KR100738992B1 - Euv-조명 시스템의 출사동에서 조명 분포의 제어 - Google Patents

Euv-조명 시스템의 출사동에서 조명 분포의 제어 Download PDF

Info

Publication number
KR100738992B1
KR100738992B1 KR1020027001205A KR20027001205A KR100738992B1 KR 100738992 B1 KR100738992 B1 KR 100738992B1 KR 1020027001205 A KR1020027001205 A KR 1020027001205A KR 20027001205 A KR20027001205 A KR 20027001205A KR 100738992 B1 KR100738992 B1 KR 100738992B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mirror
illumination
grid members
field
honeycomb
Prior art date
Application number
KR1020027001205A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020026556A (ko
Inventor
죄르그 슐츠
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠티 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠티 아게 filed Critical 칼 짜이스 에스엠티 아게
Publication of KR20020026556A publication Critical patent/KR20020026556A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100738992B1 publication Critical patent/KR100738992B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K5/00Irradiation devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/0977Reflective elements
    • G02B27/0983Reflective elements being curved
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0905Dividing and/or superposing multiple light beams
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70066Size and form of the illuminated area in the mask plane, e.g. reticle masking blades or blinds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70075Homogenization of illumination intensity in the mask plane by using an integrator, e.g. fly's eye lens, facet mirror or glass rod, by using a diffusing optical element or by beam deflection
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70083Non-homogeneous intensity distribution in the mask plane
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70091Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70108Off-axis setting using a light-guiding element, e.g. diffractive optical elements [DOEs] or light guides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/702Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70233Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

본 발명은 파장 ≤ 193 nm, 특히 10 nm 내지 20 nm 파장의 광을 방출하기 위한 광원(1); 조명을 위한 콜렉터 유닛(30, 32); 그리드 부재(10, 40, 42, 100, 102)로 나눠지는 적어도 하나의 거울(34)을 포함하고 2차 광원(14)을 발생시키는 거울 장치; 조리개 평면(16); 상기 조리개 평면(16)을 조명 시스템의 출사동(390)에 나타내는 하나 또는 다수의 제 1 광학 부재(36, 38); 그리드 부재들의 상들이 실질적으로 일치하고, 세기 분포를 가진 예정된 필드를 조명하는 물체 평면(39); 방식 또는 충전율에 의해 규정되는 출사동(390)에서의 세기 분포를 발생시키기 위한 제 2 광학 부재(30, 310, 320, 330)를 포함하고, 상기 세기 분포의 방식 또는 충전율이 제 2 광학 부재(30, 310, 320, 330)의 교체, 이동 또는 변형에 의해 변동되는 투사 노광 장치용 조명 시스템에 관한 것이다.
광원, 콜렉터 유닛, 그리드 부재, 조리개 평면, 조명 시스템

