KR101478400B1 - 조명 광학 시스템 및 마이크로리소그래피용 광학 시스템 - Google Patents

조명 광학 시스템 및 마이크로리소그래피용 광학 시스템 Download PDF

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Abstract

마이크로리소그래피용 이미징 광학 시스템이 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위하여 이용된다. 조명 광학 시스템은 광원으로부터 진행하는 조명광(3)을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템을 갖는다. 복수개의 조명 프리세팅 패싯(25)을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)가 상기 제1 전송 광학 시스템의 하류에 배열된다. 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 에지 형상 및 조명 프리세팅 패싯(25)의 개별 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드(12)의 프리셋 조명을 생성한다. 상기 제1 전송 광학 시스템 및 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 배열은 오브젝트 필드(12)의 텔레센트릭 조명이 되도록 된다. 다른 측면에 따른 광학 시스템은 조명 프리세팅 패싯 미러와 오브젝트 필드 사이에서 투영 광학 시스템의 입사 동공면을 가지며, 이는 조명 광학 시스템과 함께 마이크로리소그래피용 광학 시스템에 속한다. 제1 전송 광학 시스템 및 조명 프리세팅 패싯 미러의 배열은 다른 측면에서 투영 광학 시스템의 입사 동공에 적응된 오브젝트 필드의 조명이 생성되도록 된다. 투영 광학 시스템 및 조명 광학 시스템을 갖는 광학 시스템내에서의 다른 측면에서, 대형 오브젝트-이미지 오프셋 또는 대형 중간 초점-이미지 오프셋은 투영 광학 시스템의 설비 길이와 관련하여 존재한다. 조명광의 이용에 대한 특정 효율 요구를 만족하는 조명 광학 시스템 및 광학 시스템이 생성된다.

Description

조명 광학 시스템 및 마이크로리소그래피용 광학 시스템{ILLUMINATION OPTICS UNIT AND OPTICAL SYSTEMS FOR MICROLITHOGRAPHY}
본 발명은 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 마이크로리소그래피용 광학 시스템, 이들 광학 시스템을 갖는 투영 노광 장비, 마이크로구조 또는 나노구조의 부품을 제조하기 위한 방법 및 이 방법에 의해 생산되는 마이크로구조의 부품에 관한 것이다.
상술한 유형의 조명 광학 시스템이 US 2006/0132747 A1에 공지되어 있다. 거울형 반사기의 개념이 기술되어 있고, 조명을 프리셋하기 위해 이용되는 패싯 미러의 위치는, 다른 공지된 조명 광학 시스템에서 요구되는 것처럼, 이하의 투영 광학 시스템의 입사 동공면 또는 이와 광학적으로 공역(conjugated)인 면에만 국한되지 않는다.
본 발명의 목적은 조명광의 사용에 대해서 특정 효율 요구가 있는 조명 광학 시스템용 거울형 반사기의 개념을 개발하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따르면 이하를 갖는 오브젝트 필드를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템에 의해 성취된다,
- 광원으로부터 진행하는 조명광을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템(4)을 가지며,
- 상기 제1 전송 광학 시스템의 하류에서 복수개의 조명 프리세팅 패싯을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러를 가지며 - 상기 복수개의 조명 프리세팅 패싯은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명될 수 있는 에지 형상 및 상기 조명 프리세팅 패싯의 개별 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드의 프리셋 조명을 생성함 -
상기 오브젝트 필드의 텔레센트릭 조명이 발생하도록 상기 제1 전송 광학 시스템 및 상기 조명 프리세팅 패싯 미러의 배열을 갖는다.
본 발명에 따른 조명 프리세팅 패싯 미러를 제공함에 의해 생성되는 설계 자유도가 오브젝트 필드의 텔레센트릭 조명을 가능하게 하는 것이 먼저 인정된다. 이러한 유형의 텔레센트릭 조명은 다음의 투영 광학 시스템의 입사 동공 면내에 배열된 필드 패싯 미러 및 동공 패싯 미러를 갖는 종래의 조명 광학 시스템으로는 구현될 수 없는데, 이는 오브젝트 필드의 텔레센트릭 조명으로는 이하의 투영 광학 시스템의 입사 동공면이 지정되지 않기 때문이다. 그러므로, 공역인 동공면에서의 제2 패싯된 미러를 갖는 종래의 조명 광학 시스템은 추가 이미징 광학 소자를 가져야 하고, 따라서 효율이 낮다.
오브젝트 필드의 텔레센트릭 조명은 조명되고 이미지화될 오브젝트에 대한 구조 설계에 대한 요구를 감소시킨다. 특히, 필드-의존형 이미지 수정이 필요없다.
거울형 반사기의 대안이며 기본적으로 필드 패싯 미러와 동공면 또는 그와는 공역이며 이러한 유형의 조명 광학 시스템의 하류에 위치하는 투영 광학 시스템의 플레인내에 배열되는 동공 패싯 미러를 갖는 조명 광학 시스템의 구성과는 대조적으로, 본 발명에 따른 조명 광학 시스템내의 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명될 수 있는 에지 형상은 오브젝트 필드의 프리셋 조명이 의존하는 상당한 영향을 미치는 변수를 나타낸다. 필드 패싯 미러 및 동공 패싯 미러를 갖는 종래의 조명 광학 시스템에서, 이러한 경우의 동공 패싯 미러의 에지 형상은 조명 각도 분포에 대해서만 영향을 주고 조명될 수 있는 오브젝트 필드의 형상에는 영향을 주지 않으므로, 조명될 수 있는 동공 패싯 미러의 에지 형상은 원칙적으로 오브젝트 필드의 조명의 세기 분포에 대해 결정적이지 않다. 반면에, 본 발명에 따른 조명 광학 시스템에서, 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명될 수 있는 에지 형상은 오브젝트 필드의 조명된 형상에 직접 영향을 미친다.
최대 3개의 반사성 부품이 광원의 방출을 위한 콜렉터를 포함할 수 있는 광원 배열과 오브젝트 필드 사이에 배열될 수 있다. 이 경우, 다시 말하면, 단지 3개 또는 2개만의 반사성 부품이 광원 배열과 오브젝트 필드 사이에서 필요하다. 이는, 예를 들면 5nm와 30nm 사이의 파장에서 EUV 광이 조명을 위해 사용되는 경우에 특히 조명 광 손실을 감소시킨다. 광원 배열과 오브젝트 필드 사이에 정확히 2개의 반사성 부품이 존재할 수 있다.
조명 프리세팅 패싯 미러의 상류에 배열되고, 조명 프리세팅 패싯 미러가 오브젝트 필드의 형상에 적응된 프리셋 에지 형상 및 조명 프리세팅 패싯에 대한 프리셋 할당으로 조명되도록 배향되는 복수개의 전송 패싯을 갖는 전송 패싯 미러는 거울형 반사기 원리를 이용하는 경우에 설계 자유도를 다시 증가시킨다. 전송 패싯 미러를 이용하여, 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명된 에지 형상, 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명 각도 분포 및 세기 분포는 조명될 수 있는 에지 형상내에서 정확하게 프리셋될 수 있다.
전송 패싯은 복수개의 전송 패싯 그룹으로 그룹화될 수 있으며, 각 경우에서 전송 패싯 그룹 중 하나는 오브젝트 필드의 완전한 조명을 위해 조명 광을 가이드한다. 이러한 유형의 전송 패싯의 그룹핑은 오브젝트 필드를 완벽하게 조명하는 복수개의 패싯 그룹의 정의된 중첩성을 가능하게 한다. 이러한 패싯 그룹은 공간적으로 연결된 전송 패싯으로 구성될 필요가 없다. 전송 패싯에 의한 콜렉터 원격 필드의 완전한 중첩의 경우, 완전한 오브젝트를 형성하기 위하여 서로를 보완하는 2개 이상의 보완 서브-그룹의 패싯 그룹을 구성하는 것이 바람직하다.
전송 패싯 그룹은 오브젝트 필드의 에지 형상에 기하학적으로 유사한 그룹 에지 형상을 가질 수 있다. 이러한 유형에 대한 에지 형상의 유사성은 오브젝트 필드의 조명 품질을 증가시킨다.
