리와 중앙 영역 사이에 배치될 수 있다.
상기 조명 시스템은 20개보다 적은 수의 필드 패싯을 갖는 필드 패싯 미러를 구비할 수 있고, 예를 들면, 필드 패싯 미러는 12개 또는 8개의 필드 패싯을 갖는다.
상기 조명 광학 유닛, 상기 광학 시스템, 또는 상기 조명 시스템은 퓨필 패싯 미러를 구비할 수 있으며, 상기 퓨필 패싯 미러는 100개보다 적은 수의 퓨필 패싯, 예를 들면, 80개보다 적은 수의 퓨필 패싯, 72개의 퓨필 패싯, 70개보다 적은 수의 퓨필 패싯, 60개보다 적은 수의 퓨필 패싯, 50개보다 적은 수의 퓨필 패싯, 예를 들면, 48개의 퓨필 패싯을 갖는다. 더 적은 수의 퓨필 패싯도 가능하다.
청구항 13에 기재되어 있는 투영 노광 장치, 청구항 14에 기재되어 있는 제조 방법, 및 청구항 15에 기재되어 있는 마이크로 또는 나노 구조의 구성 부품의 효과는, 본 발명에 따른 조명 광학 유닛, 본 발명에 따른 조명 시스템 및 본 발명에 따른 광학 시스템을 참조하여 상기 이미 설명된 것에 대응한다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 첨부 도면을 참조하여 이하에 보다 상세히 설명한다. 이 도면에서:
도 1은 정반사성 반사기를 구비하는 EUV 투영 노광 장치의 EUV 조명 시스템을 매우 개략적으로 나타낸다.
도 2는 연속 정적 반사면들을 갖는 정반사성 반사기의 정반사성 패싯들의 실시예를 매우 개략적으로 나타내며, 정반사성 패싯의 일부 만이 도시되어 있다.
도 3은 도 1에 따른 조명 시스템의 퓨필 평면에서 퓨필의 강도 분포를 나타내며, EUV 조명광이 도 2에 따른 정반사성 반사기의 일부의 정반사성 패싯에 충돌한다.
도 4는 도 2와 유사한 도면이며, 도 1에 따른 조명 시스템에서 사용될 수 있는 정반사성 반사기의 정반사성 패싯의 연속 정적 반사면들의 배열의 또 다른 실시예를 나타낸다.
도 5는 도 3과 유사한 도면이며, 도 2 또는 도 4에 따른 방식으로 배열된 다수의 정반사성 패싯을 갖는 정반사성 반사기에 의해 생성된, 조명 시스템의 퓨필에서의 강도 분포를 도시하며, 퓨필 스팟은 전체 퓨필의 크기에 비해 과장된 크기로 도시되어 있다.
도 6은 도 5에 따른 퓨필의 도시 예들 aa, ab, …,az, ba을 나타내며, 각각의 경우에 8개의 퓨필 스팟이 조명되고, 퓨필 스팟은 전체 퓨필의 크기에 비해 과장된 크기로 도시되어 있다.
도 7은 도 5 및 도 6에 따른 퓨필 스팟 배열을 조명하는 정반사성 반사기의 패싯 배열을 나타낸다.
도 8은 마찬가지로 필드 패싯 미러와 퓨필 패싯 미러를 구비하는 EUV 투영 노광 장치의 EUV 조명 시스템의 또 다른 실시예를 매우 개략적으로 도시한다.
도 9는 필드 패싯 미러의 12개의 필드 패싯을 사용하는 조명에 적합한, 퓨필 패싯의 배열을 갖는 도 8에 따른 EUV 조명 시스템에서 사용되는 퓨필 패싯 미러의 실시예를 도시하며, 퓨필 패싯은 전체 퓨필 패싯 미러의 크기에 비해 과장된 크기로 도시되어 있다.
도 10은 도 9에 따른 퓨필 패싯 미러의 도시 예들 aa, ab, …, az, ba을 나타내며, 각각의 경우에 12개의 퓨필 패싯이 조명되고, 퓨필 패싯은 전체 퓨필의 크기에 비해 과장된 크기로 도시되어 있다.
도 11은 필드 패싯 미러의 8개의 필드 패싯을 사용하는 조명에 적합한, 또 다른 배열의 퓨필 패싯을 갖는 도 8에 따른 EUV 조명 시스템에서 사용되는 퓨필 패싯 미러의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 12는 도 11에 따른 퓨필 패싯 미러의 도시 예들 aa, ab, …, az, ba을 나타내며, 각각의 경우에 8개의 퓨필 패싯이 조명되고, 퓨필 패싯은 전체 퓨필의 크기에 비해 과장된 크기로 도시되어 있다.
EUV 방사선원(2)과 조명 필드 또는 오브젝트 필드(3) 사이에 EUV 조명 시스템(1)이 개략적으로 도시되어 있다. EUV 조명 시스템(1)은 고집적 반도체 구성 부품, 특히, 나노미터 범위의 구조물들이 실장된 메모리 칩을 제조하는 EUV 투영 노광 장치(4)의 일부이다.
이 조명 시스템(1)은 조명 필드의 정의된 조명의 역할을 한다. 조명 필드가 실제의 오브젝트 필드(3)보다 클 수 있으므로, 오브젝트 필드(3)가 조명 필드에 배치된다. 또는, 조명 필드는 오브젝트 필드(3)와 일치할 수 있다. 또 다른 변형예에서, 조명 필드는 오브젝트 또는 레티클 변위 방향에 따라서 오브젝트 필드(3)보다 작을 수 있다. 조명 필드는 오브젝트 변위 방향에 직교하는 방향에서 오브젝트 필드(3)보다 클 수 있다.
도 1에 따른 실시예에서, 도 2에 따른 방사선원은 자유 전자 레이저(FEL: free electron laser)이다.
이 오브젝트 필드(3)는 직사각형이다. 또는, 이 오브젝트 필드(3)는 링 형상의 형태로 또는 원호 형태로 구현될 수 있다.
리소그래피 마스크로 또한 지정된 반사 레티클(5)이 오브젝트 필드(3)에 배치된다. 이 레티클(5)은, 레티클 변위 장치(5b)에 기계적으로 동작 가능하게 연결되어 있는 레티클 홀더(5a)에 의해 이송된다.