Description

EUV-조명 시스템의 출사동에서 조명 분포의 제어{CONTROL OF DISTRIBUTION OF LIGHTING IN THE EXIT PUPIL OF AN EUV-LIGHTING SYSTEM}
본 발명은 적어도 하나의 광원, 2차 광원을 발생시키기 위한 그리드 부재들을 가진 거울 또는 렌즈를 포함하는 2차 광원 발생 수단, 실제 또는 가상 조리개 평면, 조명 시스템의 출사동에 상기 실제 또는 가상 조리개 평면을 나타내기 위한 하나 또는 다수의 광학 부재, 조명 시스템의 출사동에 예정된 광 분포를 발생시키기 위한 수단, 및 적어도 하나의 광원, 물체 평면 및 상기 물체 평면에 공액되는, 상기 광원과 상기 물체 평면 사이의 평면을 가진 파장 ≤193 nm 용 조명 시스템을 포함하는, 특히 193 nm 보다 작거나 같은 파장을 가진 예컨대 VUV 및 EUV-리소그래피용 조명 시스템에 관한 것이다.
특히 서브미크론 범위에서 전자 부품의 폭을 더욱 줄이기 위해, 마이크로리소그래피에 사용되는 광의 파장이 작아져야 한다.
193 nm 보다 작은 파장에서는 예컨대 리소그래피가 미국 특허 제 5339346호에 공지된 바와 같은 약한 X-선으로 가능하다.
소오스에 대해 대칭으로 배치된 적어도 4쌍의 거울 파싯(facet)을 필요로 하는 미국 특허 제 5 339 346호에 따른 조명과 더불어, 예컨대 노광 대물렌즈의 링 필드의 균일한 조명을 위해 반사 허니콤 플레이트를 이용해서 동작하는 조명 시스템이 제공될 수 있다. 이러한 시스템은 대물렌즈의 필드가 가급적 낮은 반사로 균일하게 조명될 뿐만 아니라, 일정한 충전율까지 필드와 무관한 조리개의 조명이 보장된다는 장점을 갖는다.
EUV-조명 시스템용 반사 허니콤 플레이트는 미국 특허 제 5 581 605호에 공지되어 있다.
상기 간행물 미국 특허 제 5 339 34호 및 미국 특허 제 5 581 605호의 공개 내용은 본 출원에 참고가 될 수 있다.
VUV 및 EUV-조명 시스템에서 해상도 및 데피니션(definition)의 증가는 마스크 구조에 따라, 즉 조명될 레티클에 따라 마스크의 조명이 세팅될 수 있을 때 가능하다. 선행 기술에서는 조명 세팅의 제어가 일반적으로 그리드 부재들을 가진 거울 또는 렌즈 다음에 배치된 조리개에 의해 이루어진다. 이것에 관한 것은 예컨대 하기 간행물을 참고할 수 있다:
US-A 5 526 093
JP-A 100 92 727
JP-A 102 75 771
JP-A 100 62 710
JP-A 090 63 943.
일본 특허 공개 제 103 031 23호에는 파장 > 248 nm 용 Hg-램프를 가진 조명 시스템이 공지되어 있다. 여기서는, 광학 적분기 앞에 스캔 조리개가 배치되고, 상 기 조리개는 광학 적분기에서 예정된 광량을 제어하므로, 조리개 평면에는 일정한 광 분포가 주어진다.
미국 특허 제 5 379 090호에도 Hg-램프를 가진 파장 > 248 nm 용 조명 시스템이 공지되어 있다. 미국 특허 제 5 379 090호에 따른 시스템은 2차 광원의 크기를 세팅하는 줌 렌즈를 포함한다. 부가적으로, 조명될 마스크 상에 광 분포를 형성하기 위한 조리개가 사용된다.
미국 특허 제 5 363 170호에는 Hg-램프를 가진 파장 > 248 nm 용 다른 조명 시스템이 공지되어 있다. 미국 특허 제 5 363 170호에 따른 시스템은 광학 적분기를 포함한다. 상기 광학 적분기는 줌 렌즈에 의해 가변적으로 조명되므로, 이것에 의해 2차 광원 및 그에 따라 레티클 평면에서의 조명이 영향을 받는다.
독일 특허 공개 제 197 16 794호에는 광학 적분기 및 광선 형성을 위한 광학 시스템을 포함하는 파장 > 248 nm 용 근접 타입 마이크로 리소그래피용 장치가 공지되어 있다. 광선 형성 광학 시스템은 광학 적분기 앞에 배치되고, 애퍼처의 타원형 프로파일에 매칭되는 타원형 횡단면 프로파일을 형성하기 위해 사용된다.
미국 특허 제 5 305 054호에는 광학 적분기를 포함하는 파장 > 248 nm 용 또 다른 조명 시스템이 공지되어 있다. 미국 특허 제 5 305 054호에 따른 시스템에서는 광학 적분기 앞에 광선을 4중극 조명의 형성을 위한 4개의 광선속으로 분할하기 위한 수단이 제공된다.
파장 > 248 nm 용의 선행 기술에 따른 모든 시스템은 특히 이러한 시스템에서 공지된 광학 적분기 굴절 허니콤 콘덴서를 포함하는 순수한 반사 광학 부품의 사용을 특징으로 한다.
미국 특허 5 896 438호에는 파동자(undulator) 광원을 가진 EUV-조명 시스템이 공지되어 있다. 이 시스템에서는 스캔 거울에 의해 반사 그리드 부재들을 가진 광학 적분기가 조명될 수 있다. 미국 특허 제 5 896 438호에 공지된 광학 적분기의 반사 그리드 부재들은 작은 허니콤 애스팩트 비를 가지며 정방형이다. 이러한 조명 장치에서 스캔 거울의 과제는 EUV-광선의 각 스캔에 의해 코히런스를 증가시키는 것이다. 스캔 거울의 삽입에 의해 마스크 조명의 질이, 즉 레티클의 조명이 어느 정도 영향을 받는지는 미국 특허 제 5 896 438호에는 공지되어 있지 않다.
미국 특허 제 5 896 438호의 공개 내용은 본 출원에 참고할 수 있다.
간행물 WO 99/57732호에는 다수의 그리드 부재를 포함하는 거울을 가진 EUV-조명 시스템이 공지되어 있는데, 이 시스템은 출사동에서 예정된 광분포를 발생시키기 위한 수단을 포함한다.
선행 기술에 공지된 EUV-시스템의 단점은 마스크에 의해 조리개 평면에서 광 분포를 제어하는 것이 현저한 광 손실을 수반하거나 또는 물체 또는 레티클 평면에서 예정된 균일성이 얻어질 수 없다는 것인데, 그 이유는 조명된 허니콤의 수 또는 혼합이 너무 적기 때문이다.
본 발명의 목적은 전술한 선행 기술의 단점을 갖지 않는 EUV-조명 시스템을 제공하는 것이다. 특히 임의의 VUV- 및 EUV-소오스에 대해, 조명 시스템의 출사동에서의 광분포가 제어될 수 있는 동시에 물체 또는 레티클 평면의 균일한 조명이 이루어지는 시스템이 제공되어야 한다.
본 발명의 제 1 실시예에서는 EUV-조명 시스템에 있어서, 출사동에서 예정된 광 분포를 발생시키기 위한 수단에 의해 다수의 그리드 부재들이 조명되고 물체 평면에서 예정된 균일성이 얻어진다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 조명 시스템이 물체 평면에 대해 공액되는 평면을 포함하고, 예정된 광 분포를 발생시키기 위한 수단이 물체 평면에 대해 공액되는 평면 근처 또는 상기 평면 내에 배치된다.
EUV-조명 시스템용 광원으로서는 하기와 같은 것이 있다:
레이저 플라즈마 소오스
핀치 플라즈마 소오스
싱크로트론 광선 소오스.
레이저 플라즈마 소오스에서 강력한 레이저 빔은 타겟(고체, 가스 젯트, 방울)에 집속된다. 여기에 의해 타겟이 강력히 가열되므로 플라즈마가 생긴다. 이것은 EUV-광선을 방출한다.
종래의 레이저 플라즈마 소오스는 원형 방사를 나타낸다. 즉, 4π의 방사각 범위 및 50 ㎛ - 200 ㎛ 의 직경을 갖는다.
핀치 플라즈마 소오스에서는 플라즈마가 전기 여기에 의해 발생된다.
핀치 플라즈마 소오스는 4π에 방사하는 체적 방사기(φ= 1.00 mm)이다. 방사 특성은 소오스 구조에 의해 주어진다.
싱크로트론 광선 소오스에는 3가지 방식의 소오스가 있다:
- 벤딩 자석
- 위글러(Wiggler)
- 파동자
벤딩 자석 소오스에서는 전자가 벤딩 자석에 의해 편향되고 광자 광선을 방출한다.
위글러 소오스는 전자 또는 전자빔을 편향시키기 위해 소위 위글러를 포함한다. 상기 위글러는 열을 형성하며 교대로 극성을 가진 다수의 자석 쌍을 포함한다. 전자가 위글러를 통과하면, 전자가 주기적인 수직 자기장에 노출된다: 따라서, 전자가 수평 평면에서 진동한다. 위글러는 또한 코히런스 효과를 나타내지 않는다는 특징을 갖는다. 위글러에 의해 발생된 싱크로트론 광선은 벤딩 자석과 유사하고 수평 입체각으로 방출된다. 상기 광선은 벤딩 자석과는 달리 위글러의 극 수 만큼 증가된 플럭스를 갖는다.
위글러 소오스로부터 파동자 소오스로의 전이는 유동적이다.
파동자 소오스에서는 파동자 내의 전자가 위글러에서 보다 짧은 주기를 가진 자계 및 편향 극의 낮은 자계에 노출되므로, 싱크로트론 광선의 간섭 효과가 나타난다. 싱크로트론 광선은 간섭 효과로 인해 불연속 스펙트럼을 가지며 작은 입체각 부재에서 수평 및 수직으로 방출된다: 즉, 광선은 지향성을 갖는다.
EUV-조명 시스템의 기본적인 구성에 관한 것은 1999년 3월 2일자로 출원된 유럽 특허 출원 제 99106348.8호, 명칭: "특히 EUV-리소그래피용 조명 시스템", 1999년 5월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제 09/305,017호, 명칭: "특히 EUV-리 소그래피용 조명 시스템", 및 1999년 5월 4일자로 출원된 WO99/57732호, 명칭: "특히 EUV-리소그래피용 조명 시스템"에 공지되어 있다. 상기 간행물들의 공개 내용은 본 출원에 참고할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 광 분포를 발생시키기 위한 수단은 예컨대, 미국 특허 제 5 896 438호에서와 같은 스캔 거울을 포함한다. 바람직하게는 이러한 스캔 거울은 제어 가능하다. 스캔 거울의 사용은 조명 분포를 손실 없이 제어할 수 있다는 장점을 갖는다. 특히, 스캔 거울은 낮은 광 전도 값을 가진 광원, 예컨대 파동자 광원에 사용된다. 이러한 시스템에서 스캔 거울은 광 전도 값을 증가시키기 위해 사용된다.
광원과 물체 평면 사이에 물체 평면에 대해 공액되는 평면이 없는 시스템에서, 스캔 운동의 상응하는 제어에 의해 2차 광원을 발생시키기 위한 그리드 부재들을 가진 거울이 상응하게 조명될 수 있다. 스캔 거울에 대한 대안으로서, 그리드 부재들을 가진 거울 앞에 줌 작용 광학 시스템이 배치될 수 있다. 이러한 광학 시스템에 의해, 그리드 부재들을 가진 거울의 평면인 일정한 상 평면에서 개별 광학 부품의 이동에 의해 가변 초점 거리가 조명될 수 있다.
물체 평면에 대한 공액 평면이 없는 시스템용의 본 발명의 바람직한 실시예에서, 예정된 크기의 광 분포를 발생시키기 위해 포지티브 또는 네거티브 굴절력의 광학 부재, 예컨대 분산 거울 및 콜렉팅 렌즈로 이루어진 전체 콜렉터 유닛이 교체된다.
이로 인해, 예컨대 필드 허니콤 플레이트로서 헝성될 수 있는 그리드 부재들 을 가진 거울 상에 크거나 또는 작은 원을 조명할 수 있는 가능성이 주어진다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 물체 평면에 대해 공액되는 평면을 갖지 않은 시스템 및 상기 평면을 가진 시스템에서 예정된 광 분포를 발생시키기 위한 수단이 변형 가능한 표면을 가진 거울 또는 렌즈를 포함할 수 있다.
변형 가능한 표면을 가진 거울은 예컨대 일본 특허 공개 제 5100097호 또는 미국 특허 5825844호에 공지되어 있다. 상기 간행물의 공개 내용은 본 발명에 참고가 될 수 있다.
일본 특허 공개 제 5100097호에서 표면 변형은 피에조 결정에 의해 여기된다. 여기서는 거울의 하부면에 다수의 조작기가 장착된다. 미국 특허 제 5825844호에는 피에조 결정에 의한 여기와 더불어 전자기 여기가 공지되어 있다.
출사동에서 예정된 광 분포를 발생시키기 위한 변형 가능한 거울은 예컨대 콜렉터 유닛 내에 배치될 수 있다. 중간 상, 즉 물체 평면 또는 레티클 평면에 대해 공액되는 평면을 가진 조명 시스템에서 변형 가능한 거울이 상기 평면에 배치될 수 있다.
출사동에서 광 분포를 위한 여러 가지 방법이 있다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 출사동이 원형으로 조명된다. 원형 조명에 대한 대안으로서, 링형 조명 또는 4 중극 조명이 제공될 수 있다.
