KR101388330B1 - 이미징 광학기기 및 이러한 유형의 이미징 광학기기를 갖는 마이크로리소그래피용 투영 노광 설비 - Google Patents

이미징 광학기기 및 이러한 유형의 이미징 광학기기를 갖는 마이크로리소그래피용 투영 노광 설비 Download PDF

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Abstract

이미징 광학기기(7)는 오브젝트 플레인(5)의 오브젝트 필드(4)를 이미지 플레인(9)의 이미지 필드(8)에 이미징하는 적어도 6개의 미러(M1 내지 M8)를 가진다. 이미징 광학기기(7)의 입사 동공은 오브젝트 필드(4)의 전면의 이미지 빔 경로내에 배열된다. 적어도 하나의 미러(M7, M8)는 이미징 광(3)의 통과를 위한 관통-개구(19)를 가진다. 차광 조리개(20)가 이미징 광학기기(7)의 동공의 중심 음영에 대해 배열되는 기계적으로 억세스 가능한 동공은 오브젝트 필드(4)와 제1 관통-개구(19) 사이의 이미징 빔 경로내의 동공면(17)에 위치한다. 오브젝트 필드(4) 이후의 이미징 빔 경로에서의 제2 미러(M2) 직후의 제1 이미징 부분 빔(24) 및 오브젝트 필드(4) 이후의 이미징 빔 경로에서의 제4 미러(M4) 직후의 제2 이미징 부분 빔(25)은 교차 영역(26)에서 서로 교차한다. 그 결과 이미징 광에 대해 작은 이미징 에러, 관리 가능한 제조 및 우수한 처리량의 처리 가능한 조합이 달성되는 이미징 광학기기가 가능하다.

Description

이미징 광학기기 및 이러한 유형의 이미징 광학기기를 갖는 마이크로리소그래피용 투영 노광 설비{IMAGING OPTICS AND PROJECTION EXPOSURE INSTALLATION FOR MICROLITHOGRAPHY WITH AN IMAGING OPTICS OF THIS TYPE}
본 발명은 복수개의 미러를 가지며, 이미지 플레인내의 이미지 필드에 오브젝트 플레인내의 오브젝트 필드를 이미징하는 이미징 광학기기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 유형의 이미징 광학기기를 갖는 투영 노광 설비, 이러한 유형의 투영 노광 설비를 갖는 마이크로구조 또는 나노구조 부품를 제조하기 위한 방법 및 이러한 방법에 의해 제조되는 마이크로구조 또는 나노구조 부품에 관한 것이다.
전술한 유형의 이미징 광학기기의 실시예가 US 2006/0232867 A1, US 2008/0118849 A1 및 US 6,750,948 B2에 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 작은 이미징 에러, 관리 가능한 제조 및 우수한 처리량의 처리 가능한 조합이 이미징 광에 대해 달성되도록 전술한 유형의 이미징 광학기기를 개발하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1에 기재된 특징을 갖는 이미징 광학기기에 의해 달성된다.
2개의 이미징 부분의 교차 영역은 이미징 빔 경로내의 제3 및 제4 미러 영역에서의 컴팩트 빔 코스의 가능성을 제공한다. 교차 영역 앞의 빔 경로에 자유 설비 공간이 제공될 수 있다. 추가 이미징 부분 빔으로부터의 공간으로 인해 자유로운 이미징 빔 경로의 이러한 부분에서, 기계적으로 억세스 가능하고 1회 통과된 동공이 동공면내에 배열될 수 있어서, 음영이 없이 또는 다른 이미징 부분 빔의 음영이 없이 차광 조리개의 배열이 가능하고, 따라서 비네트(vignette)가 발생하지 않는다. 이미징 광학기기의 동공은 일반적으로 구경 조리개의 이미지 전체를 초래하기 위하여 취해지고, 이는 이미징 빔 경로를 제한한다. 이러한 이미지가 멈추는 면을 소위 동공면이라 칭한다. 그러나, 구경 조리개의 이미지가 불가피하게 엄밀히 평면인 것은 아니므로, 일반적으로, 이들 이미지에 거의 일치하는 평면도 또한 소위 동공면이라 칭해진다. 구경 조리개의 평면 자체가 또한 동공면으로 칭해진다. 구경 조리개의 이미지에서와 같이 구경 조리개가 평면이 아닌 경우, 구경 조리개에 가장 잘 일치하는 평면이 동공면으로 칭해진다.
구경 조리개가 오브젝트 플레인과 구경 조리개 사이에 위치한 이미징 광학기기의 일부에 의해 이미지되는 경우에 생성되는 구경 조리개의 이미지를 초래하기 위해 이미징 광학기기의 입사 동공이 취해진다. 따라서, 출사 동공은 구경 조리개가 이미지 플레인과 구경 조리개 사이에 위치한 이미징 광학기기의 일부에 의해 이미지되는 경우에 생성되는 구경 조리개의 이미지이다.
