KR20230098308A - 파장 분리를 증가시킨 다초점 이미징 - Google Patents

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마이클 레슬리 프라이스
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사이머 엘엘씨
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Abstract

파장 선택 장치는 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각에 따라 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계; 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘; 및 수동형이면서 투과형이고, 펄스형 광빔이 전적으로 확대되거나 또는 적어도 대부분 확대되는 위치에서 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치되는 회절 광학 요소를 포함한다. 회절 광학 요소는 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 각각의 펄스형 서브 광빔은 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 중심 파장 선택 광학계 상의 별개의 입사각과 관련된다.

Description

파장 분리를 증가시킨 다초점 이미징
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 파장 분리를 증가시킨 다초점 이미징이라는 명칭으로 2020년 12월 10일에 출원된 미국 출원 제 63/123,833 호의 우선권을 주장하며, 이 출원은 참조에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
개시된 주제는 단일의 펄스형 광빔의 복수의 파장을 선택하여 단일의 리소그래피 노광 패스(pass)로 복수의 에어리얼 이미지(aerial image)를 형성하기 위한 파장 선택 장치에 관한 것이다.
포토리소그래피는 반도체 회로를 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 패턴화하는 프로세스이다. 포토리소그래피 광원은 웨이퍼 상의 포토레지스트를 노광하기 위해 사용되는 심자외광(DUV 광빔)을 제공한다. 포토리소그래피용 DUV 광빔은 엑시머 광원에 의해 생성된다. 많은 경우, 광원은 레이저 광원이고, 레이저 광원의 출력은 펄스형 레이저 빔이다. DUV 광빔은 빔 공급 유닛, 레티클 또는 마스크를 통과하고, 다음에 준비된 실리콘 웨이퍼 상에 투사된다. 이러한 방식으로 칩 디자인이 포토레지스트 상에 패턴화되고, 다음에 이것은 현상, 에칭 및 세정되고, 다음에 이 프로세스가 반복된다.
전형적으로, 엑시머 레이저는 아르곤, 크립톤, 또는 제논, 및 불소 또는 염소를 포함할 수 있는 반응성 가스를 포함할 수 있는 하나 이상의 희가스의 조합을 사용한다. 엑시머 레이저는 전기 시뮬레이션(공급된 에너지) 및 고압(가스 혼합물)의 적절한 조건 하에서 의사 분자인 엑시머를 생성할 수 있고, 엑시머는 에너지가 주어진 상태에서만 존재한다. 활성 상태의 엑시머는 DUV 범위에서 증폭된 광을 발생시킨다. 엑시머 광원은 단일의 가스 방전 체임버 또는 복수의 가스 방전 체임버를 사용할 수 있다. DUV 광빔은, 예를 들면, 약 100 nm 내지 약 400 nm의 파장을 포함하는 EUV 범위의 파장을 갖는다.
몇몇 일반적 양태에서, 파장 선택 장치는 펄스형 광빔을 생성하는 펄스형 광원에 대해 상대적으로 배치된다. 파장 선택 장치는 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각에 따라 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계; 중심 파장 선택 광학계로의 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치되는 튜닝 메카니즘 - 이 튜닝 메카니즘은 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성됨 -; 및 수동형이면서 투과형이고, 펄스형 광빔이 전적으로 확대되거나 또는 적어도 대부분 확대되는 위치에서 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치되는 회절 광학 요소를 포함한다. 회절 광학 요소는 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 그리고 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련된다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드(blazed) 위상 격자일 수 있다.
튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함할 수 있다. 각각의 굴절 광학 요소는 직각 프리즘일 수 있다. 튜닝 메카니즘은 4 개의 직각 프리즘을 포함할 수 있고, 펄스형 광빔이 적어도 대부분 확대되는 위치는 중심 파장 선택 광학계에 가장 가까운 직각 프리즘과 중심 파장 선택 광학계에 두번째로 가까운 직각 프리즘 사이의 광학 경로 내에 있다. 튜닝 메카니즘은 회절 광학 요소로의 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 4 개의 직각 프리즘을 포함할 수 있고, 펄스형 광빔은 4 개의 직각 프리즘과 중심 파장 선택 광학계 사이에서 전적으로 확대된다.
복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 클 수 있다. 펄스형 광빔의 각각의 펄스의 중심 파장은 약 248 나노미터(nm) 또는 약 193 nm일 수 있다. 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 회절 광학 요소의 주기적 형상에 의존할 수 있다.
회절 광학 요소가 특정 순간에는 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되고, 다른 순간에는 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되지 않도록 펄스형 광빔의 경로에 대해 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하도록 구성된 액츄에이터를 또한 포함할 수 있고, 회절 광학 요소는 회절 광학 요소가 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 경우에만 펄스형 광빔과 상호작용한다. 액츄에이터는, 중심 파장 선택 광학계 상에서의 각각의 생성된 펄스형 서브 광빔의 별개의 입사각이 조정되도록, 회절 광학 요소에서 펄스형 광빔의 경로의 방향에 대한 회절 광학 요소의 각도를 조정하도록 더 구성될 수 있다.
복수의 펄스형 서브 광빔은 3 개 이상의 펄스형 서브 광빔을 포함할 수 있다.
튜닝 메카니즘 및 중심 파장 선택 광학계는 리트로(Littrow) 구성으로 펄스형 광빔과 상호작용하도록 배치될 수 있다. 중심 파장 선택 광학계는 반사성 광학 요소일 수 있다.
에어리얼 이미지가 펄스형 광빔의 각각의 별개의 파장에 대해 형성될 수 있다.
파장 선택 장치는 또한 튜닝 메카니즘과 관련되는 제어 시스템 및 하나 이상의 액츄에이터를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 하나 이상의 액츄에이터로의 신호를 조정하여 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각을 조정하도록 구성될 수 있다.
회절 광학 요소는 경로를 따라 펄스형 광빔의 전파 방향에 수직으로 배치될 수 있다. 회절 광학 요소는 중심 파장 선택 광학계로부터의 복수의 펄스형 서브 광빔을 재결합하여 펄스형 광빔을 형성하도록 구성될 수 있다.
다른 일반적 양태에서, 광학 시스템은 리소그래피 노광 장치를 향하는 일 경로를 따라 지향되는 펄스형 광빔을 생성하도록 구성된 광원; 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성된 리소그래피 노광 장치; 및 광원에 대해 배치되는 파장 선택 장치를 포함한다. 파장 선택 장치는 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각에 따라 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계; 중심 파장 선택 광학계로의 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치되는 튜닝 메카니즘 - 이 튜닝 메카니즘은 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성됨 -; 및 수동형이면서 투과형이고, 펄스형 광빔이 전적으로 확대되거나 또는 적어도 대부분 확대되는 위치에서 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치되는 회절 광학 요소를 포함한다. 회절 광학 요소는 펄스형 광빔과 상호작용하도록 그리고 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되며, 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되지 않는다. 각각의 펄스형 서브 광빔은 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 그리고 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련된다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드(blazed) 위상 격자일 수 있다.
튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함할 수 있다. 각각의 굴절 광학 요소는 직각 프리즘일 수 있다.
복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 클 수 있다. 펄스형 광빔의 각각의 펄스의 중심 파장은 약 248 나노미터(nm) 또는 193 nm일 수 있다.
회절 광학 요소가 특정 순간에는 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되고, 다른 순간에는 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되지 않도록 펄스형 광빔의 경로에 대해 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하도록 구성된 액츄에이터를 포함할 수 있고, 회절 광학 요소는 회절 광학 요소가 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 경우에만 펄스형 광빔과 상호작용한다. 광학 시스템은 펄스형 광빔의 경로에 대한 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하기 위해 파장 선택 장치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 또한 포함할 수 있다.
리소그래피 노광 장치는 광원으로부터의 펄스형 광빔과 상호작용하도록 위치된 마스크, 및 웨이퍼를 유지하도록 구성된 웨이퍼 홀더를 포함할 수 있다. 복수의 별개의 에어리얼 이미지가 웨이퍼 홀더에 있는 웨이퍼 상에 형성될 수 있고, 각각의 별개의 에어리얼 이미지는 전파 방향을 따라 마스크를 통과하는 관련된 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장에 기초한다.
광학 시스템은 튜닝 메카니즘과 관련되는 제어 시스템 및 하나 이상의 액츄에이터를 포함할 수 있다. 제어 시스템은 하나 이상의 액츄에이터로의 신호를 조정하여 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각을 조정하도록 구성될 수 있다.
다른 일반적 양태에서, 방법은 단일의 펄스형 광빔으로 복수의 에어리얼 이미지를 형성하도록 수행된다. 이 방법은 웨이퍼를 향하는 일 경로를 따라 펄스형 광빔을 생성하는 것; 중심 파장 선택 광학계로의 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘과 펄스형 광빔을 광학적으로 상호작용시킴으로써 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대한 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각을 선택하는 것; 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 회절 패턴과 펄스형 광빔을 상호작용시킴으로써 펄스형 광빔을 복수의 펄스형 서브 광빔으로 분할하는 것을 포함하여, 펄스형 광빔으로부터 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하는 것 - 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되어 있지 않으며, 각각의 펄스형 서브 광빔이 적어도 10 피코미터(pm) 만큼 분리되는 별개의 파장들 중 각각의 하나와 관련되도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련됨 -; 및 웨이퍼 상에 단일의 펄스형 광빔으로 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 것을 포함하며, 각각의 에어리얼 이미지는 별개의 파장에 기초하여 형성된다.
구현형태는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 펄스형 광빔은 회절 광학 요소를 통해 펄스형 광빔을 투과시킴으로써 회절 패턴과 상호작용될 수 있다.
각각의 펄스형 서브 광빔과 관련되는 중심 파장 선택 광학계 상에서의 각각의 별개의 입사각은 회절 패턴의 주기적 형상에 의해 결정될 수 있다.
중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각은 튜닝 메카니즘 내의 굴절 광학 요소의 하나 이상의 각도를 조정함으로써 선택될 수 있다.
복수의 펄스형 서브 광빔은 펄스형 광빔의 경로에 대한 회절 패턴의 상대적 위치를 조정함으로써 펄스형 광빔으로부터 생성될 수 있다. 회절 패턴의 위치를 조정하는 것은 회절 패턴을 포함하는 회절 광학 요소를 이동시킴으로써 제어하는 것을 포함할 수 있다.
복수의 에어리얼 이미지는 웨이퍼에서 펄스형 광빔의 세기 프로파일을 평탄화함으로써 웨이퍼 상에 형성될 수 있다.
이 방법은 펄스형 광빔이 중심 파장 선택 광학계로의 경로를 따라 이동하는 회절 패턴과 상호작용할 때 복수의 펄스형 서브 광빔이 생성되도록 그리고 펄스형 서브 광빔이 중심 파장 선택 광학계로부터 멀어지는 경로를 따라 이동하는 회절 패턴과 상호작용할 때 복수의 펄스형 서브 광빔이 재결합되어 펄스형 광빔을 형성하도록 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 회절 패턴과 펄스형 서브 광빔을 상호작용시킴으로써 중심 파장 선택 광학계를 나가는 복수의 펄스형 서브 광빔을 재결합하는 것을 더 포함할 수 있다.
다른 일반적 양태에서, 파장 선택 장치는 펄스형 광빔을 생성하는 펄스형 광원과 관련된다. 파장 선택 장치는 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각에 따라 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계; 중심 파장 선택 광학계로의 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치되는 튜닝 메카니즘 - 이 튜닝 메카니즘은 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성되고, 이 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함함 -; 및 튜닝 메카니즘과 중심 파장 선택 광학계 사이의 위치에서 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 수동형이면서 투과형인 회절 광학 요소를 포함한다. 회절 광학 요소는 펄스형 광빔과 상호작용하도록 그리고 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되지 않는다. 각각의 펄스형 서브 광빔은 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 그리고 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련된다.
도 1은 펄스형 광빔을 생성하도록 구성된 광원, 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성된 리소그래피 노광 장치, 및 펄스형 광빔에서 복수의 별개의 중심 파장을 선택하도록 구성되는 파장 선택 장치를 포함하는 광학 시스템의 블록도이다.