필드가 높은 애스팩트 비를 가진 시스템에서 필드 조명의 균일성을 보장하기 위해, 2차 광원을 발생시키기 위한 거울 또는 렌즈의 그리드 부재들이 필드 보다 작은 애스팩트 비를 가진 필드 허니콤을 포함하고 예컨대 원통형 또는 환상형으로 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 불완전하게 조명되는 필드 허니콤의 수가 감소된다. 이러한 시스템의 작용에 관한 것은 1999년 7월 9일자로 출원된 독일 출원 제 199 31 848.4호, 명칭:"EUV-조명 시스템에서 허니콤 애스팩트 비를 감소시키기 위한 아나모르포트(anamorphote) 작용을 가진 부품" 을 참고할 수 있고, 상기 간행물의 공개 내용은 본 출원에 참고할 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 의해 얻어질 수 있는, 물체 평면 또는 레티클 평면에서 미리 정해진 필드 내부의 세기 분포의 균일성은 < 10%, 바람직하게는 < 5%, 특히 바람직하게는 < 1%이다. 스테퍼 시스템에서는 세기 분포 균일성이 미리 정해진 필드 내부에서 관찰되는 한편, 스캐너 시스템에서는 스캔 에너지의 균일성이 스캔 방향에 대해 수직인 각각의 필드 점에 대해 주어진다.
본 발명은 조명 시스템과 더불어, 상기 조명 시스템을 가진 EUV-노광 장치, 및 마이크로일렉트로닉 부품의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.
도 1a 및 1b는 광원으로서 파동자 유닛을 가진 조명 시스템의 기본 구성,
도 2a는 도 1a 또는 도 1b에 따른 구성의 디자인,
도 2b는 스캔 거울을 가진 도 1a 또는 1b에 따른 구성의 디자인,
도 2c 내지 2d는 변형 가능한 거울의 2가지 상태에 대한 콜렉터 유닛에 변형 가능한 거울을 가진 도 1a 또는 1b에 따른 구성의 디자인,
도 2e는 그리드 부재들을 가진 제 2 거울을 포함하는 조명 시스템,
도 2f는 도 2e에 도시된 것과는 다른 제 2 거울을 포함하는 조명 시스템,
도 2g 및 도 2h는 도 2e 또는 도 2f에 따른 시스템의 부분도,
도 2i 및 도 2k는 도 2e 및 도 2f에 따른 그리드 부재들을 가진 제 2 거울의 정면도,
도 2m 및 도 2n은 4중극 조명을 발생시키기 위한 거울의 가능한 실시예,
도 2o는 변형 가능한 거울이 레티클 평면에 대해 공액되는 평면에 배치된, 중간 상을 가진 조명 시스템,
도 2p는 거울 표면 상에 배치된 다수의 필드 허니콤을 가진 부가 거울,
도 2q는 필드 허니콤을 가진 부가 거울의 측면도,
도 3은 거울 및 그 위에 배치된 그리드 부재들에 대한 예,
도 4a는 도 3에 따른 거울에서 조리개 평면에서의 2차 광원의 분포,
도 4b-4m은 위글러 소오스를 가진 EUV-조명 시스템의 실시예,
도 5는 충전 팩터를 정의하기 위한 대물렌즈 애퍼처와 조명 사이의 관계,
도 6a는 충전 팩터 σ = 1.0을 가진 필드 허니콤 플레이트의 조명,
도 6b는 충전 팩터 σ = 0.6을 가진 필드 허니콤 플레이트의 조명,
도 6c는 하기 충전 팩터
Figure 112002002837512-pct00001
를 가진 필드 허니콤 플레이트의 환상 조명,
도 6d는 4 중극 조명에서 필드 허니콤 플레이트의 조명,
도 7은 σ = 1.0일 때 광축 상의 필드 점에 대한 조리개 조명,
도 8은 σ = 1.0일 때 필드 에지에 있는 필드 점(x=40, y=4.04)에 대한 조리개 조명,
도 9는 σ = 0.6일 때 광축 상의 필드 점에 대한 조리개 조명,
도 10은 σ = 0.6일 때 필드 에지에 있는 필드 점(x=40, y=4.04)에 대한 조리개 조명,
도 11은 환상 조명에서 광축 상의 필드 점에 대한 조리개 조명,
도 12는 환상 조명에서 필드 에지에 있는 필드 점(x=40, y=4.04)에 대한 조리개 조명,
도 13은 4중극 조명에서 광 평면 상의 필드 점에 대한 조리개 조명,
도 14는 4중극 조명에서 필드 에지에 있는 필드 점(x=40, y=4.04)에 대한 조리개 조명,
도 15는 출사동에서 σ = 1.0을 가진 조명 분포일 때 레티클 평면에서의 적분 스캔 에너지,
도 16은 출사동에서 σ = 0.6을 가진 조명 분포일 때 레티클 평면에서의 적분 스캔 에너지,
도 17은 환상 조명 분포에 대한 레티클 평면에서의 적분 스캔 에너지,
도 18은 4중극 조명 분포일 때 레티클 평면에서의 적분 스캔 에너지,
도 19는 허니콤 플레이트상에 배치된 17.5:1의 애스팩트 비를 가진 허니콤을 갖춘 시스템,
도 20은 도 19에 따른 허니콤 플레이트 상에 필드 허니콤이 배치될 때 조명 시스템의 조리개 평면에서의 광 분포,
도 21은 17.5:1의 애스팩트 비를 가진 허니콤을 포함하는 필드 허니콤 플레이트,
도 22는 1:1의 애스팩트 비를 가진 허니콤을 포함하는 필드 허니콤 플레이트를 나타낸다.
도 1a 및 1b에는 예컨대 여기서는 파동자로서 형성된 싱크로트론 방사 소오스를 가진 EUV-조명 시스템의 구성이 도시되지만, 본 발명이 이것에 국한되는 것은 아니다.
파동자 소오스는 예정된 파장 스펙트럼이 방사되는 도시된 평면에서 광 발산 < 100 mrad, 바람직하게는 < 50 mrad을 갖는다. 광원으로서 연장된 소오스가 사용되면, 제 1 거울 또는 렌즈의 그리드 부재를 정확히 레티클 평면에 나타내기 위해 2차 광원의 지점에 그리드 부재들을 가진 제 2 거울 또는 제 2 렌즈가 제공되어야 한다. 제 1 거울 또는 제 1 렌즈의 그리드 부재들은 필드 허니콤이라 하며, 제 2 거울 또는 제 2 렌즈의 그리드 부재는 조리개 허니콤이라 한다.
도 1a 및 1b에는 EUV-조명 시스템이 시스템의 설명을 위해 굴절도로 도시된다. 소오스(1)로부터 방출된 광선은 분산 렌즈(3) 또는 분산 거울에 의해 퍼지지만, 이것에 국한되는 것은 아니다.
조명 시스템의 구성에 관한 것은 1999년 3월 2일자로 출원한 유럽 특허 출원 제 99106348호, 명칭: "특히 EUV-리소그래피용 조명 시스템", 1999년 5월 4일자로 출원한 미국 특허 제 09/305,017호, 명칭: "특히 EUV-리소그래피용 조명 시스템, 및 1999년 5월 4일자로 출원된 국제 공개 WO99/57732호, 명칭: "특히 EUV-리소그래피용 조명 시스템에 나타나있으며, 그 공개 내용은 본 출원에 참고할 수 있다.
2차 광원(12)을 발생시키기 위한 콜렉팅 작용은 분산 렌즈 또는 분산 거울(3) 다음에 배치된 콜렉팅 거울 또는 콜렉팅 렌즈(5)에 의해 이루어진다. 광의 퍼짐을 위한 수단 또는 콜렉팅 작용을 하는 거울 또는 렌즈는 소위 콜렉터 유닛 또는 콜렉터 시스템(7)을 형성한다. 그리드 부재를 가진 거울이 없으면, 콜렉팅 거울(5)이 소오스(1)를 도 1a에 도시된 바와 같이 조명 시스템의 상 평면(9)의 2차 광원(12)상에 나타낸다. 그리드 부재(10)를 가진 거울 또는 파싯 거울에 의해 2차 광원(12)이 다수의 2차 광원(14)으로 분할되므로, 도 1B에 도시된 바와 같이, 조리개 평면(16)에 다수의 2차 광원(14)이 형성된다. 그리드 부재(10)는 콜렉팅 작용을 한다. 제 1 거울의 그리드 부재(10)는 이하 필드 허니콤이라 한다.
도 1a 및 1b에 굴절 시스템으로 도시된 조명 시스템이 예컨대 EUV-광선에 대해 설계되면, 이것은 13 nm 광선에 대해 반사되어야 하고 높은 반사 손실로 인해 가급적 작은 반사로 변환되어야 한다.
파동자 소오스에서 13 nm 광선의 콜렉터 유닛은 광선을 퍼지게 하는 제 1 스쳐가는 입사(grazing incidence) 거울 또는 스캔 거울, 및 다시 광선을 모으는 작용을 하는 제 2 법선 입사 거울로 구성된다. 스캔 거울의 장점은 이것에 의해 조명의 크기가 변동될 수 있다는 것이다.
13 nm 파장에서 바람직한 디자인을 위해, 높은 반사율로 인해 법선 입사 거울(R
Figure 112002002837512-pct00002
65%) 보다 스쳐가는 입사 거울(R
Figure 112002002837512-pct00003
80%)이 바람직하다.
바람직하게는 소오스가 수평 방향으로 방사한다.
그리드 부재를 가진 거울 다음에 배치된 광학 부재는 조명 시스템의 조리개 평면을 여기서는 투사 대물렌즈의 입사동과 일치하는 조명 시스템의 출사동에 나타내고 링형 필드를 형성하기 위해 사용된다. 또한, 이것은 필요에 따른 조명 분포를 형성하기 위해 사용된다.
스테퍼 시스템에서는 주어진 필드 내에서 세기 분포의 균일성이 < 10%, 바람직하게는 < 5%, 특히 바람직하게는 < 1% 이 요구된다.
세기 분포 균일성 E(x,y)에 대해 하기 식이 적용된다:
균일성 =
Figure 112002002837512-pct00004
X 100%
상기 식에서, Emax는 주어진 필드 내에서 최대 세기이고, Emin은 최소 세기이다.
스캐너 시스템에서 스캔 에너지의 균일성은 < 10%, 바람직하게는 < 5%, 특히 바람직하게는 < 1%가 요구된다.
스캔 에너지 SE(x)는 선 적분으로 표시된다:
SE(x) = ∫ E(x,y)dy
상기 식에서, E(x,y)는 예컨대 y-방향인 스캔 방향을 따라 x-y-평면에서 세기 분포이다. 웨이퍼 상에서 각각의 점은 그 x-좌표에 따라 스캔 에너지 SE(x)를 포함한다.
스캔 에너지의 균일성에 대해 하기 식이 적용된다:
균일성 =
Figure 112002002837512-pct00005
X 100%
상기 식에서, SEmax는 스캔-거리에 따른 최대 스캔 에너지이고 SEmin는 최소 스캔 에너지이다.
도 2a에는 싱크로트론 방사 소오스, 이 경우에는 파동자를 가진 13 nm 광용 조명 시스템이 도시된다.
시스템은 광선속을 퍼지게 하는 스쳐가는 입사 토로이드 거울로 형성된 콜렉터 거울(30), 및 그리드 부재(34)를 가진 거울을 조명하는 법선 입사 콜렉터 거울(32)로 이루어진다.
필드 거울(36, 38)은 스쳐가는 입사 필드 거울로 형성된다. 상기 거울은 필드를 레티클 평면(39)에 형성하고 조리개 평면을 출사동에 나타낸다.
도 2b에는 도 2a에 도시된 장치와 동일하지만, 거울(30)이 그리드 부재 또는 필드 허니콤(34)을 가진 거울의 가변 조명을 위한 스캔 거울로서 형성된 장치가 도시된다.
도 2c 및 2d에는 중간 상을 갖지 않은 도 1a 또는 1b에 따른 조명 시스템이 개략적으로 도시되며, 여기서는 싱크로트론 방사 소오스, 예컨대 파동자 소오스로부터 나온 광을 퍼지게 하는 콜렉터 거울(30)이 변형 가능한 표면을 가진 거울이다.
이로 인해, 콜렉터 거울(32)상의 그리고 그에 따라 필드 허니콤을 가진 거울(34)상의 조명이 제어될 수 있다. 예컨대, 하기에서는 파동자 소오스를 가진 조명 시스템에 대한 조명 분포의 변동이 제시된다. 파동자 소오스는 ±1 mrad의 수평 발산 및 ±0.3 mrad의 수직 발산으로 방사한다. 5000 mm의 거리에 콜렉터 거울(30)이 배치된다. 콜렉터 거울(30)의 경사각은 80°이다. 3000 mm 후에 콜렉터 거울(32)이 배치되고, 그 경사각은 5° 이다. 필드 허니콤 플레이트, 즉 필드 허니콤을 가진 거울(34)은 콜렉터 거울(32)로부터 650 mm의 거리에 배치된다. 후속하는 대물렌즈의 입사동을 완전히 채우기 위해, 즉 σ= 1.0이 되기 위해, 필드 허니콤 플레이트(34)는 64 mm의 직경까지 조명되어야 한다. 이것은 도 2c의 상태에 상응한다.
σ= 1.0의 완전한 충전을 위해, 전술한 조명 시스템에서 하기 반경을 가진 토릭 콜렉터 거울(30, 32)이 필요하다:
Rx[mm] Ry[mm]
콜렉터 거울 30 -156.6(분산) -1373.5(분산)
콜렉터 거울 32 3138.0(콜렉팅) 2967.9(콜렉팅)