오브젝트 필드(3)는 투영 렌즈(6)에 의해 이미지 필드(7)에 이미징된다. 투영 광학 유닛(6)의 입사 퓨필이 오브젝트 필드(3)의 하류의 빔 경로에 위치할 수 있다. 방사선원(2)에 의해 생성되는 EUV 조명광(9)에 감광되는 층을 갖는 웨이퍼(8)의 부분이 이미지 필드(7)에 배열되어 있다. 이 웨이퍼(8)는 또한 기판으로서 지정된다. 이 웨이퍼(8)는 웨이퍼 변위 장치(8b)에 기계적으로 연결되어 있는 웨이퍼 홀더(8a)에 의해 이송된다.
EUV 투영 노광 장치(4)는 중앙 제어 장치(4a)를 구비하고, 스캐너의 방식으로 구현된다. 이 경우, 주사 방향은 오브젝트 필드(3) 및 조명 필드(7)의 짧은 변들에 평행하게 진행한다.
투영 노광 장치(4)의 구성 부품들이 도 1의 평면도에 개략적으로 도시되어 있다.
이 평면도에서, 오브젝트 필드(3)와 이미지 필드(7)가 직교 좌표계의 좌표 x, y에 의해 표현된다. x-방향은 도 1에서 우측으로 진행한다. y-방향은 도 1에서 상측으로 진행한다. 조명광(9)의 실제의 주 빔 방향은 투영 노광 장치(4)의 xy-평면에 실질적으로 직교하여 진행한다.
우선, 방사선원(2)에 의해 방사된 조명광(9)이 빔 성형 장치(10)에 의해 성형된다. 이것은 방사선원(2)에 의해 낮은 발산으로 방사되는, 조명빔을 x-방향 및 y-방향 모두에서 전개하는 xy-스캐너에 관련될 수 있다. 빔 성형 장치(10)는, 빔 성형 장치(10)의 하류에서 조명광(9)의 빔이 갖는 효과적인 x-크기와 효과적인 y-크기를 개별적으로 선택할 수 있게 한다. 조명광(9)의 빔 경로에서 뒤에 오는 광학 요소들 중 하나, 특히, 빔 경로에서 다음의 광학 구성 요소 및/또는 오브젝트 필드(5)가 조명광(9)에 의해 균일하게 조명되도록 빔 성형 장치(10)의 구동이 선택될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 빔 성형 장치(10)는 조명광(9)을 전개하는 적어도 하나의 고정 미러를 구비한다. 조명광(9)의 빔 경로에서 뒤에 오는 광학 요소들 중 하나, 특히, 빔 경로에서 다음의 광학 요소 및/또는 오브젝트 필드(5)가 조명광(9)에 의해 균일하게 조명되도록 전개가 선택될 수 있다.
빔 성형 장치(10)가 xy-스캐너로 구현되기만 하면, 조명광(9)의 빔 경로에서 빔 성형 장치(10)의 뒤에 오는 광학 구성 요소들 중 하나의 작은 영역만이 어느 한 시점에서 조명될 수 있도록 본 실시예가 구성될 수 있다. 결과로서, 간섭성이 높은(coherent) 광원이 사용될 때, 특히, FEL이 사용될 때, 작은 반점들(speckle)이 감소될 수 있다.
상기 조명광(9)은 5 nm 내지 30 nm 범위 내의 파장, 특히 최대 10 nm, 예를 들면, 7 nm의 파장을 갖는다.
전사 패싯(12)을 구비한 전사 패싯 미러(11)는 조명광(9)의 빔 경로에서 빔 성형 장치(10)의 하류에 위치한다. 전사 패싯(12)은 틸팅 액츄에이터(12a)에 의해 개별적으로 전환가능하고(하나의 틸팅 액츄에이터(12a)가 도 1의 예에 도시되어 있다), 또한, x-축 및 y-축에 평행한 틸팅 축들 중심으로 정의된 방식으로 개별적으로 틸팅될 수 있다. 전사 패싯(12)은 직사각형이다. 오브젝트 필드(3)의 경계 형상이 전사 패싯(12)의 경계 형상에 대응할 필요는 없다. 전사 패싯(12)의 x/y 종횡비는 오브젝트 필드(3)의 x/y 종횡비에 대응할 필요는 없다.
각각 하나의 전사 패싯(12)에 의해 반사된 부분 조명광 빔(9i)은 전사 패싯 미러(11)의 하류에서 조명광(9)의 빔 경로에 배치된, 정반사성 패싯 미러(14)의 정반사성 패싯(13)에 충돌한다. 정반사성 패싯 미러(14)는 조명 시스템(1)의 정반사성 반사기를 구성한다. 전사 패싯 미러(11)와 정반사성 패싯 미러(14)는 오브젝트 필드 또는 조명 필드(3)를 조명하는 조명 시스템(1)의 조명 광학 유닛의 부분들이다. 이 조명 광학 유닛 및 투영 광학 유닛(6)은 투영 노광 장치(4)의 광학 시스템의 부분들이다.
정반사성 패싯(13)은 정반사성 패싯 미러(14)의 xy-배치 평면에서 서로 나란히 배치되어있다. 정반사성 패싯(13)은 오브젝트 필드(3)를 향한 조명광(9)의 전체 빔의 부분 빔(9i)의 반사, 중첩 안내를 위한 역할을 한다. 조명 채널은 각각의 경우에 부분 조명 빔(9i)의 반사 빔 안내를 통해 할당된, 전사 패싯(12)과 하류의 정반사성 패싯(13)을 통해 미리 정의된다. 상기 조명 채널들을 통해서, 전체 오브젝트 필드(3)가 각 경우에 조명광(9)으로 조명가능하다. 각각의 오브젝트 필드 조명 채널은 각각의 경우에 정확히 하나의 전사 패싯(12) 및 각각의 경우에 정확히 하나의 정반사성 패싯(13)이 할당된다. 또는, 각각 하나의 전사 패싯이 복수의 조명 채널에 할당될 수 있고, 따라서 복수의 정반사성 패싯(13)에 할당될 수 있다.