도 2a는 중심 파장 선택 광학계, 튜닝 메카니즘, 및 회절 광학 요소를 포함하는 도 1의 파장 선택 장치의 구현형태의 블록도이다.
도 2b는 도 2a의 중심 파장 선택 광학계 및 위상 격자인 도 2a의 회절 광학 요소의 일 구현형태의 블록도이다.
도 2c는 펄스형 광빔 내의 각각의 별개의 중심 파장에서 피크를 포함하는 도 1의 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼의 일례의 그래프이다.
도 3a는 도 1의 광원으로부터의 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성된 투영 광학 시스템, 펄스형 광빔과 상호작용하도록 위치된 마스크, 및 웨이퍼를 유지하도록 구성된 웨이퍼 홀더를 포함하는 도 1의 리소그래피 노광 장치의 구현형태의 블록도이다.
도 3b는 슬릿, 도 3a의 마스크, 및 렌즈를 포함하는 투영 대물렌즈를 포함하는 도 3a의 투영 광학 시스템의 일 구현형태의 블록도이다.
도 3c는 웨이퍼의 z축을 따라 상이한 평면에서 복수의 에어리얼 이미지를 포함하는 도 3a의 웨이퍼의 개략도이며, 에어리얼 이미지의 각각은 단일의 노광 패스에서 도 3b의 투영 광학 시스템에 의해 형성된다.
도 4a는 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 배치된 일 세트의 광학 컴포넌트를 포함하는 튜닝 메카니즘의 구현형태, 회절 광학 요소의 구현형태, 및 중심 파장 선택 광학계의 구현형태를 포함하는 도 2a의 파장 선택 장치의 구현형태의 블록도이다.
도 4b는 도 4a의 파장 선택 장치의 광학 컴포넌트 중 하나를 통한 빔 배율 및 빔 굴절각을 보여주는 블록도이다.
도 5a는 도 4a의 파장 선택 장치의 Z축을 따르는 평면 블록도이고, 여기서 Z 방향은 광빔의 이동 경로에 수직이다.
도 5b는 도 2a의 파장 선택 장치의 다른 구현형태의 Z축을 따르는 평면 블록도이다.
도 6a는 펄스형 광빔의 경로에 대해 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하도록 구성된 액츄에이터를 포함하는 도 4a의 파장 선택 장치의 Y축을 따르는 측면도의 블록도이며, 회절 광학 요소는 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치한다.
도 6b는 도 6a의 액츄에이터를 포함하는 도 4a의 파장 선택 장치의 Y축을 따르는 측면 블록도이고, 회절 광학 요소는 펄스형 광빔의 경로의 외측에 위치한다.
도 7a는 회절 광학 요소에서 펄스형 광빔의 경로의 방향에 대해 회절 광학 요소의 각도를 조정하도록 구성된 액츄에이터, 및 튜닝 메카니즘 내의 광학 컴포넌트 중 하나의 각도를 조정하여 중심 파장 선택 광학계 상에서의 펄스형 광빔의 입사각을 조정하도록 구성된 다른 액츄에이터를 포함하는 도 4a의 파장 선택 장치의 Z축을 따르는 측면 블록도이다.
도 7b는 도 7a의 액츄에이터를 포함하는 도 4a의 파장 선택 장치의 Z축을 따르는 측면 블록도이며, 각각의 액츄에이터는 조정된 위치에 배치되어 있다.
도 8은 도 1의 단일의 펄스형 광빔으로 도 3c의 복수의 에어리얼 이미지를 형성하기 위한 프로시저의 흐름도이다.
도 9는 도 2a의 파장 선택 장치를 포함하는 도 1의 광학 시스템의 구현형태의 일례의 블록도이다.
도 10a는 블레이즈 격자인 회절 광학 요소의 일 구현형태를 포함하는 도 4a의 파장 선택 장치의 Z축을 따르는 평면 블록도이다.
도 10b는 블레이즈 격자인 도 10a의 회절 광학 요소의 블록도이다.
도 10c는 도 10a 및 도 10b의 회절 광학 요소의 측면도이고, 여기서 Z축은 페이지에 대해 상하 방향이다.
도 1를 참조하면, 광학 시스템(100)은 광빔(102)을 생성하는 펄스형 광원인 광원(105), 펄스형 광빔(102)과 상호작용하도록 구성된 리소그래피 노광 장치(107), 및 광원(105)에 대해 배치된 파장 선택 장치(110)를 포함한다. 광빔(102)은 경로(104)를 따라 리소그래피 노광 장치(107)를 향해 지향된다. 광빔(102)은 시간적으로 서로 분리된 광 펄스를 포함하는 펄스형 광빔이다. 광빔(102)의 펄스는 예를 들면, 248 나노미터(nm) 또는 193 nm 파장을 갖는 심자외(DUV) 범위에 있는 파장을 중심으로 하여 집중된다. 펄스형 광빔(102)은 리소그래피 노광 장치(107)에서 수용된 기판 또는 웨이퍼 상에 미세전자 피처를 패턴화하는 데 사용된다. 웨이퍼 상에 패턴화된 미세전자 피처의 크기는 펄스형 광빔(102)의 파장에 의존하며, 파장이 작을수록 최소 피처 크기 또는 임계 치수가 더 작아진다. 예를 들면, 펄스형 광빔(102)의 파장이 248 nm 또는 193 nm인 경우, 미세전자 피처의 최소 크기는, 예를 들면, 50 nm 이하일 수 있다.
파장 선택 장치(110)는 광원(105)에 의해 생성되는 광빔(102)과 상호작용하도록 광원(105)의 제 1 단부에 배치된다. 광빔(102)은 광원(105) 내의 공진기의 일단부에서 생성되는 빔이다. 예를 들면, 광빔(102)은 마스터 오실레이터에 의해 생성되는 시드 빔(seed beam)일 수 있다. 파장 선택 장치(110)는 펄스형 광빔(102)의 파장을 포함하여 펄스형 광빔(102)의 스펙트럼 특성을 미세 조정하도록 구성된다.
구체적으로, 또한 도 2a를 참조하면, 파장 선택 장치(110)는 튜닝 메카니즘(112) 및 중심 파장 선택 광학계(116)을 포함한다. 광빔(102)은 개구(211)를 통해 파장 선택 장치(110)에 출입한다. 중심 파장 선택 광학계(116)는 경로(104)를 따라 지향되는 펄스형 광빔(102)이 중심 파장 선택 광학계(116)와 상호작용하는 입사각에 따라 펄스형 광빔의 각각의 펄스(102)의 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된다. 중심 파장 선택 광학계(116)는, 예를 들면, 반사성 격자 등의 반사성 광학 요소일 수 있다. 튜닝 메카니즘(112)은 중심 파장 선택 광학계(116)로의 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치된다. 튜닝 메카니즘(112)은 펄스형 광빔(102)과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 중심 파장 선택 광학계(116)에의 펄스형 광빔(102)의 중심 광선의 입사각을 선택하도록 구성된다.
파장 선택 장치(110)는 리소그래피 노광 장치(107) 내의 웨이퍼에서 복수의 에어리얼 이미지를 형성할 수 있는 펄스형 광빔(102)을 생성하도록 설계되며, 각각의 에어리얼 이미지는, 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 웨이퍼의 z축을 따라 공간적으로 별개의 위치에 있다. 이 웨이퍼의 z축을 따르는 에어리얼 이미지의 위치는 광빔(102)의 파장에 적어도 부분적으로 의존한다. 따라서, 광빔(102)의 파장을 변화시키거나 아니면 제어함으로써, 웨이퍼 내의 에어리얼 이미지 또는 에어리얼 이미지들의 위치가 제어될 수 있다. 또한, 단일의 노광 패스 중에 상이한 1차 광 파장을 갖는 펄스를 제공함으로써, 웨이퍼의 z축을 따라 각각 상이한 위치에 있는 복수의 에어리얼 이미지가 리소그래피 노광 장치(107)의 컴포넌트 및 웨이퍼를 웨이퍼의 z축을 따라 서로에 대해 상대적으로 이동시킬 필요없이 단일의 노광 패스로 형성될 수 있다.
펄스형 광빔(102)의 파장은 튜닝 메카니즘(112)을 사용하여 조정될 수 있고, 이 튜닝 메카니즘은 각각의 펄스 또는 정수 개의 펄스마다의 펄스형 광빔(102)의 파장을 교체 또는 디더링(dithering)하기 위해 어떤 반복률로 회전하도록 구성된 반사 프리즘 또는 직각 프리즘을 포함하는 반사성 광학 컴포넌트 등의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 튜닝 메카니즘(112) 내에서 직각 프리즘을 회전시키면 15 피코미터(pm)의 최대 파장 분리를 달성할 수 있다. 그러나, 이 최대 파장 분리보다 더 큰 파장 분리가 원하거나 요구되는 미세전자 피처에 따라 원하거나 요구될 수 있다. 또한, 웨이퍼에서 복수의 에어리얼 이미지를 동시에 생성하기 위해 특정 순간에 펄스형 광빔(102)으로 복수의 상이한 파장을 생성하고자 하는 요구가 존재한다. 이를 위해, 파장 선택 장치(110)는 또한 회절 광학 요소(114)를 포함한다. 회절 광학 요소(114)는 펄스형 광빔(102)과 상호작용하여 펄스형 광빔(102)으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)을 생성하도록 구성된다. 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 각각의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)(도 2c)과 관련된다 광빔(102)의 경로를 따라 파장 선택 장치(110)에 배치된 회절 광학 요소(114)를 사용하면, 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)들 사이의 파장 분리(220s)는 약 10 피코미터(pm)보다 클 수 있다. 예를 들면, 파장 분리(220s)는 약 30 pm 또는 약 45 pm일 수 있다. 파장 분리(220s)의 크기는 회절 광학 요소(114)의 특성에 의존한다.
회절 광학 요소(114)는 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 펄스형 광빔(102)이 전적으로 확대되거나 적어도 대부분 확대되는 위치에 배치된다. 이러한 배치의 이점은 펄스형 광빔(102)의 광학 피크 파워가 빔이 전적으로 확대되는 경로(104)를 따른 위치에서 (경로(104)를 따른 다른 위치에 비해) 더 작아진다는 것을 포함한다. 일부의 구현형태에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 회절 광학 요소(114)는 튜닝 메카니즘(112)과 중심 파장 선택 광학계(116) 사이의 경로(104)를 따라 배치된다. 도 2a의 실시례에서, 회절 광학 요소(114)는 경로(104)를 따라 펄스형 광빔(102)의 전파 방향에 수직으로 배치된다. 즉, 회절 광학 요소(114)의 표면 법선은 경로(104)와 평행하다. 다른 실시례에서, 회절 광학 요소(114)는 이 회절 광학 요소(114)가 펄스형 광빔(102)의 전파 방향에 수직이 아니도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 회절 광학 요소(114)는 그 표면 법선이 펄스형 광빔(102)의 전파 방향의 10도 내에 있도록 배치될 수 있다.
회절 광학 요소(114)는 수동형이므로 광빔(102)에 대하여 수동형으로 동작하고, 이는 회절 광학 요소(114)를 동작시키기 위해 추가의 에너지가 필요하지 않음을 의미한다. 회절 광학 요소(114)는 펄스형 광빔(102)을 별개의 각도에 따라 지향되는 서브 광빔(221, 223, 225)으로 분리함으로써 펄스형 광빔(102)에 작용한다. 회절 광학 요소(114)는 또한 펄스형 광빔(102)에 대해 투과형이고, 펄스형 광빔(102)은 회절 광학 요소(114)를 통과함으로써 회절 광학 요소(114)와 상호작용한다. 도 2a의 실시례에서, 회절 광학 요소(114)는 3 개의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)을 생성하고, 각각은 별개의 방향 및 별개의 각도를 따라 지향된다. 다른 실시례에서, 회절 광학 요소(114)는 2 개의 펄스형 서브 광빔 또는 4 개 이상의 펄스형 서브 광빔을 생성할 수 있다. 또한, 도 2a의 실시례에서, 회절 광학 요소(114)는 중심 파장 선택 광학계(116)로부터 되돌아오는 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)을 재결합하여 경로(104)를 따라 리소그래피 노광 장치(107)를 향해 지향되는 펄스형 광빔(102)을 형성하도록 구성된다.