예컨대 σ = 0.3의 충전율을 얻기 위해, 조명된 직경이 19.2 mm로 감소되어야 한다. 이것은 도 2d의 상태에 상응한다. 이것을 위해, 콜렉터 거울(30)의 반경은 적합한 조작기에 의해 하기와 같이 변동되어야 한다:
Rx[mm] Ry[mm]
콜렉터 거울 30 -985.0(분산) -5241.0(분산)
콜렉터 거울 32 3138.0(콜렉팅) 2967.9(콜렉팅)

콜렉터 거울(30)의 반경이 변동되는 한편, 콜렉터 거울(32)의 반경은 변동되지 않는다.
콜렉터 거울(30)이 변형 가능한 표면을 가진 거울로 형성되면, 상기에 제시된 반경 내에서 표면의 변형에 의해 σ=0.3 내지 σ=1.0의 임의의 충전율이 세팅될 수 있다. 상기 표면은 순수한 토릭 표면에 국한되지 않는다. 원추형 또는 보다 높은 비구면 표면의 삽입에 의해 재현 특성을 변동시키는 것이 가능하다.
변형은 예컨대 거울의 하부면에 있는 다수의 조작기에 의해 가능하다. 조작기는 피에조 부재 또는 전자기 여기를 위한 부재를 포함할 수 있다.
예컨대, 콜렉터 거울(30)을 교체하는 것이 가능하다. 교체 광학 부품에 의해, σ=0.3 내지 σ=1.0의 충전율이 세팅될 수 있다. 따라서, 단 하나의 콜렉터 거울(30)의 교체에 의해 출사동의 조명이 변동될 수 있다.
또 다른 실시예가 도 2e에 개략적으로 도시된다. 도 2c 및 도 2d와 동일한 동작을 하는 부품은 동일한 도면 부호로 표시된다. 파동자-광원(1)의 광은 분산 콜렉터 거울(30)에 의해 퍼지게 된다. 퍼진 광선속(370)은 콜렉터 거울(30) 다음에 삽입된 그리드 부재를 가진 거울(310)을 조명한다. 필드 허니콤을 가진 거울(34) 옆에 그리드 부재를 가진 부가의 거울(310)이 배치된다. 거울(310)의 그리드 부재들이 입사 광선속(360)을 개별 광선속(370)으로 분할한다. 도 2e에는 개별 그리드 부재에 대한 단 하나의 광선속(370)만이 도시된다. 오목한 콘덴서 거울(302)은 개별 광선속(370)을 필드 허니콤을 가진 거울(34)에 중첩시킨다. 따라서, 필드 허니콤을 가진 거울(34)의 매우 균일한 조명이 얻어질 수 있다. 도 2e 에 따른 구성에서, 필드 허니콤을 가진 거울(34)이 완전히 조명된다. 그리드 부재를 가진 부가 거울(310)의 사용에 의해 필드 허니콤을 가진 거울(34)상에 부딪치는 광선이 거울(310)을 사용하지 않은 것 보다 더 큰 발산을 갖기 때문에, 필드 허니콤을 가진 거울(34) 다음에, 그리드 부재들을 가진 부가의 거울(350)이 삽입된다. 상기 거울(350)은 필드 허니콤에 의해 발생되는 2차 광원의 지점에 배치된다. 조리개 허니콤이라 하는 거울(350)의 그리드 부재들은 필드 허니콤을 레티클 평면(39)에 나타낸다. 광선속(370)은 레티클(39)에서 반사되고, 조명 시스템의 출사동(390)에 이른다. 상기 출사동은 동시에 도 2e에 도시되지 않은 후속 투사 대물렌즈의 입사동이다. 레티클(39)에서의 조명 애퍼처 또는 출사동(390)의 조명은 피드 허니콤을 가진 거울(34)의 조명에 직접 의존한다.
필드 허니콤을 가진 거울(34)의 조명은 그리드 부재들을 가진 거울(310)에 의해 주어진다. 이것은 출사동(390)의 조명 변경을 위해 교체될 수 있다. 거울(310)은 수동으로, 교체 휠 또는 로봇 암에 의해 교체될 수 있다. 따라서, 개별 광학 부재의 교체에 의해 출사동(390)에서의 조명이 변경될 수 있다. 도 2f에서 거울(310)과는 다른, 그리드 부재들을 가진 거울(320)이 사용된다. 상기 거울(320)은 필드 허니콤을 가진 거울(34)을 부분적으로만 조명한다. 따라서, 도 2e와는 달리 레티클(39)에서의 애퍼처 및 출사동(390)의 조명 폭이 감소된다.
그리드 부재들을 가진 거울(310, 320)의 작용은 도 2g 및 도 2h를 참고로 구체적으로 설명된다. 도 2g 및 도 2h는 도 2e 및 도 2f의 조명 시스템의 일부를 도시한다. 도면 부호는 동일하게 표시된다. 도 2g에서는 광선속(360)이 그리드 부 재(312)들을 가진 거울(310)에 부딪치고 이것을 완전히 조명한다. 그리드 부재(312)들은 도 2g의 실시예에서 오목하게 형성된다. 각각의 그리드 부재들은 광원(1)의 상, 즉 포커스(372)의 지점에서 2차 광원을 발생시킨다. 상기 포커스 다음에서 광선속은 다시 콘덴서 거울(302)의 방향으로 발산한다. 콘덴서 거울(302)은 그리드 부재(312)를 필드 허니콤을 가진 거울(34)에 나타내고 그리드 부재(312)의 개별 상들을 중첩시킨다. 각각의 개별 그리드 부재(312)들은 필드 허니콤을 가진 거울(34)의 전체 조명된 표면 상에 나타낸다. 필드 허니콤을 가진 거울(34)상에서 조명의 형태는 그리드 부재(312)의 외형에 상응한다.
도 2h에서는 그리드 부재(312)들을 가진 거울(310)이 그리드 부재(322)들을 가진 거울(320)로 교체된다. 그리드 부재(312) 및 (322)들의 초첨 거리는 동일한 크기인 한편, 그리드 부재의 크기는 감소된다. 따라서, 거울(320)은 거울(310) 보다 많은 그리드 부재를 갖는다. 작은 크기에 의해 필드 허니콤을 가진 거울(34)상에서 조명된 표면도 작아진다.
그리드 부재(312, 322)는 볼록하게 형성될 수 있다. 그 경우에는 가상 2차 광원(372, 382)이 제공된다. 오목한 또는 볼록한 표면을 가진 그리드 부재들과 더불어, 회절 그리드 부재가 사용될 수 있다. 지그 재그 광로에 배치로 인해, 개별 그리드 부재(312, 322)가 콘덴서 거울(302)과 마찬가지로 분산 에러의 보정을 위해 예컨대 토릭 표면의 형태로 아나모르포트(anamorphote) 작용을 할 수 있다.
그리드 부재(312, 322)들이 이미 2차 광원을 발생시켰기 때문에, 거울(34)의 필드 허니콤에 의해 발생되는 2차 광원이 3차 광원이다. 조명된 그리드 부재(312, 322)들의 수에 따라 거울(31,320) 없이 발생된 2차 광원이 동일한 수의 3차 광원으로 분할된다. 이하에서는, 3차 광원의 경우에도 2차 광원이라 하는데, 그 이유는 그것이 광원의 상들을 의미하기 때문이다.
거울(310, 312)의 그리드 부재(312, 322)는 거울(310, 320)상에서 개별적으로 기울어지게 배치될 수 있다. 이것은 도달한 광선속(360)이 평행하지 않은 광선속으로서 거울(310, 320)에 부딪칠 때 필요하다. 콘덴서 거울(302)의 전방 초점이 2차 광원(372)의 지점에 배치되면, 광선속(370)이 평행한 광선속으로서 필드 허니콤을 가진 거울(34)상에 부딪친다. 콘덴서 거울(302)의 후방 초점이 필드 허니콤을 가진 거울(34)의 지점에 배치되면, 그리드 부재(312)들의 상들이 정확하게 중첩된다.
광선속(370)은 평행하지 않은 광선속으로서 필드 허니콤을 가진 거울(34)상에 부딪쳐야 한다. 콘덴서 거울(302)의 광학 작용은 광선속(370)이 수렴하여 필드 허니콤을 가진 거울(34)상에 부딪치도록 설계될 수 있다. 이로 인해, 필드 허니콤의 상들이 레티클 평면(39)에서 필드 허니콤을 가진 거울(34)과 레티클 평면(39) 사이에 콘덴서 렌즈를 사용하지 않고도 중첩될 수 있다. 대안으로서, 개별 필드 허니콤이 개별적으로 기울어지게 배치될 수도 있다.
도 2i 및 도 2k에는 그리드 부재(312, 322)들을 가진 거울(310, 312)이 정면도 및 측면도로 도시된다. 거울(310, 312)의 외형은 광선속(360)에 의한 조명에 매칭된다. 그리드 부재(312, 322)들의 외형은 6각형으로 선택된다. 그리드 부재(312, 322)는 동일한 곡률 반경(R0) 및 그에 따라 동일한 초점 거리를 갖는다. 그러나, 그리드 부재(322)들의 외형의 폭(D2)은 그리드 부재(312)의 외형의 폭(d1) 보다 작다. 개별 그리드 부재(312, 322)의 외형은 필드 허니콤을 가진 거울(34)상에서의 조명을 결정하기 때문에, 거울(34)은 6각형으로 조명되지만, 그리드 부재(312, 322)의 폭(D1, D2)에 따라 상이한 크기이다. 6각형의 형태는, 그리드 부재(312, 322)가 한편으로는 가급적 긴밀하게 패킹되고 다른 한편으로는 필드 허니콤을 가진 거울(34)의 조명이 가급적 둥글게 형성되도록 선택된다. 둥근 조명을 위해, 둥근 그리드 부재(312, 322)가 이상적이고, 이것들이 이음매 없이 이어질 수 있다. 필드 허니콤을 가진 거울(34)의 조명은 출사동(390)의 조명에 중첩된다. 그러나, 출사동의 조명이 더 이상 연결되지 않고, 필드 허니콤을 가진 거울(34)의 파싯화로 인해 분리된다. 그러나, 조명의 외형은 6각형으로 유지된다. 조리개 평면에서의 마스킹 장치에 의해 조명의 6각형 외형이 원형으로 절단될 수 있다.
레티클(39)상에서의 구조에 따라 출사동의 조명이 그리드 부재들을 가진 거울(310)의 교체에 의해 매칭될 수 있다. 상이한 크기의 거의 둥근 조명과 더불어, 특수한 레티클 구조에는 4개의 상이한 방향으로부터 레티클을 조명하는 것이 바람직하다. 이러한 소위 4중극 조명은 출사동(390)에 4개의 서로 분리된 조명 영역을 야기시킨다. 상기 조명된 영역은 필드 허니콤을 가진 거울(34)의 파싯화로 인해 이산 조명된다. 4중극 조명은 도 2M 및 도 2N에 도시된 바와 같이, 그리드 부재(332, 334, 336, 338)를 가진 거울(330)에 의해 이루어질 수 있다. 거울(330) 의 작용은 도 2m을 참고로 설명된다. 도 2m은 오목한 또는 볼록한 표면을 가진 축선 외부의 세그먼트를 포함하는 4개의 개별 그리드 부재(332, 334, 336, 338)를 도시한다. 사각형 박스(331)를 가지며, 파선(333)으로 표시된 회전 대칭 광학 작용을 하는 그리드 부재는 필드 허니콤을 가진 거울(34)을 사각형으로 조명할 것이다. 상기 사각형 그리드 부재 중 4개의, 축선 외부의 사다리꼴 세그먼트(332, 334, 336, 338)만이 사용되면, 필드 허니콤을 가진 거울(34)이 4개의 사다리꼴에 의해 조명된다. 사다리꼴 그리드 부재(332, 334, 336, 338)는 거울(330)에 임의로 배치될 수 있다. 사다리꼴이 제공되는 이유는 도 2N에 도시된 바와 같이 그리드 부재들이 거울(330)에 긴밀하게 패킹될 수 있기 때문이다. 이 경우, 그리드 부재(334, 338)들이 경사진 측면들 사이에 놓인 직선을 따라 분할되고 상기 분할된 그리드 부재들이 분할되지 않은 그리드 부재들과 함께 하나의 표면 커버링 장치를 구성해야 한다. 물론, 사다리꼴 그리드 부재들과 더불어 직사각형 그리드 부재들도 가능하다.
지그재그 광로에 배치함으로써, 디센터링 에러가 감소되고, 그리드 부재의 아나모르포트(anamorphote) 작용과 더불어 외형도 표시될 수 있다. x-y 좌표계가 그리드 부재들을 가진 거울(310, 320, 330)의 평면에 놓이고 거울(310, 320, 330)이 x-축선을 중심으로 기울어지면, 그리드 부재들의 외형이 y-방향으로 늘어지고 x-방향에서 그리드 부재들의 곡률 반경이 y-방향에서 보다 작아야 한다.