예를 들면, DE 103 17 667 A1 또는 US 2010/0231882 A1의 정반사성 반사기에 대한 문헌에서 알려진 바와 같이, 정반사성 패싯 미러(14) 상의 각각의 정반사성 패싯(13)의 위치와 정반사성 패싯 미러(14)의 각각의 정반사성 패싯(13) 상의 부분 조명광 빔(9i)의 충돌 위치가 오브젝트 필드(3)의 필드 포인트에 대한 조명 방향을 미리 정의하도록 정반사성 패싯 미러(14)가 배열된다.
이와 동시에, 정반사성 패싯 미러(14)의 각각의 정반사성 패싯(13) 상의 부분 조명광 빔(9i)의 충돌 영역의 가장 자리 형상, 즉, 정반사성 패싯(13) 상에 전체 충돌한 경우에, 정반사성 패싯(13) 자체의 가장자리 윤곽은 오브젝트 필드(3)의 필드 형상을 미리 정의한다. 그러므로, 정반사성 패싯 미러(14) 상의 정반사성 패싯(13)의 윤곽 구성 및 배열은 오브젝트 필드(3)의 조명에 대한 정보 "조명 각도" 및 정보 "필드 형상"을 포함한다.
각각의 정반사성 패싯(13)은 연속 정적 반사면(15)을 갖는다. 정반사성 반사기에 대한 상기 인용된 공보와 다르게, 정반사성 패싯(13)은, 그 일 부분에 대해서, 복수의 개별 미러들로 분할 되지 않고, 오히려 각각의 경우에 단일의 모놀리식 미러를 구성한다.
정반사성 패싯 미러(14)는 투영 노광 장치(4)의 퓨필과 투영 노광 장치(4)의 필드 평면에 모두 배치되지 않는다.
정반사성 패싯들(13)은 작은 각도 대역폭을 갖는 입사 각으로 충돌된다. 상기 각도 대역폭은 2°미만이 될 수 있다. 상기 대역폭은 각각의 정반사성 패싯(13) 상에 부분 조명광 빔(9i)이 갖는 입사각의 전체 각도 대역폭의 절반과 같다. 예로서, 하나의 정반사성 패싯(13)에 부분 조명광 빔(9i)이 3°와 7° 사이의 입사각으로 충돌하면, 총 각도 대역폭은 4°이고, 상기 정반사성 패싯(13)상의 각도 대역폭은 2°이다.
정반사성 패싯(13)상에서 입사각의 각도 대역폭은 로컬 입사각에 관련될 수 있다. 조명광(9)의 가장 큰 입사각과 가장 작은 입사각이 각각 하나의 정반사성 패싯(13)의 각각의 위치에 대해서 결정된다. 2°와 4° 사이의 입사각으로 부분 조명광 빔(9i)이 하나의 정반사성 패싯(13)상의 위치에 충돌하고, 10°와 12° 사이의 입사각으로 부분 조명광 빔(9i)이 동일한 정반사성 패싯(13)상의 또 다른 위치에 충돌하면, 정반사성 패싯(13) 상의 전체 로컬 각도 대역폭은 2°이고, 로컬 각도 대역폭은 1°이다. 이들 로컬 대역폭 값은, 정반사성 패싯(13)상에서 고려되지 않은 다른 위치의 각도 대역폭의 크기를 나타내지 않는다. 정반사성 패싯 상의 일부 다른 각도 대역폭이 정반사성 패싯의 특정 위치의 로컬 각도 대역폭보다 훨씬 크면, 이 정반사성 패싯(13)의 높은 반사 코팅의 특성이 정반사성 패싯(13)의 위치에 의존하는 방식으로 선택 될 수 있다. 이 경우, 전체 정반사성 패싯(13)에 대해서 결정되는 각도 대역폭이 아니라 로컬 각도 대역폭에 의존하는 정반사성 패싯의 반사율을 얻을 수 있다.
도 1에 따른 조명 시스템(1)의 실시예의 경우, 정반사성 패싯 미러(14)는 오브젝트 필드(3)의 상류의 조명 시스템(1)에서 조명광(9)을 안내하는 최종 광학 구성 부품이다. 조명 시스템(1)의 다른 실시예들(도시되지 않음)의 경우에, 그레이징 입사 미러가 조명광(9)의 빔 경로에서 정반사성 패싯 미러(14)와 오브젝트 필드 사이에 위치한다. 이 그레이징 입사 미러가 굴절력이 없는 평면 거울로서 구현될 수 있지만, 또는 볼록이나 오목하게 구부러진 미러로서 구현될 수 있다.
도 1은, 부분 조명광 빔(9i)에 의해 각각의 전사 패싯들(12)에 의해 조명되는 정반사성 패싯 미러(14)의 정반사성 패싯(13)으로의 전사 패싯 미러(11)의 전사 패싯(12)의 할당을 대응하는 해칭 코딩에 의해 나타낸다. 도 1의 예에서 4개의 전사 패싯(12)이 도시되어 있기 때문에, 도 1에 도시된 총 8개의 정반사성 패싯들(13) 중 4개가, 그것을 조명하는 전사 패싯(12)과 동일한 방식으로 해칭되어 있다. 다른 정반사성 패싯들(13)은 다른 전송 패싯들(12)(도시하지 않음)에 의해 조명되지 않거나 조명된다.
실제, 전사 패싯들(12)의 개수 및 정반사성 패싯들(13)의 개수는 도 1의 개략도에서보다 훨씬 많다. 정반사성 패싯의 실제 수의 그림이 도 7에 주어져 있으며, 또한 아래에 설명한다.
도 2는 정반사성 패싯 미러(14)의 정반사성 패싯들(13)의 가장자리 윤곽 형상 성형의 한 변형 예를 나타낸다. 도 2에 따른 실시예의 경우, 정반사성 패싯들(13)은, 완전히 충돌하면, 각 장방형 가장자리 윤곽과 각각의 반사면(15)의 형상에 의해, 각각의 필드 지점에 대한 조명 방향 및 오브젝트 필드(3)의 필드 형상을 모두 미리 정의하도록 각각의 경우에 형상이 만들어진다.