각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 각각의 경로(222, 224, 226)를 따라 중심 파장 선택 광학계(116)로 이동한다. 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은, 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)이 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)과 관련되도록, 중심 파장 선택 광학계(116)에의 별개의 입사각(222A, 224A, 226A)(양방향 곡선 화살표로 표시됨)과 관련된다. 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)들 사이의 파장 분리(220s)(도 2c)는 회절 광학 요소(114)의 주기 피처 사이의 주기 간격(114s)에 적어도 부분적으로 의존한다. 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 그 경로를 따라 이동할 때 그 각도 오프셋을 유지한다. 또한, 펄스형 광빔(102)이 각도적으로 이동되거나 병진되는 경우, 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225) 사이의 각도 분리를 변화시키지 않고 또한 각각의 별개의 중심 파장 사이의 파장 분리를 변화시키지 않고, 모든 서브 광빔은 일체적으로 각도적으로 이동되거나 병진된다. 그러나, 이 상황에서, 중심 파장(w1, w2, w3)은 펄스형 광빔(102)의 이동량 또는 병진량에 의해 결정되는 양만큼 시프트된다.
도 2b에 도시된 실시례에서, 회절 광학 요소(114)는 주기적 표면 릴리프(relief; 214g)들 사이의 주기적 간격(214s)을 갖는 이진 위상 격자 또는 블레이즈 위상 격자 등의 위상 격자(214)이다. 위상 격자를 투과한 광은 위치 의존적 위상 변화를 얻으며, 이는 표면 릴리프로부터 발생하거나, 대안적으로는 홀로그래픽(간섭) 패턴으로부터 발생할 수도 있다. 블레이즈 위상 격자는 1 오더(order)(m = -1) 내로의 100% 효율의 장점을 갖는다 또한, 블레이즈 위상 격자는 2 개의 상이한 블레이즈 각도(양측에 하나씩)를 갖도록 그리고 광빔(102)을 본질적으로 2 개의 서브 펄스(각각 50%의 에너지)로 분할하도록 구성될 수 있다. 즉 더 높은 오더 모드로의 에너지 기여가 존재하지 않는다. 또한, 블레이즈 위상 격자(214)는 수평방향으로(예를 들면, 도 5a에 도시된 XY 평면에서) 슬라이딩되어 더 많은 광빔(102)을 하나의 오더 대 다른 오더로 시프트시킬 수 있다. 에어리얼 이미지들 사이에서 (따라서, 어떤 에어리얼 이미지로부터 다른 에어리얼 이미지로) 광학 파워를 제어 또는 시프트시키는 능력은 웨이퍼에서의 다초점 이미징을 최적화 또는 개선하는 것에 유용하다. 위상 격자는 매질의 굴절률의 변화에 의해, 즉 굴절률의 변조에 의해 기능한다. 위상 격자는 매질의 두께 및 굴절률 변조를 조정함으로써 상이한 파장으로 동작하도록 설계된다. 이진 위상 격자의 일례는 HOLO/OR사(Ness Ziona, Israel)의 이진 위상 격자이다.
다른 구현형태에서, 회절 광학 요소(114)는 펄스형 광빔(102)과 상호작용하는 그루브가 있는 회절 빔 스플리터 또는 회절 격자일 수 있다. 일차원 회절 빔 스플리터의 일례는 HOLO/OR(Ness Ziona, Israel)에 의한 1D Beam Splitter이다.
펄스형 광빔(102)의 광학 스펙트럼(220)(도 2c)은 각각의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)에서의 피크를 포함한다. 광학 스펙트럼(220)은 광빔(102)의 광학 에너지 또는 파워가 상이한 파장(또는 주파수)에 걸쳐 어떻게 분포되는지에 대한 정보를 포함하고 있다. 회절 광학 요소(114)(회절 빔 스플리터/격자 및 위상 격자(214)의 둘 모두를 포함)는 물리적 피처의 주기적 변화에 의해 지배된다. 예를 들면, 회절 빔 스플리터 및 격자는 그루브를 포함하지만 위상 격자는 주기적 표면 릴리프(도 2b에 도시된 것 등) 또는 간섭 패턴을 포함할 수 있다. 둘 모두의 경우에 이들 피처 사이의 간격(114s, 214s)은 이들 별개의 중심 파장(w1, w2, w3) 사이의 간격을 결정한다. 예를 들면, 임의의 2 개의 인접한 중심 파장 사이의 차이(Δλ(pk2pk))는 (회절 광학 요소(114)가 존재하지 않는 경우의) 펄스형 광빔(102)의 입사각에 대한 중심 파장 선택 광학계(116)에서의 서브 광빔의 입사각의 변화(ΔαL)에 정비례한다. 또한, 서브 광빔의 입사각의 변화(ΔαL)는 이러한 피처 간격 및 서브 광빔의 오더에 의존한다. 마지막으로, 차이(Δλ(pk2pk))는 또한 중심 파장 선택 광학계(116)에의 (회절 광학 요소(114)가 존재하지 않는 경우의) 펄스형 광빔(102)의 입사각에 대한 (회절 광학 요소(114)가 존재하지 않는 경우의) 펄스형 광빔(102)의 파장의 변화인 dλ/dαL에 비례한다. 따라서, 회절 광학 요소(114)의 설계에 의해 중심 파장 선택 광학계(116)에의 각각의 서브 광빔의 입사각의 변화의 크기가 결정된다.
또한 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 일부의 구현형태에서, 리소그래피 노광 장치(107)는 투영 광학 시스템, 및 웨이퍼(328)를 유지하도록 구성된 웨이퍼 홀더(329)를 포함한다. 투영 광학 시스템(327)은 광원(105)으로부터의 펄스형 광빔(102)과 상호작용하도록 위치된 마스크(336b)를 포함한다. 리소그래피 노광 장치(107)는 액침 시스템 또는 건식 시스템일 수 있다. 펄스형 광빔(102)은 경로(104)를 따라 개구(311)를 통해 리소그래피 노광 장치(107)로 들어가서 투영 광학 시스템(327) 내의 마스크(336b) 및 웨이퍼(328)와 상호작용한다. 미세전자 피처는, 예를 들면, 펄스형 광빔(102)으로 웨이퍼(328) 상의 방사선 감수성 포토레지스트 물질의 층을 노광함으로써 웨이퍼(328) 상에 형성된다.
도 3b에도시된 바와 같이, 투영 광학 시스템(327)은 슬릿(336a), 마스크(336b), 및 렌즈(336c)를 포함하는 투영 대물렌즈를 포함한다. 펄스형 광빔(102)은 투영 광학 시스템(327)에 입사하여 슬릿(336a) 상에 충돌하고, 펄스형 광빔(102)의 적어도 일부는 슬릿(336a)을 통과한다. 도 3a 내지 도 3c의 실시례에서, 슬릿(336a)은 직사각형이며, 펄스형 광빔(102)을 세장형의 직사각형 성형된 광빔으로 성형한다. 패턴이 마스크(336b) 상에 형성되고, 이 패턴은 성형된 광빔의 어느 부분이 마스크(336b)에 의해 투과되고 어느 부분이 마스크(336b)에 의해 차단되는지를 결정한다. 패턴의 디자인은 웨이퍼(328) 상에 형성될 특정의 마이크로전자 회로 디자인에 의해 결정된다.
성형된 광빔은 마스크(336b)와 상호작용한다. 마스크(336b)에 의해 투과되는 성형된 광빔 부분은 투영 렌즈(336c)를 통과하여 (그리고 이 투영 렌즈(336c)에 의해 집속되어) 웨이퍼(328)를 노광한다. 마스크(336b)에 의해 투과되는 성형된 광빔 부분은 웨이퍼(328)의 x-y 평면에 에어리얼 이미지를 형성한다. 에어리얼 이미지는 마스크(336b)와의 상호작용 후에 웨이퍼(328)에 도달하는 광에 의해 형성되는 강도 패턴이다. 에어리얼 이미지는 웨이퍼(328)에 위치하며, 일반적으로 x-y 평면 내에서 연장된다.
파장 선택 장치(110)를 포함하는 광학 시스템(100)은 단일의 노광 패스 중에 복수의 에어리얼 이미지를 형성할 수 있고, 에어리얼 이미지의 각각은 웨이퍼(328) 내의 z축을 따라 공간적으로 별개의 위치에 있다. 이 실시례에서, 투영 광학 시스템(327)은 단일의 노광 패스로 웨이퍼(328)의 z축을 따라 상이한 평면에서 3 개의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)를 형성한다. 에어리얼 이미지(331, 333, 335)의 각각은 다른 에어리얼 이미지(331, 333, 335)의 중심 파장과는 상이한 중심 파장을 갖는 광으로 형성된다. 구체적으로, 에어리얼 이미지(331, 333, 335)의 각각은 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 각각의 하나로부터 형성되고, 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 각각은 각각의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)을 갖는다. 이와 같이, 펄스형 광빔(102)의 각각의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)에 대해 1 개의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)가 형성된다.
위에서 설명한 바와 같이, z축을 따른 에어리얼 이미지(331, 333, 335)의 위치는 투영 광학 시스템(327)(투영 렌즈(336c) 및 마스크(336b)를 포함함)의 특성 및 펄스형 광빔(102)의 파장에 의존한다. 일반적으로, 마스크(336b)를 통과하는 단일의 중심 파장의 광은 투영 렌즈(336c)에 의해 초점면에 집광된다. 투영 렌즈(336c)의 초점면은 투영 렌즈(336c)와 웨이퍼 홀더(329) 사이에 있으며, 웨이퍼(328)의 z축을 따르는 초점면의 위치는 투영 광학 시스템(327)의 특성 및 펄스형 광빔(102)의 중심 파장에 의존한다. 따라서, 펄스형 광빔(102)의 중심 파장을 변화시키거나 제어하면 에어리얼 이미지(331, 333, 335)의 위치를 제어할 수 있게 된다. 에어리얼 이미지(331, 333, 335)는 상이한 중심 파장(w1, w2, w3)을 갖는 펄스형 광빔(102)으로부터 형성된다. 이러한 방식으로, 에어리얼 이미지(331, 333, 335)는 웨이퍼(328)의 상이한 위치에 있다. 에어리얼 이미지(331, 333)는 분리 거리(330a)만큼 웨이퍼(328)의 z축을 따라 서로 분리되고, 에어리얼 이미지(333, 335)는 분리 거리(330b)만큼 z축을 따라 서로 분리된다. 분리 거리(330a)는 에어리얼 이미지(331)를 형성하는 펄스형 광빔(102)의 중심 파장(w1)과 에어리얼 이미지(333)를 형성하는 펄스형 광빔(102)의 중심 파장(w2) 사이의 차이에 의존한다. 분리 거리(330b)는 에어리얼 이미지(333)를 형성하는 펄스형 광빔(102)의 중심 파장(w2)과 에어리얼 이미지(335)를 형성하는 펄스형 광빔(102)의 중심 파장(w3) 사이의 차이에 의존한다.
웨이퍼 홀더(329) 및 마스크(336b)(또는 투영 광학 시스템(327)의 다른 부품)은, 일상적인 성능 보정 및 동작을 위한 스캐닝 동안에, 일반적으로 x, y, 및 z 방향에서 서로에 대해 이동하고, 이 이동은, 예를 들면, 기본적인 레벨링, 렌즈의 왜곡 보정, 및 스테이지의 위치결정 오차의 보정을 달성하는데 사용될 수 있다. 이 상대 운동을 부수적 작동 운동이라고 부른다. 그러나, 도 3a의 시스템에서, 웨이퍼 홀더(329)와 투영 광학 시스템(327)의 상대 운동은 분리 거리(330a, 330b)를 형성하기 위해 의존되지 않는다. 대신, 분리 거리(330a, 330b)는 노광 패스 중에 마스크(336b)를 통과하는 펄스형 광빔(102)의 펄스에서 1차 중심 파장(w1, w2, w3)을 제어하는 능력에 의해 형성된다. 따라서, 일부의 선행 시스템과 달리, 분리 거리(330a, 330b)는 투영 광학 시스템(327)과 웨이퍼(328)를 z 방향을 따라 상대적으로 이동시키는 것에 의해서만 생성되는 것은 아니다. 또한, 에어리얼 이미지(331, 333, 335)는 동일한 노광 패스 중에 웨이퍼(328)에 전부 존재한다. 다시 말하면, 광학 시스템(100)은 에어리얼 이미지(331)가 제 1 노광 패스로 형성되어야 하는 것 및 에어리얼 이미지(333, 335)가 후속 노광 패스로 형성되어야 하는 것을 필요로 하지 않는다.
제 1 에어리얼 이미지(331)의 광은 웨이퍼의 평면(331a)과 상호작용하고, 제 2 에어리얼 이미지(333)의 광은 웨이퍼의 평면(333a)과 상호작용하고, 제 3 에어리얼 이미지(335)의 광은 웨이퍼의 평면(335a)과 상호작용한다. 일부의 실시형태에서, 웨이퍼는 이전 레벨 또는 레벨들에서 이미 패턴화되었고, 웨이퍼 상의 상이한 토포그래피 위치에서, 즉 평면(331a, 331b, 331c) 등(그러나, 이것에 한정되지 않음)의 z축을 따르는 상이한 평면에서 피처를 포함한다. 전술한 상호작용은 웨이퍼(328) 상에 전자적 피처, 또는 개구나 구멍 등의 기타 물리적 특성을 형성할 수 있다. 에어리얼 이미지(331, 333, 335)는 z축을 따라 상이한 평면에 있고, 에어리얼 이미지(331, 333, 335)를 사용하여 웨이퍼(328) 상에 3차원 피처를 형성할 수 있고, 또는 에어리얼 이미지(331, 333, 335)를 사용하여 웨이퍼의 상이한 토포그래피 레벨의 피처를 형성할 수 있다. 예를 들면, 에어리얼 이미지(331)를 사용하여 주변 영역을 형성할 수 있고, 에어리얼 이미지(333)를 사용하여 주변 영역보다는 z축을 따르는 상이한 위치에 있는 채널을 형성할 수 있고, 에어리얼 이미지(335)를 사용하여 주변 영역 및 채널보다는 z축을 따르는 상이한 위치에 있는 리세스를 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 별개의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)가 웨이퍼(328) 상에 형성되고, 각각의 별개의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)는 경로(104)를 따르는 전파 방향을 따라 마스크(336b)를 통과하는 관련된 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)에 기초한다. 이러한 방식으로, 상이한 파장의 광을 사용하여 상이한 레벨의 웨이퍼 토포그래피의 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 명세서에서 논의된 기법들은 3 차원 NAND 플래시 메모리 컴포넌트와 같은 3 차원 반도체 컴포넌트를 형성하는데 사용될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 파장 선택 장치(110)의 구현형태(410)는 튜닝 메카니즘(112)의 구현형태(412), 회절 광학 요소(114)의 구현형태(414), 및 중심 파장 선택 광학계(116)의 구현형태(416)를 포함한다(도 1). 튜닝 메카니즘(412)은 경로(104)를 따라 펄스형 광빔(102)과 광학적으로 상호작용하도록 배치되는 일 세트의 광학 피처 또는 컴포넌트(440a-440d)를 포함한다. 각각의 광학 컴포넌트(440a-440d)는 직각 프리즘 등의 굴절 광학 요소일 수 있다. 도 4a의 실시례에서, 튜닝 메카니즘(412)은 4 개의 직각 프리즘(440a-440d)을 포함한다. 다른 실시례에서, 튜닝 메카니즘(412)은 4 개 미만의 또는 4 개 초과의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 직각 프리즘(440a-440d)의 각각은 회절 광학 요소(114)로의 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치된다. 각각의 프리즘(440a-440d)은 광빔이 프리즘(440a-440d) 본체를 통과할 때 펄스형 광빔(102)을 분산 및 방향전환시키는 작용을 하는 투과 프리즘이다. 각각의 프리즘(440a-440d)은 펄스형 광빔(102)의 파장의 투과를 허용하는 물질(예를 들면, 칼슘 플루오라이드 등)로 만들 수 있다. 도 4a의 실시례에서, 중심 파장 선택 광학계(416)는 펄스형 광빔(102)을 분산 및 반사하도록 설계된 반사성 격자일 수 있고, 따라서 중심 파장 선택 광학계(416)는 DUV 범위의 파장을 갖는 펄스형 광빔(102)과 상호작용하기에 적합한 물질로 만든다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 프리즘(440a, 440b, 440c, 440d), 중심 파장 선택 광학계(416), 및 회절 광학 요소(414)는 광빔(102)의 경로가 일반적으로 XY 평면을 따르도록 XY 평면을 따라 배치된다. 도 5a로부터, 프리즘(440a)은 중심 파장 선택 광학계(116)로부터 가장 멀리 배치되어 있고, 프리즘(440d)은 중심 파장 선택 광학계(416)에 가장 가까이 배치되어 있다는 것을 알 수 있다. 펄스형 광빔(102)은 개구(411)를 통해 파장 선택 장치(410)에 입사되고, 다음에 프리즘(440a), 프리즘(440b), 프리즘(440c), 및 프리즘(440d)을 순서대로 통과한 후에 중심 파장 선택 광학계(416)의 회절면(416s) 상에 충돌한다. 펄스형 광빔(102)의 연속하는 프리즘(440a-440d)을 통과함으로써 광빔(102)은 광학적으로 확대되고, 다음의 광학 컴포넌트를 향해 방향전환(특정 각도로 굴절)된다. 이와 같이, 도 4a의 실시례에서, 펄스형 광빔(102)은 4 개의 직각 프리즘(440a-440d)과 중심 파장 선택 광학계(416) 사이에서 전적으로 확대된다. 그리고, 이 위치에 회절 광학 요소(414)가 배치된다. 펄스형 광빔(102)은 회절 광학 요소(414)에서 전적으로 확대되므로, 펄스형 광빔(102)의 에너지 또는 파워는 회절 광학 요소(114)의 표면적에 걸쳐 더 균일하게 분산된다.
도 5b를 참조하면, 파장 선택 장치(410)의 일 구현형태(510)에서, 펄스형 광빔(102)이 적어도 대부분 확대되는 위치는 중심 파장 선택 광학계(116)에 가장 가까운 직각 프리즘(440d)과 중심 파장 선택 광학계(116)에 두번째로 가까운 직각 프리즘(440c) 사이의 광학 경로(104)에 있을 수 있다. 따라서, 이들 구현형태에서, 회절 광학 요소(414)는 펄스형 광빔(102)이 적어도 대부분 확대되는 위치에 있는 프리즘(440d)와 사이에 배치된다.
다시 도 4a를 참조하면, 회절 광학 요소(414)는 펄스형 광빔(102)과 상호작용하여, 각각 중심 파장 선택 광학계(116)로의 각각의 경로(222, 224, 226)를 따라 지향되는 그리고 각각 중심 파장 선택 광학계(116)에의 별개의 입사각과 관련되는 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)(도 2a)을 생성한다. 따라서, 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 각각은 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)과 관련되고, 펄스형 광빔(102)의 광학 스펙트럼(220)(도 2c)은 각각의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)에서 피크를 포함한다. 회절 광학 요소(414)는 생성된 펄스형 서브 광빔(440a-440d)의 각각의 광학 배율을 변경하지 않는다.
펄스형 광빔(102)은, 이 펄스형 광빔(102)이 파장 선택 장치(410)로부터 나갈 때, 중심 파장 선택 광학계(116)로부터 회전 및 반사되어 회절 광학 요소(414), 프리즘(440d), 프리즘(440c), 프리즘(440b), 및 프리즘(440a)을 순서대로 통과한 후에 개구(411)를 통과한다. 회절 광학 요소(414)는 중심 파장 선택 광학계(116)로부터 진행하는 3 개의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)을 재결합하여 펄스형 광빔(102)을 재형성하여 튜닝 메카니즘(412)과 상호작용시킨다. 중심 파장 선택 광학계(116)로부터 튜닝 메카니즘(112)의 연속하는 프리즘(440a-440d)을 통과함으로써 펄스형 광빔(102)은 개구(411)를 향해 진행함에 따라 광학적으로 압축된다.
도 4a의 실시례에서, 각각의 프리즘(440a-440d)은 광빔(102)이 이것이 통과하는 표면 내에 포함되도록 펄스형 광빔(102)의 횡방향을 따라 충분한 폭을 갖는다. 각각의 프리즘(440a-440d) optically magnifies the 광빔(102) on the 경로 toward the 중심 파장 선택 광학계(416) from the 개구(411)로부터 중심 파장 선택 광학계(416)를 향하는 경로 상의 광빔(102)을 광학적으로 확대하므로 각각의 프리즘(440a-440d)은 프리즘(440a)으로부터 프리즘(440d)까지 크기가 순차적으로 커진다. 따라서, 프리즘(440d)은 프리즘(440c)보다 크고, 프리즘(440c)은 프리즘(440b)보다 크고, 프리즘(440a)은 가장 작은 프리즘이다.
도 4b를 참조하면, 튜닝 메카니즘(412)의 프리즘(P)(이것은 프리즘(440a-440d) 중 임의의 하나일 수 있음)의 회전시키면, 펄스형 광빔(102)이 회전된 프리즘(P)의 입사면(H(P)) 상에 충돌하는 입사각이 변한다. 또한, 2 개의 국부적 광학 품질, 즉, 회전된 프리즘(P)를 통한 광빔(102)의 광학 배율(OM(P)) 및 빔 굴절각(δ(P))은 회전된 프리즘(P)의 입사면(H(P)) 상에 충돌하는 광빔(102)의 입사각의 함수이다. 프리즘(P)를 통한 광빔(102)의 광학 배율(OM(P))은 프리즘(P)을 나가는 광빔(102)의 횡폭(Wo(P))과 프리즘(P)에 들어가는 광빔(102)의 횡폭(Wi(P))의 비율이다.
튜닝 메카니즘(412) 내의 프리즘(P) 중 하나 이상에서 펄스형 광빔(102)의 국부적 광학 배율(OM(P))의 변화는 튜닝 메카니즘(412)을 통한 펄스형 광빔(102)의 광학 배율(OM(438))의 전체적인 변화를 유발한다. 튜닝 메카니즘(412)을 통한 광빔(102)의 광학 배율(OM(438))은 튜닝 메카니즘(412)을 나가는 광빔(102)의 횡폭(Wo)과 튜닝 메카니즘(412)에 들어가는 광빔(102)의 횡폭(Wi)의 비율이다.
또한, 튜닝 메카니즘 내의 프리즘(P) 중 하나 이상을 통과하는 국부적 빔 굴절각(δ(P))의 변화에 의해 중심 파장 선택 광학계(416)의 표면(416s)에서 펄스형 광빔(102)의 입사각의 전체의 변화를 일으킨다. 그러므로, 표면(416s)에서 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 각각의 입사각도 이들 프리즘 중 하나의 회전에 수반하여 변화된다. 이러한 방식으로, 펄스형 광빔(102)의 중심 파장은 펄스형 광빔(102)이 중심 파장 선택 광학계(416)의 회절면(416s) 상에 충돌하는 입사각을 변화시킴으로써 조정될 수도 있다.
일부의 구현형태에서, 중심 파장 선택 광학계(416)는 높은 블레이즈 각도의 에쉘(Echelle) 격자이고, 중심 파장 선택 광학계(416)에 격자 방정식을 만족시키는 임의의 입사각으로 입사하는 펄스형 광빔(102)은 반사(회절)된다. 또한, 중심 파장 선택 광학계(416)에의 광빔(102)의 입사각과 중심 파장 선택 광학계(416)로부터의 광빔(102)의 출사각이 동일해지도록 중심 파장 선택 광학계(416)를 사용하는 경우, 중심 파장 선택 광학계(416) 및 튜닝 메카니즘(412)(프리즘(440a-440d))은 리트로 구성으로 펄스형 광빔(102)과 상호작용하도록 배치되고, 중심 파장 선택 광학계(416)로부터 반사되는 광빔(102)의 파장은 리트로 파장이다. 중심 파장 선택 광학계(416)에 입사하는 광빔(102)의 수직방향의 발산은 0에 가깝다고 가정할 수 있다. 공칭 파장을 반사하기 위해, 중심 파장 선택 광학계(416)는 중심 파장 선택 광학계(416)에 입사하는 광빔(102)에 대해 정렬되므로, 공칭 파장은 (튜닝 메카니즘(412)이 광학 시스템(100)에서 사용되는 경우) 튜닝 메카니즘(412)(프리즘(440a-440d))을 통해 되반사되어 광학 시스템(100))에서 증폭된다. 다음에 리트로 파장은 중심 파장 선택 광학계(416)에의 펄스형 광빔(102)의 입사각을 변화시킴으로써 광학 시스템(100) 내의 공진기의 전체 이득 대역폭에 걸쳐 조정될 수 있다.
일부의 구현형태에서, 파장 선택 장치(410)는 데이터 접속(452)을 통해 제어 시스템(450)과 통신한다. 제어 시스템(450)은 펌웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합의 형태의 전자장치를 포함한다. 또한, 중심 파장 선택 광학계(416), 회절 광학 요소(414), 및 튜닝 메카니즘(412)의 프리즘(440a-440d) 중 임의의 하나 이상은 튜닝 메카니즘(412)에 관련되는 그리고 제어 모듈(450)에 접속되는 액츄에이터를 포함하는 각각의 작동 시스템에 결합될 수 있다. 도 4a의 실시례에서, 제어 모듈(450)은 회절 광학 요소(414) 및 프리즘(440d)에 각각 물리적으로 결합되는 액츄에이터를 포함하는 작동 시스템(414A, 441A)에 접속된다. 다른 실시례에서, 프리즘(440a-440d) 중 2 개 이상이 제어 모듈(450)에 접속된 각각의 작동 시스템에 결합된다.
제어 시스템(450)은 전자 프로세서, 전자 저장장치, 및 입력/출력(I/O) 인터페이스를 포함한다. 전자 프로세서는 범용 또는 특수 목적 마이크로프로세서와 같은 컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 하나 이상의 프로세서, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서이다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 모두로부터 명령 및 데이터를 수신한다. 전자 프로세서는 임의의 유형의 전자 프로세서일 수 있다. 전자 저장장치는 RAM과 같은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 일부의 구현형태에서, 전자 저장장치는 비휘발성 및 휘발성 부분 또는 구성요소의 둘 모두를 포함할 수 있다. 전자 저장장치는 실행된 경우에 프로세서로 하여금 제어 시스템(450) 내의 다른 컴포넌트 또는 파장 선택 장치(410)의 다른 컴포넌트와 통신하도록 하는 명령을 아마도 컴퓨터 프로그램으로서 저장한다. I/O 인터페이스는 제어 시스템(450)은 파장 선택 장치(410)의 다른 컴포넌트, 작업자, 및/또는 다른 전자 디비이스 상에서 운영되는 자동화 프로세스에 데이터 및 신호를 제공하고 및/또는 수신하는 임의의 종류의 전자 인터페이스이다. 예를 들면, I/O 인터페이스는 터치 스크린 또는 통신 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
작동 시스템(414A, 441A)의 액츄에이터의 각각은 각각의 광학 컴포넌트를 이동 또는 제어하기 위한 기계 장치이다. 액츄에이터는 제어 시스템(450)으로부터 에너지를 받아서, 이 에너지를 각각의 광학 컴포넌트에 부여되는 운동으로 변환시킨다. 예를 들면, 액츄에이터는 튜닝 메카니즘의 프리즘 중 하나 이상을 회전시키기 위한 힘 장치 및 회전 스테이지 중 임의의 하나일 수 있다. 액튜에이터는, 예를 들면, 스테퍼 모터와 같은 모터, 밸브, 압력 제어형 장치, 압전 장치, 선형 모터, 유압 액츄에이터, 보이스 코일 등을 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 작동 시스템(414A)(도 4a)의 하나 이상의 액츄에이터(614A)가 펄스형 광빔(102)의 경로(104)에 대한 회절 광학 요소(414)의 위치를 조정하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 회절 광학 요소(414)의 위치는 액츄에이터(614A)에 의해 Z축을 따라 조정되고, 지축은 광빔(102)이 진행하는 경로(이것은 XY 평면에 있음)에 수직이다. 액츄에이터(614A)는 특정 순간에는 회절 광학 요소(414)가 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치되도록(도 6a) 그리고 다른 순간에는 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치되지 않도록(도 6b) 회절 광학 요소(414)를 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 액츄에이터(614A)는 리니어 스텝 모터 등의 리니어 모터를 포함할 수 있다. 제어 시스템(450)은, 예를 들면, 사전 프로그래밍된 레시피 또는 사용자 입력에 기초하여 액츄에이터(614A)를 제어할 수 있다.
회절 광학 요소(414)는 이 회절 광학 요소(414)가 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치된 경우(도 6a)에만 펄스형 광빔(102)과 상호작용한다. 따라서, 회절 광학 요소(414)가 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치된 경우, 웨이퍼에 복수의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)를 형성하기 위해 펄스형 광빔(102)이 관련된 중심 파장(w1, w2, w3)을 가지도록 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)가 회절 광학 요소(414)에 의해 생성된다. 회절 광학 요소(414)가 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치되지 않은 경우(도 6b), 회절 광학 요소(414)는 광빔(102)과 상호작용하지 않고, 펄스형 광빔(102)은 광의 1차 중심 파장만을 포함하여 웨이퍼(328)에 단일의 에어리얼 이미지를 형성한다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 회절 광학 요소(414)의 표면 법선이 펄스형 광빔(102)의 경로(104)의 방향에 대해 회전하도록 작동 시스템(414A)의 하나 이상의 액츄에이터(714A)(도 4a)는 Z축을 중심으로 회절 광학 요소(414)의 각도를 조정하도록 구성될 수 있다. 경로(104)의 방향에 대한 회절 광학 요소(414)의 각도가 조정되는 경우에 중심 파장 선택 광학계(416)에의 각각의 생성된 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 별개의 입사각도 조정된다.
일 실시례에서, 회절 광학 요소(414)가 펄스형 광빔(102)의 경로(104)의 방향과 크게 (예를 들면, 10°보다 크게) 오정렬되는 경우, 액츄에이터(714A)는 경로(104)의 방향에 대해 회절 광학 요소(414)의 각도를 수정하도록 구성될 수 있다. 예를 들면,, 파장 선택 장치(410) 내의 진동 또는 기타 기계적 교란은 회절 광학 요소(414)의 오정렬을 일으킬 수 있고, 액츄에이터(714A)는 펄스형 광빔(102)의 경로(104)의 방향에 대해 회절 광학 요소(414)의 각도를 조정함으로써 이러한 오정렬을 수정할 수 있다. 일례로서, 회절 광학 요소(414)와 펄스형 광빔(102)의 경로(104)의 방향 사이의 각도가 90도가 아니거나 약 90도의 임계범위 내에 있지 않는 경우에, 회절 광학 요소(414)는 오정렬된 것으로 간주될 수 있다.
또한, 튜닝 메카니즘(412)과 관련되는 작동 시스템(441A)(도 4a)의 하나 이상의 액츄에이터(741A)는 하나 이상의 액츄에이터(741A)로의 신호를 조정하여 중심 파장 선택 광학계(416)에의 펄스형 광빔(102)의 입사각을 조정하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 이 실시례에서, 프리즘(440d)은 z축을 중심으로 프리즘(440d)을 회전시키도록 액츄에이터(741A)에 물리적으로 결합될 수 있다. 중심 파장 선택 광학계(416) 상에서 생성된 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 별개의 입사각도 중심 파장 선택 광학계(416) 상의 펄스형 광빔(102)의 입사각이 조정될 때 조정된다. 도 7a 및 도 7b의 실시례에서, 제어 시스템(450)은, 예를 들면, 사전 프로그래밍된 레시피 또는 사용자 입력에 기초하여 액츄에이터(741A) 및 액츄에이터(714A)를 제어할 수 있다. 각각의 액츄에이터(714A, 741A)는, 예를 들면, 로터리 스테퍼 모터 등의 로터리 모터일 수 있다.
도 8을 참조하면, 단일의 펄스형 광빔(펄스형 광빔(102) 등)으로 복수의 에어리얼 이미지를 형성하기 위한 프로시저(860)가 수행된다. 이 프로시저(860)는 파장 선택 장치(110)(도 2a 내지 도 2c), 광원(105), 및 웨이퍼(328)(도 3a 내지 도 3c)를 포함하는 리소그래피 노광 장치(107)를 포함하는 광학 시스템(100)(도 1)을 기준으로 하여 수행될 수 있다. 이 프로시저(860)는 파장 선택 장치(410)(도 4a 및 도 5a) 및 파장 선택 장치(510)(도 5b) 중 임의의 하나를 기준으로 수행될 수도 있다. 이하에서, 이 프로시저(860)는 광학 시스템(100)을 기준으로 설명된다.
프로시저(860)는 웨이퍼를 향하는 경로를 따라 펄스형 광빔(102)을 생성하는 것(861)을 포함한다. 예를 들면, 펄스형 광빔(102)은 광원(105)에 의해 생성되어 리소그래피 노광 장치(107) 내의 웨이퍼(328)를 향하는 경로를 따라 지향될 수 있다. 도 1의 실시례에서, (광빔(102)이 광원(105)에 의해 생성된 후) 펄스형 광빔(102)은 광원(105)으로부터 지향되어 파장 선택 장치(410)와 상호작용한다. 다음에 이 펄스형 광빔(102)은 파장 선택 장치(110)로부터 에어리얼 이미지(331, 333, 335)가 형성될 수 있는 웨이퍼(328)를 포함하는 리소그래피 노광 장치(107)으로 지향된다.
펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하기 위해 중심 파장 선택 광학계(116 등)에의 펄스형 광빔의 입사각이 선택된다(863). 각각의 펄스에 대한 적어도 하나의 중심 파장을 선택하기 위해, 펄스형 광빔(102)은 중심 파장 선택 광학계로의 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘과 광학적으로 상호작용한다(863). 예를 들면, 중심 파장 선택 광학계(116)에의 펄스형 광빔(102)의 입사각은 중심 파장 선택 광학계(116)로의 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치된 파장 선택 장치(110)의 튜닝 메카니즘(112)과 펄스형 광빔(102)을 상호작용시킴으로써 선택될 수 있다. 도 1의 광학 시스템(100)(이것은 DUV 시스템일 수 있음)에서, 펄스형 광빔의 각각의 펄스(102)에 대한 중심 파장은 약 248 나노미터(nm) 또는 193 nm로 선택될 수 있다.
일부의 구현형태에서, 튜닝 메카니즘(112)은 (굴절성 직각 프리즘인) 광학 요소(440a-440d)를 포함하는 튜닝 메카니즘(412)(도 4a)일 수 있고, 중심 파장 선택 광학계(416)에의 펄스형 광빔(102)의 입사각은 펄스형 광빔(102)의 경로(104)에 대한 튜닝 메카니즘(412)의 광학 요소(440a-440d) 중 적어도 하나의 배치를 변경 또는 조정함으로써 선택(및 변경)될 수 있다. 다시 말하면, 중심 파장 선택 광학계(416)에의 펄스형 광빔(102)의 입사각은 튜닝 메카니즘(412) 내의 굴절 광학 요소(440a-440d)의 하나 이상의 각도를 조정함으로써 선택된다. 이러한 방식으로, 펄스형 광빔(102)의 중심 파장은 튜닝 메카니즘(112)(또는 도 4a의 튜닝 메카니즘(412))을 조정하여 펄스형 광빔(102)과 튜닝 메카니즘(112)을 상호작용시킴으로써 선택된다.
펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 회절 패턴과 펄스형 광빔을 상호작용시킴으로써 펄스형 광빔을 복수의 펄스형 서브 광빔으로 분할하는 것을 포함하여, 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔이 생성되고, 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되지 않는다(865). 각각의 펄스형 서브 광빔은, 각각의 펄스형 서브 광빔이 상이한 파장을 갖도록, 즉 각각의 펄스형 서브 광빔이 적어도 10 피코미터(pm)만큼 분리된 별개의 파장 중 각각의 하나와 관련되도록 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련된다(865). 예를 들면, 공간적으로 분리되고 시간적으로 분리되지 않은 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 펄스형 광빔(102)을 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)으로 분할함으로써 생성될 수 있다. 펄스형 광빔(102)을 분할하기 위해, 펄스형 광빔(102)은 펄스형 광빔(102)의 경로(104)를 따라 배치된 회절 광학 요소(114)의 회절 패턴과 상호작용할 수 있다. 다시 말하면, 펄스형 광빔(102)은 회절 광학 요소(114)를 통해 펄스형 광빔(102)을 투과시킴으로써 회절 광학 요소(114)의 회절 패턴과 상호작용할 수 있다.
또한, 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 펄스형 광빔(102)의 경로(104)에 대해 회절 패턴의 상대적 위치를 조정함으로써 펄스형 광빔(102)으로부터 생성될 수 있다. 예를 들면, 회절 광학 요소(114)의 위치는 예를 들면, 액츄에이터(614A, 714A)(도 6a 및 도 7b)를 제어함으로써 회절 광학 요소(114)를 병진 및/또는 회전시킴으로써 조정될 수 있으므로 펄스형 광빔(102)의 경로(104)에 대한 회절 광학 요소(114)의 회절 패턴의 상대적 위치도 조정된다. 다시 말하면, 회절 패턴의 위치는 회절 패턴을 포함하는 회절 광학 요소(114)의 운동을 제어함으로써 조정될 수 있다.
각각의 생성된 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 중심 파장 선택 광학계(116)에의 각각의 별개의 입사각(222A, 224A, 226A)과 관련되므로 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 적어도 10 pm만큼 분리된 별개의 중심 파장(w1, w2, w3) 중 각각의 하나와 관련된다. 구체적으로, 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 또는 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 클 수 있다. 또한, 각각의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)과 관련되는 중심 파장 선택 광학계(116)에의 각각의 별개의 입사각(222A, 224A, 226A)은 각각 회절 패턴(이것은 회절 광학 요소(114) 내에 포함됨)의 그루브 간격(114s)에 의해 결정된다.
도1의 실시례에서, 중심 파장 선택 광학계(116)로부터 나가는 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)을 펄스형 광빔의 경로(102)를 따라 배치된 회절 패턴과 상호작용시킴으로써 재결합된다. 이러한 방식으로, 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)은 펄스형 광빔(102)이 중심 파장 선택 광학계(116)로의 경로(104)를 따라 진행하는 회절 패턴과 상호작용할 때 생성되며, 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)이 중심 파장 선택 광학계(116)로부터 멀어지는 경로(104)를 따라 진행하는 회절 패턴과 상호작용할 때 재결합하여 펄스형 광빔(102)을 형성한다. 도 1의 실시례에서, 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)이 중심 파장 선택 광학계(116)와 상호작용하여 웨이퍼(328)를 향한 경로(104)를 따라 지향되는 재결합된 펄스형 광빔(102)을 형성한 후에 회절 광학 요소(114)는 복수의 펄스형 서브 광빔(221, 223, 225)을 재결합시킨다. 이와 같이, 복수의 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)을 포함하는 재결합된 펄스형 광빔(102)은 리소그래피 노광 장치(107)와 상호작용하여 웨이퍼(328) 상에 복수의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)를 형성하도록 지향될 수 있다.
복수의 에어리얼 이미지는 각각의 에어리얼 이미지가 별개의 중심 파장에 기초하여 형성되도록 웨이퍼 상에 단일의 펄스형 광빔으로 형성된다. 예를 들면, 복수의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)는, 에어리얼 이미지(331, 333, 335)가 웨이퍼의 z축 상의 상이한 위치에 형성되고 각각의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)가 별개의 중심 파장(w1, w2, w3) 중 하나에 기초하도록, 웨이퍼(328)에의 단일의 펄스형 광빔(102)으로 형성된다. 단일의 펄스형 광빔(102)이 회절 패턴과 상호작용하여 재결합된 펄스형 광빔(102)의 복수의 중심 파장(w1, w2, w3)를 선택하므로 복수의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)의 각각은 단일의 노광 패스로 단일의 광빔(102)으로 형성된다. 펄스형 광빔(102)의 세기 프로파일은 리소그래피 노광 장치(107) 내의 웨이퍼(328)에서 평탄화된다. 강도는 각각이 동일한 광학 파워를 갖는 서브 펄스의 수가 증가하기 때문에 웨이퍼(328)에서 평탄화된다. 서브 펄스(각각은 별개의 중심 파장을 가짐)가 많아질수록 웨이퍼(328)에서의 초점을 통하는 파워 분포가 더 평탄화된다.
따라서, 회절 패턴(또는 회절 광학 요소(114)0과 펄스형 광빔(102)을 상호작용시킴으로써, 별개의 중심 파장(w1, w2, w3)과 관련되는 복수의 에어리얼 이미지(331, 333, 335)가 웨이퍼(328) 상에 단일의 펄스형 광빔으로 그리고 단일의 리소그래피 노광 패스로 형성된다.
도 9를 참조하면, 광학 시스템(100)의 구현형태(900)의 일례의 블록도가 도시되어 있다. 광학 시스템(100)은 광원(105)으로서 광원(905)을 포함하는 포토리소그래피 시스템(900)이다. 광원(905)은 펄스형 광빔(102)을 생성하며, 이것은 리소그래피 노광 장치(107)에 제공된다. 광원(905)은, 예를 들면, 펄스형 광빔(102)(이것은 레이저 빔일 수 있음)을 출력하는 엑시머 광원일 수 있다. 펄스형 광빔(102)이 리소그래피 노광 장치(107)에 입사될 때, 이것은, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 투영 광학 시스템(327)을 통해 지향되고, 웨이퍼(328) 상에 투사된다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 미세전자 피처가 웨이퍼(328) 상의 포토레지스트 상에 패턴화되고, 이것은 그 후에 후속 프로세스 단계 전에 현상 및 세정되고, 이 프로세스는 반복된다. 포토리소그래피 시스템(900)은 또한 제어 시스템(450)(도 4a)을 포함하며, 이것은 도 9의 실시례에서 광원(905)(파장 선택 장치(410) 내에 포함됨)의 컴포넌트 및 리소그래피 노광 장치(107)에 접속되어 시스템(900)의 다양한 동작을 제어한다.
도 9에 도시된 구현형태에서, 광원(905)은 파워 증폭기(PA)(972)에 시드 광빔(902s)을 제공하는 마스터 오실레이터(MO)(970)를 포함하는 2 스테이지 레이저 시스템이다. MO(970) 및 PA(972)는 광원(905)의 서브시스템 또는 광원(905)의 일부인 시스템으로 간주될 수 있다. 파워 증폭기(972)는 마스터 오실레이터(970)로부터 시드 광빔(902s)을 수광하고, 이 시드 광빔(902s)을 증폭하여 리소그래피 노광 장치(107)에서 사용하기 위한 펄스형 광빔(102)을 생성한다. 예를 들면, 마스터 오실레이터(970)는 펄스 당 약 1 밀리줄(mJ)의 시드 펄스 에너지를 갖는 펄스형 시드 광빔을 방출할 수 있고, 이들 시드 펄스는 파워 증폭기(972)에 의해 약 10 내지 15 mJ로 증폭될 수 있다.
마스터 오실레이터(970)는 2 개의 세장형 전극(974)을 갖는 방전 체임버(971), 방전 체임버(971) 내에 감금된 가스 혼합물인 이득 매질(976), 및 전극(974)들 사이에서 가스 혼합물을 순환시키기 위한 팬을 포함한다. 방전 체임버(971)의 일측 상의 파장 선택 장치(410)(도 4a)와 방전 체임버(971)의 제 2 측 상의 광학적 출력 커플러(978) 사이에 공진기가 형성된다. 파장 선택 장치(410)는 시드 광빔(902s)을 튜닝 또는 조정함으로써 펄스형 광빔(102)의 파장 및 대역폭을 포함하는 펄스형 광빔(102)의 스펙트럼 특성을 미세하게 튜닝 또는 조정한다.
마스터 오실레이터(970)는 또한 출력 커플러(978)로부터 출력 광빔을 수광하는 라인 센터 분석 모듈(979) 및 시드 광빔(902s)을 형성하는 데 필요한 출력 광빔의 크기 또는 형상을 수정하는 빔 결합 광학 시스템(980)을 포함할 수 있다. 라인 센터 분석 모듈(979)은 시드 광빔(902s)의 파장 및/또는 대역폭을 측정 또는 모니터링하는 데 사용될 수 있는 측정 시스템이다. 라인 중심 분석 모듈(979)은 광원(905) 내의 다른 장소에 배치될 수 있고, 또는 광원(905)의 출력에 배치될 수 있다.
방전 체임버(971)에서 사용되는 가스 혼합물은 적용에 필요한 파장 및 대역폭에서 광빔을 생성하는데 적합한 임의의 가스일 수 있다. 엑시머 소스의 경우, 가스 혼합물은, 예를 들면, 아르곤 또는 크립톤과 같은 귀기체(희기체), 예를 들면, 불소 또는 염소와 같은 할로겐, 및 헬륨 및/또는 네온을 제외한 미량의 제논을 버퍼 가스로서 포함할 수 있다. 가스 혼합물의 구체례는 약 193 nm의 파장의 광을 방출하는 아르곤 불화물(ArF), 약 248 nm의 파장의 광을 방출하는 크립톤 불화물(KrF), 또는 약 351 nm의 파장의 광을 방출하는 제논 염화물(XeCl)을 포함한다. 엑시머 이득 매질(가스 혼합물)은 세장형 전극(974)에 전압을 인가함으로써 고전압 방전으로 짧은 (예를 들면, 나노초) 전류 펄스로 펌핑된다.
파워 증폭기(972)는 마스터 오실레이터(970)로부터 시드 광빔(902s)을 수광하여 이 광빔(902s)을 방전 체임버(973)를 통해 빔 터닝 광학 요소(981)로 지향시키는 빔 결합 광학 시스템(982)을 포함하고, 빔 터닝 광학 요소는 시드 광빔(902s)의 방향을 수정 또는 변경하여 이것을 방전 체임버(973) 내로 그리고 빔 결합 광학 시스템(982)을 통해 반송한다. 방전 체임버(973)는 한 쌍의 세장형 전극(975), 가스 혼합물인 이득 매질(977), 및 전극(975)들 사이에서 가스 혼합물을 순환시키기 위한 팬을 포함한다.
출력된 펄스형 광빔(102)은 대역폭 분석 모듈(983)을 통해 지향되며, 여기서 빔(102)의 다양한 파라미터(대역폭 또는 파장 등)가 측정될 수 있다. 출력된 광빔(102)은 빔 준비 시스템(984)을 통해 지향될 수도 있다. 빔 준비 시스템(984)은, 예를 들면, 출력된 광빔(102)의 각각의 펄스가, 예를 들면, 광학적 지연 유닛에서 시간적으로 신장되어 리소그래피 노광 장치(107)에 충돌하는 광빔의 성능 특성을 조정하는 펄스 스트레쳐(stretcher)를 포함할 수 있다. 빔 준비 시스템(984)은, 예를 들면, 반사 및/또는 굴절 광학 요소(예를 들면, 렌즈 및 미러), 필터, 및 광학 조리개(자동 셔터 포함)와 같이 광빔(102) 상에 작용할 수 있는 다른 컴포넌트를 포함할 수도 있다.
포토리소그래피 시스템(900)은 또한 제어 시스템(450)을 포함한다. 도 9에 도시된 구현형태에서, 제어 시스템(450)은 광원(905)의 다양한 컴포넌트에 접속된다. 예를 들면, 제어 시스템(450)은 하나 이상의 신호를 광원(905)에 송신함으로써 광원(905)이 광 펄스 또는 하나 이상의 광 펄스를 포함하는 광 펄스의 버스트(burst)를 방출하는 때를 제어할 수 있다. 제어 시스템(450)은 또한 리소그래피 노광 장치(107)에 접속된다. 따라서, 제어 시스템(450)은 리소그래피 노광 장치(107)로부터 명령 및/또는 데이터를 수신할 수도 있다. 리소그래피 노광 장치(107)는 웨이퍼(328)의 노광을 제어할 수 있고, 따라서 전자 피처가 웨이퍼(328) 상에 인쇄되는 방식을 제어하는 데 사용될 수 있는 (제어 시스템(450)과 통신할 수 있는) 전용의 제어기를 포함할 수 있다. 일부의 구현형태에서, 리소그래피 제어기는 x-y 평면 내의 슬릿(336a)의 운동을 제어함으로써 웨이퍼(328)의 스캐닝을 제어할 수 있다(도 3b). 리소그래피 노광 장치107는, 예를 들면, 온도 제어 장치(예를 들면, 공조 장치 및/또는 가열 장치), 및/또는 리소그래피 제어기에 의해 제어되는 다양한 전기 컴포넌트를 위한 전원을 포함할 수도 있다. 일부의 구현형태에서, 리소그래피 제어기는 제어 시스템(450)의 일부이고, 제어 시스템(450)은 2 개 이상의 서브 제어 시스템을 포함할 수 있다.
또한, 제어 시스템(450)은 파장 선택 장치(410)의 다양한 컴포넌트를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템(450)은 각각의 프리즘(440a-440d)의 위치, 회절 광학 요소(414)의 위치, 및 중심 파장 선택 광학계(416)의 위치를 제어할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 회절 광학 요소(114)의 구현형태(1014)가 도시되어 있다. 이 구현형태(1014)에서, 회절 광학 요소(114)는 프리즘(440d)과 중심 파장 선택 광학계(416) 사이에 배치된 블레이즈 격자이다. 주기적 구조가 Z축과 평행한 중심선(1014c)을 중심으로 선대칭이 되도록 주기적 구조 또는 피처는 Z축을 따라 직선적으로 배치된다. 위에서 설명한 바와 같이, 블레이즈 격자(1014)가 광빔(102)의 진행 방향에 수직인 방향(방향 Ds)을 따라 (그리고 또한 XY 평면 내에서) 시프트되면, 다른 서브 광빔 내에 들어가는 광량에 대해 하나의 서브 광빔 내에 들어가는 광량 및 선택 광학계(416) 상에 충돌하는 광량은 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 웨이퍼에서 다른 에어리얼 이미지에 대한 하나의 에어리얼 이미지의 광학 파워의 양을 변경할 수 있다. 웨이퍼에서 다초점 이미징을 제어할 수 있다.
실시형태들은 다음의 절을 이용하여 더 설명될 수 있다.
1. 펄스형 광빔을 생성하는 펄스형 광원의 파장 선택 장치로서, 상기 파장 선택 장치는:
중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각에 따라 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계;
상기 중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘 - 상기 튜닝 메카니즘은 상기 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성됨 -; 및
수동형이면서 투과형이고, 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 상기 펄스형 광빔이 적어도 대부분 확대되는 위치에 배치되는 회절 광학 요소를 포함하고, 상기 회절 광학 요소는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하여 상기 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록, 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록, 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련되는, 파장 선택 장치.
2. 제 1 절에 있어서, 상기 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드 위상 격자인, 파장 선택 장치.
3. 제 1 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함하는, 파장 선택 장치.
4. 제 3 절 있어서, 각각의 굴절 광학 요소는 직각 프리즘인, 파장 선택 장치.
5. 제 1 절 있어서, 상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 큰, 파장 선택 장치.
6. 제 1 절 있어서, 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스의 중심 파장은 약 248 나노미터(nm) 또는 약 193 nm인, 파장 선택 장치.
7. 제 1 절 있어서, 상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 상기 회절 광학 요소의 주기적 형상에 의존하는, 파장 선택 장치.
8. 제 1 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘은 상기 회절 광학 요소로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 4 개의 직각 프리즘을 포함하고, 상기 펄스형 광빔은 상기 4 개의 직각 프리즘과 상기 중심 파장 선택 광학계 사이에서 전적으로 확대되는, 파장 선택 장치.
9. 제 1 절 있어서, 상기 회절 광학 요소가 특정 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되고, 다른 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되지 않도록 상기 펄스형 광빔의 경로에 대해 상기 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하도록 구성된 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 회절 광학 요소는 상기 회절 광학 요소가 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 경우에만 상기 펄스형 광빔과 상호작용하는, 파장 선택 장치.
10. 제 9 절 있어서, 상기 액츄에이터는, 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 각각의 생성된 펄스형 서브 광빔의 별개의 입사각이 조정되도록, 상기 회절 광학 요소에서 상기 펄스형 광빔의 경로의 방향에 대한 상기 회절 광학 요소의 각도를 조정하도록 더 구성되는, 파장 선택 장치.
11. 제 1 절 있어서, 상기 복수의 펄스형 서브 광빔은 3 개 이상의 펄스형 서브 광빔을 포함하는, 파장 선택 장치.
12. 제 1 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘 및 상기 중심 파장 선택 광학계는 리트로(Littrow) 구성으로 상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 배치되는, 파장 분리 장치.
13. 제 1 절 있어서, 상기 중심 파장 선택 광학계는 반사성 광학 요소인, 파장 분리 장치.
14. 제 1 절 있어서, 에어리얼 이미지(aerial image)가 상기 펄스형 광빔의 각각의 별개의 파장에 대해 형성되는, 파장 분리 장치.
15. 제 1 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘과 관련되는 제어 시스템 및 하나 이상의 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 액츄에이터로의 신호를 조정하여 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 조정하도록 구성되는, 파장 선택 장치.
16. 제 1 절 있어서, 상기 회절 광학 요소는 상기 경로를 따라 상기 펄스형 광빔의 전파 방향에 대해 수직으로 배치되는, 파장 선택 장치.
17. 제 1 절 있어서, 상기 회절 광학 요소는 상기 중심 파장 선택 광학계로부터의 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 재결합하여 상기 펄스형 광빔을 형성하도록 더 구성되는, 파장 선택 장치.
18. 제 1 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 직각 프리즘을 포함하고, 상기 펄스형 광빔이 적어도 대부분 확대되는 위치는 상기 중심 파장 선택 광학계에 가장 가까운 직각 프리즘과 상기 중심 파장 선택 광학계에 두번째로 가까운 직각 프리즘 사이의 광학 경로 내에 있는, 파장 선택 장치.
19. 광학 시스템으로서,
일 경로를 따라 리소그래피 노광 장치를 향하는 펄스형 광빔을 생성하도록 구성된 광원;
상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성되는 리소그래피 노광 장치; 및
상기 광원에 대해 상대적으로 배치되는 파장 선택 장치를 포함하고, 상기 파장 선택 장치는:
중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각에 따라 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계;
상기 중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘 - 상기 튜닝 메카니즘은 상기 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성됨 -; 및
수동형이면서 투과형이고, 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 상기 펄스형 광빔이 전적으로 확대되거나 적어도 대부분 확대되는 위치에 배치되는 회절 광학 요소를 포함하고, 상기 회절 광학 요소는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하여 상기 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되어 있지 않으며, 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련되는, 광학 시스템.
20. 제 19 절 있어서, 상기 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드 위상 격자인, 광학 시스템.
21. 제 19 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함하는, 광학 시스템.
22. 제 21 절 있어서, 각각의 굴절 광학 요소는 직각 프리즘인, 광학 시스템.
23. 제 19 절 있어서, 상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 큰, 광학 시스템.
24. 제 19 절 있어서, 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스의 중심 파장은 약 248 나노미터(nm) 또는 193 nm인, 광학 시스템.
25. 제 19 절 있어서, 상기 파장 선택 장치는 회절 광학 요소가 특정 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되고, 다른 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되지 않도록 상기 펄스형 광빔의 경로에 대해 상기 회절 광학 요소의 상대 위치를 조정하도록 구성된 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 회절 광학 요소는 상기 회절 광학 요소가 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 경우에만 상기 펄스형 광빔과 상호작용하는, 광학 시스템.
26. 제 25 절 있어서, 상기 펄스형 광빔의 경로에 대한 상기 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하기 위해 상기 파장 선택 장치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함하는, 광학 시스템.
27. 제 19 절 있어서, 상기 리소그래피 노광 장치는 상기 광원으로부터의 상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 위치된 마스크, 및 웨이퍼를 유지하도록 구성된 웨이퍼 홀더를 포함하는, 광학 시스템.
28. 제 27 절 있어서, 복수의 별개의 에어리얼 이미지가 상기 웨이퍼 홀더에 있는 상기 웨이퍼 상에 형성되고, 각각의 별개의 에어리얼 이미지는 전파 방향을 따라 상기 마스크를 통과하는 관련된 상기 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장에 기초하는, 광학 시스템.
29. 제 19 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘과 관련되는 제어 시스템 및 하나 이상의 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 액츄에이터로의 신호를 조정하여 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 조정하도록 구성되는, 광학 시스템.
30. 단일의 펄스형 광빔으로 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 방법으로서, 상기 방법은:
일 경로를 따라 웨이퍼를 향하는 펄스형 광빔을 생성하는 것;
중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘과 상기 펄스형 광빔을 광학적으로 상호작용시킴으로써 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하는 것;
상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 회절 패턴과 상기 펄스형 광빔을 상호작용시킴으로써 상기 펄스형 광빔을 상기 복수의 펄스형 서브 광빔으로 분할하는 것을 포함하여, 상기 펄스형 광빔으로부터 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하는 것 - 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되어 있지 않으며, 각각의 펄스형 서브 광빔이 적어도 10 분리되는 상기 별개의 파장들 중 각각의 하나와 관련되도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련됨 -; 및
상기 웨이퍼 상에 상기 단일의 펄스형 광빔으로 상기 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 것을 포함하고, 각각의 에어리얼 이미지는 별개의 파장에 기초하여 형성되는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
31. 제 30 절 있어서, 상기 회절 패턴과 상기 펄스형 광빔을 상호작용시키는 것은 상기 회절 광학 요소를 통해 상기 펄스형 광빔을 투과시키는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
32. 제 30 절 있어서, 각각의 펄스형 서브 광빔과 관련되는 상기 중심 파장 선택 광학계 상으로의 각각의 별개의 입사각은 상기 회절 패턴의 주기적 형상에 의해 결정되는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
33. 제 30 절 있어서, 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하는 것은 튜닝 메카니즘 내의 굴절 광학 요소의 하나 이상의 각도를 조정하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
34. 제 30 절 있어서, 상기 펄스형 광빔으로부터의 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하는 것은 상기 펄스형 광빔의 경로에 대해 상기 회절 패턴의 상대적 위치를 조정하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
35. 제 34 절 있어서, 상기 회절 패턴의 위치를 조정하는 것은 상기 회절 패턴을 포함하는 회절 광학 요소를 이동시킴으로써 제어하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
36. 제 30 절 있어서, 상기 웨이퍼 상에 상기 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 것은 상기 웨이퍼에서 상기 펄스형 광빔의 세기 프로파일을 평탄화하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
37. 제 30 항에 있어서, 상기 펄스형 광빔이 상기 중심 파장 선택 광학계로의 상기 경로를 따라 이동하는 상기 회절 패턴과 상호작용할 때 상기 복수의 펄스형 서브 광빔이 생성되도록 그리고 상기 펄스형 서브 광빔이 상기 중심 파장 선택 광학계로부터 멀어지는 상기 경로를 따라 이동하는 상기 회절 패턴과 상호작용할 때 상기 복수의 펄스형 서브 광빔이 재결합되어 상기 펄스형 광빔을 형성하도록 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 상기 회절 패턴과 상기 펄스형 서브 광빔을 상호작용시킴으로써 상기 중심 파장 선택 광학계를 나가는 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 재결합하는 것을 더 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
38. 펄스형 광빔을 생성하는 펄스형 광원의 파장 선택 장치로서, 상기 파장 선택 장치는:
중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각에 따라 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계;
상기 중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘 - 상기 튜닝 메카니즘은 상기 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성되고, 상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함함 -; 및
상기 튜닝 메카니즘과 상기 중심 파장 선택 광학계 사이의 위치에서 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 수동형이면서 투과형인 회절 광학 요소를 포함하고, 상기 회절 광학 요소는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하여 상기 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되어 있지 않으며, 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련되는, 파장 선택 장치.
39. 제 38 절에 있어서, 상기 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드 위상 격자인, 파장 선택 장치.
40. 제 38 절 있어서, 상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함하는, 파장 선택 장치.
41. 제 38 절 있어서, 상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 큰, 파장 선택 장치.
다른 구현형태는 청구범위 내에 있다.

Claims (41)

  1. 펄스형 광빔을 생성하는 펄스형 광원의 파장 선택 장치로서,
    상기 파장 선택 장치는:
    중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각에 따라 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계;
    상기 중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘 - 상기 튜닝 메카니즘은 상기 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성됨 -; 및
    수동형이면서 투과형이고, 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 상기 펄스형 광빔이 적어도 대부분 확대되는 위치에 배치되는 회절 광학 요소를 포함하고,
    상기 회절 광학 요소는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하여 상기 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록, 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록, 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련되는, 파장 선택 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드(blazed) 위상 격자인, 파장 선택 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함하는, 파장 선택 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각각의 굴절 광학 요소는 직각 프리즘인, 파장 선택 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 큰, 파장 선택 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스의 중심 파장은 약 248 나노미터(nm) 또는 약 193 nm인, 파장 선택 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 상기 회절 광학 요소의 주기적 형상에 의존하는, 파장 선택 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘은 상기 회절 광학 요소로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 4 개의 직각 프리즘을 포함하고, 상기 펄스형 광빔은 상기 4 개의 직각 프리즘과 상기 중심 파장 선택 광학계 사이에서 전적으로 확대되는, 파장 선택 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 광학 요소가 특정 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되고, 다른 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되지 않도록 상기 펄스형 광빔의 경로에 대해 상기 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하도록 구성된 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 회절 광학 요소는 상기 회절 광학 요소가 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 경우에만 상기 펄스형 광빔과 상호작용하는, 파장 선택 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는, 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 각각의 생성된 펄스형 서브 광빔의 별개의 입사각이 조정되도록, 상기 회절 광학 요소에서 상기 펄스형 광빔의 경로의 방향에 대한 상기 회절 광학 요소의 각도를 조정하도록 더 구성되는, 파장 선택 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스형 서브 광빔은 3 개 이상의 펄스형 서브 광빔을 포함하는, 파장 선택 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘 및 상기 중심 파장 선택 광학계는 리트로(Littrow) 구성으로 상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 배치되는, 파장 분리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심 파장 선택 광학계는 반사성 광학 요소인, 파장 분리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    에어리얼 이미지(aerial image)가 상기 펄스형 광빔의 각각의 별개의 파장에 대해 형성되는, 파장 분리 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘과 관련되는 제어 시스템 및 하나 이상의 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 액츄에이터로의 신호를 조정하여 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 조정하도록 구성되는, 파장 선택 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 광학 요소는 상기 경로를 따라 상기 펄스형 광빔의 전파 방향에 대해 수직으로 배치되는, 파장 선택 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 광학 요소는 상기 중심 파장 선택 광학계로부터의 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 재결합하여 상기 펄스형 광빔을 형성하도록 더 구성되는, 파장 선택 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 직각 프리즘을 포함하고, 상기 펄스형 광빔이 적어도 대부분 확대되는 위치는 상기 중심 파장 선택 광학계에 가장 가까운 직각 프리즘과 상기 중심 파장 선택 광학계에 두번째로 가까운 직각 프리즘 사이의 광학 경로 내에 있는, 파장 선택 장치.
  19. 광학 시스템으로서,
    일 경로를 따라 리소그래피 노광 장치를 향하는 펄스형 광빔을 생성하도록 구성된 광원;
    상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 구성되는 리소그래피 노광 장치; 및
    상기 광원에 대해 상대적으로 배치되는 파장 선택 장치를 포함하고,
    상기 파장 선택 장치는:
    중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각에 따라 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계;
    상기 중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘 - 상기 튜닝 메카니즘은 상기 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성됨 -; 및
    수동형이면서 투과형이고, 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 상기 펄스형 광빔이 전적으로 확대되거나 적어도 대부분 확대되는 위치에 배치되는 회절 광학 요소를 포함하고,
    상기 회절 광학 요소는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하여 상기 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되어 있지 않으며, 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련되는, 광학 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드 위상 격자인, 광학 시스템.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함하는, 광학 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    각각의 굴절 광학 요소는 직각 프리즘인, 광학 시스템.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 큰, 광학 시스템.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스의 중심 파장은 약 248 나노미터(nm) 또는 193 nm인, 광학 시스템.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 파장 선택 장치는 회절 광학 요소가 특정 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되고, 다른 순간에는 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치되지 않도록 상기 펄스형 광빔의 경로에 대해 상기 회절 광학 요소의 상대 위치를 조정하도록 구성된 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 회절 광학 요소는 상기 회절 광학 요소가 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 경우에만 상기 펄스형 광빔과 상호작용하는, 광학 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 펄스형 광빔의 경로에 대한 상기 회절 광학 요소의 상대적 위치를 조정하기 위해 상기 파장 선택 장치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함하는, 광학 시스템.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 리소그래피 노광 장치는 광원으로부터의 상기 펄스형 광빔과 상호작용하도록 위치된 마스크, 및 웨이퍼를 유지하도록 구성된 웨이퍼 홀더를 포함하는, 광학 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    복수의 별개의 에어리얼 이미지가 상기 웨이퍼 홀더에 있는 상기 웨이퍼 상에 형성되고, 각각의 별개의 에어리얼 이미지는 전파 방향을 따라 상기 마스크를 통과하는 관련된 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장에 기초하는, 광학 시스템.
  29. 제 19 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘과 관련되는 제어 시스템 및 하나 이상의 액츄에이터를 더 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 하나 이상의 액츄에이터로의 신호를 조정하여 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 조정하도록 구성되는, 광학 시스템.
  30. 단일의 펄스형 광빔으로 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    일 경로를 따라 웨이퍼를 향하는 펄스형 광빔을 생성하는 것;
    중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘과 상기 펄스형 광빔을 광학적으로 상호작용시킴으로써 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대하여 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하는 것;
    상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 회절 패턴과 상기 펄스형 광빔을 상호작용시킴으로써 상기 펄스형 광빔을 복수의 펄스형 서브 광빔으로 분할하는 것을 포함하여, 상기 펄스형 광빔으로부터 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하는 것 - 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되어 있지 않으며, 각각의 펄스형 서브 광빔이 적어도 10 피코미터(pm) 만큼 분리되는 별개의 파장들 중 각각의 하나와 관련되도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련됨 -; 및
    상기 웨이퍼 상에 상기 단일의 펄스형 광빔으로 상기 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 것을 포함하고, 각각의 에어리얼 이미지는 별개의 파장에 기초하여 형성되는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 회절 패턴과 상기 펄스형 광빔을 상호작용시키는 것은 상기 회절 광학 요소를 통해 상기 펄스형 광빔을 투과시키는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    각각의 펄스형 서브 광빔과 관련되는 상기 중심 파장 선택 광학계 상으로의 각각의 별개의 입사각은 상기 회절 패턴의 주기적 형상에 의해 결정되는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하는 것은 튜닝 메카니즘 내의 굴절 광학 요소의 하나 이상의 각도를 조정하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 펄스형 광빔으로부터의 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하는 것은 상기 펄스형 광빔의 경로에 대해 상기 회절 패턴의 상대적 위치를 조정하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 회절 패턴의 위치를 조정하는 것은 상기 회절 패턴을 포함하는 회절 광학 요소를 이동시킴으로써 제어하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  36. 제 30 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 상에 상기 복수의 에어리얼 이미지를 형성하는 것은 상기 웨이퍼에서 상기 펄스형 광빔의 세기 프로파일을 평탄화하는 것을 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  37. 제 30 항에 있어서,
    상기 펄스형 광빔이 상기 중심 파장 선택 광학계로의 경로를 따라 이동하는 상기 회절 패턴과 상호작용할 때 상기 복수의 펄스형 서브 광빔이 생성되도록 그리고 상기 펄스형 서브 광빔이 상기 중심 파장 선택 광학계로부터 멀어지는 경로를 따라 이동하는 상기 회절 패턴과 상호작용할 때 상기 복수의 펄스형 서브 광빔이 재결합되어 상기 펄스형 광빔을 형성하도록 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 위치된 상기 회절 패턴과 상기 펄스형 서브 광빔을 상호작용시킴으로써 상기 중심 파장 선택 광학계를 나가는 상기 복수의 펄스형 서브 광빔을 재결합하는 것을 더 포함하는, 에어리얼 이미지의 형성 방법.
  38. 펄스형 광빔을 생성하는 펄스형 광원의 파장 선택 장치로서,
    상기 파장 선택 장치는:
    중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각에 따라 상기 펄스형 광빔의 각각의 펄스에 대해 적어도 하나의 중심 파장을 선택하도록 구성된 중심 파장 선택 광학계;
    상기 중심 파장 선택 광학계로의 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 튜닝 메카니즘 - 상기 튜닝 메카니즘은 상기 펄스형 광빔과 광학적으로 상호작용하도록 그리고 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 상기 펄스형 광빔의 입사각을 선택하도록 구성되고, 상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함함 -; 및
    상기 튜닝 메카니즘과 상기 중심 파장 선택 광학계 사이의 위치에서 상기 펄스형 광빔의 경로를 따라 배치된 수동형이면서 투과형인 회절 광학 요소를 포함하고,
    상기 회절 광학 요소는 상기 펄스형 광빔과 상호작용하여 상기 펄스형 광빔으로부터 복수의 펄스형 서브 광빔을 생성하도록 구성되고, 복수의 펄스형 서브 광빔은 공간적으로 분리되어 있고 시간적으로는 분리되어 있지 않으며, 각각의 펄스형 서브 광빔이 별개의 파장과 관련되도록 그리고 상기 펄스형 광빔의 광학 스펙트럼이 각각의 별개의 파장에서 피크를 포함하도록 각각의 펄스형 서브 광빔은 상기 중심 파장 선택 광학계 상에서의 별개의 입사각과 관련되는, 파장 선택 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 회절 광학 요소는 회절 빔 스플리터, 회절 격자, 위상 격자, 이진 위상 격자, 또는 블레이즈드 위상 격자인, 파장 선택 장치.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 튜닝 메카니즘은 4 개의 굴절 광학 요소를 포함하는, 파장 선택 장치.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 복수의 펄스형 서브 광빔의 별개의 파장들 사이의 파장 분리는 약 10 피코미터(pm), 약 30 pm, 또는 약 45 pm보다 큰, 파장 선택 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010050930A1 (en) * 2000-03-23 2001-12-13 Zhang Guangzhi Z. Continuously grating-tuned external cavity laser with automatic suppression of source spontaneous emission and amplified spontaneous emission
US7154928B2 (en) * 2004-06-23 2006-12-26 Cymer Inc. Laser output beam wavefront splitter for bandwidth spectrum control
US7088758B2 (en) 2001-07-27 2006-08-08 Cymer, Inc. Relax gas discharge laser lithography light source
US7233442B1 (en) * 2005-01-26 2007-06-19 Aculight Corporation Method and apparatus for spectral-beam combining of high-power fiber lasers
DE102008029970A1 (de) 2008-06-26 2009-12-31 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie sowie Verfahren zum Überwachen einer lateralen Abbildungsstabilität
US9778108B2 (en) * 2015-05-22 2017-10-03 Cymer, Llc Metrology system and method having a plurality of sensors for estimating a spectral feature of a pulsed light beam
US10416471B2 (en) 2016-10-17 2019-09-17 Cymer, Llc Spectral feature control apparatus
US10451890B2 (en) * 2017-01-16 2019-10-22 Cymer, Llc Reducing speckle in an excimer light source
CN112740109B (zh) * 2018-09-19 2024-04-30 Asml荷兰有限公司 用于位置量测的量测传感器

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