도 2o은 중간 상(Z)을 가진 조명 시스템을 도시한다. 중간 상(Z)은 물체 평면 또는 레티클 평면에 공액되는 평면에 배치된다. 도 2c 및 2d에서와 동일한 부 품은 동일한 도면 부호를 갖는다. 상기 방식의 시스템에서, 조명 시스템의 출사동에서 조명 분포를 변동시키기 위해서는 상기 중간 상(Z)에 또는 이것에 대해 디포커싱되게 부가의 거울(200)이 배치될 수 있다.
상기 시스템에서 레티클 평면이 부가의 거울(200)에 대해 공액되게 배치되기 때문에, 레티클 평면에서의 각 분포는 거울(200)에 의해 영향을 받을 수 있는 반면, 필드 분포는 거의 영향을 받지 않는다.
출사동에서의 세기 분포에 영향을 주기 위해, 중간 상(Z)을 가진 시스템에서 필드 허니콤을 가진 거울(34) 다음에 또는 이전 중간 상(Z)의 지점에 조리개 허니콤을 가진 거울 다음에 부가의 거울(200)이 제공된다. 거울(200)의 지점은 그리드 부재들을 가진 거울의 필드 허니콤(34)의 상들이 중첩되는 평면에 배치된다. 상기 부가의 거울(200) 다음에는 중간 상(Z)을 레티클 평면에 나타내는 하나 또는 2개의 또 다른 부가 거울(202)이 배치된다. 도시된 실시예에서는 하나의 법선 입사 거울(202)이 제공된다.
또 다른 부가 거울(202) 다음에 배치된 필드 거울(36, 38)은 링 필드 형성, 조명 시스템의 출사동을 후속 대물 렌즈의 입사동에 재현 및 조명 분포의 제어의 과제를 갖는다.
부가의 거울(200)은 예컨대 필드 허니콤(34)을 가진 거울과 더불어 그리드 부재들을 가진 부가의 거울로서 구현될 수 있다. 부가의 거울의 그리드 부재들, 소위 개별 허니콤은 콜렉팅 또는 분산 거울로서 또는 상응하는 회절 부재로서 형성된다. 개별 허니콤(201)은 예컨대 6각형으로서 긴밀한 패킹으로 배치될 수 있다. 상기 방식의 배치는 도 2p에 도시된다. 입사 광선속은 다수의 개별 허니콤에 의해, 개별 허니콤(201)으로부터 도 2q에 도시된 바와 같이 주어진 애퍼처의 광선속(203)이 나오도록 변환된다. 개별 허니콤의 폭은 레티클 평면에서 균일성의 요구를 충족시키기 위해 가급적 적게 선택되어야 한다. 허니콤의 전형적인 폭은 10 ㎛이다. 레티클 평면의 세기 분포에 있어 개별 허니콤의 이산화가 나타나지 않도록 하기 위해, 예컨대 그리드 부재들을 가진 부가의 거울이 중간 상에 대해 디포커싱되도록 배치될 수 있다. 개별 허니콤의 작용에 따라 조명 시스템의 출사동의 조명이 변동될 수 있다. 소자의 교체에 의해, 충전율이 예컨대 σ= 0.2 내지 σ= 1.0로 변동될 수 있다.
도 2i, 도 2k 및 도 2n에 도시된 그리드 부재들의 배치는 그리드 부재들을 가진 부가의 거울(200)에도 사용될 수 있다. 개별 그리드 부재들의 초점 거리는 상응하게 매칭되어야 한다.
대안으로서 부가의 거울(200)이 변형 가능한 거울로서 구현될 수 있다.
레티클 평면에 대해 공액되는 평면에서 거울 표면의 변형에는 일반적으로 2가지 방식이 있다.
- 레티클 평면에서 헤비 레이(heavy ray) 각 분포를 변동시키는, 작은 공간 주파수를 가진 정적 변형. 상기 효과는 예컨대 텔레센트릭의 보정을 위해 사용될 수 있다.
- 평균적으로 일정한 헤비 레이의 주변에서의 애퍼처 분포를 변동시키므로 조명 시스템의 출사동에서의 조명에 소정 영향을 주는, 매우 큰 공간 주파수를 가 지는 동적 변형. 조명 분포를 제어하기 위한 상기 방식의 동적 변형은 노광 시간 또는 스캔 속도에 비해 매우 신속해야 한다.
매우 큰 공간 주파수를 가진 동적 변형은 예컨대 조명 시스템의 출사동에서 조명 분포를 균일하게 하기 위해 사용될 수 있다. 도 7 내지 13에 나타나는 바와 같이, 출사동에서 2차 광원의 상들 사이에는 조명되지 않는 영역이 있다. 부가의 변형 가능한 거울(200)의 표면 변형에 의해, 정적인 경우에 조명되지 않은 영역은 시간 평균하여 마찬가지로 조명될 수 있다.
조리개 평면에서 2차 광원의 균일한 분포를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 개별 그리드 부재들을 가진 파싯 열(40)이 거울(34)상에 서로 변위되어 배치된다. 도 3의 원(41)은 EUV-소오스(1)에 의한 그리드 부재들을 가진 거울의 조명을 나타낸다. 그리드 부재(42)들의 애스팩트 비는 도시된 경우에 17.5:1이다.
이하, 필드 허니콤이라 하는 그리드 부재(42)들은 조명 시스템의 조리개 평면에 2차 광원을 발생시키며, 상기 2차 광원의 분포는 거울에서 그리드 부재들의 분포에 의해 주어진다.
도 3에 따른 그리드 부재들을 가진 거울을 사용하는 경우, 조리개 평면에서 주어지는 2차 광원(44)의 분포는 도 4a에 도시된다.
조리개 평면에서 셰이드(shaded) 표면(46)은 최대 조리개 조명을 제공한다. 상기 최대 조리개 조명은 조명 시스템 다음에 배치된 대물렌즈, 즉 본 경우에는 조명 시스템의 출사동과 일치하는 입사동을 가진 대물렌즈에 의해 픽업될 수 있다.
통상적으로 EUV-조명 시스템의 웨이퍼측 애퍼처는 NAWafer = 0.1이다. 이것은 레티클 평면에서 대물렌즈 재현 척도가 β= -0.25일 때 애퍼처 NARetikel = 0.025에 상응하거나 또는 본 시스템의 경우 필드 허니콤을 가진 거울에서 64 mm의 직경에 상응한다.
이하, 다른 EUV-조명 시스템을 설명한다.
이하에 설명되는 디자인에 기초가 되는 위글러(Wiggler)-소오스는 수평 방향으로 33 mrad의 애퍼처, 수직 방향으로 2 mrad의 애퍼처를 갖는다. 상기 소오스의 길이는 2 m이다.
상기 위글러 소오스에 대한 조명 시스템은 2중 파싯화, 즉 그리드 부재들을 가진 2개의 거울을 기초로 하므로, 한편으로는 높은 애스팩트 비를 가진 소오스 광선이 픽업되고 다른 한편으로는 둥근 조리개가 충전된다. 이러한 방식의 시스템의 기본 구성은 도 4d에 개략적으로 도시된다. 이하에 사용되는 도면 부호는 도 4d에 관련된다.
광선은 스쳐가는 입사 콜렉터 거울(30)에 의해 픽업되고 거의 평행한 광선속으로 변환된다. 그 다음에 배치된 필드 허니콤 플레이트(34) 및 조리개 허니콤 플레이트(37)는 법선 입사 거울로 작동된다. 필드 허니콤은 조명되는 직사각형 표면을 최적으로 커버링하도록 분포된다. 그리고 나서, 각각의 필드 허니콤에는 조리개 허니콤이 할당된다. 조리개 허니콤은 조명 시스템의 조리개에서 방사방향 격자 상에 배치된다. 조리개 허니콤의 배치는 필드 렌즈(36, 38)의 수차가 주어지도록 보정된다. 필드 허니콤 및 조리개 허니콤의 기울어짐에 의해, 물체 평면 및 레티클 평면(39)에서 필드 허니콤의 상들이 중첩된다. 2개의 스쳐가는 입사 필드 거울(36, 38)에 의해 조명 시스템이 후속하는 투사 대물렌즈에 매칭된다.
상기 시스템에서 필드 허니콤 플레이트(34) 및 조리개 허니콤 플레이트(37)는 콜렉팅 허니콤으로 이루어진다. 상기 허니콤은 개별적으로 기울어지며 필드 허니콤의 경우에는 높은 애스팩트 비를 갖는다.
조명 시스템은 레티클 평면에서 하기 필드에 대해 설계된다:
- r = 104 mm 및 Δr = ±4.0 mm →x-y 애스팩트 비 = 108.9 mm/8 mm = 13.6/1을 가진 60°세그먼트
- 레티클 평면에서 애퍼처 NARet = 0.05
- 조리개 허니콤 플레이트와 레티클 사이의 길이 L: L = 1000 mm.
- 필드 허니콤의 수는 스캔 에너지의 균일성에 대한 요구가 충족될 수 있도록 선택된다.
콜렉터 유닛(30)은 크기 A = 160 mm X 40 mm의 필드 허니콤 플레이트(34)를 조명하도록 설계된다. 상기 조명은 스쳐가는 입사 콜렉팅 거울(30)의 작용에 의해 링형이므로, 모든 필드 허니콤이 조명되지 않는다.
필드 허니콤의 형태는 직사각형으로 선택된다. 필드 허니콤의 애스팩트 비는 레티클 평면에서 아치 길이 대 링 폭의 비에 상응한다. 20 mm X 1.2 mm의 허니콤 크기에서, 120 필드 허니콤이 조명되므로, 스캔 에너지의 충분한 균일성이 얻어 진다. 각각의 필드 허니콤의 콜렉팅 작용은 필드 허니콤이 조리개 평면에서 2차 광원을 발생시키도록 설계된다.
2차 광원의 지점에서 조리개 허니콤이 조리개 허니콤 플레이트(37)상에 배치된다. 상기 조리개 허니콤 플레이트는 필드 허니콤을 레티클 평면에 나타낸다. 조리개 평면에서 조리개 허니콤의 지점은 필드 허니콤의 그리딩과 무관하게 선택된다. 조리개 허니콤은 조명 시스템의 출사동에서 주어진 분포를 형성하도록 배치된다. 예컨대, 조리개 허니콤은 방사방향 격자에 배치된다. 후속하는 필드 렌즈(36, 38)의 조리개 수차를 위해, 필드 렌즈들이 표시된 격자 상에도 배치될 수도 있다.
각각의 필드 허니콤에는 조리개 허니콤이 할당된다. 필드 허니콤과 조리개 허니콤의 할당은 여러 가지 관점에 따라 이루어질 수 있다. 한가지 가능성은 공간적으로 인접한 허니콤을 할당하는 것이다. 이로 인해, 편향 각이 최소가 된다. 다른 가능성은 조리개 평면에서 세기 분포를 균일화하는 것이다. 이것은 필드 허니콤의 평면에서 세기 분포가 곡선을 나타낼 때 효과적이다. 필드 허니콤과 조리개 허니콤이 유사한 위치를 가지면, 상기 곡선이 조리개 조명에도 적용된다. 할당을 의도적으로 혼합함으로써, 세기가 보상될 수 있다. 필드 허니콤 및 조리개 허니콤의 기울어짐에 의해, 광선속이 편향되므로 레티클 평면에서 필드 허니콤의 상들이 중첩된다.
필드 렌즈(36, 38)가 없으면, 레티클 평면에서 직사각형 필드가 조명된다. 레티클 평면에서 조명된 링 세그먼트는 스쳐가는 입사 필드 거울에 의해 형성된다. 상기 거울은 또한 조명 시스템의 조리개 평면을 대물렌즈의 입사동에 나타내고 스캔 에너지의 곡선을 제어할 수 있다.
조명 시스템의 출사동의 조명을 제어하기 위해, 필드 허니콤 또는 조리개 허니콤의 선택이 마스킹되거나 조명되지 않을 수 있다. 조리개 허니콤이 출사동에서 주어진 조명을 제공하도록 배치될 수도 있다. 예컨대, 조리개 허니콤의 배치에 의해 출사동에서 링이 조명된다. 필드 허니콤을 가진 거울의 조명 제어에 의해 또는 조리개 허니콤을 가진 거울의 마스킹에 의해 4중극 조명으로 교체가 이루어질 수 있다.
도 4b - 4m에는 위글러 소오스를 가진 EUV-조명 시스템이 도시된다. 도 1 - 4a와 동일한 부품은 동일한 도면 부호를 갖는다.
도 4b는 콜렉터 거울(30)의 y-z 단면도이다. 소오스는 콜렉터 거울 앞 1700 mm의 거리에 배치된다.
도 4c는 콜렉터 거울(30)의 x-z단면도이다.
도 4d는 조명 시스템의 y-z 단면도를 도시한다. 소오스는 도시되지 않으며 콜렉터 거울(30) 앞 1700 mm의 거리에 배치된다.
콜렉터 거울(30), 필드 허니콤 플레이트(34)라고도 하는 그리드 부재들을 가진 제 1 거울, 조리개 허니콤 플레이트(37)라고도 하는 그리드 부재들을 가진 제 2 거울, 필드 렌즈(36, 38) 및 레티클 평면(39)이 도시된다.
도 4e는 필드 허니콤 플레이트(34)의 개략도이다. 아치형 조명이 도시된다. 보다 잘 나타내기 위해, 모든 허니콤 또는 그리드 부재(42)들이 x-y 방향으로 정렬 된다. 실제 시스템에서는 허니콤(42)이 그 x-축 및 y-축을 중심으로 하는 기울어짐에 의해 그 z-축을 중심으로 회전된다.