정반사성 패싯들(13)의 또 다른 성형이 도 4에 도시되어 있다. 정반사성 패싯들(13)은 각각의 경우에 x 방향으로 동일한 정도, 즉, 필드(3, 7)의 긴 필드 치수에 따라서 구현된다. 도 4에 따른 실시예의 경우, 다양한 정반사성 패싯들(13)이 x 오프셋없이 y 방향으로 서로 나란히 배열된다. 첫 번째 각각의 필드 포인트에 대한 조명 방향과 두 번째 오브젝트 필드(3)에 대한 필드 형상을 미리 정의하기 위해, 도 4에 따른 실시예의 경우, 정반사성 패싯들(13)은 상이한 충돌 영역에서 부분 조명광 빔(9i)과 충돌한다. 이러한 하나의 충돌 영역(16)이 도 4에 사선으로 강조 표시된다. 충돌 영역(16)은 정반사성 패싯(13)이 충돌하는 것보다 작다. 도 4에 도시된 실시예의 경우, 충돌 영역(16)은 전체 관련 정반사성 패싯(13)보다 작은 x-크기를 갖는다.
정반사성 패싯(13)의 y/x 종횡비, 즉, 정반사성 패싯(13)의 단변 길이/장변 길이의 비는 오브젝트 필드(3)의 대응하는 y/x 종횡비보다 작을 수 있다.
2개의 정반사성 패싯(13)이 y-차원에 따라서, 즉, 주사 방향 또는 오브젝트 변위 방향에 대응하는 차원에 따라서, 서로 중첩하지 않도록, 정반사성 패싯(13)은 정반사성 패싯 미러(14) 상에 배열된다. 그러므로, 모든 정반사성 패싯(13)은 y-방향에 따라서 서로 나란히 줄지어져 있다. 각각의 경우에, 가장 정확한 하나의 정반사성 패싯(13)이 임의의 y-좌표에 존재한다.
도 3은 조명 시스템(1)의 퓨필(17)에서 조명광(9)의 강도 분포를 개략적으로 나타낸다. 도 1에 따른 것에 대응하는 해칭은 어느 퓨필 스팟(18)이 어느 정반사성 패싯(13)을 통해서 각각의 부분 조명광 빔(9i)으로 조명되는 것을 다시 나타낸다. 퓨필 스팟(18)의 크기는 도 3에 매우 과장된 방식으로 도시되어 있다.
도 3은 예를 들면, 반사 광학 부품 상의 조명광의 충돌의 강도 분포를 나타내는 것이 아니라, 퓨필(17)이 배치되는 퓨필 평면을 통해서 퓨필 스팟(18)의 위치에 4개의 부분 조명광 빔의 전체의 흐름에서의 강도 분포를 나타낸다. 퓨필 스팟(18)은 주사 방향(y)에 수직한 방향 보다는, 즉, x-방향보다는, 평행한 방향으로 더 큰 크기를 갖는다. 퓨필 스팟(18)은 타원형의 단면을 가진다.
도 3에 따른 퓨필 스팟 분포의 경우, 전체 오브젝트 필드(3)는 도 3에 따른 퓨필(17)에서의 4개의 퓨필 스팟(18)의 위치에 대응하는 4개의 서로 다른 방향에서 조명될 수도 있다. 4개의 퓨필 스팟(18)의 위치는 각각의 정반사성 패싯(13)의 위치 또는 각각의 정반사성 패싯(13)의 충돌 영역(16)의 위치에 대응한다.
상기 중앙 제어 장치(4a)는 제어되는 투영 노광 장치(4)의 구성 부품, 예를 들면, 방사선원(2), 빔 성형 장치(10), 전사 패싯(12)용 틸팅 액츄에이터(12a), 및 변위 장치(5b 및 8b)에 신호 연결된다. 이 제어 장치(4a)에 의해, 조명 설정, 즉, 퓨필(17)에서 퓨필 스팟(18)의 여러 가지 가능한 분포중 하나를 미리 정의할 수 있다. 또한, 제어 장치(4a)는 주사 투영 노광 동안 레티클(5) 및 웨이퍼(8)의 동기된 변위를 각각의 경우에 y 방향을 따라서 미리 정의할 수 있다.
도 5는 퓨필(17)에서 퓨필 스팟(18)의 전체 배열을 나타낸다. 명확히 하기 위해, 조명 시스템(1)의 어떠한 물리적 광학 부품도 퓨필(17)에 배치되어 있지 않음을 다시 지적한다. 도 3 및 5에 따른 도시는 퓨필(17)의 평면, 즉, 퓨필 평면에서 조명광의 강도 분포를 나타낸다. 퓨필 스팟(18)이 도 5에 크게 확대되어 도시되어 있다. 실제로, 전체 퓨필(17)의 크기에 관련하여, FEL(2)에 의해 방출된 방사선의 작은 각도 대역폭으로 인해서, 즉, 작은 발산으로 인해서, 광원 이미지로도 간주될 수 있는 퓨필 스팟(18)이 도 5에 도시된 것보다 훨씬 작게 된다.
확대되어 도시되었기 때문에, 모든 개별 퓨필 스팟(18)이 상이한 y 좌표를 갖는 도 5에 따른 퓨필 스팟(18)의 전체 배치로부터 모여질 수 없다.
도 3이 퓨필 평면을 통과하여 주사 방향 y로 연장되는 오브젝트 필드(3)의 영역을 조명하는 부분 조명광 빔(9i)의 강도 분포를 나타내는 반면, 도 5는 각각의 경우에 오브젝트 필드(3)의 매우 작은 영역만을 조명하는 부분 조명광 빔(9i)의 강도 분포를 나타낸다. 이 조명되는 작은 오브젝트 필드 영역은, 특히, 주사 방향 y를 따라서 측정된, 오브젝트 필드(3)의 중심을 포함한다. 따라서, 도 3에서 퓨필 스팟(18)은 도 5의 퓨필 스팟(18)보다 주사 방향 y에 평행하게 크게 연장되어 있다.