입사 동공이 구경 조리개의 가상 이미지인 경우, 다시 말하면 입사 동공면이 오브젝트 필드의 전면에 위치하는 경우, 입사 동공의 네가티브 백 포커스(negative back focus)가 참조된다. 이 경우, 주광선은 이들이 마치 이미징 빔 경로의 전면의 한 포인트로부터 온 것처럼 전체 오브젝트 필드 포인트로 연장한다. 각 오브젝트 포인트에 대한 주광선 또는 메인 빔은 오브젝트 포인트와 입사 동공의 중심 포인트 사이의 연결 빔으로서 정의된다. 입사 동공의 네가티브 백 포커스의 경우, 그러므로 전체 오브젝트 포인트에 대한 주광선은 오브젝트 필드에서 발산 빔 코스를 갖는다.
이러한 이미지 소자가 조리개내의 관련 오브젝트 포인트로부터 방사하는 전체 빔에 의해 도달할 수 없다면, 이미지 소자에서 음영 또는 불투명 출사 동공이 존재하게 된다. 그러므로, 출사 동공내에 이러한 이미지 소자로부터 빔이 도달할 수 없는 영역이 존재한다. 이 영역은 동공 차광(pupil obscuration)이라 칭한다.
동공의 다른 정의는 이들 오브젝트 필드 포인트로부터 나오는 주 광선과 관련하여 오브젝트 필드 포인트로부터 나오는 개별 빔이 교차하는 이미징 광학기기의 이미징 빔 경로내의 영역이 각각의 경우에 동일한 조사 각도와 관련된다는 것이다. 개별 빔의 교차 포인트가 상기 다른 동공 정의에 따라 위치하거나 일 평면내에 반드시 정확하게 위치할 필요는 없는 이들 교차 포인트들의 공간적 분포에 인접한 평면이 동공면으로 칭해질 수 있다.
동공과 관련된 동공면내의 조리개 구조에 의해 동공을 일부분에서 및/또는 에지에서, 빔 경로에 다른 영향을 주지 않고, 음영을 주거나 및/또는 범위를 제한하는 것이 가능하다면, 동공은 비네트 없이 기계적으로 억세스 가능하다. 오브젝트 필드 전면의 이미징 빔 경로내에, 다시 말하면 오브젝트 필드와 이미지 필드 사이의 이미징 빔 경로의 외부에 배열된 입사 동공은 수개의 부품만을 갖는 조명 광학을 갖는 이미징 광학기기의 오브젝트 필드를 조명할 가능성을 제공하여, 이미징 광 손실을 최소화하는 것을 돕는다. 기계적으로 억세스 가능한 동공을 둘러싸는 자유 설비 공간은 기계적으로 억세스 가능한 동공이 직경의 다시 말하면 조리개가 없는 것의 직경의 0.25배, 0.5배, 0.75배 또는 1.0배인 동공의 조리개 주변을 연장할 수 있다.
본 발명에 따르면 기계적으로 억세스 가능한 동공에서 더 큰 설비 공간이 존재할 수 있다.
청구항 2에 따른 이미징 광학기기는 작은 이미지의 관리 가능한 제품과 우수한 이미징 광 스루풋의 특히 유리한 조합을 가능하게 한다.
청구항 3에 따른 구경 조리개의 배열에 의해 동공 차광이 미리 결정될 뿐만 아니라, 1회 통과한 동공의 또는 기계적으로 억세스 가능한 동공의 외부 형태 또한 미리 결정될 수 있다. 한편으로는 차강 조리개와 다른 한편으로는 구경 조리개는 기계적으로 억세스 가능한 동공의 영역에 배열된 정확하게 하나의 조리개 유닛의 조리개 영역일 수 있다.
청구항 4에 따른 1회 통과한 동공 또는 기계적으로 억세스 가능한 동공의 배열은 특히 기계적으로 억세스될 수 있는 동공을 가능하게 한다.
청구항 5에 따른 배열은 오브젝트 필드를 조명하기 위하여 예를 들면 조명 광학의 부품의 배열에 대해 이용될 수 있는 설비 공간을 제2 미러와 오브젝트 필드 사이에 제공한다.
청구항 6에 따른 2개의 중간 이미지 플레인은 상대적으로 작은 직경을 갖는 이미징 광의 빔 번들이 결정적인 이미징 빔 경로의 영역내에 배열된다.
청구항 7 및 8에 따른 중간 이미지 플레인의 배열은 이미징 광의 컴팩트 가이드에 특히 적합한 것으로 증명되었다. 제1 중간 이미지 플레인은 이미징 광이 이미징 광학기기의 미러 중 하나에 통과하여 가이드되는 이미징 빔 경로의 영역내에 위치될 수 있다. 제2 중간 이미지 플레인은 이미징 광의 통과를 위한 미러 중 하나의 관통-개구의 영역내에 배열될 수 있다.