도 4f는 조리개 허니콤 플레이트(37)의 개략도를 도시한다. 조리개 허니콤(43)은 거울에 배치된다.
도 4g에는 전술한 실시예에서와 같이 배치된 필드 허니콤(42)의 점들이 도시된다.
도 4h는 필드 렌즈(36, 38)가 없을 때 주어지는 조리개 허니콤(43)의 점들을 도시하고, 도 4i는 필드 렌즈(36, 38)를 가질 때 주어지는 조리개 허니콤(43)의 점들을 도시한다.
도 4k는 도 4b - 4i에 도시된 시스템에서 링 필드를 가진 레티클 평면(39)의 조명을 나타낸다.
도 4l은 x = 0.0 mm, 15.0 mm, 30.0 mm, 45.0 mm일 때 레티클 평면(39)에서 세기 단면을 나타낸다.
도 4m은 스캔 거리를 따른 세기 분포에 대한 적분으로서 주어지는 스캔 에너지의 곡선을 도시한다.
투사 대물 렌즈의 입사동과 일치하는 출사동에서 광 분포 또는 조명 세팅은 원형 조명에서 충전 팩터 σ에 의해 정해진다. 즉, 하기와 같다:
충전 팩터 σ =
Figure 112002002837512-pct00006
파라미터 r조명 및 R대물렌즈애퍼처는 도 5에 나타난다. 파라미터 R대물렌즈애퍼처 는 최 대 대물렌즈 애퍼처에서 입사동의 직경을 나타낸다. 파라미터 r조명는 입사동의 원형 조명의 직경을 나타낸다. 입사동의 조명이 6각형이거나 또는 연관되지 않을 때 r조명는 입사동에서 전체 조명된 표면에 대한 방사방향 적분에 의해서도 결정될 수 있다. 이 경우, 충전율σ은 환상 조명에서 하기에 규정되는 코히런스 팩터σout에 상응한다.
정의에 따라 σ= 1.0에서는 투사 대물렌즈의 입사동이 완전히 충전된다. 그리고 예컨대 σ= 0.6에서는 충전이 부족하게 이루어진다.
환상 광 분포에서, 투사 대물렌즈의 입사동은 링형으로 조명된다. 그것을 설명하기 위해, 하기 σoutin의 정의가 사용된다.
Figure 112002002837512-pct00007
상기 식에서,
I(r)=I(x,y): 투사 대물렌즈의 입사동에서 세기 분포
x, y: 투사 대물렌즈의 입사동에서 x,y-지점
r: 투사 대물렌즈의 입사동에서 방사방향 지점
NAmax: 최대 대물렌즈 애퍼처
R(NAmax): 최대 대물렌즈 애퍼처에서 입사동의 방사방향 에지
r(90): 전체 세기의 90%가 발생하는 원의 반경
r(10): 전제 세기의 10%가 발생하는 원의 반경
σout'σin: 코히런스 팩터
하기에 설명되는 부가의 광 분포는 예컨대 "맨하탄-구조"를 나타내기 위한 소위 4중극 조명이다.
도 6a 내지 6d에 나타나는 바와 같이, 필드 허니콤 플레이트의 의도된 조명(41)에 의해 2차 광원(44)의 수 및 그에 따라 조리개 조명이 가변될 수 있다. 도 6a 내지 6d는 그리드 부재(40)들을 가진 필드 허니콤 플레이트의 조명, 및 조명 시스템의 출사동(동시에 후속 접속된 대물렌즈의 입사동이기도 함)에서 2차 광원(44)의 관련 분포를 도시한다. 도 6a-6d에서 도 3-5에서와 동일한 부품은 동일한 도면 부호를 갖는다.
필드 허니콤 플레이트의 조명은 필드 허니콤 플레이트 앞에 배치된 마스킹 장치, 제어 가능한 스캔 거울, 교체 가능한 콜렉터거울, 변형 가능한 콜렉터 거울, 또는 그리드 부재들을 가진 교체 가능한 부가의 거울을 통해 의도한 바대로 변동될 수 있다.
도 6a는 충전율 σ= 1.0에 대한 조명을 도시한다. 도 6b에는 충전율 σ= 0.6을 가진 원형 조명이 도시된다. 도 6c는
Figure 112002002837512-pct00008
을 가진 환상 또는 링형 세팅을 도시한다.
도 6D에는 필드 허니콤 플레이트의 4중극 조명이 도시된다.
도 7 내지 18에는 도 6a-6d에 도시된 여러 가지 조명 분포에 대한 시뮬레이션 계산의 결과가 도시된다.
하기 세팅 또는 분포가 예시적으로 설명된다:
1. σ= 1.0를 가진 원형 세팅
애퍼처 NARet = 0.025에 상응하는 r = 35.0 mm의 반경을 가진 필드 허니콤 플레이트의 조명.
2. σ= 0.6을 가진 원형 세팅
반경 r = 20.0 mm를 가진 필드 허니콤 플레이트의 원형 조명.
3.
Figure 112002002837512-pct00009
을 가진 환상 세팅
반경 rout = 35.0 mm 및 rin = 25 mm를 가진 필드 허니콤 플레이트의 링형 조명.
4.4중극 세팅
광축과의 간격 a = 21.2 및 대각선 상에서 r = 10 mm를 가진 필드 허니콤 플레이트의 4개의 원형 조명.
1.- 4.에 따른 필드 허니콤 플레이트의 조명 시 주어지는 조리개 조명은 축 점(x = 0.0; y = 0.0) 및 필드 에지의 점(x = 40.0; y = 4.041)에 대해 계산되고 도 7 내지 14에 도시된다.
충전율 σ= 1.0의 경우(경우 1)에는 조리개가 NARet = 0.025의 최대 애퍼처까지 213 개의 2차 광원으로 균일하게 채워진다. 도 7에는 레티클 평면의 증심에 있는 필드 점 x = 0, y = 0에 대한 조리개 조명이 도시된다.
필드 에지 점(x = 40.0, y = 4.041)에 대해 도 8에 나타나는 바와 같이, 필드 에지에서도 조리개 조명의 형태가 유지된다. 그러나, 도 8에 따른 조리개는 전체적으로 헤비 레이 각의 오프셋 만큼 이동되고, 조명 시스템의 광축은 레티클 평면에서 기준 시스템을 형성한다.
σ= 0.6의 충전율(경우 2)의 경우에는 조리개가 NARat = 0.6·0·0.025 = 0.015의 애퍼처까지 72개의 2차 광원으로 채워진다. 레티클 평면의 중심에 있는 필드 점(x = 0, y = 0)에 대한 조리개 조명이 도 9에 도시된다; 필드 에지 점( x = 40.0, y = 4.041)에 대한 것은 도 10에 도시된다.
Figure 112002002837512-pct00010
을 가진 링형 세팅(경우 3)에서는 조리개가 애퍼처 NAout = 0.025 내지 NAin = 0.0175사이로 102개의 2차 광원으로 채워진다. 레티클 평면의 중심에 있는 필드 점(x = 0, y = 0)에 대한 조명이 도 11에 도시된다; 필드 에지 점(x = 40.0, y = 4.041)에 대한 것은 도 12에 도시된다.
4중극 조명을 가진 허니콤 플레이트의 조명의 경우(경우 4), 출사동은 4개의 세그먼트에서 각각 18개의 2차 광원으로 채워진다. 도 13은 필드 중심점에 대한 조명을 도시하고, 도 14는 필드 에지 점에 대한 조명을 도시한다.
상이한 조명 세팅을 위한 스캔 에너지의 균일성 평가는 도 15 내지 18에 도시된다. 허니콤 플레이트의 조명, 즉 세팅에 대한 의존도가 도시된다.
원형 조명에서 충전율 σ= 1.0의 경우에는 도 15에 나타나는 바와 같이 균일성 손실 < 1%을 가진 스캔 에너지의 이상적인 곡선이 주어진다.
원형 조명에서 충전율 σ = 0.6에서는 혼합 공정에 관련되는 필드 허니콤 수의 감소에 의해 도 16에 나타나는 바와 같이 2%의 균일성 손실이 주어진다. 충전율 σ= 1.0에 대한 선행 실시예에서 필드 허니콤의 수는 213인데, σ= 0.6에서는 단 72 필드 허니콤이 조명되고 혼합 공정에 관련된다.
환상 조명에서는 많은 필드 허니콤이 부분적으로만 조명된다. 이것은 σ= 1.0일 때 213 필드 허니콤에 비해 102 필드 허니콤이 혼합 공정에 관련될 때 균일의 손실이 도 17에 도시된 바와 같이 3%가 되는 결과를 가져온다. 더 많은 필드 허니콤이 혼합 공정에 관련됨에도 불구하고 σ= 0.6을 가진 원형 조명에 비해 환상 조명에서 균일성의 손실이 더 큰 이유는 필드 허니콤이 부분적으로만 조명되기 때문이다.
4중극 조명에서 스캔 에너지는 도 18에 나타나는 바와 같이 5% 균일성을 가진 "4-파형성"을 나타낸다. 따라서, 4중극 조명에서는 필드 점에 따라 부가의 필드 허니콤이 조명에 가담하거나 또는 생략될 수 있고 거의 모든 필드 허니콤이 부 분적으로만 조명된다.
전술한 시뮬레이션으로부터 나타나는 바와 같이, 가변 조리개 조명은 스테퍼 시스템에서 필요한 세기 분포의 균일성 또는 스캐너 시스템에서 스캔 에너지의 균일성에 의해 제한된다. 일반적으로 레티클 평면에서 더 작은 허니콤 상들이 중첩되면 될수록, 혼합 및 그에 따라 필드 조명의 균일성이 더 낮아진다. 극단의 조리개 분포에서, 즉 원형 조명에서 σ가 작을 때 또는 환상 조명에서 링이 좁을 때 또는 4중극에서 균일성을 높이려면, 허니콤의 수가 증가되어야 한다. 이것은 필드 허니콤 플레이트의 치수가 동일할 때 허니콤 크기의 감소 및 허니콤 재현 척도의 증가를 의미한다.
본 실시예에서는 허니콤의 17.5:1의 높은 애스팩트 비로 인해, 조명된 표면의 에지에 있는 허니콤이 부분적으로만 조명된다. 도 19는 각각의 x-열에 단 2개의 필드 허니콤(100, 102)만이 조명되는 구성을 나타낸다. 조명되는 각각의 허니콤(100, 102)은 조명 시스템의 조리개 평면에 도 20에 도시된 바와 같은 2차 광원(104)을 발생시킨다. 필드 허니콤 플레이트의 원형 조명의 경우 조리개 평면에서 2차 광원(104)의 분포는 타원형인데, 그 이유는 x-방향에서 부가의 2차 광원이 부가되기 때문이다. 그러나, 레티클 평면에서 각 개별 필드점의 조리개 조명은 원형인데, 그 이유는 각각의 필드점이 각각의 2차 광원의 광을 얻지 않기 때문이다. 필드 에지에 대한 조리개 분포는 도 20에 도시된 바와 같이 좌우측에 이루어질 수 있다.
특별하게 형성된 마스킹 장치에 의해, 불완전하게 조명된 모든 필드 허니콤(102)이 커버될 수 있다. 상기 마스킹 장치는 필드 허니콤(102)을 가진 거울(98) 바로 앞에 배치된다. 상기 마스킹 장치의 윤곽선은 필드 허니콤(102)의 외형에 매칭된다. 필드 허니콤(102)을 가진 거울(98)의 상이한 조명을 위해, 예컨대 교체되는 적합한 마스킹 장치가 사용되어야 한다.
액스팩트 비를 줄이기 위해, 개별 허니콤은 예컨대 1999년 7월 9일자로 출원된 독일 DE 199 31 848.4호에 나타나는 바와 같이 아나모르포트 작용을 하도록 형성될 수 있다. 상기 출원의 공개 내용은 본 발명에 참고가 될 수 있다.
도 21 및 22에는 동일한 수의 필드 허니콤(42)을 가진 2개의 필드 허니콤 플레이트(34)가 도시된다. 그러나, 필드 허니콤(42)의 애스팩트 비 또는 크기는 상이하다. 도 21에서 허니콤(42.1)의 애스팩트 비는 17.5 : 1이고, 도 22에서 허니콤(42.2)의 애스팩트 비는 1 : 1이다. 도 21과 도 22의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 도 21 및 도 22의 허니콤 플레이트의 조명(41)이 동일한 크기일 때, 사각형 허니콤(42.2)의 경우에 높은 애스팩트 비를 가진 허니콤(42.1)의 경우 보다 더 많은 허니콤이 완전히 조명된다. 이로 인해, 사각형 허니콤의 경우 조명의 균일성이 높은 애스팩트 비를 가진 허니콤을 가진 허니콤 플레이트의 경우 보다 더 양호하다. 따라서, 동일한 균일성이 요구되는 경우 낮은 애스팩트 비를 가진 필드 허니콤에서는 더 적은 수의 필드 허니콤이 필요하다.