도 5는 총 48개의 퓨필 스팟(18)의 배치를 나타낸다. 8개의 퓨필 스팟(18z)은 퓨필(17)의 중심(Z) 근방에서 서로 밀접하게 인접하여 배치되어 있다. 16개의 퓨필 스팟(18m)은 중심(Z)과 퓨필(17)의 가장 자리 영역 사이의 중심 반경 영역에 배치되어 있다. 또한, 24의 퓨필 스팟(18a)이 퓨필(17)의 가장자리 근방 외주 영역에 배치되어 있다. 이 경우, 중심 반경 영역에서 퓨필 스팟(18m)이 중심(Z)과 퓨필(17)의 외측 가장 자리 사이의 거리의 절반 정도에 배치되어 있다.
도 6은 각각의 경우에 도 5에 따른 퓨필 스팟(18)의 전체 배치로부터 선택 가능한 8개의 퓨필 스팟(18)의 총 27개의 상이한 배치를 나타낸다. 도 6에 따른 이들 상이한 배치들 aa, ab, …, az 및 ba은 조명 시스템(1)의 상이한 조명 설정을 구성하고, 각각의 경우에, 8개의 전사 패싯(12)을 갖는 전사 패싯 미러(11)로부터 각각 선택된 퓨필 스팟(18)에 대응하는 정반사성 패싯 미러(14)의 정반사성 패싯(13)으로 반사되는 부분 조명광 빔(9i)에 의해 형성되는 오브젝트 필드 조명 채널을 통하여 조명될 수 있다. 그러므로, 도 6에 따른 상이한 퓨필 스팟 배치가, 각각의 경우에 퓨필 스팟(18)의 미리 정의된 배치의 선택에 대해서 대응되게 기울어진 8개의 전사 패싯(12)을 갖는 하나 및 동일한 전사 패싯 미러(11)에 의해 제조될 수 있으므로, 이들 정반사성 패싯(13)이 조명되어, 결국 소정의 퓨필 스팟(18)을 향하여 조명광(9)을 반사한다. 이 목적을 위해서, 정반사성 패싯(13)은 몇몇 다른 방식으로 틸팅가능하거나 변위가능할 필요는 없다. 그러므로, 정반사성 패싯 미러(14)를 전체적으로 모놀리식으로 제조할 수 있다.
도 6에 따른 상이한 조명 설정은, 상이한 쌍극자 배열을 갖는 쌍극자 조명 설정, 예를 들면, 조명 설정 6aa, 6ab, 6ae 및 6af, 상이한 절대 조명 각도를 갖는 환형 조명 설정, 예를 들면, 조명 설정 6ac, 6ad, 및 6g, 상이한 절대 조명 각도와 상이한 극 정렬을 갖는 4중극 조명 설정, 예를 들면, 조명 설정 6ai, 6aj, 6ak, 6am, 6an, 6ao, 및 특히, 각각의 경우에 퓨필의 중심 주위에 원주 방향으로 90°만큼 서로에 대해서 오프셋되는 방식으로 배향된 영역들이 상이한 절대 조명 각도를 갖고, 일부의 경우에, 상이한 조명 설정을 갖는 또 다른 조명 설정을 포함한다.
도 5에 따른 퓨필 스팟(18)의 배치와 관련된 정반사성 패싯 미러(14)는 48개의 정반사성 패싯(13)을 가지며, 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 따른 정반사성 패싯 미러(14)의 정반사성 패싯(13)의 배치는 오브젝트 필드(3)를 갖는 도 5에 따른 전체 퓨필 스팟 배치의 폴딩(folding)으로서 이해될 수 있다. 정반사성 패싯(13)상의 충돌 영역의 임의의 비율에서 가장 자리 윤곽은 직사각형 오브젝트 필드(3)를 갖는 원형 퓨필 스팟(18)의 폴딩으로서 이해될 수 있기 때문에, 개별 충돌 영역 또는 다른 정반사성 패싯(13) 자체는 정 및 부의 x-방향으로 각도를 갖기 보다는 만곡된 방식으로 타원형으로 모서리가 깍여진(trailing off) 가장 자리 영역(20)을 갖는다. 특히, FEL이 광원으로서 사용될 때, 퓨필 스팟(18)은 가장 자리 영역(20)의 도시된 라운딩이 무시할 수 있을 정도로 작을 수 있다.
도 7에 따른 정반사성 패싯 미러(14)의 개별 정반사성 패싯(13)은 y-방향으로 서로 갭없이 나란히 배열되어 있는 것이 아니라, 퓨필 스팟(18)은 도 5에 따른 퓨필(17)의 대응하는 y-좌표를 따라서 실제로 배열되어 있다. 즉, 복수의 갭 영역(19)이 정반사성 패싯 미러(14)상에서 정반사성 패싯(13)의 클러스터들 사이에서 발견될 수 있다. 상기 갭 영역(19)은 y-방향으로 개별 정반사성 패싯(13)의 y-크기의 배수에 대응하는 크기를 갖는다.
오브젝트 필드(3) 상의 조명 각도 분포, 즉, 조명 방향의 분포의 미리 정의는 조명 퓨필, 즉, 퓨필(17)에서의 강도 분포에 대응한다. 오브젝트 필드(3)에서, 주사 방향 y에 실질적으로 직교하는 라인에 따른, 즉, x-방향의 조명 각도 분포의 미리 정의는 마찬가지로 주사 방향 y에 실질적으로 직교하는 라인에 따른 관련된 정반사성 패싯(13)상의 조명 각도 분포를 미리 정의한다. 이로 인해, 정반사성 패싯(13)에 할당된 전사 패싯(12)의 주어진 형상 및 위치가 결과적으로 상기 주사 방향 y에 직교하는 상기 라인에 따른 정반사성 패싯(13)의 표면 형상이 되게 한다. 즉, 주사 방향 y에 실질적으로 직교하는 상기 라인에 따라서, 퓨필(17)에서 조명광(9)의 강도 분포는 광범위하게 자유롭게 미리 정의될 수 있다. 이러한 퓨필(17)에서 강도 분포의 자유로운 미리 정의가 가능하고, 특히, 미리 정의 라인이 주사 방향 y에 직교하여 진행하면, 퓨필(17)에서 퓨필 스팟(18)이 주사 방향 y에 따라서 서로 중첩될 수 없다. 상이한 정반사성 패싯(13)에 대해서, 도 5에 따른 퓨필(17)에서의 조명 스팟(18)의 총 얻어질 수 있는 분포에 대응하는, 퓨필(17)에서의 조명 스팟(18)을 미리 정의할 수 있다.