청구항 9에 따른 중심 동공 차광은 동공 중심의 영역내에 이미징 광 스루풋의 손실을 작게 한다. 중심 동공 차광은 기계적으로 억세스 가능한 동공에서의 이미징 광의 빔 번들의 직경의 최대 24% 또는 최대 23%가 될 수 있다.
청구항 10 및 11에 따른 이미징 파라미터는 유리하게 정확한 이미징이 가능하게 한다. 최대 파면 에러는 50mλ일 수 있으며, 20mλ일 수 있고, 각각의 경우에 λ는 이미징 광의 파장을 나타낸다.
이미징 광학기기를 청구항 12에 따른 비차광 및 차광 부분 오브젝티브 시스템으로 분할하는 것은 이미징 광학기기의 설계를 단순화한다.
청구항 13에 따른 반사 이미징 광학기기는 색채 이미징 에러를 방지한다.
청구항 14에 따른 투영 광학으로서 이미징 광학기기를 이용하고, 청구항 15에 따른 광학 시스템내에 있는 경우, 그 이점이 특히 잘 주목된다.
본 발명에 따른 투영 노광 설비의 이점은 본 발명에 따른 이미징 광학기기과 관련하여 위에서 리스트된 것들에 대응한다. 투영 노광 설비의 광원은 광대역일 수 있으며, 예를 들면, 1nm 보다 큰, 10nm 보다 큰 또는 100nm 보다 큰 대역폭을 가질 수 있다. 또한, 투영 노광 설비는 상이한 파장의 광원으로 동작될 수 있도록 구성될 수 있다. 다른 파장, 특히 마이크로리소그라피용으로 이용되는 경우의 파장, 예를 들면 365nm, 238nm, 193nm, 157nm, 126nm, 109nm, 특히 100nm 미만의 파장, 예를 들면 5nm와 30nm 사이의 파장의 광원이 또한 본 발명에 따른 이미징 광학기기과 결부하여 이용될 수 있다. 이러한 유형의 광원은 최소 반사율을 구현하기 위하여 단지 작은 입사각 허용 대역폭만을 갖는 미러에 대한 반사 코팅을 필요로 한다. 본 발명에 따른 이미징 광학기기과 함께, 작은 입사각 허용 대역폭에 대한 이러한 요구가 구현될 수 있다.
해당 이점은 본 발명에 따른 제조 방법 및 이에 의해 제조된 마이크로구조 부품에 적용된다.
본 발명의 실시예가 도면을 참조로 이하 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 EUV 마이크로리소그래피용 투영 노광 설비를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 따른 투영 노광 설비에서 투영 대물렌즈로서 이용될 수 있는 이미징 광학기기의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 도 2에 따른 이미징 광학기기를 도시하되, 실제 이미징 빔 경로가 다양한 개별 빔에 대해 도시되는 도면.
도 4는 도 2와 유사하며 도 1에 따른 투영 노광 설비에서 투영 대물렌즈로서 이용될 수 있는 이미징 광학기기의 추가 구성을 도시하는 도면.
도 5는 도 4에 따른 이미징 광학기기를 도 3과 유사하게 도시하는 도면.
마이크로리소그래피용 투영 노광 설비(1)는 조명광용 또는 이미징 광용 광원(2)을 갖는다. 광원(2)은 EUV 광원으로서, 예를 들면 5nm와 30nm 사이 특히, 5nm와 15nm 사이의 파장 범위의 광을 생성한다. 광원(2)은 특히 6.9nm의 파장을 갖는 광원 또는 13.5nm의 중심 파장을 갖는 광원일 수 있다. 다른 EUV 파장 또한 가능하다. 일반적으로, 마이크로리소그래피에 이용될 수 있고 적절한 레이저 광원 및/또는 LED 광원으로 이용 가능한 예를 들면 가시 파장 또는 다른 파장과 같은 어떠한 파장(예를 들면, 365nm, 248nm, 193nm, 157nm, 129nm, 109nm)도 투영 노광 설비(1)로 가이드되는 조명 광(3)으로 가능하다.
조명광(3)을 광원(2)으로부터 오브젝트 플레인(5)내의 오브젝트 필드(4)쪽으로 가이드하기 위하여 조명 광학 기기(6)이 이용된다. 투영 광학 기기 또는 이미징 광학기기(7)을 이용하여, 오브젝트 필드(4)가 소정 감소 스케일로 이미지 플레인(9)내의 이미지 필드(8)에 이미지된다. 이미지 필드(8)는 x-방향으로 13mm의 범위와 y-방향으로 1mm의 범위를 갖는다. 도 2와 이후 도면들에 도시된 실시예 중 하나가 투영 광학 기기(7)용으로 이용될 수 있다. 도 2에 따른 투영 광학 기기(7)는 8의 인수로 감소된다. 예를 들면 4x, 5x 또는 8x 보다 큰 다른 감소 스케일 또한 가능하다. 8x의 이미징 스케일이 특히 EUV 파장을 갖는 조명광(3) 용으로 적합한데, 이는 반사 마스크(10) 상의 오브젝트측에 대한 입사각이 이에 따라 작게 유지될 수 있기 때문이다. 8x의 이미징 스케일은 불필요하게 큰 마스크의 이용을 필요로 하지 않는다. 도 2와 이후 도면들에 따른 구성에서의 투영 광학 기기(7)내의 이미지 플레인(9)은 오브젝트 플레인(5)에 평행하게 배열된다. 오브젝트 필드(4)와 일치하는 반사 마스크(10)의 상세는 여기서 이미지되며, 또한 레티클이라 칭한다.