Claims (48)

  1. 광원(1)을 포함하는 EUV-투사 노광장치용 조명시스템으로서, 상기 조명시스템은
    조명을 위한 콜렉터 유닛(30, 32),
    그리드 부재(10, 40, 42, 100, 102)로 나눠지는 적어도 하나의 거울(34)을 포함하고 2차 광원(14)을 발생시키는 거울 장치,
    조리개 평면(16),
    상기 조리개 평면(16)을 조명 시스템의 출사동(390)에 나타내는 하나 또는 다수의 제 1 광학 부재(36, 38),
    그리드 부재들의 상들이 실질적으로 일치하고, 일정 세기 분포를 가진 예정된 필드를 조명하는 물체 평면(39),
    상기 출사동(390)에서 방식 또는 충전율에 의해 규정되는 광 분포를 발생시키는 제 2 광학 부재(30, 310, 320, 330) 및,
    상기 제 2 광학부재를 교환, 이동 또는 변형시키는 수단을 포함하고,
    상기 광 분포의 방식 또는 충전율이 제 2 광학 부재의 교체, 이동 또는 변형에 의해 변동될 수 있는 투사 노광 장치용 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일정 광 분포 및 변동된 광 분포에 대해
    조명된 그리드 부재들의 수 또는 형태는 상기 물체 평면(39)에서 스캔 에너지 값의 균일성을 결정하고, 상기 조명된 그리드 부재의 수 또는 형태는 상기 2차 광원에 의해 얻어진 스캔 에너지 값의 균일성이 10% 미만이도록 선택되고, 상기 스캔 에너지 값은 세기 분포에 대한 선 적분으로서, 적분 방향에 대해 수직인 직선 상에 놓인 점에 대한 예정된 필드 내부에서 규정되거나,
    조명된 그리드 부재들의 수 또는 형태는 상기 물체 평면(39)에서 세기 분포의 균일성을 결정하고, 상기 조명된 그리드 부재의 수 또는 형태는 상기 2차 광원에 의해 얻어진 세기 분포의 균일성이 10% 미만이도록 선택되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    파장이 10nm 내지 20nm인 것을 특징으로 하는 EUV-투사 노광 장치용 조명 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 물체 평면(39)에서 실질적으로 일치하는 그리드 부재들의 상의 수는 광학 부재의 교체, 이동 또는 변형에 의해 하나의 팩터 마다 2 내지 3까지 변동되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 물체 평면에서 실질적으로 일치하는 그리드 부재들의 상의 최소 수는 50 보다 큰 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조명될 필드가 링 필드인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조명될 필드의 애스팩트 비가 2:1 내지 17.5:1인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 그리드 부재들이 직사각형 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 그리드 부재들이 아나모르포트 작용을 하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 거울의 그리드 부재들이 아나모르포트 작용을 발생시키기 위해 원통형 또는 토로이드형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 그리드 부재들이 필드의 애스팩트 비보다 팩터 0.5 만큼 작은 애스팩트 비를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재가 2차 광원의 지점에 마스킹 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재가 그리드 부재들을 가진 거울의 근처에 배치된 마스킹 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재가 광원(1)과 그리드 부재들을 가진 거울(34) 사이에 배치되고, 제 2 광학 부재의 교체, 이동 또는 변형에 의해 그리드 부재들을 가진 거울의 조명이 변동되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재가 제어 가능한 스캔 거울인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재가 줌 작용을 하는 광학 시스템인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재가 변형 가능한 표면을 가진 거울인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 변형 가능한 표면을 가진 거울은 다수의 조작기를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 조작기는 거울 하부면에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 조작기는 변형을 발생시키는 전자기 여자를 위한 부재 또는 피에조 부재를 포함하고, 상기 전자기 여자를 위한 부재 또는 피에조 부재는 제어 가능한 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재는 그리드 부재들을 가진 부가의 거울(310, 320, 330)인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 그리드 부재들을 가진 부가의 거울(310, 320, 330)과 그리드 부재들을 가진 거울(34) 사이에는 적어도 하나의 콘덴서 거울(302)을 포함하는 광학 시스템이 배치되고, 부가의 거울(310, 320, 330)의 그리드 부재의 상들은 그리드 부재들을 가진 거울(34)상에서 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 그리드 부재들을 가진 부가의 거울(310, 320, 330)이 교체될 수 있는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 거울의 그리드 부재(312, 322, 332, 334, 336, 338)는 컬렉팅 또는 분산 작용을 하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 부가의 거울의 그리드 부재(312, 322, 332, 334, 336, 338)가 회절하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 부가의 거울의 그리드 부재(312, 322)는 6각형 외형을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 부가의 거울의 그리드 부재(332, 334, 336, 338)는 콜렉팅 또는 분산 표면의 축 외부 세그먼트를 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  28. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 부재는 교체 가능한 거울인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    출사동에서 광 분포의 방식이 원형 분포이거나 또는 적어도 원형 분포에 가까운 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 원형 또는 거의 원형으로 조명된 출사동의 충전율(σ)이 1.0 보다 작은 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  44. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 출사동에서 광 분포의 방식이 링 분포인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  45. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 출사동에서 광 분포의 방식이 4중극 분포인 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  46. 마스크, 투사 대물렌즈 및 감광성 물체인 지지체 시스템 상의 웨이퍼를 포함하는 제 1 항에 따른 조명 시스템을 가진 마이크로 리소그래피의 EUV-투사 노광 장치.
  47. 제 46 항에 있어서, 스캔 시스템으로 구현되는 마이크로 리소그래피의 EUV-투사 노광 장치.
  48. 제 46 항에 따른 EUV-투사 노광 장치를 가진 마이크로 일렉트로닉 부품, 특히 반도체 칩의 제조 방법.
KR1020027001205A 1999-07-30 2000-07-26 Euv-조명 시스템의 출사동에서 조명 분포의 제어 KR100738992B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19935568.1 1999-07-30
DE19935568A DE19935568A1 (de) 1999-07-30 1999-07-30 Steuerung der Beleuchtungsverteilung in der Austrittspupille eines EUV-Beleuchtungssystems
DE29915847U DE29915847U1 (de) 1999-07-30 1999-09-09 Steuerung der Beleuchtungsverteilung in der Austrittspupille eines EUV-Beleuchtungssystems
DE29915847.0 1999-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020026556A KR20020026556A (ko) 2002-04-10
KR100738992B1 true KR100738992B1 (ko) 2007-07-13