오브젝트 필드(3)의 가장자리 영역에서 중첩 효과를 피하기 위해서, 특히, 주사 방향 y에 평행한 크기를 고려하여, 정반사성 패싯(13)은 필요한 조명 각도 분포를 미리 정의하는 것이 필요해질 정도로 작은 크기로 구체화될 수 있다. 오브젝트 필드(3) 상의 위치에 대한 오브젝트 필드(3) 상의 조명 각도 분포에 대한 약한 의존성, 특히, y-좌표에 대한 조명 각도 분포의 의존성이 이 경우에 허용될 수 있다.
마이크로 또는 나노 구조의 반도체 구성 부품을 제조하는 투영 노광 장치(1) 대신에 사용될 수 있는 투영 노광 장치(21)의 실시예를 도 8을 참조하여 아래에 설명한다. 투영 노광 장치(1)를 참조하여 상기 이미 설명한 것에 대응하는 구성 부품 및 도 1 내지 7에 따른 것의 구성 부품은 동일한 도면 부호를 가지므로, 다시 상세하게 설명하지 않는다.
도 8에 따른 실시예의 경우에 나타낸 바와 같이, 빔 성형 장치(10)는 반사 미러를 가질 수 있다. 빔 성형 장치(10)의 빔 성형면, 특히, 반사 미러는 프리폼 표면으로서 구현될 수 있다.
조명 시스템(1) 대신에 사용될 수 있는 투영 노광 장치(21)의 조명 시스템(22)은 필드 패싯 미러(23)와 퓨필 패싯 미러(24)를 갖는다.
필드 패싯 미러(23)는, 서로 중첩되는 방식으로 오브젝트 필드(3)에 이미징되는 복수의 필드 패싯(23a)을 구비한다.
투영 노광 장치(21)의 퓨필 평면의 영역에 배치되는, 퓨필 패싯 미러(24)는 복수의 퓨필 패싯(25)을 갖는다. 퓨필 패싯(25)은 필드 패싯(24)의 대응하는 틸팅 조정에 의해 형성될 수 있는 대응하는 오브젝트 필드 조명 채널에 따라서 방사선원(2)의 이미지로서 발생하는 가능한 퓨필 스팟들의 위치에 배치된다. 각각의 경우에 부분 조명광 빔(9i)으로 조명되는 퓨필 패싯들(25)의 위치 분포는 오브젝트 필드(3)에서 조명광(9)의 조명 각도 분포를 미리 정의한다. 도 1에 따른 조명 시스템(1)과 대조적으로, 도 8에 따른 조명 시스템(21)의 경우에, 반사형 광학 구성 부품, 즉, 퓨필 패싯 미러(24)는 퓨필 평면에 배치된다.
오브젝트 필드(3)의 필드 패싯들(23a)의 중첩 이미징이 퓨필 패싯(25)을 통해 수행된다.
퓨필 패싯(25)이 서로 하나의 퓨필 패싯 지름 d보다 많이 공간으로 떨어져 있는 방식으로 배치되는 퓨필 패싯 미러(24) 상의 상이한 위치 영역(26, 27, 28)에 배치된다. 이것에 관하여 도 9를 참조하여 아래에 더 상세하게 설명한다.
도 9에 따른 퓨필 패싯 미러(24)는 총 72개의 퓨필 패싯(25)을 구비한다. 12개의 내부 퓨필 패싯(25z)이 퓨필 패싯 미러(24)의 중앙 위치 영역(26)에 배치된다. 중앙 위치 영역(26)은 퓨필 패싯 미러(24)의 중심(Z) 근방에 반경 영역 [0; rz]에서 연장된다. 또 다른 12개의 퓨필 패싯(25m)이 퓨필 패싯 미러(24)의 중앙의, 링형상 위치 영역(27)에 배치된다. 상기 중앙의 위치 영역(27)은 영역 [rmi; rma]에서 반경 rmi 및 rma 사이에서 연장된다. 또 다른 48개의 퓨필 패싯(25a)이 마찬가지로, 퓨필 패싯 미러(24)의 중심(Z) 주위의 반경 영역 [rai; raa]에서 연장하는, 링형상의 외측 위치 영역(28)에 배치된다.
중앙 퓨필 패싯(25m)이 원주 방향으로 동일하게 공간적으로 떨어져서 위치 영역(27)에서 퓨필 패싯 미러(24) 상에 배치된다.
외측의 퓨필 패싯(25a)은 원주 방향으로 동일하게 공간적으로 떨어져서 위치 영역(28)에서 퓨필 패싯 미러(24) 상에 배치된다.
d < rmi - rz 및
d < rai - rma이 성립된다.
그러므로, 위치 영역들(26 내지 28)이 서로 하나의 퓨필 패싯 지름 d보다 많이 공간으로 떨어져 있는 방식으로 배치된다.
원칙적으로, 거리 rmi - rz 및 rai - rma에 대해서, 이들 반경 거리가 중앙 위치 영역(26)의 지름보다 큰 것이 성립될 수 있다.
한편의 링 두께 rma - rmi 및 다른 한편의 링 두께 raa - rai는 영역들 사이(26, 27) 및 (27, 28)의 각각의 반경 거리들 보다 작다.
총 12개의 필드 패싯(23a)을 갖는 필드 패싯 미러(23)에 대응하는 필드 패싯 미러를 포함하는 조명 시스템(22)에서, 조명된 퓨필 패싯(25)의 배치, 즉, 도 10의 예에 의한, 조명 설정이, 도 9에 따른 전체 퓨필 패싯 배치를 갖는 퓨필 패싯 미러(24)로 설정될 수 있다. 전체적으로, 도 10은 27개의 상이한 조명 설정 aa, ab, ac, …, az 및 ba를 나타낸다. 도 9의 해칭은 어느 필드 패싯(23a)에 퓨필 패싯(25)이 할당되어 있는가를 나타낸다. 2개의 필드 패싯(23a)이 퓨필 패싯 미러(24)의 점대칭적으로 배치된 2개의 퓨필 패싯(25)을 조명하기 때문에, 각각의 경우에, 동일한 해칭이 이들 2개의 필드 패싯(23a)에 할당된다.
도 10은 원칙적으로 도 6과 유사한 방식으로, 도 9에 따른 전체 퓨필 패싯 배치에 대해서 모두 설정 가능한 상이한 유형의 조명 설정, 즉, 특히, 중심(Z) 주위로 서로에 대해서 90°만큼 회전한 극(pole)의 상이한 방사상 크기를 갖는 4중극 조명 설정, 쌍극자 조명 설정, 환형 조명 설정, 다중극 조명 설정 및 4중극 조명 설정을 다시 한번 도시한다. 이들 유형의 조명 설정은 레티클(5)상의 모든 관련 구조 유형을 웨이퍼(8)상에 좋은 품질로 이미징하기에 충분하다. 작은 수의 필드 패싯(23a) 및 퓨필 패싯(25)에도 불구하고, 퓨필 패싯(25)의 변위 구성을 필요로 하지 않고 이들 모든 조명 설정을 설정할 수 있다. 각각의 경우에, 도 10에 따른 조명 설정으로 조명된 정확히 2개의 퓨필 패싯(25)은 도 9에서 동일한 해칭을 갖는 퓨필 패싯(25)이다.
도 11은, 도 9와 유사한 도시에서, 총 48개의 퓨필 패싯(25)을 갖는 퓨필 패싯 미러(24)의 변형예에 대한 또 다른 전체 퓨필 패싯 배치를 나타낸다. 도 9에 따른 퓨필 패싯 미러(24)를 참조하여 상기 이미 설명된 것에 대응하는 구성 부품은 동일한 도면 부호를 가지므로, 다시 상세하게 설명하지 않는다.
8개의 퓨필 패싯(25z)이 도 11에 따른 전체 배치의 경우에 중앙 위치 영역(26)에 배치되어 있다. 16개의 퓨필 패싯(25m)이 중앙 위치 영역(27)에 배치되어 있다. 24개의 퓨필 패싯(25a)이 도 11에 따른 퓨필 패싯 미러(24)의 외측 위치 영역(28)에 배치되어 있다.
도 11에 따른 퓨필 패싯 미러(25)의 경우에도, 퓨필 패싯(25m, 25a)은 원주 방향으로 동일하게 떨어져 있는 방식으로 위치 영역(27, 28)에 배치되어 있다.
도 12는, 도 11에 따른 전체 퓨필 패싯 배치를 통해서 총 8개의 필드 패싯(23a)을 갖는 필드 패싯 미러(23) 유형의 필드 패싯 미러에 의해서 선택될 수 있는 상이한 조명 설정들 aa, ab, ac, …,az 및 ba를 예를 통해 나타낸다. 이로 인해서, 결과적으로, 예를 들면, 중심(Z) 주위의 원주 방향으로 서로에 대해서 90°만큼 회전한 극(pole)의 상이한 방사상 크기를 갖는 4중극 조명 설정, 쌍극자 조명 설정, 환형 조명 설정, 다중극 조명 설정 및 4중극 조명 설정이 가능하다.
퓨필 패싯 미러를 갖지 않는 조명 시스템들에서는, 조명 퓨필은, 광학 부품이 반드시 위치할 필요가 없는 퓨필 평면의 조명광에 의한 조명의 강도 분포에 의해 결정된다. DE 103 17 667 A1 또는 US 2010/0231882 A1에 주지된 바와 같은 정반사성 반사기를 구비하는 조명 시스템의 경우에, 조명 시스템의 광학 부품이 퓨필 평면에 위치하지 않는다. 퓨필 패싯 미러를 이용하여 여기에 설명된 구성과 유사한 설정 가능한 조명 퓨필의 구성으로 인해서, 정반사성 반사기의 제 2 패싯 부품이 고정된 방식으로 구현될 수있다. 제2 패싯 요소의 패싯의 변위성이 이 경우에 필요하지 않다.
나노 또는 마이크로 구조의 구성 요소를 제조하기 위해, 예를 들면, 반도체 메모리 칩, 레티클(5), 및 조명광(9)에 대한 감광성을 갖는 코팅을 갖는 웨이퍼(8)가 우선 제공된다. 레티클(5)의 적어도 일 부분은 그 투영 노광 장치(1 또는 21)을 사용하여 웨이퍼(8) 상에 투영된다. 그 후, 조명광(9)으로 노광된 웨이퍼(8) 상의 감광 층이 현상된다.
레티클(5)의 구조 배열에 따라 또는 필요한 해상도에 따라서, 대응하는 조명 설정은 조명된 정반사성 패싯들(13) 또는 퓨필 패싯들(25)의 대응하는 선택에 의해 선택된다. 이것은 중앙 제어 장치(4a)가 전사 패싯들(11) 또는 필드 패싯들(23a)의 대응하는 경사 각도를 미리 정의함으로써 행해진다.

Claims (15)

  1. 하류의 이미징 광학 유닛(6)의 오브젝트 필드(3)가 배치되는 - 상기 오브젝트 필드(3)에는 결국 오브젝트 변위 방향(y)으로 변위 가능한 오브젝트(5)가 배치될 수 있음 - 조명 필드를 EUV 광원(2)의 조명광(9)으로 조명하는, EUV 투영 리소그래피용 조명 광학 유닛으로서,
    서로 나란히 배치된 복수의 정반사성(specular) 패싯들(13)을 갖는 그리고 상기 EUV 조명광(9)의 빔의 부분 빔들(9i)을 상기 오브젝트 필드(3)로 반사성의, 중첩 안내하는 역할을 하는 정반사성 패싯 미러(14)를 구비하고,
    상기 정반사성 패싯 미러(14)는 조명광(9)의 빔 경로에서 상기 오브젝트 필드(3)의 상류로 상기 조명광(9)을 안내하는 최종 구성 부품을 이루며,
    상기 정반사성 패싯 미러(14)는,
    상기 정반사성 패싯 미러(14)의 각각의 정반사성 패싯(13)의 위치와 상기 패싯 미러(14)의 각각의 정반사성 패싯(13)상의 부분 조명광 빔(9i)의 충돌 영역(16)이 상기 오브젝트 필드(3)의 필드 포인트들에 대한 조명 방향을 미리 정의하고,
    상기 정반사성 패싯 미러(14)의 각각의 정반사성 패싯(13)상의 상기 부분 조명광 빔(9i)의 충돌 영역(16)의 가장 자리 윤곽이 상기 오브젝트 필드(3)의 필드 형상을 미리 정의하도록, 배치되고,
    상기 각각의 정반사성 패싯(13)은 연속 정적 반사면(15)을 갖는, 조명 광학 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정반사성 패싯(13)은, 각각의 경우에, 완전한 충돌 시에, 상기 정반사성 패싯(13)의 각각의 가장자리 윤곽과 각각의 반사면(15)의 형상에 의해, 상기 정반사성 패싯(13)이 각각의 필드 포인트에 대한 조명 방향 및 상기 오브젝트 필드(3)의 필드 형상을 모두 미리 정의하도록, 형상이 만들어지는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 유닛.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 정반사성 패싯(13)의 가장자리 윤곽은 상기 오브젝트 변위 방향에 따른 제1 치수(y)와 상기 오브젝트 변위 방향에 직교하는 제2 치수(x)의 종횡비 y/x를 갖고, 이 종횡비 y/x는 상기 오브젝트 필드(3)의 대응하는 치수의 종횡비 y/x보다 작은 것을 특징으로 하는, 조명 광학 유닛.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 정반사성 패싯(13)이 상기 오브젝트 변위 방향(y)을 따라서 서로 중첩하지 않도록, 상기 정반사성 패싯(13)이 상기 정반사성 패싯 미러(14) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 유닛.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    전사 패싯 미러(11)가 상기 정반사성 패싯 미러(14)의 상류에 배치되어, 하류의 상기 정반사성 패싯 미러(14)의 정반사성 패싯들(13) 위에 충돌하는 상기 부분 빔들(9i)의 반사성 안내를 위한 복수의 전사 패싯들(12)을 구비함으로써, 반사성 빔 안내를 통해서 할당된 하류의 상기 정반사성 패싯(13) 및 상기 전사 패싯(12)을 통해서 오브젝트 필드 조명 채널이 미리 정의되고, 상기 오브젝트 필드 조명 채널을 통해서, 전체 오브젝트 필드(3)는 각각의 경우에 조명광(9)으로 조명가능하고, 각각의 경우에 상기 전사 패싯 미러(11)의 정확히 하나의 전사 패싯(12) 및 하류의 상기 정반사성 패싯 미러(14)의 정확히 하나의 정반사성 패싯(13)이 오브젝트 필드 조명 채널에 할당되는 것을 특징으로 하는, 조명 광학 유닛.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    각 패싯(13) 상의 부분 조명광 빔(9i)의 입사각의 로컬 각도 대역폭은 2° 미만인 것을 특징으로 하는, 조명 광학 유닛.
  7. 광학 시스템으로서,
    청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 조명 광학 유닛을 구비하고,
    이미징될 오브젝트(5)는 상기 오브젝트 필드(3)에 배치가능하고,
    상기 오브젝트 필드(3)를, 기판(8)이 배치 가능한 이미지 필드(7)로 이미징하는 투영 광학 유닛(6)을 구비하는, 광학 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 투영 광학 유닛(6)의 입사 퓨필(17)이 상기 오브젝트 필드(3)의 하류의 빔 경로에 위치하는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 조명 광학 유닛; 및
    상기 조명광(9)을 발생하는 EUV 광원(2)을 구비하는,
    조명 시스템(1).
  10. EUV 투영 리소그래피용 조명 시스템(1)으로서,
    하류의 이미징 광학 유닛(6)의 오브젝트 필드(3)가 배치되는 - 상기 오브젝트 필드에는 결국 오브젝트 변위 방향(y)으로 변위 가능한 오브젝트(5)가 배치될 수 있음 - 조명 필드를 EUV 광원(2)의 조명광(9)으로 조명하는 조명 광학 유닛(10, 23, 24); 및
    상기 조명광(9)을 발생하며, FEL로 구현되는 광원(2)을 구비하며,
    상기 조명 광학 유닛은,
    상기 EUV 조명광(9)의 빔의 부분 빔들(9i)의 반사성 안내를 위한 복수의 필드 패싯들(23a)을 갖는 필드 패싯 미러(23); 및
    복수의 퓨필 패싯(25)을 가지며, 상기 조명광(9)으로 조명된 퓨필 패싯(25)의 위치 분포가 상기 오브젝트 필드(3)에서 상기 조명광(9)의 조명 각도 분포를 미리 정의하는, 퓨필 패싯 미러(24)를 구비하며,
    상기 필드 패싯(23a)은 상기 오브젝트 필드(3)로, 상기 퓨필 패싯(25)을 통해서 서로 중첩되는 방식으로, 이미징되고,
    상기 퓨필 패싯(25)은, 하나의 퓨필 패싯 지름(d)보다 멀리 서로 공간적으로 떨어져 있도록 배치되는, 상기 퓨필 패싯 미러(24) 상의 위치 영역들(26, 27, 28)에 배치되어 있는, 조명 시스템.
  11. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 위치 영역들(27, 28) 중 적어도 하나가 상기 퓨필 패싯 미러(24) 상에 링으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 조명 시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 조명 광학 유닛에서, 청구항 7 또는 청구항 8에 기재된 광학 시스템에서, 또는 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 조명 시스템에서 사용되는 퓨필 패싯 미러(24)로서,
    100보다 적은 수의 퓨필 패싯(25)을 특징으로 하는, 퓨필 패싯 미러(24).
  13. 청구항 9 또는 청구항 10에 기재된 조명 시스템을 구비하고, 상기 오브젝트 필드(3)를, 기판(8)이 배치될 수 있는 이미지 필드(7)로 이미징하는 투영 광학 유닛(6)을 구비하는, 투영 노광 장치(4).
  14. 구조화된 구성 부품의 제조 방법으로서,
    청구항 13에 기재된 투영 노광 장치(4)를 설치하는 단계;
    레티클(5)를 설치하는 단계; 및
    상기 오브젝트 필드(3)에 배치된, 상기 레티클(5)의 면을, 웨이퍼(8)의 감광층으로 투영하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
  15. 청구항 14에 기재된 방법에 의해 제조된 구성 부품.
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