투영 광학 기기(7)에 의한 이미징이 기판 홀더(12)에 의해 수송되는 웨이퍼의 형태로 기판(11)의 표면상에 발생한다. 도 1에서 레티클(10)과 투영 광학 기기(7) 사이에서 그 내부로 흐르는 조명광(3)의 빔 번들(13) 및 투영 광학 기기(7)와 기판(11) 사이에서 투영 광학 기기(7)로부터 발생하는 조명광(3)의 빔 번들(14)이 개략적으로 도시된다. 도 2에 따른 구성에서 투영 광학 기기(7)의 이미지 필드측의 개구수는 0.50 이다. 이는 도 1에서 스케일하도록 도시되지는 않는다.
투영 노광 설비(1) 및 다양한 투영 광학 기기(7)의 구성에 대한 설명을 돕기 위하여, 도면에서는 xyz 좌표 시스템이 제공되며, 이로부터 도면에 도시된 구성 요소 각각의 위치 관계가 제시된다. 도 1에서, x-방향은 도면 평면에 수직으로 및 안으로 진행한다. y-방향은 우측으로 연장하고, z-방향은 하류로 연장한다.
투영 노광 설비(1)는 스캐너 타입이다. 레티클(10) 및 기판(11)은 y-방향으로 투영 노광 설비(1)의 동작 동안 스캔된다. 레티클(10) 및 기판(11)의 스텝단위 변위가 기판(11)의 개별 노광들 사이에서 y-방향으로 발생하는 노광기(stepper) 타입의 투영 노광 설비(1) 또한 가능하다.
도 2 및 3은 투영 광학 기기(7)의 제1 실시예의 광학 설계를 도시한다. 도 2에서 서로로부터 y-방향으로 이격된 5개의 오브젝트 필드 포인트로부터 방사하는 3개의 개별 빔(15) 각각의 빔 경로가 도 2에 도시된다. 이들 5개의 오브젝트 필드 포인트 중 하나에 속하는 3개의 개별 빔(15)은 각각의 경우 2개의 오브젝트 필드 포인트에 대한 3개의 상이한 조명 방향과 관련된다. 투영 광학 기기(7)의 동공면(17)내의 동공의 중심을 통해 연장하는 주광선 또는 메인 빔(16)은 이들이 실제가 아니라 중심 동공 차광으로 인한 투영 광학 기기(7)의 가상 이미징 빔 경로이므로 가시적 목적으로만 도 2에 도시된다. 주광선(16)은 먼저 오브젝트 플레인(5)으로부터 시작하여 발산하여 진행한다. 이는 또한 이하의 투영 광학 기기(7)의 입사 동공의 네거티브 백포커스(negative back focus)라 칭한다. 도 2 및 3에 따른 투영 광학 기기(7)의 입사 동공은 투영 광학 기기(7)내에 위치하지 않으나, 오브젝트 플레인(5)의 전면의 빔 경로내에 있다. 이는 예를 들면 추가 이미징 광학기기 부품이 이 동공 부품과 오브젝트 플레인(5) 사이에 존재할 필요없이 투영 광학 기기(7)의 전면의 빔 경로내의 투영 광학 기기(7)의 입사 동공내에 조명 광학 기기(6)의 동공 부품을 배열하는 것을 가능하게 한다. 단순히 빔을 편향하도록 동작하는 거울 예를 들면 그레이징 입사용 거울은, 예를 들면 중간 이미징 광학기기 부품 없이 투영 광학 기기(7)의 입사 동공 내에 조명 광학 기기(6)의 동공 부품을 배열하는 경우에, 동공 부품과 오브젝트 플레인(5) 사이에 배열될 수 있다.
도 2 및 3에 따른 투영 광학 기기(7)는 총 8개의 미러를 가지며, 이들은 오브젝트 필드(4)로부터 진행하는 개별 빔(15)의 빔 경로의 순서로 M1 내지 M8로 연속 번호를 갖는다. 도 2 및 3은 미러(M1 내지 M8)의 계산된 반사면을 도시한다. 도 2에 도시되는 것처럼, 이들 계산된 반사면의 작은 영역만이 이용된다. 반사면의 이러한 실제 사용된 영역만이 실제 미러(M1 내지 M8)에 존재한다. 이들 유용한 반사면은 미러 본체에 의해 공지된 방식으로 이송된다.
도 2 및 3에 따른 투영 광학 기기(7)의 광학 데이터는 2개의 표의 도움으로 이하에 도시된다. 표 1은 열에서 미러(M1 내지 M8) 각각의 곡률 반경인 "반경"을 도시한다. 제3 열(두께)는 오브젝트 플레인(5)으로부터, 각각의 경우에 이하 표면으로부터 z-방향으로, 진행하는 공간을 설명한다.
표 2는 미러(M1 내지 M8)의 반사면의 정확한 표면 형태를 기술하는데, 상수 K와 A 내지 G가 높이 화살표 z에 대한 이하의 수학식에서 삽입된다.
Figure 112011078034446-pct00001
여기서 h는 투영 광학 기기(7)의 광학축(18)로부터의 간격이다. 따라서, h2=x2+y2가 적용된다. "반경"의 상보값이 c에 대해 삽입된다.
표면 반경 (1/c) 두께 처리 모드
오브젝트 플레인 무한대 543.757
M1 -449.236 -211.269 REFL
M2 -381.481 71.127 REFL
조리개 무한대 678.094
M3 -1293.655 878.647 REFL
M4 2575.518 1103.024 REFL
M5 340.443 577.829 REFL
M6 659.115 1250.269 REFL
M7 2394.266 642.054 REFL
M8 817.414 663.527 REFL
이미지 플레인 무한대 0.000
표면 K A B C
M1 0.000000E+00 -2.460293E-10 -1.269784E-15 2.803303E-21
M2 0.000000E+00 6.386979E-08 -2.318025E-12 6.696092E-17
M3 0.000000E+00 9.799571E-11 -1.514496E-15 1.015677E-20
M4 0.000000E+00 -1.251897E-11 -1.029828E-15 6.301813E-21
M5 0.000000E+00 2.958312E-08 5.028056E-13 8.066658E-18
M6 0.000000E+00 2.017168E-11 -2.275527E-17 -9.166209E-23
M7 0.000000E+00 1.252401E-09 4.102615E-15 2.060274E-20
M8 0.000000E+00 2.416984E-11 5.199686E-17 8.459189E-23
표면 D E F G
M1 1.652701E-25 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M2 -4.001704E-21 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M3 -2.679237E-26 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M4 -1.577707E-26 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M5 -4.143857E-21 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M6 5.861325E-28 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M7 1.022964E-25 1.423250E-30 0.000000E+00 0.000000E+00
M8 1.424018E-28 1.255450E-34 7.241285E-40 0.000000E+00
오브젝트 필드(4) 및 이미지 필드(8)는 광학축(18) 둘레의 링 세그먼트 형상으로 배열된다. 미러(M1 내지 M4)는 대략 링 세그먼트-형상 방식으로 이용되고, 광학축(18)에 대해 축외에 있다. 미러(M1 내지 M4)의 사용된 광학 반사면은 그러므로 광학축(18)으로부터 멀리 떨어져 있다. 오브젝트 필드(4) 및 이미지 필드(8)는 광학축(18)으로부터 이격되어 배열된다. 전체 미러(M1 내지 M8)의 반사면은 광학축(18)에 대한 높이 화살표 z에 대해 상기 수학식에 따라 회전 대칭이다. 다르게는, 미러(M1 내지 M8)가 회전 대칭 형상으로부터 편향되도록 하는 것이 가능하다.
미러(M1, M3, M4, M6 및 M8)는 오목 미러로 구성된다. 미러(M2, M5 및 M7)는 볼록 거울로 구성된다.
미러(M1 및 M6와 M5 및 M8)는 그 반사면의 배향에 대해 등을 맞대어(back to back) 배열된다.
미러(M1 내지 M6)의 광학적으로 이용된 영역은 이미징 광의 통로에 대한 관통-개구를 갖지 않으며, 다시 말하면 불투명하지 않다.
미러(M6과 M7) 사이의 이미징 빔 경로에서, 개별 빔(15)은 미러(M8)내의 관통-개구(19)를 통해 통과한다. 관통 개구(19) 둘레의 미러(M8)가 이용된다. 그러므로 미러(M8)는 불투명 미러이다. 미러(M8)와는 별개로, 미러(M7) 또한 불투명이며, 각 경우에 가상의 중앙 관통-개구(19)를 갖는다. 미러(M7)의 관통-개구(19)는 미러(M8)와 이미지 필드(8) 사이의 이미징 빔 경로에서의 이미징 광(3)에 의해 이미지 필드(8)에 도달하기 직전에 관통된다.
동공면(17)은 미러(M2와 M3) 사이의 투영 광학 기기(7)의 이미징 빔 경로내에 위치한다. 동공면(17)은 오브젝트 필드(4)와 미러(M8)의 관통-개구(19) 사이의 이미징 빔 경로내에 위치한다. 투영 광학 기기(7)의 동공의 중심 음영에 대한 차광 조리개(20)가 동공면(17)내에 배열된다. 동공면(17)내의 동공은 이러한 목적을 위해 기계적으로 억세스 가능하게 배열된다. 차광 조리개(20)는 관통-개구(19)로 인하여 오브젝트 필드(4)의 이미징에 기여하지 않는 동공면(17)내의 이미징 광(3)의 중심 영역을 차광한다. 이러한 유형의 차광 조리개는 예를 들면 이미징 광의 최소 부분을 차단하는 얇은 금속 지주에 의해 기계적으로 유지될 수 있다(US 2006/0232867 A1의 도 7d 참조). 기계적 홀더에 대한 추가 대안은 US 2006/0232867 A1의 도 7b에 도시되어 있다.
차광 조리개(20)는 도 2 및 3에만 나타나 있다. 차광 조리개(20)의 광학적 효과는 도 3에 표시되고, 투영 광학 기기(7)을 통과하는 실제 이미징 빔 경로가 선택된 여러가지 개별 빔(15)의 중심 영역이 차광 조리개(20) 주위의 이미징 빔 경로내에 차광되는 것이 도 3에 명확하게 알 수 있다. 이러한 중심 차광은 오브젝트 필드(4)와 이미지 필드(8) 사이의 이미징 빔 경로내의 추가 동공면의 영역내에서도 볼 수 있다. 이들 추가 동공면 중 하나인 동공면(21)은 미러(M5와 M6) 사이의 이미징 빔 경로내에 위치한다. 투영 광학 기기(7)의 출사 동공의 영역내의 차광 조리개(20)의 중심 차광 효과는 미러(M7 및 M8)내의 이미징 빔 경로의 영역내에서 또한 볼 수 있다.
투영 광학 기기(7)의 제1 중간 이미지 플레인(22)은 동공면(17) 이후의 미러(M2와 M3) 사이의 이미징 빔 경로내에 위치한다. 동공면(21)과 투영 광학 기기(7)의 출사 동공 사이에서, 제2 중간 이미지 플레인(23)은 미러(M6와 M7) 사이의 이미징 빔 경로내에 위치한다. 제2 중간 이미지는 미러(M8)내의 관통-개구(19)에 가까이 인접한 제2 중간 이미지 플레인(23)내에 위치한다. 결과적으로, 이 관통-개구(19)를 미러(M8)의 이용된 반사면에 비해 매우 작게 만드는 것이 가능하다. 투영 광학 기기(7)내의 중심 동공 차광은 동공면(17)내의 이미지 광(3)의 전체 빔 번들의 직경의 24%이다. 따라서, 이미징 광(3)의 빔 번들의 단면적의 5.76%만이 차광된다.
투영 광학 기기(7)내의 제1 이미징 부분 빔(24)은 미러(M2와 M3) 사이에서 진행한다. 제2 이미징 부분 빔(25)은 미러(M4와 M5) 사이에서 진행한다. 이러한 2개의 이미징 부분 빔(24, 25)은 중간 영역(26)내에서 서로 교차한다. 이러한 교차 영역은 미러(M6)에 공간적으로 인접하다.
차광 조리개(20)에 추가로, 투영 광학 기기(7)의 동공의 외부 형태를 사전 결정하기 위하여 구경 조리개가 동공면(17)내에 배열될 수 있다. 특히, 차광 조리개(20)는 이러한 유형의 구경 조리개의 기능을 추가적으로 가질 수 있다.
차광 조리개(20) 및 동공면(17)내에 또한 배열된 구경 조리개는 각각의 경우에 이미징 빔 경로에 의해 정확하게 한번 관통하는 조리개이다.
이미징 빔 경로내의 제2 미러(M2)는 이미징 빔 경로내의 제4 미러(M4) 보다 더 오브젝트 플레인(5)으로부터 벗어나 있다. 결과적으로, 제2 미러(M2)와 오브젝트 필드(4) 사이에서 도 2에서 점선으로 도시된 설비 공간(27)이 제공되며, 여기서 예를 들면 조명 광학 기기(6)의 미러, 특히 그레이징 입사 미러가 배열될 수 있다. 원통 형상이 설비 공간(27)에 기입될 수 있으며, 그에 대칭인 회전축은 광학 축(18)과 일치한다. 이 설비 공간 원통의 z-범위는 투영 광학 기기(7)의 전체 설비 길이, 다시 말하면 오브젝트 플레인(5)과 이미지 플레인(9) 사이의 공간의 16% 이상이다. 이러한 설비 공간 원통의 반경은 광학축(18)으로부터의 오브젝트 필드(4)의 y-간격에 대응하는 y-치수를 갖는다.
투영 광학 기기(7)는 13nm의 이미징 광의 파장에서 약 13mλ의 파면 보정(correction of the wavefront)을 갖는다.
투영 광학 기기(7)는 최대 5nm의 왜곡을 갖는다.
투영 광학 기기(7)는 미러(M1 내지 M6) 다시 말하면 이미징 광(3)에 대한 관통-개구가 없는 미러를 갖는 제1, 비불투명 부분 대물렌즈 및 이미징 광(3)에 대한 관통-개구(19)를 갖는 미러(M7, M8)를 갖는 제2 부분 대물렌즈로 구성된다.
투영 광학 기기(7)는 반사 광학 시스템(catoptric optical system), 다시 말하면 미러(M1, M8)로만 구성된 광학 시스템이다.
도 4 및 5는 투영 노광 설비(1)내의 투영 광학 기기(7) 대신에 이용될 수 있는 투영 광학 기기(28)의 추가 실시예를 도시한다. 도 1 내지 3을 참조로 상술한 것에 대응하는 부품 및 상세는 동일한 참조 번호를 가지며, 이하에 상세히 설명되지 않는다.
투영 광학 기기(28)의 광학 데이터는 2개의 표의 도움으로 아래에 도시되며, 구조에 대해서는 투영 광학 기기(7)에 대한 표와 일치한다.
표면 반경 (1/c) 두께 프로세싱 모드
오브젝트 플레인 무한대 613.559
M1 -406.659 -187.587 REFL
M2 -422.395 48.314 REFL
조리개 무한대 609.274
M3 -1159.498 -861.821 REFL
M4 2575.518 1085.195 REFL
M5 277.079 -573.822 REFL
M6 656.425 1245.415 REFL
M7 2489.088 -641.593 REFL
M8 817.507 663.067 REFL
이미지 플레인 무한대 0.000
표면 K A B C D
M1 0.000000E+00 4.087938E-10 2.211846E-15 2.636371E-20 4.868396E-26
M2 0.000000E+00 8.742259E-08 -4.355110E-12 -3.666477E-18 9.255361E-21
M3 0.000000E+00 -2.698572E-11 -1.517420E-16 1.014742E-21 -3.986399E-27
M4 0.000000E+00 -1.486765E-10 -2.068756E-16 8.454470E-23 -3.789880E-27
M5 0.000000E+00 2.357073E-08 -1.037369E-13 -4.242200E-17 -3.626310E-21
M6 0.000000E+00 1.218200E-10 3.610597E-16 8.927849E-22 1.195427E-27
M7 0.000000E+00 9.462055E-10 2.671043E-15 1.215091E-20 6.632766E-26
M8 0.000000E+00 1.444201E-11 3.962539E-17 7.092908E-23 9.439764E-29
표면 E F G H J
M1 1.965381E-30 5.703202E-35 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M2 3.701762E-28 5.285209E-29 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M3 8.916733E-33 -8.213059E-39 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M4 2.834304E-32 -1.746649E-38 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M5 -3.431867E-27 1.134085E-29 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M6 2.779912E-32 -1.010642E-37 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M7 1.448402E-31 5.788876E-36 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
M8 3.225231E-34 -4.237434E-40 1.980412E-45 0.000000E+00 0.000000E+00
투영 광학 기기(28)에서, 이미징 빔 경로내의 제1 중간 이미지 플레인(22)은 투영 광학 기기보다 동공 플레인(17)에 더 가깝다.
투영 광학 기기(28)은 이미지 측상에 NA=0.60의 개구수를 갖는다.
투영 광학 기기(28)에서, 파면 보정은 약 16mλ이다. 투영 광학 기기(28)은 최대 0.7nm의 왜곡을 갖는다.
투영 광학 기기(28)에서, 예를 들면 동공면(17)에서의 중심 동공 차광은 이미징 광(3)의 빔 번들 직경의 23%이고, 따라서 이미징 광(3)의 빔 번들의 단면적의 5.29%이다.
동공면(17)내의 이미징 광(3)에 인접한 이미징 부분 빔은 동공면(17)을 통과하는 이미징 광(3)의 빔 번들로부터 멀리 떨어지도록 이격되어, 이러한 유형의 구경 조리개는 인접 이미징 부분 빔을 차광하는 구경 조리개 없이 동공면(17)내에 기구적으로 배열될 수 있다.
투영 광학 기기(28)에서 설비 공간(27)에 기입될 수 있는 설비 공간 원통은 z-범위를 가지며, 이는 오브젝트 플레인(5)과 이미지 플레인(9) 사이의 투영 광학 기기(28)의 총 설비 길이의 약 18%이다.
마이크로구조 또는 나노구조 부품을 제조하기 위하여, 이하와 같이 투영 노광 설비(1)가 이용된다; 먼저, 반사 마스크(10) 또는 레티클 및 기판 또는 웨이퍼(11)가 제공된다. 레티클(10) 상의 구조는 투영 노광 설비의 도움으로 웨이퍼(11)의 감광층 상에 투영된다. 감광층을 디벨롭(develop)함에 의해, 마이크로구조 또는 나노구조가 웨이퍼(11) 상에 제조되고, 따라서 마이크로구조의 부품이 제조된다.

Claims (19)

  1. 이미지 플레인(9)내의 이미지 필드(8)에 오브젝트 플레인(5)내의 오브젝트 필드(4)를 이미징하는 적어도 6개의 미러(M1 내지 M8)를 갖는 이미징 광학기기(7; 28)로서,
    - 서로로부터 이격된 상기 오브젝트 필드(4)의 포인트로부터 방사하는 주광선(16)은 상호 발산하는 빔 코스를 가지며,
    - 적어도 하나의 미러(M7, M8)가 이미징 광(3)의 통과를 위한 관통-개구(19)를 가지며,
    - 상기 오브젝트 필드(4)와 상기 관통-개구(19) 사이의 이미징 빔 경로내의 동공면(17)내에 동공이 위치하고, 이를 통해 이미징 광(3)이 1차 통과하고, 여기서 차광 조리개(20)가 상기 이미징 광학기기(7; 28)의 출사 동공의 중심 음영에 대해 배열되며,
    - 오브젝트 필드(4) 이후의 이미징 빔 경로에서의 제2 미러(M2) 직후의 제1 이미징 부분 빔(24) 및 오브젝트 필드(4) 이후의 이미징 빔 경로에서의 제4 미러(M4) 직후의 제2 이미징 부분 빔(25)은 교차 영역(26)에서 서로를 교차하는, 이미징 광학기기.
  2. 청구항 1에 있어서, 정확하게 8개의 미러(M1 내지 M8)를 가지는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 이미징 광학기기(7; 28)의 동공의 외부 형태를 미리 결정하기 위한 구경 조리개가 또한 1차 통과하는 동공을 갖는 동공면(17)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 1차 통과된 동공을 갖는 상기 동공면(17)은 오브젝트 필드(4) 이후의 이미징 빔 경로내의 제2 미러(M2)와 제3 미러(M3) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 이미징 빔 경로내의 상기 제2 미러(M2)는 상기 이미징 빔 경로내의 상기 제4 미러(M4) 보다 더 상기 오브젝트 플레인(5)으로부터 떨어져 있는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 오브젝트 필드(4)와 상기 이미지 필드(8) 사이의 상기 이미징 빔 경로내의 2개의 중간 이미지 플레인(22, 23)을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  7. 청구항 6에 있어서, 제1 중간 이미지 플레인(22)은 상기 이미징 빔 경로내의 상기 제2 미러(M2)와 제3 미러(M3) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  8. 청구항 6에 있어서, 제2 중간 이미지 플레인(23)은 상기 이미징 빔 경로내의 제6 미러(M6)와 제7 미러(M7) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 동공면(17)내의 상기 이미징 광(3)의 빔 번들의 직경과 비교하여 최대 30%의 중심 동공 차광을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서, 최대 파면오차가 70λm인 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서, 최대 왜곡(distortion)이 10nm인 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  12. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 이미징 광(3)에 대한 관통 개구가 없는 미러(M1 내지 M6)로만 구성된 제1 부분 대물렌즈 및 상기 이미징 광(3)의 통과를 위한 관통-개구(19)를 갖는 적어도 하나의 미러(M7, M8)를 갖는 제2 부분 대물렌즈를 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  13. 청구항 1 또는 2에 있어서, 반사 광학 시스템(catoptric optical system)으로서 이용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  14. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 이미징 광학기기(7; 28)는 마이크로리소그래피용 투영 광학기기로서 이용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 이미징 광학기기.
  15. 청구항 14에 기재된 이미징 광학기기(7; 28)에서 상기 오브젝트 필드(4)를 향한 조명광(3)을 가이드하기 위한 조명 광학기기(6)를 갖는 광학 시스템.
  16. 청구항 15에 기재된 광학 시스템 및 조명 및 이미징 광(3)을 위한 광원(2)을 갖는 마이크로리소그래피용 투영 노광 설비.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 조명 및 이미징 광(3)을 생성하기 위한 상기 광원(2)은 5nm 와 30nm 사이의 파장을 갖는 구성인 것을 특징으로 하는 투영 노광 설비.
  18. 이하의 단계를 포함하는 구성 부품 제조 방법으로서,
    - 레티클(10) 및 웨이퍼(11)를 제공하는 단계;
    - 청구항 16에 기재된 투영 노광 설비의 도움으로 상기 레티클(10) 상의 구조물을 상기 웨이퍼(11)의 감광층 상에 투영하는 단계;
    - 상기 웨이퍼(11) 상에 마이크로구조 또는 나노구조물을 제조하는 단계
    를 포함하는, 구성 부품 제조 방법.
  19. 청구항 18에 기재된 방법에 의해 제조되는 구성 부품.
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