Family

ID=7916434

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027001205A KR100738992B1 (ko) 1999-07-30 2000-07-26 Euv-조명 시스템의 출사동에서 조명 분포의 제어
KR1020027001285A KR20020033160A (ko) 1999-07-30 2000-07-28 조명시스템을 위한 다중 거울 시스템

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027001285A KR20020033160A (ko) 1999-07-30 2000-07-28 조명시스템을 위한 다중 거울 시스템

Country Status (3)

Country Link
EP (2) EP1239330A1 (ko)
KR (2) KR100738992B1 (ko)
DE (2) DE19935568A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10053587A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-02 Zeiss Carl Beleuchtungssystem mit variabler Einstellung der Ausleuchtung
JP2003185798A (ja) 2001-12-13 2003-07-03 Nikon Corp 軟x線光源装置およびeuv露光装置ならびに照明方法
US7170587B2 (en) 2002-03-18 2007-01-30 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
EP1349009B1 (en) * 2002-03-18 2009-02-04 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP4099423B2 (ja) 2002-03-18 2008-06-11 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. リソグラフィ装置およびデバイス製造法
DE10219514A1 (de) * 2002-04-30 2003-11-13 Zeiss Carl Smt Ag Beleuchtungssystem, insbesondere für die EUV-Lithographie
ATE502323T1 (de) * 2003-07-30 2011-04-15 Zeiss Carl Smt Gmbh Beleuchtungssystem für die mikrolithographie
DE10344010A1 (de) * 2003-09-15 2005-04-07 Carl Zeiss Smt Ag Wabenkondensor und Beleuchtungssystem damit
JP4990287B2 (ja) * 2005-10-18 2012-08-01 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 波長が193nm以下の照明システム用集光器
US20090040493A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Hideki Komatsuda Illumination optical system, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
DE102009045096A1 (de) * 2009-09-29 2010-10-07 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungssystem mit einer Spiegelanordnung aus zwei Spiegeln
TWI404894B (zh) * 2009-12-22 2013-08-11 Ind Tech Res Inst 照明系統
DE102010029049B4 (de) 2010-05-18 2014-03-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für ein Metrologiesystem für die Untersuchung eines Objekts mit EUV-Beleuchtungslicht sowie Metrologiesystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581605A (en) 1993-02-10 1996-12-03 Nikon Corporation Optical element, production method of optical element, optical system, and optical apparatus
US5825844A (en) 1995-03-24 1998-10-20 Canon Kabushiki Kaisha Optical arrangement and illumination method
US5896438A (en) 1996-04-30 1999-04-20 Canon Kabushiki Kaisha X-ray optical apparatus and device fabrication method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5964830A (ja) * 1982-10-05 1984-04-12 Canon Inc 照明装置
US5305054A (en) * 1991-02-22 1994-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
JP3102076B2 (ja) * 1991-08-09 2000-10-23 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP3010844B2 (ja) * 1991-10-03 2000-02-21 株式会社ニコン X線反射鏡
JP3304378B2 (ja) * 1992-02-25 2002-07-22 株式会社ニコン 投影露光装置、及び素子製造方法
US5677939A (en) * 1994-02-23 1997-10-14 Nikon Corporation Illuminating apparatus
DE19716794A1 (de) * 1996-04-22 1997-10-30 Nikon Corp Verfahren und Vorrichtung zur Nah-Typ-Mikrolithographie
EP0955641B1 (de) * 1998-05-05 2004-04-28 Carl Zeiss Beleuchtungssystem insbesondere für die EUV-Lithographie

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581605A (en) 1993-02-10 1996-12-03 Nikon Corporation Optical element, production method of optical element, optical system, and optical apparatus
US5825844A (en) 1995-03-24 1998-10-20 Canon Kabushiki Kaisha Optical arrangement and illumination method
US5896438A (en) 1996-04-30 1999-04-20 Canon Kabushiki Kaisha X-ray optical apparatus and device fabrication method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020033160A (ko) 2002-05-04
EP1239330A1 (de) 2002-09-11
KR20020026556A (ko) 2002-04-10
EP1220039A1 (en) 2002-07-03
DE29915847U1 (de) 2000-12-21
DE19935568A1 (de) 2001-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6704095B2 (en) Control of a distribution of illumination in an exit pupil of an EUV illumination system
JP4077619B2 (ja) 照明の設定が変更可能な照明系、該照明系を用いて照明を調整する方法、euv投影露光装置、及び、マイクロエレクトロニクス部品の製造方法
KR100645411B1 (ko) Euv 리소그래피용 조명 시스템
KR100785824B1 (ko) 다수의 광원을 갖는 조명장치
US7329886B2 (en) EUV illumination system having a plurality of light sources for illuminating an optical element
EP1650786B1 (en) Light source unit, illumination optical apparatus and exposure apparatus
KR100738992B1 (ko) Euv-조명 시스템의 출사동에서 조명 분포의 제어
JP2002514007A (ja) 特にeuv(極紫外線)リソグラフィーに用いる照射機構
KR20010049723A (ko) 조명장치의 하니콤-애스팩트비를 감소시키기 위해서왜상작용을 하는 구성요소
KR102051267B1 (ko) 조명 광학계, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
KR20010006764A (ko) 원자외선 방사용 조명시스템 및 전사투영장치에의 그 적용
JP2003185798A (ja) 軟x線光源装置およびeuv露光装置ならびに照明方法
US20100220306A1 (en) Solid-state array for lithography illumination
JP6423419B2 (ja) 投影露光装置のためのファセットミラー
US8891062B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing device
KR20080012240A (ko) 193nm 이하의 파장을 갖는 투영 노광 장치를 위한 조명시스템
KR102315115B1 (ko) 조명 장치 및 방법, 노광 장치 및 방법, 및 디바이스 제조 방법
JP2021189397A (ja) 露光装置、露光方法、及び物品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130627

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140626

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150625

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee