KR20210008374A - 리소그래피 마스크의 원래 구조부를 전사하기 위한 광학 시스템, 리소그래피 마스크의 적어도 하나의 원래 구조부가 배열 가능한 대물 필드를 이미징하기 위한 투영 광학 유닛, 및 리소그래피 마스크 - Google Patents

리소그래피 마스크의 원래 구조부를 전사하기 위한 광학 시스템, 리소그래피 마스크의 적어도 하나의 원래 구조부가 배열 가능한 대물 필드를 이미징하기 위한 투영 광학 유닛, 및 리소그래피 마스크 Download PDF

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칼 짜이스 에스엠테 게엠베하
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Abstract

광학 시스템은 리소그래피 마스크(10)의 원래 구조부(13)를 전사하는 역할을 한다. 4:1보다 큰 x/y-형상비를 갖는 원래 구조부(13)는 리소그래피 마스크(10) 상에 서로의 옆에 일렬로 배열되고 이미징될 임의의 구조를 갖지 않는 분리부(14)에 의해 서로로부터 분리된다. 광학 시스템은 리소그래피 마스크(10)의 원래 구조부(13) 중 적어도 하나가 배열 가능한 대물 필드를 기판(26)의 화상부(31) 중 적어도 하나가 배열 가능한 화상 필드 내로 이미징하는 것의 도움으로 기판(26)의 화상부(31) 상에 원래 구조부(13)를 전사한다. 각각의 원래 구조부(13)는 별개의 화상부(31)로 전사된다. 원래 구조부(13)가 전사되는 화상부(31)는 서로의 옆에 일렬로 배열된다. 이러한 광학 시스템에 채용 가능한 투영 광학 유닛은 이미징 스케일 중 하나가 필드 좌표 중 하나에 대해 축소하고 이미징 스케일 중 다른 하나가 다른 필드 좌표에 대해 확대하는 2개의 상호 수직 필드 좌표에 대해 상이한 이미징 스케일을 갖는 이러한 아나모픽 실시예를 가질 수도 있다. 이는 이러한 광학 시스템이 사용되는 투영 노광 장치의 처리량의 증가가 존재하는 광학 시스템을 야기한다.

Description

리소그래피 마스크의 원래 구조부를 전사하기 위한 광학 시스템, 리소그래피 마스크의 적어도 하나의 원래 구조부가 배열 가능한 대물 필드를 이미징하기 위한 투영 광학 유닛, 및 리소그래피 마스크
본 특허 출원은 그 내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 독일 특허 출원 DE 10 2018 207 277.9호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 리소그래피 마스크의 원래 구조부를 전사하기 위한 광학 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 리소그래피 마스크의 적어도 하나의 원래 구조부가 배열 가능한 대물 필드를 이미징하기 위한 투영 리소그래피용 투영 광학 유닛, 이러한 투영 광학 유닛을 포함하는 광학 시스템, 이미징될 복수의 원래 구조부를 포함하는 리소그래피 마스크, 이러한 광학 시스템을 포함하는 투영 노광 장치, 이러한 투영 노광 장치를 사용하여 마이크로구조화 또는 나노구조화된 구성요소를 제조하기 위한 방법, 및 이 방법을 사용하여 제조된 마이크로구조화 또는 나노구조화된 구성요소에 관한 것이다.
서두에 설명된 유형의 투영 광학 유닛은 US 2013/0128251 A1호, DE 10 2014 208 770 A1호, US 2016/0327868 A1호 및 WO 2016/166 080 A1호로부터 공지되어 있다. 투영 노광 장치의 실시예는 US 2010/0033698 A1호, WO 2017/199096 A1호 및 US 9,366,968 B2호로부터 또한 공지되어 있다. 다른 종래 기술은 DE 10 2005 009 018 A1호, DE 10 2004 008 835 A1호 및 DE 103 17 893 A1호에 의해 형성된다.
본 발명의 목적은 이러한 리소그래피 마스크 또는 이러한 광학 시스템이 사용되는 투영 노광 장치의 처리량의 증가가 존재하는 이러한 방식으로 서두에 설명된 유형의 광학 시스템 및 리소그래피 마스크를 개발하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 청구항 1에 명시된 특징을 포함하는 광학 시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 일렬로 서로의 옆에 배열된 복수의 원래 구조부가 그 위에 존재하는 것에 의해 리소그래피 마스크에 대한 변위 비용을 감소시키는 것이 가능하다는 것을 인식하였다. 다음에, 투영 노광 중에, 이러한 리소그래피 마스크의 원래 구조부를 기판 상에 연속적으로 전사하는 것이 가능하고, 특히, 이는 특히 불변하는 스캐닝 속도를 갖는 연속 스캐닝 프로세스의 도움으로 구현될 수 있다. 이미징될 각각의 원래 구조부의 치수의 크기의 형상비는 4보다 크고, 2개의 물체 차원에서 상이한 이미징 스케일을 포함하는 기판의 화상부 상에 원래 구조부를 전사하기 위한 전사 광학 유닛의 사용을 용이하게 한다. 상이한 이미징 스케일을 갖는 이러한 전사는 바람직하게는 원래 구조부에 의해 각각 생성된 화상부의 형상비가 원래 구조부의 형상비보다 1의 값에 더 가깝게 놓이도록 이루어진다. 이미징될 각각의 원래 구조부의 형상비는 예를 들어, 4:1(4/1) 초과일 수 있고, 6:1 초과일 수 있고, 8:1 초과일 수 있고, 10:1 초과일 수 있고, 12:1 초과일 수 있고, 15:1 초과일 수 있고, 16:1 초과일 수 있다.
광학 시스템은 이러한 리소그래피 마스크의 장점을 채용한다. 리소그래피 마스크 상의 원래 구조부의 행은 이러한 광학 시스템에 의해 기판 상의 화상부의 행 상에 전사된다. 기판 직경에 상응하는 화상부 전체의 전체 길이는 몇개의 전사 프로세스를 사용하는 광학 시스템에 의해 화상부로 기판을 커버하는 옵션으로 이어진다. 특히, 전사 프로세스는 기판 상에 화상부의 행을 생성할 수 있고, 상기 화상부의 행은 실제로 기판의 전체 직경을 커버한다. 이 방식으로, 기판은 예를 들어, 행 단위로 또는 열 단위로 커버될 수 있고, 화상부의 완전한 행은 각각의 전사 중에 기판 상에 생성되고, 전사 프로세스는 행 사이에서 변경될 때 또는 열 사이에서 변경될 때만 중단된다. 기판은 둥글 수 있다. 기판이 원형으로부터 벗어나면, 기판의 직경은 기판의 통상적인 표면 치수를 의미하는 것으로 이해된다. 정사각형 기판 또는 직사각형 기판의 경우, 이는 예를 들어 측면 길이 중 하나 또는 다양한 측면 길이의 평균값일 것이다. 여기서, 고려된 전체 화상부의 화상부가 서로의 옆에 일렬로 배열되는 방향을 따라 연장되는 기판의 치수가 결정적이다.
본 발명의 다른 목적은 투영 광학 유닛의 콤팩트한 구조가 촉진되는 이러한 방식으로 투영 리소그래피용 투영 광학 유닛을 개발하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 청구항 2에 명시된 특징을 갖는 투영 광학 유닛에 의해 달성된다.
하나의 필드 좌표에 대해 축소되는 하나의 이미징 스케일 및 다른 필드 좌표에 대해 확대되는 하나의 이미징 스케일을 갖는 투영 광학 유닛의 실시예는 놀랍게도 투영 리소그래피에 적합할 뿐만 아니라 심지어 유리한 것으로 판명되었다. 필드 좌표 중 하나를 따라 최적의 투영 해상도를 제공하는 것은 다수의 구성요소를 생성하기에 충분하다. 더 낮은 해상도는 종종 다른 필드 좌표를 따라 허용될 수 있다. 그 결과로서 부가의 자유도가 그 사용된 광학면이 공지된 투영 광학 유닛의 것으로부터 상당히 벗어나는 광학 구성요소를 갖는 투영 광학 유닛을 설계하는 데 사용될 수 있다. 예로서, 이는 콤팩트한 절첩 기하학 형상을 갖는 반사 광학(catoptric) 투영 광학 유닛을 제공하는 데 사용될 수 있다. 투영 광학 유닛의 2개의 이미징 스케일 중 적어도 하나는 네거티브, 즉 화상 반전이 되도록 구현될 수 있다. 구문 "확대" 및 "축소"는 각각의 이미징 스케일의 절대값과 관련된다. 화상 스케일은 이 절대값이 1 초과이면 확대이고, 이미징 스케일은 이 절대값이 1 미만이면 축소이다.
투영 광학 유닛은 반사 광학 유닛일 수 있다. 대안적으로, 투영 광학 유닛은 광굴절(dioptric) 또는 반사 굴절(catadioptric) 광학 유닛일 수 있다. 이미징 광을 위한 이미징 빔 경로의 안내와 관련하여, 투영 광학 유닛은 단지 미러에 의해서만, 단지 렌즈 요소에 의해서만, 또는 미러와 렌즈 요소의 조합에 의해 실현될 수 있다.
청구항 3 및 4에 따른 이미징 스케일은 투영 리소그래피의 목적에 특히 적합한 것으로 판명되었다.
청구항 5에 따른 광학 시스템의 장점은 본 발명에 따른 투영 광학 유닛을 참조하여 이미 전술되어 있는 것들에 대응한다.
청구항 6에 따른 광학 시스템은 2개의 전술된 목적을 훌륭한 방식으로 달성한다. 이러한 경우, 투영 광학 유닛은, 원래 구조부가 정렬되는 방향에서 각각의 화상부 상에 확대 이미징이 존재하기 때문에 서로의 옆에 정렬된 방식으로 화상부 내로 전사되어야 하는 원래 구조부가 리소그래피 마스크 상에 콤팩트하게 배열될 수 있고, 따라서 원래 구조부가 이 방향에서 리소그래피 마스크 상에 밀접하게 서로를 따르는 이러한 방식으로 설계될 수 있다.
청구항 7에 따른 광학 시스템은 기판의 규정된 사용을 용이하게 한다. 이 경우에 스캐너 동작과 스텝퍼 동작의 모두가 실현될 수 있다.
청구항 8에 따른 광학 시스템의 디자인은 스캐닝 방향을 따른 리소그래피 마스크의 변위가 기판의 변위와 비교하여 비교적 작은 것을 보장한다. 리소그래피 마스크 상에서, 이는 전사될 원래 구조부의 스캐닝 방향을 따라 콤팩트한 실시예를 용이하게 한다. 물체 변위 방향을 따른 필드 좌표에서 투영 광학 유닛의 대물측 개구수는 물체 변위 방향에 수직인 필드 좌표에서 개구수만큼 크거나 작을 수 있다. 리소그래피 마스크로의 조명 빔 경로 및 리소그래피 마스크로부터 이격하는 이미징 빔 경로는 서로로부터 분리될 수 있고, 또는 이들은 예를 들어 US 2015/0160561 A1호로부터 공지된 바와 같이, 주 광선 방향의 견지에서 일치할 수 있다.
청구항 9에 따른 광학 시스템의 장점은 이미 전술된 것들에 대응한다. 조명광학 유닛의 대물측 개구수가 또한 투영 광학 유닛의 개구수에 정합하도록 구현될 수 있다.
청구항 10에 따른 광원으로서, 특히 5 nm 내지 30 nm의 파장 범위에서 EUV 광원, 또는 예를 들어 193 nm의 파장 영역에서 DUV 광원이 사용될 수 있다. DUV 파장이 사용되면, 반사 굴절 또는 광굴절 투영 광학 유닛이 사용될 수 있다.
청구항 11에 따른 리소그래피 마스크, 청구항 12에 따른 투영 노광 장치, 청구항 13에 따른 제조 방법 및 청구항 14에 따라 제조된 구성요소의 장점은 특히 광학 시스템 및 투영 광학 유닛을 참조하여 이미 전술되어 있는 것들에 대응한다. 마이크로구조화 또는 나노구조화된 구성요소, 특히 반도체 구성요소, 예를 들어 메모리 칩이 투영 노광 장치를 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예가 도면을 참조하여 이하에 더 상세히 설명된다. 상기 도면에서,
도 1은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2는 투영 노광 장치에 의해 투영되는 리소그래피 마스크의 평면도를 도시하고 있고, 상기 리소그래피 마스크는 서로의 옆에 일렬로 배열된, 이미징될 복수의 원래 구조부를 갖는다.
도 3은 투영 노광 중에 원래 구조부가 전사되는 화상부를 갖는 웨이퍼의 형태의 기판의 평면도이고, 서로의 옆에 일렬로 배열되어 있고 리소그래피 마스크의 원래 구조부가 연속 스캔 중에 전사되는 화상부의 열이 강조되어 있다.
도 4 내지 6은 리소그래피 마스크의 원래 구조부 상에 배열될 수도 있는 이미징 가능한 원래 구조의 다양한 예를 도시하고 있다.
도 7은 리소그래피 마스크 부근의 투영 노광 장치의 조명광빔 경로를 통해 대물 평면에 평행하게 연장하는 섹션을 도시하고 있고, 첫째로, 리소그래피 마스크 상에 입사되는 조명광의 조명광빔 경로의 개구수 및 둘째로, 리소그래피 마스크에 의해 반사된 조명광빔 경로의 개구수가 도시되어 있다.
도 8은 특히 EUV 파장을 갖는 광을 이미징하기 위한, 도 1의 투영 노광 장치에서 투영 렌즈로서 사용 가능한 이미징 광학 유닛의 미러의 배열을 사시도로 도시하고 있고, 이미징 빔 경로는 중앙 필드점의 주 광선의 형태로만 지시되어 있다.
도 9는 도 8에 따른 이미징 광학 유닛의 자오선 섹션을 도시하고 있다.
도 10은 도 9의 방향 X로부터 본 도면을 도시하고 있다.
도 11 및 도 12는 도 7과 유사한 도면으로, 리소그래피 마스크를 조명하고 화상부 상에 원래 구조부를 이미징하기 위한 광학 시스템의 다른 실시예에 대해 리소그래피 마스크에 의해 반사된 리소그래피 마스크로의 조명광빔 경로의 개구수를 도시하고 있다.
도 13은 특히 DUV 파장을 갖는 광을 이미징하기 위한, 도 1의 투영 노광 장치에서 투영 광학 유닛으로서 사용 가능한 이미징 광학 유닛의 다른 실시예의 자오선 섹션을 도시하고 있다.
도 14는 도 13의 방향 XIV로부터 본 도면을 도시하고 있다.
마이크로리소그래피 투영 노광 장치(1)는 조명광용 광원(2) 또는 이미징 광(3)을 갖는다. 광원(2)은 예를 들어, 5 nm 내지 30 nm, 특히 5 nm 내지 15 nm의 파장 범위의 광을 생성하는 EUV 광원이다. 광원(2)은 플라즈마 기반 광원(레이저 생성 플라즈마(LPP), 가스 방전 생성 플라즈마(GDP)) 또는 싱크로트론 기반 광원, 예를 들어 자유 전자 레이저(FEL)일 수 있다. 특히, 광원(2)은 13.5 nm의 파장을 갖는 광원 또는 6.9 nm의 파장을 갖는 광원일 수도 있다. 다른 EUV 파장이 또한 가능하다. 일반적으로, 예를 들어 가시 파장 또는 마이크로리소그래피에 사용을 발견할 수도 있고(예를 들어, DUV, 심자외선) 적합한 레이저 광원 및/또는 LED 광원이 이를 위해 이용 가능한 다른 파장(예를 들어, 365 nm, 248 nm, 193 nm, 157 nm, 129 nm, 109 nm)과 같이, 심지어 임의의 파장이 투영 노광 장치(1) 내에 안내된 조명광(3)을 위해 가능하다. 조명광(3)의 빔 경로가 도 1에 매우 개략적으로 도시되어 있다.
조명광학 유닛(6)은 광원(2)으로부터 대물 평면(5) 내의 대물 필드(4)에 조명광(3)을 안내하는 역할을 한다. 투영 광학 유닛 또는 이미징 광학 유닛(7)을 사용하여, 대물 필드(4)는 미리 결정된 축소 스케일로 화상 평면(9) 내의 화상 필드(8) 내로 이미징된다.
투영 노광 장치(1) 및 투영 광학 유닛(7)의 다양한 실시예의 설명을 용이하게 하기 위해, 직교 xyz-좌표계가 몇몇 도면에 지시되어 있고, 이 좌표계로부터 도면에 도시되어 있는 구성요소의 각각의 위치 관계가 명백하다. 도 1에서 x-방향은 도면의 평면으로부터 도면의 평면에 수직으로 연장된다. y-방향은 도 1에서 우측으로 연장되고, z-방향은 상향으로 연장된다.
투영 광학 유닛(7)에서, 대물 필드(4) 및 화상 필드(8)는 굴곡 또는 만곡된 실시예, 특히 부분 링과 같은 형상의 실시예를 갖는다. 이 필드 곡률의 곡률 반경은 화상측에서 81 mm일 수 있다. 대물 필드(4) 또는 화상 필드(8)의 가장자리 윤곽의 기본 형태는 대응 굴곡을 갖는다. 따라서, 화상 필드(8)의 링 필드 반경은 81 mm이다. 이 "링 필드 반경" 파라미터에 관한 상세는 WO 2005/098 506 A1호에서 발견된다. 링 필드 반경의 정의는 WO 2009/053 023 A2호에서 발견된다. 대안적으로, 대물 필드(4) 및 화상 필드(8)를 직사각형 형상으로 구현하는 것이 가능하다. 대물 필드(4) 및 화상 필드(8)는 1 초과의 x/y 형상비를 갖는다. 따라서, 대물 필드(4)는 x-방향에서 더 긴 대물 필드 차원 및 y-방향에서 더 짧은 대물 필드 차원을 갖는다. 이들 대물 필드 차원은 필드 좌표 x 및 y를 따라 연장한다.
이에 따라, 대물 필드(4)는 제1 직교 대물 필드 좌표(x) 및 제2 직교 대물 필드 좌표(y)에 의해 걸쳐 있다. 이들 2개의 대물 필드 좌표(x, y)에 수직인 제3 직교 좌표(z)는 이하에서 또한 수직 좌표라고도 칭한다.
이하에 또한 예시되고 설명되는 예시적인 실시예 중 하나가 투영 광학 유닛(7)을 위해 사용될 수 있다.
투영 광학 유닛(7)의 반사 광학 변형예가 도 8 내지 10에 기초하여 설명된다. 도 8 내지 10에 따른 투영 광학 유닛(7)은 시상 평면(xz)에서 4배만큼 축소되고 자오선 평면(yz)에서 4배만큼 확대된다. 시상 평면(xz)의 이미징 스케일(βx)은 0.25이고 자오선 평면(yz)의 이미징 스케일(βy)은 -4이다. βy의 음의 부호는 대물 필드(4)를 화상 필드(8) 내에 이미징할 때 화상 플립(image flip)이 존재하는 것을 의미한다. 투영 광학 유닛(7)은 아나모픽(anamorphic) 투영 광학 유닛이다. 2개의 이미징 광 평면(xz, yz)에서 다른 이미징 스케일, 예를 들어 3x, 5x, 6x, 7x 또는 8x보다 큰 다른 이미징 스케일, 또는 1/3, 1/5, 1/6, 1/7, 1/8인 이미징 스케일 또는 1/8보다 작은 다른 이미징 스케일이 또한 가능하다. 각각의 축소 스케일은 화상 플립을 동반할 수도 있고 또는 동반하지 않을 수도 있다.
도 2에 따른 실시예의 투영 광학 유닛(7)의 경우, 화상 평면(9)은 대물 평면(5)에 평행하게 배열된다. 이 경우에 이미징되는 것은 대물 필드(4)와 일치하는 레티클이라 또한 칭하는 반사 마스크로서 구현되는 리소그래피 마스크(10)의 부분이다. 레티클(10)은 레티클 홀더(11)에 의해 지지된다. 레티클 홀더(11)는 레티클 변위 드라이브(12)에 의해 변위된다. 스캐닝 방향이라고도 또한 칭하는 레티클 변위 드라이브(12)의 변위 방향은 y-방향이다. 레티클 홀더(11)는 또한 마스크 홀더라고도 칭한다. 레티클 변위 드라이브(12)는 또한 마스크 변위 드라이브라고도 칭한다.
리소그래피 마스크(10)는 도 2에 평면도로 도시되어 있다. 리소그래피 마스크(10)는 도시된 예시적인 실시예에서 총 10개의, 이미징될 복수의 원래 구조부(13)를 갖고, 상기 원래 구조부는 y-방향으로 서로의 옆에 일렬로 배열된다. 원래 구조부(13)는 이미징될 임의의 구조를 갖지 않는 분리부(14)에 의해 서로로부터 분리된다.
도 4 내지 6은 레티클(10)의 원래 구조부(13)에 배열될 수도 있는 이미징 가능한 구조의 예를 도시하고 있다.
도 4는 이러한 이미징 가능한 구조의 예로서 y-방향을 따라 연장되는 간단한 조밀한 라인(15)을 도시하고 있다. 인접한 라인(15)은 각각의 경우에 라인 간극(16)에 의해 서로로부터 분리된다.
도 5는 y-방향을 따라 연장되고 도 4에 따른 라인(15)과 유사한 방식으로 라인 간극(18)에 의해 서로로부터 분리되어 있는, 재차 라인(17)의 형태의 물체 구조를 도시하고 있다. 도 5에 따른 구조의 라인(17)은 직사각형 및 예를 들어 정사각형 라인 뱅크(19)의 형태로 배열된다. 뱅크(19)는 규칙적인 행 및 열 그리드로 배열된다. 인접한 뱅크(19)는 스캐닝 방향(y)으로 연장하는 행 간극(20)에 의해 행 내에서 서로로부터 분리되고 x-방향을 따라 연장하는 열 간극(21)에 의해 열 내에서 서로로부터 분리된다. 한편으로 행 간극(20)과 열 간극(21)의 범위는 다른 한편으로 인접한 라인(15, 17) 사이의 라인 간극(16, 18)의 범위보다 다수배 더 크고, 예를 들어 라인 간극(16, 18)의 범위의 10배일 수 있다.
도 6에 따른 구조에서, 다른 점에서는 도 4에 따른 라인(15)에 대응하는 라인(22)이 라인 중단부(23)에 의해 스캐닝 방향(y)에서 중단되어 있다. 중단부(23)는 상이한 라인(22)에 대한 각각의 y-좌표에 대해 서로로부터 오프셋되어 배열될 수 있다. 각각의 라인(22)은 정확히 하나의 중단부(23) 또는 다수의 중단부(23)를 가질 수 있다. 몇몇 라인(22)은 또한 도 6에 따른 구조 실시예에서 전체 원래 구조부(13)를 통해 중단 없이 연장될 수도 있다.
도 7은 리소그래피 마스크(10)에서의 반사의 경우에 조명광(3)의 빔 경로의 개구수를 나타내고 있다. 도 7의 저부에는 조명광이 리소그래피 마스크(10)로 안내되는 각도 공간(24), 즉 리소그래피 마스크(10)가 충돌하기 전에 조명광빔 경로의 개구수가 도시되어 있다. 상부에서, 도 7은 리소그래피 마스크(10)가 충돌된 후 조명광빔 경로의 각도 공간(25), 즉 개구수를 도시하고 있다. 이 각도 공간(25)은 투영 광학 유닛(7)의 대물측 개구수와 정합한다. 개구수(24, 25)는 투영 광학 유닛(7)에서 원형인데; 즉, x- 및 y-방향에서 동일한 직경을 갖는다. 이에 따라, 이하의 관계가 첫째로 시상 평면(xz)에서 그리고 둘째로 자오선 평면(yz)에서, 투영 광학 유닛(7)의 대물측 개구수(NAO, xz 및 NAO, yz)에 적용된다:
Figure pct00001
투영 광학 유닛(7)에 의한 이미징은 기판 홀더(27)에 의해 유지되는 웨이퍼의 형태의 기판(26)의 표면 상에 구현된다. 기판 홀더(27)는 웨이퍼 또는 기판 변위 드라이브(28)에 의해 변위된다.
도 1은 레티클(10)과 투영 광학 유닛(7) 사이에서, 상기 투영 광학 유닛 내로 진입하는 조명광(3)의 빔(29)(각도 공간(25); 도 7 참조) 및, 투영 광학 유닛(7)과 기판(26) 사이에서, 투영 광학 유닛(7)으로부터 나오는 조명광(3)의 빔(30)을 개략적으로 도시하고 있다. 투영 광학 유닛(7)의 대물 필드측 개구수(NAO, yz) 및 화상 필드측 개구수(NAI, yz)는 도 1에 실제 축척대로 재현되어 있지 않다.
도 3은 기판(26)의 평면도를 도시하고 있다. 기판(26)은 직경(d)을 갖는다. 기판(26)은 리소그래피 마스크(10)의 원래 구조부(13)가 투영 광학 유닛(7)을 사용하여 이미징함으로써 전사되는 화상부(31)를 갖는다. 리소그래피 마스크(10)의 10개의 원래 구조부(13)가 이미징되는 스캐닝 방향(y)에서 서로의 옆에 일렬로 배열된 10개의 화상부(31)를 갖는 열(32)이 점선 프레임으로 강조되어 있다. 화상부(31)의 이러한 열(32)은 투영 광학 유닛(7)을 사용하는 단일의 비중단 전사 프로세스 중에 10개의 원래 구조부(13)의 화상으로서 기판(26) 상에 생성되는 화상부(31)의 전체를 나타낸다. 열(32)은 y-크기(Dy)를 갖는다. 이하의 관계가 적용된다: Dy> d/2. 따라서, 10개의 원래 구조부(13)를 이미징함으로써 기판(26) 상에 생성될 수 있는 화상부(31)의 전체는 기판(26)의 직경(d)의 절반보다 큰 스캐닝 방향(y)을 따른 크기(Dy)를 갖는다. 이하의 관계가 심지어 예시된 실시예에서 적용된다:
Figure pct00002
.
화상부(31)는 각각의 경우에 정사각형인데; 즉, 1/1의 x/y-형상비를 갖는다. 상기에 지정된 0.25의 이미징 스케일(βx) 및 -4의 이미징 스케일(βy)과 상관되어, 이는 16/1의 원래 구조부(13)의 x/y-형상비를 산출한다.
투영 광학 유닛(7)의 실시예에 따라, 각각의 원래 구조부는 4:1(4/1)보다 큰 xy-형상비, 예를 들어 5/1, 6/1, 7/1, 8/1, 10/1, 12/1 또는 15/1의 x/y-형상비를 가질 수도 있다.
재차, 실시예에 따라, 화상부(31)는 또한 1/1로부터 벗어나는 x/y-비, 예를 들어 13/16의 x/y-형상비를 가질 수도 있다.
y-방향을 따른 리소그래피 마스크(10)의 전체 크기는 120 mm 내지 160 mm의 범위, 특히 128 mm 내지 152 mm의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 둥근 기판(26)의 직경은 300 mm 내지 450 mm의 범위에 있을 수도 있다. 확대 이미징 스케일(βy)의 절대값은 1.97, 2.11, 2.34, 2.69, 3.17 또는 3.51에 있을 수도 있다.
투영 광학 유닛(7)의 실시예에 따라, 축소 이미징 스케일(βx)은 1/8 내지 1/3의 절대값 범위에 있을 수 있다. 투영 광학 유닛(7)의 실시예에 따라, 확대 이미징 스케일(βy)은 1.5 내지 5의 절대값 범위에 있을 수 있다.
투영 광학 유닛(7)이 확대 실시예를 갖는 필드 좌표(y)는 물체 변위 방향(y)과 일치한다.
각각의 경우에, 리소그래피 마스크(10)의 적어도 하나의 원래 구조부(13)가 대물 필드(4)에 배열 가능하다. 각각의 경우에, 기판(26)의 적어도 하나의 화상부(31)가 화상 필드(8)에 배열 가능하다.
투영 노광 중에, 한편으로는 리소그래피 마스크(10)와 다른 한편으로는 기판(26)은, 스캐닝 방향(y)을 따른 연속 스캔 중에, 원래 구조부(13)가 화상부(31)의 각각의 하나의 열에, 예를 들어 열(32) 상에 전사되는 이러한 방식으로 서로 동기화된 방식으로 변위된다. 이 전사에서, 각각의 원래 구조부(13)는 기판(26)의 별개의 화상부(31) 상에 전사된다. 이는 기판(26) 상의 화상부(31)의 각각의 열에 대해 구현되고, 여기서, 화상부(31)의 전체 각각의 열 상의 원래 구조부(13)의 완전한 전사 후에, 기판(26)은 x-방향을 따라 하나의 열 거리만큼 변위된다. 화상부(31)의 인접한 열에 관한 스캔은 각각의 대향 스캐닝 방향으로 구현될 수 있는데; 즉, 예를 들어, 열(32)의 스캔은 양의 y-방향으로 구현될 수 있고, 화상부(31)의 후속 열, 예를 들어 열(32)의 우측에 인접한 열의 스캔은 음의 y-방향으로 구현될 수 있다. 화상부(31)의 각각의 열이 10개 미만의 화상부(31)를 갖는 정도로, 각각의 스캔은 이러한 열에 대해 적절한 수의 물체 구조부(13)를 전사한 후에 종료되고 화상부(31)의 다음의 열이 이어서 스캐닝된다.
투영 노광 장치(1)는 스캐너형이다. 레티클(10) 및 기판(26)의 모두는 투영 노광 장치(1)의 동작 중에 y-방향으로 스캐닝된다. y-방향에서 레티클(10) 및 기판(26)의 단차식 변위가 기판(26)의 개별 노광 사이에 구현되는 스텝퍼형의 투영 노광 장치(1)가 가능하다. 이들 변위는 변위 드라이브(12, 28)의 적절한 작동에 의해 서로 동기식으로 구현된다. 투영 노광 장치(1)의 도면에 도시되어 있지 않은 중앙 제어 디바이스가 드라이브(12, 28)를 동기화하는 역할을 한다.
이하, 투영 광학 유닛(7)은 도 8 내지 10을 기초로 하여 더 상세히 설명된다. 투영 광학 유닛(7)은 반사 광학 실시예의 예이다.
도 8은 투영 광학 유닛(7)을 사시도로 도시하고 있고, 여기서, 이미징 광(3)의 빔 경로를 설명하기 위해, 단지 중앙 필드점의 주 광선(CR)만이 대물 필드의 장소에 있는 개략적으로 지시된 리소그래피 마스크(10)와 화상 필드의 장소에 있는 마찬가지로 개략적으로 지시된 기판(26) 사이에 도시되어 있다.
도 9는 자오선 섹션에서 투영 광학 유닛(7), 즉 yz-평면에서 이미징 광(3)의 빔 경로를 도시하고 있다. 도 10은 시상 평면(xz)에서 투영 광학 유닛(7)의 이미징 빔 경로를 도시하고 있다.
도 9는 각각의 경우에 도 9에 y-방향에서 서로로부터 이격되어 있는 3개의 대물 필드점으로부터 나오는 3개의 개별 광선(33)의 빔 경로를 도시하고 있다. 주 광선(CR), 즉 투영 광학 유닛(7)의 동공 평면 내의 동공의 중심을 통과하는 개별 광선(33) 및 각각의 경우에 이들 3개의 대물 필드점의 상부 코마 광선 및 하부 코마 광선이 도시되어 있다. 대물 필드(4)로부터 시작하여, 중앙 대물 필드점의 주 광선(CR)은 대물 평면(5)의 법선(N)과 대략 8°의 각도(CRA)를 포함한다.
대물 필드(4)와 화상 필드(8) 사이의 이미징 빔 경로에서, 투영 광학 유닛(7)은 이미징 광빔 경로를 따른 이들의 충돌의 순서로 M1 내지 M6으로 나타내는 총 6개의 미러를 갖는다.
도 10은 마찬가지로 도 3에서 x-방향으로 서로로부터 이격된 3개의 대물 필드점으로부터 발산하는 마찬가지로 3개의 개별 광선의 빔 경로를 마찬가지로 도시하고 있다. 재차, 주 광선(CR) 및 2개의 각각의 에지측 코마 광선이 도시되어 있다.
대물 평면(5)은 화상 평면(9)에 평행하게 놓여 있다.
투영 광학 유닛(7)에서, 모든 미러(M1 내지 M6)는 수직 입사를 위한 미러, 즉 이미징 광(3)이 45° 미만의 입사각으로 충돌하는 미러로서 구성된다. 수직 입사를 위한 이들 미러는 또한 NI(수직 입사) 미러라고도 칭한다.
미러(M1 내지 M6)는 이미징 광(3)을 위한 미러(M1 내지 M6)의 반사율을 최적화하는 코팅을 갖는다. 여기서, 이는 루테늄 코팅 또는 각각의 경우에, 예를 들어 루테늄으로 형성된 최상부 층을 갖는 다층일 수 있다. 특히 수직 입사를 위한 미러(M1 내지 M6)의 이들 고도의 반사층은 다겹층(multi-ply layer)으로서 구성될 수 있고, 여기서 연속적인 층이 상이한 재료로부터 제조될 수 있다. 대안적인 재료층이 또한 사용될 수 있다. 전형적인 다겹층은, 몰리브덴의 층과 실리콘의 층으로 각각 구성된 50개의 이중층(bilayer)을 가질 수 있다. 이들은 예를 들어 C(탄소) 또는 B4C(탄화 붕소)로 형성된 부가의 분리층을 포함할 수도 있고 진공을 향해 보호층 또는 보호층 시스템에 의해 종료된다.
제1 이미징 광 평면(xz)에서, 투영 광학 유닛(7)은 대물측에 0.125의 개구수(NAO, xz)를 갖는다. 제2 이미징 광 평면(yz)에서, 투영 광학 유닛(7)은 대물측에 마찬가지로 0.125의 개구수(NAO, yz)를 갖는다. 화상측에서, 투영 광학 유닛(7)은 제1 이미징 광 평면에서 0.5의 개구수(NAI, xz) 및 제2 이미징 광 평면에서 0.5/16 = 0.03125의 개구수(NAI, yz)를 갖는다.
미러(M1 내지 M6) 중 어느 것도 이미징 광을 위한 통로 개구를 포함하지 않는다. 따라서, 모든 미러(M1 내지 M6)는 갭이 없는 연속 영역에서 반사 방식으로 사용된다.
제1 이미징 광 평면(xz)(제1 평면)에서, 투영 광학 유닛(7)은 이미징 광빔 경로에서 미러(M4, M5) 사이에 놓인 중간 화상 평면(34)에 정확히 하나의 제1 평면 중간 화상을 갖는다. 제1 제1-평면 동공 평면(35)은 대물 필드(4)와 제1 평면 중간 화상 평면(34) 사이의 이미징 광빔 경로에서 미러(M2, M3) 사이에 놓인다. 제2 제1-평면 동공 평면(36)은 미러(M5)의 이미징 광의 반사 영역에 놓인다.
제2 이미징 광 평면(yz)(제2 평면)에서, 투영 광학 유닛(7)은 2개의 제2 평면 중간 화상 평면(37, 38)을 갖는다. 제1 제2-평면 중간 화상 평면(37)은 이미징 광빔 경로에서 미러(M1, M2) 사이에 놓인다. 다른 제2-평면 중간 화상 평면(38)은 이미징 광빔 경로에서 미러(M3, M4) 사이에 놓인다. 제1 제2-평면 동공 평면(39)은, 제1 제2-평면 중간 화상 평면(37)의 바로 전방에서, 이미징 광빔 경로에서 미러(M1, M2) 사이에 놓인다. 다른 제2-평면 동공 평면(40)이 이미징 광빔 경로에서 미러(M2, M3) 사이에 놓인다. 이 제2 제2-평면 동공 평면(40)은 제1 제1-평면 동공 평면(35)과 일치한다. 제3 제2-평면 동공 평면(41)이 미러(M6)에 공간적으로 인접하여, 이미징 빔 경로에서 미러(M4, M5) 사이에 놓인다.
제2-평면 동공 평면(40)은 2개의 이미징 광 평면(xz, yz) 중 하나에 대해 작용하는 개구 조리개가 거기에 배열될 수 있도록 원주방향측에서 완전히 접근 가능한 이미징 빔 경로의 부분에 배열된다.
제1 이미징 광 평면(xz)에 대해 대안적으로 또는 부가적으로 작용하는 개구 조리개는 예를 들어 미러 코팅으로서 미러(M5)의 영역에 배열될 수 있다.
투영 광학 유닛(7)은 화상측에서 텔레센트릭이다. 텔레센트리시티(telecentricity)의 편차는 대물측에서 낮다.
미러(M1 내지 M6)는 회전 대칭 함수에 의해 설명될 수 없는 자유 곡면(free-form surface)으로서 구현된다. 미러(M1 내지 M6)의 적어도 하나가 회전 대칭 비구면으로서 구현되어 있는 투영 광학 유닛(7)의 다른 실시예가 또한 가능하다. 이러한 회전 대칭성 비구면에 대한 비구면 식은 DE 10 2010 029 050 A1호로부터 알려져 있다. 모든 미러(M1 내지 M6)가 이러한 비구면으로서 구현되는 것이 또한 가능하다.
자유 곡면은 이하의 자유 곡면식(식 1)에 의해 설명될 수 있다.
Figure pct00003
(1)
이하가 이 식 (1)의 파라미터에 적용된다.
Z는 점 x, y에서 자유 곡면의 시상 높이이고, 여기서 x2 + y2 = r2이다. 여기서, r은 자유 곡면식의 기준축(x = 0; y = 0)으로부터의 거리이다.
자유 곡면식 (1)에서, C1, C2, C3 ... 는 x와 y의 멱의 자유 곡면 급수 전개의 계수를 나타내고 있다.
원추 기부 영역의 경우에서, cx, cy는 대응 비구면의 정점 곡률에 대응하는 상수이다. 따라서, cx = 1/Rx 및 cy = 1/Ry가 적용된다. kx 및 ky는 대응 비구면의 원추 상수에 각각 대응한다. 따라서, 식 (1)은 쌍원추형 자유 곡면을 설명하고 있다.
대안적인 가능한 자유 곡면은 회전 대칭 기준면으로부터 생성될 수 있다. 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 투영 광학 유닛의 미러의 반사면을 위한 이러한 자유 곡면이 US 2007/0058269 A1호로부터 공지되어 있다.
자유 곡면의 수학적 설명의 범주 내에서 다른 다항식 시스템, 예를 들어 제니케(Zernike) 다항식, 체비셰프(Chebyshev) 다항식, 르장드르(Legendre) 다항식 또는 포브스(Forbes) 다항식을 사용하는 것이 또한 가능하다.
대안적으로, 자유 곡면은 또한 2차원 스플라인 곡면(spline surface)의 보조에 의해 설명될 수 있다. 이에 대한 예는 베지에 곡선(Bezier curves) 또는 불균일 유리 기저 스플라인(non-uniform rational basis splines: NURBS)이다. 예로서, 2차원 스플라인 곡면은 xy-평면에서 점의 그리드 및 연계된 z-값에 의해, 또는 이들 점 및 그와 연계된 구배에 의해 설명될 수 있다. 각각의 유형의 스플라인 곡면에 따라, 예를 들어 연속성 및 그 미분가능성에 관하여 특정 특성을 갖는 다항식 또는 함수를 사용하여 그리드점 사이의 보간에 의해 완전한 표면이 얻어진다. 이에 대한 예는 분석 함수이다.
투영 광학 유닛(7)은 13.5 nm의 조명광(3)의 동작 파장에 대해 설계된다. 화상 필드(8)는 26 mm의 x-크기 및 30 mm의 y-크기를 갖는다.
투영 광학 유닛(7)의 미러(M1 내지 M6)의 반사면의 광학 디자인 데이터는 이하의 표로부터 수집될 수 있다. 이 광학 디자인 데이터는 각각의 경우에 화상 평면(9)으로부터 시작하는데, 즉 화상 평면(9)과 대물 평면(5) 사이의 이미징 광(3)의 역전파 방향에서 각각의 투영 광학 유닛을 설명하고 있다.
이들 표 중 제1 표는 광학 구성요소의 광학면에 대한 정점 반경(Radius_x = Rx, Radius_y = Ry) 및 굴절력 값(Power_x, Power_y)을 제공하고 있다. Ry 값에 대한 사양이 누락되는 한, 이하의 관계가 적용된다: Rx = Ry. 음의 반경값은 각각의 곡률 방향(x, y)을 갖는 정점에서 표면 법선에 의해 걸쳐 있는 고려된 평면(xz, yz)과 각각의 표면의 섹션에서 입사 조명광(3)을 향해 오목한 곡선을 의미한다. 2개의 반경(Radius_x, Radius_y)은 상이한 부호를 명시적으로 가질 수도 있다.
각각의 광학면에서의 정점은 대칭 평면(x=0), 즉 도 9의 도면의 평면(자오선 평면)을 따라 대물 필드 중심으로부터 화상 필드(8)로 진행하는 가이드 광선의 입사점으로서 정의된다.
정점에서의 굴절력[Power_x (Px), Power_y (Py)]은 이하와 같이 정의된다.
Figure pct00004
여기서, AOI는 표면 법선에 관한 가이드 광선의 입사각을 나타낸다.
제2 표는 미러(M1 내지 M6)에 대한 mm 단위의 원추 상수(kx, ky), 정점 반경(Rx)(= Radius_x) 및 자유 곡면 계수(Cn)를 지시하고 있다. 표로 기입되지 않은 계수(Cn)는 각각의 경우에 값 0을 갖는다.
제3 표는 각각의 미러가 기준면으로부터 시작하여, y-방향으로 편심되고(DCY), z-방향으로 변위되고(DCZ) 경사진(TLA, TLC) 절대값을 지시하고 있다. 이는 자유 곡면 디자인 방법의 경우에 평행 시프트 및 경사에 대응한다. 여기서, 변위는 mm 단위로 y-방향에서 그리고 z-방향에서 수행되고, 경사는 x-축 둘레로 그리고 z-축 둘레로 수행된다. 이 경우에, 회전각은 도 단위로 지정된다. 편심이 먼저 수행되고, 경사가 이어진다. 편심 중에 기준면은 각각의 경우에 지정된 광학 디자인 데이터의 제1 표면이다. y-방향에서 그리고 z-방향에서의 편심은 또한 대물 필드(4)에 대해 지정된다. 개별 미러에 할당된 표면에 추가하여, 제3 표는 또한 화상 평면을 제1 표면 및 조리개면으로서(표기 "AS"로) 기입하고 있다.
제4 표는 에지측에서 각각 동공 평면(35, 40) 내의 이미징 광빔 경로를 경계 한정하는 개구 조리개(AS)의 내부 에지 윤곽을 설명하고 있다. 에지 윤곽의 설명은 적절한 x-값 및 y-값으로 표현되는 표면 AS의 다각형 체인에 기초하여 구현된다. 조리개(AS)의 조리개면의 에지는, 화상측에서, 완전한 화상측 텔레센트릭 개구를 갖는 조리개면의 방향에서 필드 중심점에서 전파하는 조명광(3)의 모든 광선의 조리개면 상의 교차점으로부터 나온다. 조리개가 개구 조리개로서 구현될 때, 경계는 내부 경계이다.
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
대물 평면(5)과 화상 평면(9) 사이의 거리는 2164 mm이다.
y-좌표를 따른 물체/화상 오프셋(dOIS)은 중앙 대물 필드점과 중앙 화상 필드점 사이에서 906 mm이다. 파면 수차(RMS)는 투영 광학 유닛(7)에서 대략 100 mλ이다.
상이한 이미징 스케일로부터 나오는 상이한 화상측 개구수와 중간 화상 평면의 위치로 인해 나타나는 것은 미러(M2 내지 M5)가 각각 1보다 상당히 크고 4 초과, 5 초과, 6 초과 및 또한 8 초과일 수도 있는 x/y-형상비를 갖는 것이다. 이 형상비는 미러(M1 내지 M6)를 위해 사용되는 반사면의 x-크기 대 y-크기의 비를 나타낸다.
도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 특히 미러(M2, M5, M6) 상에서 대응적으로 작은 입사각을 갖는, yz-평면에서 미러(M1 내지 M6)의 매우 콤팩트한 절첩 기하학 형상이 나타난다.
미러(M1 내지 M6)의 기준축은 표의 경사 값에 의해 명백해지는 바와 같이, 일반적으로 화상 평면(9)의 법선에 대해 경사진다.
조리개(AS)는 평면에 놓이거나 3차원 실시예를 가질 수 있다. 조리개(AS)의 크기는 교차 스캔 방향(x)에서보다 스캔 방향(y)에서 더 작을 수 있다.
도 11 및 도 12는 각각의 경우에 도 7에 유사한 도면으로, 리소그래피 마스크(10)를 조명하고 이미징할 때 개구수를 배열하기 위한 변형예를 도시하고 있다. 도 11에 따른 실시예에서, 조명 각도 공간(42) 및 이미징 각도 공간(43)의 모두는 타원형 에지 윤곽 및 2/1의 x/y-형상비로 구현된다. 종래 기술(US 2013/0128251 A1호, DE 10 2014208770 A1호 및 US 2016/0327868 A1호 참조)로부터 공지된 아나모픽 투영 광학 유닛과 관련하여 설명된 바와 같이, 이는 리소그래피 마스크 상의 반사 절첩 각도의 감소를 달성하는데, 이는 이미징 품질을 향상시키는 것을 돕는다. 이 경우, 스캐닝 방향(y)을 따른 개구수는 x-방향에서 그에 수직인 크기의 절반이다.
도 12에 따른 실시예에서, 한편으로는 리소그래피 마스크(10)에 입사하는 조명 빔 경로의, 그리고 다른 한편으로는 리소그래피 마스크(10)에 의해 반사된 이미징 빔 경로의 각도 공간(44, 45)은 일치한다. 이는 예를 들어 US 2015/0160561 A1호와 같은 광학 시스템의 구성에 의해 달성될 수 있다.
투영 광학 유닛(46)의 다른 실시예가 도 13 및 도 14에 기초하여 이하에 설명되고, 특히 DUV 파장을 갖는 이미징 광(3)을 사용할 때, 투영 노광 장치(1)의 스타일의 투영 노광 장치에서 투영 광학 유닛(7) 대신에 상기 투영 광학 유닛을 사용하는 것이 가능하다. 도 1 내지 12에 기초하여, 특히 도 8 내지 10에 기초하여 이미 전술된 것에 대응하는 구성요소 및 기능은 동일한 참조 번호를 가지며, 다시 상세히 설명되지 않을 것이다.
투영 광학 유닛(46)은 투영 노광 장치(1)의 투영 광학 유닛의 광굴절 실시예의 예이다. 도 13은 자오선 섹션에서 투영 광학 유닛(46), 즉 yz-평면에서 이미징 광(3)의 빔 경로를 도시하고 있다. 도 14는 시상 평면(xz)에서 투영 광학 유닛(46)의 이미징 빔 경로를 도시하고 있다.
도 13 및 도 14에는 각각의 경우에, y-방향(도 13)으로 또는 x-방향(도 14)으로 이격된 대물 필드점에서 각각 발산하는 3개의 개별 광선(33)의 빔 경로가 도시되어 있다. 재차, 주 광선(CR) 및 각각의 경우에 이들 3개의 대물 필드점의 상부 및 하부 광선이 도시되어 있다. 대물 필드(4)로부터 시작하여, 중앙 대물 필드점의 주 광선(CR)은 대물 평면(5)에 수직인데; 즉, 이는 대물 평면(5)의 법선에 평행하게 연장된다. 이에 따라, 각도(CRA)는 0°이다.
대물 필드(4)와 화상 필드(8) 사이의 이미징 광빔 경로에서, 투영 광학 유닛(46)은 도 13 및 도 14의 이미징 광빔 경로를 따른 이들의 충돌의 순서로 L1 내지 L23으로 나타내는 총 23개의 렌즈 요소를 갖는다.
투영 광학 유닛(46)에서도, 대물 평면(5)은 화상 평면(9)에 평행하게 놓인다.
렌즈 요소(L1 내지 L23)는 그 각각의 렌즈 요소 표면에 반사 최소화 코팅을 갖는다. 렌즈 요소(L1 내지 L23)는 SiO2로 제조된다.
이미징 광 평면(xz)에서, 투영 광학 유닛(46)은 대물측에 0.225의 개구수(NAO, xz)를 갖는다. 제2 이미징 광 평면(yz)에서, 투영 광학 유닛(46)은 대물측에 마찬가지로 0.225의 개구수(NAO, yz)를 갖는다. 화상측에서, 투영 광학 유닛(46)은 제1 이미징 광 평면에서 0.9의 개구수(NAI, xz) 및 제2 이미징 광 평면에서 0.9/16 = 0.05625의 개구수(NAI, yz)를 갖는다.
투영 광학 유닛(46)은 중간 화상을 갖지 않는다.
동공 평면(47)은 이미징 광빔 경로에서 렌즈 요소(L14) 바로 전방에 놓여 있다.
투영 광학 유닛(46)의 동공은 동공 평면(47)의 영역에서 강하게 타원형이고, yz-평면에서 주축은 xz-평면에서보다 다수배 더 작다.
렌즈 요소(L1 내지 L23)는 모두 1보다 큰 이들의 사용된 반사면의 x/y-형상비를 갖는다. 이 x/y-형상비는 제2 렌즈 요소 그룹(L14 내지 L23)의 영역에서보다 제1 렌즈 요소 그룹(L1 내지 L13)의 영역에서 더 작다.
투영 광학 유닛(46)은 렌즈 요소(L10, L11)의 영역에서 자오선 섹션에 현저한 허리부를 갖는다. 시상 평면에서 렌즈 요소(L14, L15)의 영역에 허리부가 존재한다.
동공 평면(47)의 에지측에서 동공을 경계 한정하기 위한 개구 조리개(AS)가 동공 평면(47)의 영역에 배열된다. 투영 광학 유닛(46)에서, 이 개구 조리개(AS)는 또한 렌즈 요소(L14)의 입력 표면의 코팅으로서 배열될 수 있다.
투영 광학 유닛(46)은 화상측에서 텔레센트릭이다.
렌즈 요소(L1 내지 L23)의 굴절 입력 및 출력 표면은 회전 대칭성 기능으로 설명할 수 없는 자유 곡면으로서 구현된다. 렌즈 요소(L1 내지 L23)의 적어도 하나의 이러한 표면이 회전 대칭 비구면으로서 구현되어 있는 투영 광학 유닛(46)의 다른 실시예가 또한 가능하다. 미러(M1 내지 M6)의 반사면과 관련하여 전술된 것이 이에 따라 여기에 적용된다.
투영 광학 유닛(46)은 193.4 nm의 조명/이미징 광(3)의 동작 파장에 대해 설계된다. 대물 필드(4)는 104 mm의 x-크기 및 3.25 mm의 y-크기를 갖는다.
이하의 관계가 투영 광학 유닛(46)의 이미징 스케일(βx, βy)에 적용된다: βx = -0.25 및 βy = -4.
파면 수차(RMS)는 투영 광학 유닛(46)에서 30.0 mλ이다.
투영 광학 유닛(46)의 렌즈 요소(L1 내지 L23)의 굴절 표면의 광학 디자인 데이터는 이하의 표로부터 수집될 수 있다. 이들 광학 디자인 데이터는 대물 평면(5)으로부터 시작하는데, 즉 대물 평면(5)과 화상 평면(9) 사이의 이미징 빔 경로를 따라 투영 광학 유닛(46)을 설명한다.
이하의 표 중 제1 표는 투영 광학 유닛(46)의 구성요소, 즉 렌즈 요소(L1 내지 L23), 개구 조리개(AS) 및 또한 대물 평면(5) 및 화상 평면(9)의 광학면을 표로 기입하고 있다. 표 1은 1로 번호 표기된 표면으로서 대물 평면(5)으로 시작한다. 번호 표기된 표면 2 내지 27은 이미징 빔 경로의 통과 순서에서, 렌즈 요소(L1 내지 L13)의 입구면 및 출구면을 설명하고 있다. 표면 28은 개구 조리개(AS)를 설명하고 있다. 표면 29 내지 48은 렌즈 요소(L14 내지 L23)의 입구면 및 출구면을 설명하고 있다. 표면(49)은 화상 평면(9)의 위치를 설명하고 있다. 반경(Ry) 및 각각의 표면과 z-방향에서의 후속 표면 사이의 거리는 투영 광학 유닛(46)과 관련하여 표 1에 표로 기입되어 있다(도 13과 관련하는 표 1). 더욱이, 재료 및 굴절률이 렌즈 요소(L1 내지 L23)에 대해 각각의 경우에 지정된다.
투영 광학 유닛(46)에 대해, 이하의 표 2a 내지 2d는, 투영 광학 유닛(7)과 관련하는 표 2에 대응하는 방식으로, 렌즈 요소(L1)의 입구면(S2), 렌즈 요소(L2)의 입구면(S4), 렌즈 요소(L5)의 입구면(S10), 렌즈 요소(L6)의 출구면(S13), 렌즈 요소(L13)의 입구면(S26), 렌즈 요소(L14)의 출구면(S30), 렌즈 요소(L15)의 출구면(S23), 렌즈 요소(L17)의 출구면(S36), 렌즈 요소(L18)의 출구면(S38), 렌즈 요소(L19)의 출구면(S40) 및 렌즈 요소(L21)의 입구면(S43)에 대한 원추 상수(kx, ky), 정점 반경(Rx) 및 자유 곡면 계수(Cn)를 표로 기입하고 있다. 표 2에 열거되지 않은 투영 광학 유닛(46)의 렌즈 요소(L1 내지 L23)의 다른 굴절 표면은 회전 대칭 방식으로 설명되고, 표 1의 반경값의 사양은 표면을 완전히 설명하기에 충분하다.
투영 광학 유닛(7)과 관련하여 표 4에 상응하는 방식으로, 투영 광학 유닛(46)의 표 3은 동공 평면(47)의 에지측에서 이미징 광빔 경로를 경계 한정하는 개구 조리개(AS)의 내부 에지 윤곽을 재차 설명한다. 투영 광학 유닛(7)의 제4 표와 관련하여 설명된 것이 여기에 대응 방식으로 적용된다.
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
중앙 대물 필드점의 주 광선(CR)은 투영 광학 유닛(46)의 기준축을 지정하는 직선을 따라 연장된다. 이에 따라, 투영 광학 유닛(46)의 경우에 물체-화상 오프셋은 정확히 0이다.
마이크로구조화된 또는 나노구조화된 구성요소를 제조하기 위해, 투영 노광 장치(1)는 이하와 같이 사용된다: 먼저, 반사 마스크(10) 또는 레티클 및 기판 또는 웨이퍼(11)가 제공된다. 이후에, 레티클(10) 상의 구조체는 투영 노광 장치(1)의 보조에 의해 웨이퍼(11)의 감광층 상에 투영된다. 다음에, 웨이퍼(11) 상의 마이크로구조체 또는 나노구조체, 및 따라서 마이크로구조화된 구성요소는 감광층을 현상함으로써 제조된다.

Claims (14)

  1. 서로의 옆에 일렬로 배열되고 이미징될 임의의 구조를 갖지 않는 분리부(14)에 의해 서로로부터 분리되는, 이미징될 복수의 원래 구조부(13)를 포함하는 리소그래피 마스크(10)의 원래 구조부(13)를 전사하기 위한 광학 시스템이며, 원래 구조부(13)는 제1 차원(x)에서의 제1 크기 및 제1 차원(x)에 수직으로 연장하는 제2 차원(y)에서의 제2 크기를 갖고, 이들 2개의 크기의 형상비(x/y)는 4:1보다 크고, 직경(d)을 갖는 기판(26)의 화상부(31) 상의 이러한 전사는, 리소그래피 마스크(10)의 원래 구조부(13) 중 적어도 하나가 배열 가능한 대물 필드(4)를 기판(26)의 화상부(31) 중 적어도 하나가 배열 가능한 화상 필드(8) 내로 이미징하는 것의 도움으로 구현되고,
    광학 시스템은
    - 각각의 원래 구조부(13)가 별개의 화상부(31)로 전사되고 원래 구조부(13)가 전사되는 화상부(31)가 서로의 옆에 일렬로 배열되고,
    - 리소그래피 마스크(10) 상의 원래 구조부(13)의 전체가 전사 중에 화상부(31)의 전체를 생성하고, 화상부(31)의 전체는 기판(26)의 직경(d)의 절반(d/2)보다 큰 일 방향(y)에서의 전체 길이(Dy)를 갖는 이러한 방식으로 구현되는, 광학 시스템.
  2. 리소그래피 마스크(10)의 적어도 하나의 원래 구조부(13)가 배열 가능한 대물 필드(4)를 기판(26)의 적어도 하나의 화상부(31)가 배열 가능한 화상 필드(8) 내로 이미징하기 위한 투영 리소그래피를 위한 투영 광학 유닛(7)이며,
    - 투영 광학 유닛(7)은 2개의 상호 수직 필드 좌표(x, y)에 대해 상이한 이미징 스케일(βx, βy)을 갖는 아나모픽 실시예를 갖고,
    - 여기서, 투영 광학 유닛(7)은 이미징 스케일 중 하나(βx)가 필드 좌표 중 하나(x)에 대해 축소되고 이미징 스케일 중 다른 하나(βy)가 필드 좌표 중 다른 하나(y)에 대해 확대되는 이러한 방식으로 구현되는, 투영 광학 유닛.
  3. 제2항에 있어서, 1.5 내지 5의 절대값 범위의 확대 이미징 스케일(βy)을 특징으로 하는, 투영 광학 유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 1/8 내지 1/3의 절대값 범위의 축소 이미징 스케일(βx)을 특징으로 하는, 투영 광학 유닛.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 투영 광학 유닛을 포함하는, 광학 시스템.
  6. 제1항 및 제5항에 따른, 광학 시스템.
  7. 제1항, 제5항 또는 제6항에 있어서,
    - 리소그래피 마스크(10)를 보유하기 위한 마스크 홀더(11)를 포함하고, 상기 마스크 홀더는 마스크 변위 드라이브(12)에 의해 물체 변위 방향(y)으로 변위 가능하고,
    - 기판(26)을 보유하기 위한 기판 홀더(27)를 포함하고, 상기 기판 홀더는 기판 변위 드라이브(28)에 의해 마스크 변위 드라이브(12)에 동기화된 방식으로 물체 변위 방향(y)을 따라 변위 가능한, 광학 시스템.
  8. 제1항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 투영 광학 유닛(7)이 확대 실시예를 갖는 필드 좌표는 물체 변위 방향(y)과 일치하는 것을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  9. 제1항 또는 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(2)의 조명광(3)으로 대물 필드(4)를 조명하기 위한 조명광학 유닛(6)을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  10. 제1항 또는 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 조명광(3)용 광원(2)을 특징으로 하는, 광학 시스템.
  11. 서로의 옆에 일렬로 배열되고 이미징될 임의의 구조를 갖지 않는 분리부(14)에 의해 서로로부터 분리되는, 이미징될 복수의 원래 구조부(13)를 포함하는 리소그래피 마스크(10)이며, 원래 구조부(13)는 제1 차원(x)에서의 제1 크기 및 제1 차원(x)에 수직으로 연장하는 제2 차원(y)에서의 제2 크기를 갖고, 이들 2개의 크기의 형상비(x/y)는 4:1보다 큰, 리소그래피 마스크.
  12. 제10항에 따른 광학 시스템을 포함하는 투영 노광 장치.
  13. 구조화된 구성요소를 제조하기 위한 방법이며, 이하의 단계:
    - 레티클(10) 및 웨이퍼(26)를 제공하는 단계,
    - 제12항에 따른 투영 노광 장치의 도움에 의해 웨이퍼(26)의 감광층 상에 레티클(10) 상의 구조를 투영하는 단계,
    - 웨이퍼(26) 상에 마이크로구조 또는 나노구조를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 따른 방법에 따라 제조된 구조화된 구성요소.
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