전송 패싯 그룹을 구축한 전송 패싯은 복수의 열로 배열될 수 있으며, 복수의 전송 패싯은 각 열에서 열 방향으로 연속적으로 배열된다. 이러한 유형의 열 배열은 전송 패싯 그룹내에 존재하는 개별 전송 패싯의 수를 증가시킨다. 이는 특히 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명의 각도 분포 및 세기 분포에 있어 매우 미세한 프리세팅을 보장한다. 여기서 열 방향은 오브젝트 변위 장치에 특히 평행하게 연장하며, 투영 노광 설비내부의 조명 광학 시스템이 설계된다.
전송 패싯 미러의 인접 열은 열 방향을 따라 서로에 대해 오프셋하여 배열된 전송 패싯을 가질 수 있다. 서로에 대해 열방향으로 오프셋하여 배열된 이러한 유형의 전송 패싯은 특히 오브젝트 필드 에지 형상에 대한 그룹 에지 형상의 미세한 적응을 가능하게 한다. 그룹 에지 형상의 곡률은 개별 전송 패싯의 치수에 제한되지 않는다.
전송 패싯은 열 방향에 대해 0이 아닌 각도로 연장하는 간극만큼 서로로부터 이격될 수 있다. 열 방향에 대해 비스듬하게 연장하고 특히 조명 광학 시스템에 의해 조명될 오브젝트의 오브젝트 변위 방향에 대해 비스듬하게 연장하는 이러한 유형의 전송 패싯은 패싯 분할로 인한 오브젝트 필드 조명의 세기 아티팩트(artefact)를 방지한다.
조명 프리세팅 패싯 미러는 조명광이 광원과 전송 패싯 미러 사이에서 가이드되는 관통-개구를 가질 수 있다. 이러한 유형의 관통-개구는 그레이징 입사로는 동작하지 않는 조명 광학 시스템의 미러 상에 매우 작은 각도의 입사가 실현되도록 한다. 이는 특히 5nm와 30nm 사이의 파장을 갖는 EUV 광이 조명 광학 시스템을 구비한 투영 노광 설비내에서 조명광으로서 이용되는 경우의 전송 손실이 작게 되는 것을 보장한다.
한편으로는 조명 프리세팅 패싯과 다른 한편으로는 선택적으로 추가적으로 존재하는 전송 패싯이 액츄에이터에 의해 틸트될 수 있는 틸트 가능한 특별한 패싯으로서 구성될 수 있다. 이러한 유형의 틸트 가능한 패싯은 적어도 두개의 틸팅 위치 사이에서 전환될 수 있는 패싯으로서 설계될 수 있다. 특히 상이한 조명 모드를 조정하기 위한 패싯이 틸트 가능하게 설계되는 경우 및 입사각을 가변하는 것은 각도에 대해 최적화된 코팅을 구비할 수 없기 때문에, 패싯 상의 조명광의 작은 입사각이 고휴율에 있어 중요하다.
본 발명에 따른 조명 광학 시스템을 갖는 광학 시스템 및 본 이미지 필드내의 오브젝트 필드를 이미지화하기 위한 투영 광학 시스템의 이점은 본 발명에 따른 조명 광학 시스템과 결부하여 상술한 것들과 부합한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 전술한 목적은 아래를 포함하는 광학 시스템에 의해 달성된다,
- 오브젝트 필드를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템을 가지며,
- 광원으로부터 진행하는 조명광을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템을 가지며,
- 상기 제1 전송 광학 시스템의 하류에 배열되고, 복수개의 조명 프리세팅 패싯을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러를 가지며 - 상기 복수개의 조명 프리세팅 패싯은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명될 수 있는 에지 형상 및 상기 조명 프리세팅 패싯의 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드의 프리셋 조명을 생성함 -
- 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템을 가지며,
- 상기 투영 광학 시스템의 입사 동공면은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러와 오브젝트 필드 사이에 또는 상기 오브젝트 필드 이후에 배열되며,
- 상기 투영 광학 시스템의 상기 입사 동공에 적응된 상기 오브젝트 필드의 조명이 발생하도록 상기 제1 전송 광학 시스템 및 상기 조명 프리세팅 패싯 미러의 배열이 존재한다.
거울형 반사기의 원리를 이용하여 입사측에 대한 투영 광학 시스템의 요구에 대한 오브젝트 필드 조명의 적응을 수행하는 것이 가능하고, 이로써 투영 광학 시스템의 입사 동공에 광학 부품을 위치시킬 필요가 없거나 또는 이 입사 동공면이 중계 광학 시스템을 이용하여 다른 위치로 변위될 필요가 없다. 특히 조명광의 매우 작은 입사각이 반사형 광학 부품 상에서 구현될 수 있는 조명광을 가이드하는 조명 광학 시스템의 부품의 배열은 오브젝트 필드의 앞 또는 뒤에 가까이 위치한 입사 동공면을 갖는 투영 광학 시스템에서도 가능하다. 오브젝트 필드에 가까이 위치한 이러한 유형의 입사 동공면이 예를 들면 동공-불투명 투영 광학 시스템에서 발견될 것이다. 조명광의 반사 손실이 작게된다.
오브젝트 필드로부터의 입사 동공면의 간격과 조명 프리세팅 패싯 미러로부터의 오브젝트 필드의 간격 사이의 간격비는 0.9 보다 작고, 0.8 보다 작고, 0.9 보다 작고, 0.6 보다 작고, 0.5 보다 작을 수 있다. 이러한 유형의 간격비에서, 제2 측면에 따른 광학 시스템의 상술한 이점이 특히 잘 표면화된다. 오브젝트 필드로부터의 입사 동공면의 간격과는 무관하게, 본 발명에 따른 광학 시스템에서, 조명 프리세팅 패싯 미러로부터의 입사 동공면의 간격은 800mm보다 더 클 수 있다.
전술한 목적은 광학 시스템에 의해 제3 측면에 따른 본 발명에 따라 달성된다,
- 오브젝트 필드를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템을 가지며,
- 광원으로부터 진행하는 조명광을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템을 가지며,
- 상기 제1 전송 광학 시스템의 하류에 배열되고, 복수개의 조명 프리세팅 패싯을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러를 가지며 - 상기 복수개의 조명 프리세팅 패싯은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명될 수 있는 에지 형상 및 상기 조명 프리세팅 패싯의 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드의 프리셋 조명을 생성함 -
- 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템을 가지며,
상기 투영 광학 시스템의 설비 길이(B) 대 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)의 비는 20보다 적다.
거울형 반사기의 원리의 자유도는 큰 오브젝트-이미지 오프셋을 갖는 투영 광학 시스템과 결합하여, 조명광이 이를 위해 조명광을 가이드하는 추가적 광학 부품이 필요하지 않고 또한 처리량을 감소하는 극단적인 입사각이 선택될 필요없이, 이미지측 상에 큰 설비 공간 요구를 넘어서도록 가이드 될 수 있다. 투영 광학 시스템의 설비 길이 대 오브젝트-이미지 오프셋의 비는 15 미만일 수 있고, 10 미만일 수 있다.
전술한 목적은 본 발명의 제4 측면에 따른 오브젝트 필드를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템을 가지며 아래를 갖는 광학 시스템에 의해 달성된다,
- 광원으로부터 진행하는 조명광을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템을 가지며,
- 상기 제1 전송 광학 시스템의 하류에 배열되고, 복수개의 조명 프리세팅 패싯을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러를 가지며 - 상기 복수개의 조명 프리세팅 패싯은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러의 조명될 수 있는 에지 형상 및 상기 조명 프리세팅 패싯의 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드의 프리셋 조명을 생성함 -
- 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템을 가지며,
- 상기 광원과 상기 오브젝트 필드 사이의 조명 광학 시스템은 중간 초점을 가지며,
- 상기 투영 광학 시스템의 설비 길이(B) 대 중간 초점-이미지 오프셋(D)의 비는 5보다 적다.
투영 광학 시스템의 설비 길이 대 중간 초점-이미지 오프셋의 이러한 유형의 비로, 조명광을 가이드하는 추가 광학 부품을 필요로 하지 않고 또한 처리량을 감소시키는 극단적 입사각이 선택될 필요없이, 이미지측 상에 큰 설비 공간 요구를 넘어서도록 가이드 될 수 있음이 또한 보장될 수 있다. 투영 광학 시스템의 설비 길이 대 중간 초점-이미지 오프셋의 비는 3 미만일 수 있고, 2 미만일 수 있고, 1.90 미만일 수 있고, 1.80 미만일 수 있고, 1.60 미만일 수 있고, 특히 1.31 미만일 수 있다.
이미지 플레인에서 이미지 필드의 중심으로부터 측정되는 이미지측 상의 일반적인 설비 공간 요구는 특히 조명 광학 시스템의 부품의 방향으로 약 1m이며, 또한 투영 광학 시스템으로부터 떨어져서 이미지 플레인에 수직으로 측정해서 약 1m 이다.
본 발명의 제5 측면에 따른 전술한 목적은 오브젝트 필드를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템을 가지며 아래를 가지는 광학 시스템에 의해 달성된다,
- 광원으로부터 진행하는 조명광을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템을 가지며,
- 이미지 필드에 상기 오브젝트 필드를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템을 가지며,
투영 광학 시스템의 설비 길이(B) 대 조명 광 빔-이미지 오프셋(E)의 비는 5보다 적다.
제5 측면에 따른 광학 시스템의 이점은 제4 측면에 따른 광학 시스템과 관련하여 전술한 것에 대응한다. 제5 측면에 따른 광학 시스템에서, 조명 광학 시스템의 중간 초점은 반드시 존재할 필요는 없다. 오브젝트 필드의 조명 프리세팅은 제4 측면에 따른 광학 시스템의 조명 프리세팅 패싯 미러와는 상이하게 설계될 수 있다. 투영 광학 시스템의 설비 길이 대 조명 광 빔-이미지 오프셋의 비는 3 미만, 2 미만, 1.90 미만, 1.80미만, 1.60 미만일 수 있고, 특히 1.30 영역내에 있을 수 있다.
제2, 제3 또는 제3 또는 제5 측면에 따른 광학 시스템은 본 발명에 따른 조명 광학 시스템의 상술한 특징, 특히 전송 패싯 미러와 관련된 특징과 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 시스템 및 광원 특히, EUV 광원을 갖는 투영 노광 설비의 이점으로서, 아래 단계를 갖는 마이크로구조의 부품을 제조하기 위한 방법으로서,
- 레티클을 제공하는 단계,
- 웨이퍼에 조명광에 민감한 코팅을 제공하는 단계;
- 본 발명에 따른 투영 노광 설비의 도움으로 상기 레티클의 적어도 일부를 상기 웨이퍼에 투영하는 단계;
- 상기 웨이퍼 상에서 상기 조명광에 의해 노출된 감광층을 현상하는 단계
를 포함하며, 본 발명에 따른 조명 광학 시스템 및 본 발명에 따른 광학 시스템과 결부하여 전술한 것에 대응하는 본 발명에 따라 제조된 미세구조화된 또는 나노구조화된 부품을 포함한다.
본 발명의 구성은 도면을 참조로 이하에 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 조명 광학 시스템 및 투영 광학 시스템을 갖는 EUV 마이크로리소그래피용 투영 노광 설비의 자오 단면을 고도로 개략적으로 도시하는 도면;
도 2는 중간 초점으로부터 투영 광학 시스템의 오브젝트 플레인에 배열된 레티클까지의 도 1에 따른 조명 광학 시스템내의 선택된 개별 빔의 빔 경로를 개략적으로 및 자오 단면으로 도시하는 도면;
도 3은 전송 패싯 미러의 전송 패싯의 분포를 볼 수 있도록 하는 관점에서의 조명 광학 시스템의 전송 패싯 미러를 도시하는 도면;
도 4는 각각의 조명 광이 투영 광학 시스템의 오브젝트 플레인내의 오브젝트 필드의 완전한 조명으로 이끄는 수개의 전송 패싯 그룹의 영역에서의 도 3의 상세한 확대도;
도 5는 전송 패싯의 하류에 배열된 조명 광학 시스템의 조명 프리세팅 패싯 미러 상의 조명광의 세기 분포에 대한 등고선도;
도 6은 도 1과 유사하나 EUV 투영 노광 설비의 추가 구성을 도시하는 도면;
도 7은 도 1과 유사하나 EUV 투영 노광 설비의 추가 구성을 도시하는 도면;
도 8은 도 1과 유사하나 EUV 투영 노광 설비의 추가 구성을 도시하는 도면;
도 9는 오브젝트 필드의 완전 조명을 위해 조명광을 가이드하는 전송 패싯 미러의 추가 구성의 복수개의, 각각이 상세히 도시된, 전송 패싯 그룹에 대한 도 4에 비해 확대된 도면;
도 10은 앞서 도시된 투영 노광 설비에 대한 투영 광학 시스템의 구성을 통해 이미징 빔 경로를 포함하는 자오 단면을 도시하는 도면;
도 11 내지 13은 앞서 도시된 투영 노광 설비의 구성에 대한 투영 광학 시스템의 추가 구성을 도시하는 도면.
도 1에서 자오 단면으로 고도로 개략적으로 도시된 마이크로리소그래피용 투영 노광 설비(1)는 조명광(3)을 위한 광원(2)을 갖는다. 광원은 EUV 광원으로, 5nm 에서 30nm 사이의 파장 범위의 광을 생성한다. 이는 LPP(Laser Produced Plasma) 광원 또는 DPP(Discharged Produced Plasma) 광원일 수 있다.
전송 광학 시스템(4)은 광원(2)으로부터 진행하는 조명광(3)을 가이드하는데 이용된다. 이는 도 1에서 반사 효과에 대해서만 도시된 콜렉터(5) 및 이하 상세히 설명하는 전송 패싯 미러(6)를 갖는다. 조명광(3)의 중간 초점(5a)은 콜렉터(5)와 전송 패싯 미러(6) 사이에 배열된다. 중간 초점(5a)의 영역내의 조명광(3)의 개구수는 NA=0.182이다. 전송 패싯 미러(6) 및 전송 광학 시스템(4)의 하류에 배열되는 것은 조명 프리세팅 패싯 미러(7)로서, 이하 상세히 설명된다. 조명광(3)의 빔 경로내의 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 하류에 배열된 것은 레티클(8)로서, 투영 노광 설비(1)의 하류 투영 광학 시스템(10)의 오브젝트 플레인(9)내에 배열된다. 투영 광학 시스템(10) 및 추가 구성의 이하 설명되는 투영 광학 시스템은 각각의 경우 투영 렌즈 시스템이다.
위치 관계의 이해를 돕기 위하여, 직교 xyz-좌표 시스템이 이하 사용될 것이다. 도 1에서 x-방향은 도면의 평면에 수직으로 안으로 들어간다. y-방향은 도 1에서 우측으로 연장한다. z-방향은 도 1에서 하방으로 연장한다.
광학 부품(5 내지 7)은 투영 노광 설비(1)의 조명 광학 시스템(11)의 부품이다. 오브젝트 플레인(9)내의 레티클(8) 상의 오브젝트 필드(12)는 조명 광학 시스템(11)에 의해 한정되는 방식으로 조명된다. 오브젝트 필드(12)는 아치형 또는 부분적 원 형상을 가지며, 서로 평행한 2개의 원호(arc) 및 2개의 직선 측면 에지에 의해 한정되며, 길이 y0로 y-방향으로 연장하며, 서로 x-방향으로 간격 x0을 가진다. 가로세로비(x0/y0)는 13 대 1이다. 도 1의 삽입된 것은 오브젝트 필드(12)의 크기는 고려하지 않은 평면도이다. 에지 형상(12a)은 아치형이다. 별도의 및 가능한 오브젝트 필드(12)에서, 그 에지 형상은 직사각형이다.
투영 광학 시스템(10)은 도 1에 부분적으로 및 고도로 개략적으로 도시되었다. 오브젝트 필드측의 개구수(13) 및 투영 광학 시스템(10)의 이미지 필드측의 개구수(14)가 도시된다. 예를 들면 EUV 조명광(3)에 대해 반사하는 거울로 구성될 수 있는 투영 광학 시스템(10)의 광학 부품(15, 16) 사이에 이들 광학 부품(15, 16) 사이에서 조명광(3)을 가이드하기 위한 투영 광학 시스템(10)의 추가 광학 부품이 위치한다.
이 투영 광학 시스템(10)은 레티클(8)과 같이 더 상세히 설명하지 않은 홀더(holder)에 수송되는 웨이퍼(19) 상의 이미지 플레인(18)내의 이미지 필드(17)에 오브젝트 필드(12)를 이미지화한다. 웨이퍼 홀더의 설치 공간 요구 사항은 도 1에서 직사각형 박스(20)로 도시된다. 설치 공간 요구 사항(20)은 내부에 장착될 부품에 따라 x-, y- 및 z- 방향으로 연장하는 직사각형이다. 이미지 필드(17)의 중앙으로부터 x-방향 및 y-방향으로 진행하는 설비 공간 요구 사항(20)은 예를 들면 1m의 크기를 갖는다. z-방향에서, 이미지 플레인(18)으로부터 진행하는 설비 공간 요구 사항(20)은 또한 예를 들면 1m의 크기를 갖는다. 조명 광학 시스템(11) 및 투영 광학 시스템(10)에서의 조명광(3)은 각각의 경우에서 설비 공간 요구 사항(20)을 통과하도록 가이드되도록 가이드되어야 한다.
전송 패싯 미러(6)는 복수개의 전송 패싯(21)을 갖는다. 이들 전송 패싯(21) 중에서, 도 2에 따른 자오 단면에서, 총 9개의 전송 패싯(21)을 갖는 라인이 개략적으로 도시되며, 이들은 도 2에서 좌에서 우로 211 에서 219로 표시된다. 실제로, 전송 패싯 미러는 도 3 및 4로부터 명백해지는 것처럼 실질적으로 더 큰 복수개의 전송 패싯(21)을 갖는다. 전송 패싯(21)은 복수개의 전송 패싯 그룹(22)으로 그룹화된다. 이들 전송 패싯 그룹(22) 중 하나가 이해를 돕기 위해 도 4에서 모서리에 강조되어 있다.
전송 패싯 그룹(22)의 x/y-가로세로비는 적어도 오브젝트 필드(12)의 x/y-가로세로비의 크기이다. 도면에 도시된 것처럼, 전송 패싯 그룹(22)의 x/y 가로세로비는 오브젝트 필드(12)의 x/y-가로세로비보다 크다. 전송 패싯 그룹(22)은 오브젝트 필드(12)의 모서리 형상과 유사한 부분 원형 곡선 그룹 에지 형상을 갖는다.
각각의 전송 패싯 그룹(22)은 서로에 대해 x-방향으로 오프셋되게 배열된 16개의 열로 배열되며, 각각은 y-방향으로 서로 바로 옆에 배열된 7개 라인의 전송 패싯(21)을 갖는다. 각각의 전송 패싯(21)은 직사각형이다. 전송 패싯(21)의 가로세로비는 특히 도 4에서 한편으로는 x-방향으로, 다른 한편으로는 y-방향으로 도시되며, 동일한 스케일은 아니다. 실제로는, 1/1의 x/y-가로세로비가 전송 패싯(21)에 대해 선택될 수 있다.
각각의 전송 패싯 그룹(21)은 오브젝트 필드(12)의 각각의 완전한 조명을 위한 조명광(3)의 비를 유발한다.
도 3에서 추론할 수 있듯이, 총 6개 그룹 열이, 각각의 경우에, 복수개의 수십개의 패싯의 그룹(22)을 가진다. 이러한 패싯 그룹(22)의 열 방향의 배열은 결과적으로 도 3에서 환형의 거리를 둔 필드로 개략적으로 표시된 조명 광 빔(23)이 실질적으로 완전하게 기록되도록 된다.
도 4에서 추론할 수 있듯이, 이러한 전송 패싯(21)은 전송 패싯(21)의 선택된 인접 열에서 서로에 대해 y-방향으로 오프셋되게 배열된다. 이는 도 4에서 열 S1 및 S2의 도움으로 도시된다. 전송 패싯 그룹(22)의 이들 2개의 열(S1, S2)에서 서로에 대해 인접하게 존재하는 전송 패싯(21)이 각각의 경우에 서로에 대해 y-방향으로 전송 패싯(21)의 약 절반의 y-크기 만큼 오프셋하여 배열된다. 다른 인접 열(예를 들면, 도 4에서 열 S3 및 S4)의 경우에, 전송 패싯 그룹(22)의 이들 열에서 서로 인접하게 존재하는 전송 패싯(21)은 각각의 경우에 서로에 대해 y-방향으로 전송 패싯(21)의 약 완전한 y-크기 만큼 오프셋하여 배열된다. 이러한 오프셋으로 인하여, 개별 전송 패싯(21)의 y-크기의 치수적 측면에서 처리가능한 크기에도 불구하고, 전송 패싯 그룹(22)의 프리셋 큰 곡률 반지름이 구현될 수 있다.
전송 패싯(21)은 조명 프리세팅 패싯 미러(7)가 프리셋 에지 형상(24)(도 5 참조)으로 조명되도록 하고, 전송 패싯(21) 대 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 프리세팅 패싯(25)의 프리셋 할당으로 조명되도록 배향된다.
조명 프리세팅 패싯(25)에 대한 전송 패싯(21)의 프리셋 할당의 예가 도 2에 도시된다. 각 경우에 전송 패싯(211 내지 219)에 할당된 조명 프리세팅 패싯(25)은 이러한 할당에 따라 표시된다. 조명 패싯(25)은 이러한 할당이 256, 258, 253, 254, 251, 257, 255, 252 및 259의 순서이므로 좌에서 우로 조명된다.
패싯(21, 25)의 지수 6, 8 및 3은 제1 조명 방향으로부터 도 2에서 좌에서 우로 순서가 정해진 3개의 오브젝트 필드 포인트(26, 27, 28)를 조명하는 3개의 조명 채널(VI, VIII 및 III)을 포함한다. 패싯(21, 25)의 지수 4, 1 및 7은 제2 조명 방향으로부터 3개의 오브젝트 필드 포인트(26 내지 28)를 조명하는 3개의 추가 조명 채널(IV, I, VII)에 속한다. 패싯(21, 25)의 지수 5, 2 및 9는 제3 조명 방향으로부터 3개의 오브젝트 필드 포인트(26 내지 28)를 조명하는 3개의 추가 조명 채널(V, II, IX)에 속한다.
이하,
- 조명 채널 VI, VIII, III,
- 조명 채널 IV, I, VII 및
- 조명 채널 V, II, IX
에 할당되는 조명 방향은 각각의 경우에 동일하다. 전송 패싯(21) 대 조명 프리세팅 패싯(25)의 할당은 그러므로 오브젝트 필드의 텔레센트릭 조명이 되도록 된다.
전송 패싯 미러(6) 및 조명 프리세팅 패싯 미러(7)에 의한 오브젝트 필드(12)의 조명은 거울형 반사기의 방식으로 발생한다. 거울형 반사기의 원리는 US 2006/0132747 A1에서 공지된다.
투영 광학 시스템(10)은 930mm의 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)을 갖는다. 이는 이미지 필드(7)의 중심 포인트 상의 법선의 오브젝트 플레인(9)을 통과하는 관통 포인트로부터의 오브젝트 필드(12)의 중심 포인트의 간격으로 정의된다. 투영 광학 시스템(10)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 1280mm의 중간 초점-이미지 오프셋(D)을 갖는다. 중간 초점-이미지 오프셋(D)은 이미지 플레인(18) 상의 중간 초점(5a)으로부터의 법선의 관통 포인트로부터의 이미지 필드(17)의 중심 포인트의 간격으로 정의된다. 투영 광학 시스템(10)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 1250mm의 조명 광 빔-이미지 오프셋(E)을 갖는다. 조명 광 빔-이미지 오프셋(E)은 조명 광 빔(3)의 이미지 플레인(18)을 통과하는 관통 영역으로부터의 이미지 필드(17)의 중심 포인트의 간격으로 정의된다.
한편으로 큰 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)로 인하여 및 큰 중간 초점-이미지 오프셋(D)으로 인하여 또는 큰 조명 광 빔-이미지 오프셋(E)으로 인하여, 광원(2)과 전송 패싯 미러(6) 사이에서 설비 공간(20)을 통과하는 z-방향에 실질적으로 평행하게 진행하는 조명광(3)의 가이드가 가능하다. 이 조명 광 가이드는 패싯 미러(6 및 7)에서 조명광(3)의 작은 입사각을 보장한다. 전송 패싯 미러(6 및 7)에서의 평균 입사각은 3.5°이다. 조명 프리세팅 패싯 미러(7)에서의 평균 입사각은 6.5°이다.
입사각은 조명광(3)의 메인 빔의 반사 이전과 이후 사이의 각도의 절반으로 정의된다. 메인 빔은 이 경우 패싯 미러(6, 7) 중 사용된 반사면의 중심을 서로 연결하는 조명광(3)의 빔이다. 작은 입사각으로 인하여, 패싯 미러(6, 7)의 대응하는 고반사율을 초래한다.
조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명의 에지 형상(24)과는 무관하게, 도 5는 또한 에지 형상(24)내의 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명의 세기 분포를 도시한다. 이 세기 분포는 도 5에서 윤곽선으로 표시된다. 에지 형상(24)을 반영하는 최외곽 윤곽은 랜덤 유닛에서의 "100"의 조명 세기에 해당한다. 내부로 향하는 각각의 인접 윤곽은 동일한 세기를 갖는 위치들을 나타내고, 세기는 각각의 경우에 값 100만큼 증가하는 동일한 단위로 존재한다. 거의 미식 축구공 형상인 최내곽 조명 형상(29)은 값 700의 조명 세기에 해당한다. 전체의 에지 형상(24)은 상부가 개방된 콩이나 콩팥의 형상을 가지며, US2006/0132747 A1에서 거울형 반사기의 조명과 결부하여 이미 원칙적으로 설명되어 있다.
에지 형상(24)은 오브젝트 필드(12)에 걸친 소망된 조명 각도 분포 및 오브젝트 필드(12)에 걸친 소망된 세기 분포에 의존한다. 에지 형상(24)은 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명 프리세팅 패싯(25)에 걸쳐 다시 말하면 각각의 프리셋 값에 의존하여 가변할 것이다.
한편으로 전송 패싯(21) 및 다른 한편으로 조명 프리세팅 패싯(25)가 엑츄에이터를 이용하여 틸팅 가능하여, 오브젝트 필드(12)에 걸친 조명광(3)의 조명 각도 분포 및 세기 분포는 프리셋 될 수 있다.
조명 프리세팅 패싯 미러(7)에 의해 조명되는 오브젝트 필드(12)의 부분 원 형상 또한 상응하게 위로 개방한다. 그러므로, 오브젝트 필드(12)의 프리셋 조명은 한편으로는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명일 수 있는 에지 형상(24)에 의한 패싯 미러(6, 7)를 갖는 거울형 반사기 배열에 의해 및 다른 한편으로는 조명 프리세팅 패싯(25)의 개별 틸팅 각도에 의해 초래될 수 있다.
도 6은 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위한 조명 광학 시스템(11) 대신에 이용될 수 있는 조명 광학 시스템(30)을 갖는 투영 노광 설비(1)의 추가 구성을 도시한다. 도 1 내지 5를 참조로 상술한 것에 해당하는 부품은 동일한 참조 번호를 가지며, 다시 상세히 설명되지는 않는다.
조명 광학 시스템(30)에서, 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 중앙 관통-개구(31)를 구비한다. 조명광(3)은 광원(2)과 전송 패싯 미러(6) 사이에서 관통 개구(31)를 통해 가이드된다. 전송 패싯 미러(6)의 도 6에 도시되지 않은 전송 패싯(21)은 전송 패싯(21) 이후의 조명 광이 관통 개구(31) 둘레에 배열된 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명 프리세팅 패싯(25)에 충돌하도록 지향된다. 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명 및 조명 패싯(25)의 틸팅 각도는 차례대로 도 2와 결부하여 설명된 것처럼 오브젝트 필드(12)가 텔레센트릭하게 조명되도록 된다.
관통-개구(31)를 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 구성은 또한 불투명 구성으로 칭한다.
조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 불투명한 디자인으로 인하여, 조명 광학 시스템(30)은 조명 광학 시스템(11)과 비교하여 훨씬 적은 패싯 미러(6, 7)에 대한 평균 입사각으로 구현될 수 있다. 전송 패싯 미러(6)에 대한 평균 입사각은 0°이다. 조명 광학 시스템(30)의 조명 프리세팅 패싯 미러(7)에 대한 평균 입사각은 6.5°이다.
중간 초점(5a) 영역에서의 조명광(3)의 개구수는 NA=0.193이다.
조명 광학 시스템(30) 및 투영 광학 시스템(10)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 1070mm의 중간 초점-이미지 오프셋(D)을 갖는다. 조명 광학 시스템(30) 및 투영 광학 시스템(10)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 1030mm의 광 빔-이미지 오프셋(E)을 갖는다.
도 7의 도움으로, 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위하여 조명 광학 시스템(11 또는 30) 대신에 이용될 수 있는 조명 광학 시스템(32)을 갖는 투영 광학 설비(1)의 추가 구성이 이하 설명된다. 도 1 내지 6을 참조로 이미 설명된 것에 해당하는 부품은 동일한 참조 번호를 가지고 다시 상세히 설명되지는 않는다.
도 1에 따른 구성의 투영 광학 시스템(10) 대신에, 도 7에 따른 투영 노광 설비(1)는 투영 광학 시스템(33)을 갖는다.
조명 광학 시스템(32)은 또한, 전송 패싯 미러(6) 및 조명 프리세팅 패싯 미러(7)와는 별도로, 그레이징 입사(grazing incidence)를 위하여 조명 프리세팅 패싯 미러(7)와 오브젝트 필드(12) 사이에 조명광(3)을 편향하는데 이용되는 미러(34)를 갖는다.
90mm에서의 투영 광학 시스템(33)은 투영 광학 시스템(10)과 비교하여 매우 작은 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)를 갖는다.
오브젝트 필드(12)는 또한 도 7에 따른 구성에서의 조명 광학 시스템(32)으로 텔레센트릭하게 조명된다. 이는 패싯 미러(6, 7)의 대응하는 배향 및 조명에 의해 성취된다.
중간 초점(5a) 영역에서의 조명광(3)의 개구수는 NA=0.167이다.
조명 광학 시스템(32) 및 투영 광학 시스템(33)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 930mm의 중간 초점-이미지 오프셋(D)을 갖는다. 조명 광학 시스템(32) 및 투영 광학 시스템(33)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 1070mm의 조명 광 빔-이미지 오프셋(E)을 갖는다.
도 8의 도움으로, 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위하여 도 7에 따른 조명 광학 시스템(32) 대신에 이용될 수 있는 조명 광학 시스템(35) 및 도 7에 따른 투영 광학 시스템(33) 대신에 이용될 수 있는 투영 광학 시스템(36)을 갖는 투영 노광 설비(1)의 추가 구성이 설명될 것이다. 도 1 내지 7을 참조로 이미 설명된 것들에 대응하는 부품에 대해서는 동일한 참조 번호를 가지며, 다시 상세히 설명되지 않는다.
투영 광학 시스템(36)은 오브젝트 필드(12)의 전면의 조명광(3)의 빔 경로내에 위치한 입사 동공(37)을 갖는다.
2개의 패싯 미러(6, 7)의 패싯(21, 25)은 조명 광학 시스템(35)내에서 서로에 대해 배열되어, 투영 광학 시스템(36)의 입사 동공(37)의 이 위치에 적응된 오브젝트 필드(12)의 조명이 초래된다. 이러한 입사 동공(37)에서, 조명 광 빔(3)의 단면 형상 및 발산은 투영 광학 시스템(36)내의 입사측으로 가이드될 수 있는 이미징 광 빔에 대응한다.
입사 동공(37)은 도 8에 따른 조명 광학 시스템(35)의 그레이징 입사를 위하여 조명 프리세팅 패싯 미러(7)와 미러(34) 사이에 놓인다. 오브젝트 필드(12)로부터의 입사 동공(37)의 간격과 도 8에 따른 구성의 오브젝트 필드(12)로부터의 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 간격 사이의 비는 약 0.38, 다시 말하면 0.50 보다 작다. 조명 광학 시스템(35)의 구성에 의존하여, 이 비는 기본적으로 1보다 작고, 예를 들면 0.9 보다 작고, 0.8보다 작고, 0.7보다 작고 또는 0.6 보다 작다. 도 8에 따른 구성에서의 입사 동공(37)과 조명 프리세팅 패싯 미러(7) 사이의 간격은 500mm 보다 크고, 특히 800mm 보다 클 수 있다.
예를 들면 투영 광학 시스템(36)이 중앙 동공 암흑화(obscuration)을 고려하여 설계되는 경우, 오브젝트 필드(12)에 가까이 배열된 이러한 유형의 입사 동공(37)이 존재한다. 이러한 유형의 투영 광학 시스템의 예는 EP 1 950 594 A1에서 언급된 종래 기술에서 발견된다. 패싯 미러(6, 7)에 의해 형성되는 거울형 반사기를 갖는 조명 광학 시스템(35)의 구성으로 인하여, 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 입사 동공(37) 보다는 오브젝트 필드(12)로부터 더 제거되어 배열될 수 있다. 이는 패싯 미러(6, 7)에 대한 작은 입사각을 유도한다. 전송 패싯 미러(6)에 대해 4.7°의 평균 입사각이 존재한다. 조명 프리세팅 패싯 미러(7)에 대해 7.5°의 평균 입사각이 존재한다. 패싯 미러(6, 7)에 대한 이러한 작은 평균 입사각에도 불구하고, 그레이징 입사를 위한 미러(34)는 조명광의 입사의 메인 방향이 콜렉터(5)로부터 중간 초점(5a)을 경유하여 전송 패싯 미러(6)로 향하도록 하며, 이는 수직으로부터 현저히 편향한다. 이는 투영 광학 시스템(36)이 현저한 오브젝트-이미지 오프셋을 가질 필요없이 조명광(3)이 설비 공간(20)을 통과하여 가이드되도록 보장한다.
중간 초점(5a) 영역에서의 조명광(3)의 개구수는 NA=0.184이다.
조명 광학 시스템(35) 및 투영 광학 시스템(36)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 880mm의 중간 초점-이미지 오프셋(D)을 갖는다. 조명 광학 시스템(35) 및 투영 광학 시스템(36)을 갖는 투영 노광 설비(1)는 910mm의 조명 광 빔-이미지 오프셋(E)을 갖는다.
도 9는 전송 패싯(38)의 도 4에 따른 배열과는 다른 배열 및 이들 전송 패싯(38)의 전송 패싯 그룹(39)으로의 다른 그룹핑을 도시한다. 전송 패싯 그룹(39)은 도 9에서 x-방향으로 부분 방식으로만 도시되고, 도 4에 따른 전송 패싯 그룹(22)에 해당하는 x/y 가로세로비를 가진다. 전송 패싯 그룹(22)과 대조적으로, 전송 패싯 그룹(39)은 직사각형으로 설계된다. 오브젝트 필드(12)에 대한 별예로서 직사각형으로 설계된 오브젝트 필드는 이들 전송 패싯 그룹(39)의 각각으로 조명될 수 있다. 직사각형 전송 패싯 그룹(39)으로 아치형 오브젝트 필드(12)를 조명하는 것이 가능하고, 예를 들면 미러(34)는 대응하는 필드 형상에 대한 그레이징 입사를 보장한다.
전송 패싯(38)으로 전송 패싯 미러(6)를 덮는 것은 집 벽을 목재 지붕널로 덮는 것을 연상시킨다. 각각의 전송 패싯 그룹(39)은 서로 인접하게 놓여있는 전송 패싯(38)의 서로 바로 위에 배열된 7개의 라인을 갖는다. 이들 라인들 사이의 간극(40)은 수평으로 연속적으로, 다시 말하면 x-방향으로 연장한다. 라인 중 하나 내에서 인접한 전송 패싯(38) 사이의 간극(41)은 y-방향에 대한 각도(T)에서, 다시 말하면 전송 패싯(38)의 배열의 열 방향에 대해 연장한다. 도시된 구성에서, 각도(T)는 약 12°이다. 다른 간극 각도(T) 예를 들면 5°, 8°, 19°, 15° 또는 20°의 간극 각도(T)가 가능하다.
개별 전송 패싯(38)은 전송 패싯 그룹(39)의 x/y 가로세로비에 대응하는 x/y 가로세로비를 갖는다. 도 9에 따른 그림이 이와는 다르게 보인다는 사실은 x-방향의 전송 패싯(38)이 매우 압축된 방식으로 도시된다는 점에 기인한다.
투영 광학 시스템(10)의 설비 길이(B), 다시 말하면 오브젝트 플레인(9)과 이미지 플레인(18) 사이의 간격 및 도 1에 따른 구성에 따른 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)의 비(B/dOIS)는 약 1.8이다. 20 미만의 다른 비 예를 들면, 15, 12, 10, 8, 6, 4 또는 3의 비(B/dOIS)가 설비 공간(20)을 통과하여 조명광(3)을 가이드하기 위한 설비 공간(20)의 크기에 의존하여 이용될 수 있다. 더 작은 비(B/dOIS)가 또한 가능하다.
설비 길이(B) 다시 말하면, 도 1, 6 및 7과 결부하여 설명된 투영 광학 시스템의 오브젝트 플레인과 이미지 플레인(18) 사이의 간격은 1800mm 이다.
도 10은 투영 노광 설비(1)에서 상술한 투영 광학 시스템 대신에 이용될 수 있는 투영 광학 시스템(42)에 대한 광학 설계의 제1 구성을 도시한다. 2개의 상호 이격된 필드 포인트로부터 나오는 조명광(3)의 개별 이미징 빔(43)의 진로가 도시된다. 중앙 필드 포인트의 메인 빔 다시 말하면 오브젝트 필드(12) 또는 이미지 필드(17)의 모서리를 연결하는 대각선의 교차점상에 정확하게 놓인 필드 포인트의 메인 빔이 이미징 빔(43)의 하나로서 도시된다.
투영 광학 시스템(42)에서, 이미지 플레인(18)은 오브젝트 플레인(9) 이후의 투영 광학 시스템(42)의 제1 필드 플레인이다. 다시 말하면, 투영 광학 시스템(42)은 중간 이미지 플레인을 갖지 않는다.
투영 광학 시스템(42)은 이미지측에 0.25의 개구수를 갖는다. 설비 길이(B) 다시 말하면 투영 광학 시스템(42)의 오브젝트 플레인(9)과 이미지 플레인(18) 사이의 간격은 1585mm 이다.
원칙적으로는 가능하지만 도시 하지 않은 오브젝트 플레인(9)이 이미지 플레인(18)에 평행하게 배열되지 않은 투영 광학 시스템의 구조의 경우, 총 길이(B)는 이미지 플레인으로부터의 중앙 오브젝트 필드 포인트의 간격으로 정의된다. 또한 가능하지만 도시 하지 않은 예를 들면 7개 또는 9개 미러를 갖는 홀수개의 미러를 갖는 투영 광학 시스템에서, 설비 길이는 미러들 중의 하나와 필드 플레인 중 하나 사이의 최대 간격으로 정의된다.
투영 광학 시스템(42)의 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)은 1114.5mm이다. 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)은 여기서 이미지 플레인(18)으로의 중앙 오브젝트 필드 포인트의 수직 투영(P)과 중앙 이미지 포인트 사이의 간격으로 정의된다.
도 10에 따른 투영 광학 시스템에서의 설비 길이(B)와 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS) 사이의 비는 그러므로 약 1.42 이다.
이미지 플레인(18)에서의 투영 광학 시스템(42)의 필드 크기는 y-방향으로 2mm이고, x-방향으로 26mm이며, 오브젝트 플레인(9)에서는 y-방향으로 8mm이고, x-방향으로 108mm이다.
오브젝트 필드(12) 및 이미지 필드(17)는 직사각형이다. 기본적으로, 필드는 대응하는 xy 가로세로비를 갖는 부분적 링-형일 수 있고, 다시 말하면 곡선화된 필드로서 존재될 수 있다.
필드의 y-차원은 슬릿 높이로 지정되고, x-차원은 슬릿 폭으로 지정된다.
오브젝트 필드(12)에 대한 다시 말하면 마스크 또는 레티클에 대한 이미징 빔(43)의 입사각(β)은 6°이다. 다른 입사각(β)도 가능하다.
투영 광학 시스템(42)은 조명광(3)에 의한 충돌의 순서로 오브젝트 필드(12)로부터 진행하여 번호가 정해지는 총 6개의 미러(M1, M2, M3, M4, M5, M6)를 갖는다. 미러(M3 및 M6)는 오목이다. 미러(M4)는 볼록이다. 미러(M1 내지 M6)의 반사면만이 도 10에 도시되지만, 미러 본체 또는 관련 지지체 모두가 도시되지는 않는다.
미러(M1 내지 M6)는 조명광(3)에 의해 충돌되며, 각각의 경우에 입사각 스펙트럼을 갖는다. 입사각 스펙트럼은 미러(M1 내지 M6) 각각에 대한 최소 입사각(αmin) 과 최대 입사각(αmax) 사이의 차이이다. 이는 투영 광학 시스템(42)의 절대적 최대 입사각 스펙트럼을 갖는 끝에서 2번째 미러(M5)의 예를 이용하여 도 10에 도시된다.
이하의 표는 미러(M1 내지 M6)에 대한 입사각 스펙트럼(αmax-αmin)을 반영한다.
Figure 112011075852407-pct00001
도 10에 도시된 자오 단면에서, 최소 입사각(amin)은 미러(M5) 상의 우측 에지에서 발생하며 약 14°이다. 최대 입사각(amax)은 도 10에서 미러(M5)의 좌측 에지에서 발생하고, 약 24°이다. 그러므로 미러(M5)는 10°의 입사각 스펙트럼을 갖는다. 이 입사각 스펙트럼은 동시에 미러(M1 내지 M6) 중 하나에서 최대 입사각 편차이다. 투영 광학 시스템(42)의 미러(M1 내지 M6)에 대한 입사각은 그러므로 범위면에서 실질적으로 배타적으로 변동하며, 작은 각(0°≤α≤7°)의 근사화가 우수하게 달성된다. 그러므로 미러(M1 내지 M6)는 각각의 경우에 균일한 두께의 반사 코팅으로 전체 반사면이 코팅되어 있다.
특히, 반사 코팅은 다중층 코팅 다시 말하면 EUV 반사 코팅으로 공지되어 있는 몰리브데늄과 실리콘층이 번갈아 적층된 층이다. 최대 입사각 스펙트럼이 단지 10°로 작으므로, 투영 광학 시스템(42)의 전체 미러(M1 내지 M6)에 대한 반사가 전체 미러면에 걸쳐 거의 균일함이 보장된다. 그러므로, 각 미러 면에 걸친 바람직하지 않은 반사 진로 또는 바람직하지 않은 큰 아포디제이션(apodisation)은 투영 광학 시스템(42)에서 발생하지 않는다. 아포디제이션은 동공에 걸친 조명광(3)의 세기 분포의 변동으로서 정의된다. 투영 광학 시스템(7)의 동공면에서의 조명광(3)의 최대 세기는 Imax로 지정되고, 이 동공면에 걸친 조명광(3)의 최소 세기는 Imin으로 지정되며, 예를 들면 값
A = (Imax -Imin) / Imax
이 아포디제이션의 표시이다.
적어도 하나의 미러(M1 내지 M6)는 반사면을 가지고, 자유형 반사면으로서 쌍원뿔 기본 형상을 갖는 것으로 구성되며, 이하의 면 공식에 의해 설명될 수 있다.
Figure 112011075852407-pct00002
이 경우 x 및 y는 반사면 상의 좌표를 지정하는 것으로, 좌표 원점에서 진행하여, 반사면을 통과하는 법선의 관통점으로서 정의된다. 이 관통점은 이론적으로는 사용된 반사면의 외부에 위치한다.
z은 자유형 반사면의 높이의 화살표를 나타낸다. 계수 cvx 및 cvy는 xz- 및 yz- 섹션에서의 자유형 반사면의 곡률을 설명한다. 계수 ccx 및 ccy는 원뿔형 파라미터이다.
자유형 반사 공식은 선도하는 쌍뿔형 항과 잇따르는 계수 aji를 갖는 xy-다항식을 갖는다.
투영 광학 시스템(42)내에서의 미러(M1 내지 M6)의 광학면의 배열 및 형상은 이하 표에서 지정된다.
표 1에서 제1 열은 선택된 서비스를 번호로서 지정한다. 제2 열에서, z 방향의 각 다음 표면으로부터의 각 표면의 간격이 주어진다. 표 1의 제3 열은 전체 좌표 시스템에 대한 각 면의 로컬 좌표 시스템의 y-중심 이탈을 나타낸다.
표 1의 최후 열은 투영 광학 시스템(42)의 부품에 대한 정의된 표면의 할당을 가능하게 한다.
표면 이전 표면 이후의 간격 y-중심 이탈
0 0.000000 0 이미지 플레인
1 708.322803 0
2 -617.533694 -91.468948 M6
3 583.375491 -91.682056 M5
4 -593.218566 -91.059467 M4
5 648.730180 -155.250886 M3
6 -403.572644 -96.008370 M2
7 674.571026 -73.556295 M1
8 0.000000 -656.479198 오브젝트 플레인
표 2는 미러 M6(표면 2), M5(표면 3), M4(표면 4), M3(표면 5), M2(표면 6) 및 M1(표면 7)의 각 자유형 반사면 상에 데이터를 나타낸다. 계수는 동일한 0으로는 제시되지 않는다. 또한, RDX=1/cvx; RDY=1/cvy가 적용된다.
자유형 데이터
표면 2
RDY -970.864728
RDX -994.977890
CCY 0.433521
CCX 0.477907
j i-j a j ,i-j
0 1 -1.160933E-03
2 0 -2.807756E-05
0 2 -2.400704E-05
2 1 -2.727535E-10
0 3 -1.561712E-09
표면 3
RDY -859.920276
RDX -909.711920
CCY 2.066084
CCX 2.157360
j i-j a j ,i-j
0 1 -6.956243E-03
2 0 4.069558E-04
0 2 4.110308E-04
2 1 -1.135961E-08
0 3 -3.068762E-08
표면 4
RDY 2123.400000
RDX 1668.900000
CCY 11.575729
CCX 7.435682
j i-j a j ,i-j
0 1 1.393833E-01
2 0 3.570289E-04
0 2 4.726719E-04
2 1 4.922014E-08
0 3 1.301911E-09
표면 5
RDY 1292.100000
RDX 1411.600000
CCY -0.067691
CCX 0.332429
j i-j a j ,i-j
0 1 2.827164E-03
2 0 3.218435E-05
0 2 6.355344E-07
2 1 3.212318E-09
0 3 3.463152E-09
표면 6
RDY -2615.500000
RDX -11975.000000
CCY 0.354474
CCX 58.821858
j i-j a j ,i-j
0 1 -1.510373E-01
2 0 2.929133E-04
0 2 3.971921E-04
2 1 -2.211237E-08
0 3 2.084484E-08
표면 7
RDY 171.052222
RDX 507.844993
CCY -1.000256
CCX -1.006263
j i-j a j ,i-j
0 1 1.224307E-02
2 0 -7.916373E-04
0 2 -2.757507E-03
2 1 -3.313700E-08
0 3 -7.040288E-09
도 11은 투영 노광 설비(1)에서 투영 광학 시스템(42) 대신에 이용될 수 있는 투영 광학 시스템(44)의 추가 구성을 도시한다. 투영 광학 시스템(42)을 참조로 상술한 것에 대응하는 투영 광학 시스템(44)의 부품은 동일한 참조 번호를 가지며, 이하 상세히 설명하지 않는다.
투영 광학 시스템(44)은 이미지측에 0.25의 개구수를 갖는다. 투영 광학 시스템(44)의 설비 길이(B)는 1000mm이다. 투영 광학 시스템(44)의 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)는 656.5mm이다. 그러므로 비B/dOIS는 약 1.52이다.
최대 입사각 스펙트럼은 또한 미러(M5)에서의 투영 광학 시스템(44)에 존재하며 12°이다. 미러(M5)에서의 최소 입사각는 도 11에서이 우측 에지상에 존재하고, 약 6°이다. 도 11에서의 미러(M5) 상의 최대 입사각은 좌측 에지에 존재하며, 약 18°이다. 이미지 플레인(18)은 또한 투영 광학 시스템(44)에서의 오브젝트 플레인(9) 이후의 첫번째 필드 플레인이다.
미러(M1 내지 M6) 중 적어도 하나는 투영 광학 시스템(44)에서의 쌍뿔형 자유형 반사면으로서 구성된다. 투영 광학 시스템(44)내의 미러(M1 내지 M6)의 광학면의 배열 및 형상은 이하 표에서 지정된다.
표 3은 제1 열에서 선택된 표면을 숫자로서 정의한다. 제2 열에서, z-방향에서 각 다음 표면으로부터의 각 표면의 간격이 주어진다. 표 3의 제3 열은 전체 좌표 시스템에 대한 각 면의 로컬 좌표 시스템의 y-중심 이탈을 제공한다.
표 3의 최후 열은 투영 광학 시스템(44)의 구성 요소에 대한 지정된 표면의 할당을 가능하게 한다.
표면 이전 표면 이후의 간격 y-중심 이탈
0 0.000000 0 이미지 플레인
1 636.883689 0
2 -584.268871 -127.232050 M6
3 649.268844 -127.625397 M5
4 -689.518581 -127.310875 M4
5 635.140406 -214.759354 M3
6 -438.983578 -160.525812 M2
7 792.496449 -161.853347 M1
8 0.000000 -978.074419 오브젝트 플레인
표 4는 미러 M6(표면 2), M5(표면 3), M4(표면 4), M3(표면 5) M2(표면 6) 및 M1(표면 7)의 각 자유형 반사면 상의 데이터를 표시한다. 계수는 동일한 0으로는 제시되지 않는다. 또한, RDX=1/cvx; RDY=1/cvy가 적용된다.

자유형 데이터
표면 2
RDY -1024.300000
RDX -1051.200000
CCY 0.715756
CCX 0.739924
j i-j a j,i-j
0 1 -7.576779E-04
2 0 -3.738732E-05
0 2 -4.247383E-05
2 1 9.295774E-10
0 3 -2.890724E-09
4 0 -7.975116E-13
2 2 -5.165327E-12
0 4 3.661841E-13
4 1 -7.996231E-16
2 3 2.111768E-15
0 5 -1.722248E-15
6 0 -5.045304E-19
4 2 5.124801E-18
2 4 6.369116E-18
0 6 -1.032383E-18
표면 3
RDY -1035.900000
RDX -1101.300000
CCY 2.617124
CCX 2.951155
j i-j a j ,i-j
0 1 -2.179019E-03
2 0 4.431389E-04
0 2 4.560760E-04
2 1 -1.644268E-08
0 3 -2.950490E-08
4 0 2.263165E-11
2 2 1.778578E-11
0 4 1.964554E-12
4 1 1.279827E-14
2 3 6.648394E-14
0 5 -2.265488E-14
6 0 2.095952E-17
4 2 4.287989E-17
2 4 -1.642439E-17
0 6 -2.118969E-17
표면 4
RDY 1665.900000
RDX 1372.000000
CCY 9.138623
CCX 1.926620
j i-j a j ,i-j
0 1 2.014437E-01
2 0 2.109164E-04
0 2 4.684147E-04
2 1 1.447739E-09
0 3 3.484838E-09
4 0 -1.165581E-24
2 2 4.175896E-13
0 4 7.119405E-12
4 1 5.269322E-14
2 3 -2.420761E-14
0 5 -2.012170E-14
6 0 -3.454027E-16
4 2 1.557629E-16
2 4 -1.050420E-15
0 6 -2.742748E-17
표면 5
RDY 1238.200000
RDX 1414.200000
CCY -0.000012
CCX 0.119482
j i-j a j ,i-j
0 1 1.047982E-02
2 0 2.196150E-05
0 2 7.186632E-07
2 1 4.040466E-09
0 3 9.100125E-09
4 0 5.634656E-12
2 2 -2.298266E-14
0 4 -4.645176E-13
4 1 9.046464E-16
2 3 -2.605868E-16
0 5 -1.673891E-15
6 0 -2.618503E-18
4 2 4.839689E-18
2 4 -6.947211E-18
0 6 -4.314040E-18
표면 6
RDY -3684.400000
RDX -3506.300000
CCY -0.001235
CCX 0.415150
j i-j a j ,i-j
0 1 -1.767860E-01
2 0 5.073838E-04
0 2 5.272916E-04
2 1 -3.957421E-08
0 3 8.058238E-09
4 0 7.959552E-25
2 2 -7.112502E-13
0 4 6.827653E-13
4 1 -2.253930E-13
2 3 1.303253E-13
0 5 1.567942E-15
6 0 -2.326019E-16
4 2 -2.314170E-16
2 4 1.309455E-16
0 6 -5.879379E-18
표면 7
RDY 167.705178
RDX 408.126726
CCY -1.001961
CCX -0.994641
j i-j a j ,i-j
0 1 -2.378224E-04
2 0 -1.003186E-03
0 2 -2.870643E-03
2 1 -3.511331E-09
0 3 -1.211650E-07
4 0 -7.010621E-11
2 2 -5.812898E-12
0 4 -4.637999E-13
4 1 -1.913197E-13
2 3 6.243649E-16
0 5 4.280774E-16
6 0 -5.399656E-17
4 2 -1.237113E-16
2 4 1.580174E-19
0 6 6.222451E-19
도 12는 투영 노광 설비(1)에서 투영 광학 시스템(42) 대신에 이용될 수 있는 투영 광학 시스템(45)의 추가 구성을 도시한다. 투영 광학 시스템(42)을 참조로 상술한 것들에 대응하는 투영 광학 시스템(45)의 부품은 동일한 참조 번호를 가지며, 이하 상세히 설명하지 않는다.
투영 광학 시스템(45)은 이미지측 상에 0.32의 개구수를 갖는다. 투영 광학 시스템(45)의 설비 길이(B)는 1000mm이다. 투영 광학 시스템(45)에서의 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)은 978mm이다. 비(B/dOIS)는 그러므로 약 1.02 이다.
최대 입사각 스펙트럼이 또한 미러(M5)에서 투영 광학 시스템(45)내에 존재하며, 13°이다. 미러(M5)에서의 최소 입사각은 도 12에서의 우측 에지에 존재하고 약 9°이다. 미러(M5)상이 최대 입사각은 도 12에서 좌측 에지에 존재하며, 약 22°이다. 이미지 플레인(18)은 또한 투영 광학 시스템(45)에서 오브젝트 플레인(9) 이후의 첫번째 필드 플레인이다.
미러(M1 내지 M6) 중 적어도 하나는 또한 투영 광학 시스템(45)에서 쌍뿔형 자유형 반사면으로서 구성된다.
투영 광학 시스템(45)내의 미러(M1 내지 M6)의 광학면의 배열 및 형상은 이하 표에서 지정된다.
제1 열에서, 표 5는 선택된 면을 숫자로 지정한다. 제2 열에서, z-방향에서의 각 다음 표면으로부터 각 표면의 간격이 주어진다. 표 5의 제3 열은 전체 좌표 시스템에 대한 각 면의 로컬 좌표 시스템의 y-중심 이탈을 제시한다.
표 5의 최후 열은 투영 광학 시스템(45)의 부품에 대한 지정된 표면의 할당을 가능하게 한다.
표면 이전 표면 이후의 간격 y-중심 이탈
0 0.000000 0.000000 이미지 플레인
1 726.023335 0.000000
2 -577.595015 -192.238869 M6
3 745.417411 -192.777551 M5
4 -738.103985 -192.462469 M4
5 994.730526 -243.767917 M3
6 -450.919688 -164.949143 M2
7 885.694809 -165.918838 M1
8 0.000000 -1114.493643 오브젝트 플레인
표 6은 미러 M6(표면 2), M5(표면 3), M4(표면 4), M3(표면 5), M2(표면 6) 및 M1(표면 7)의 각 자유형 반사면 상의 데이터를 나타낸다. 계수는 동일한 0으로는 제시되지 않는다. 또한, RDX=1/cvx; RDY=1/cvy가 적용된다.
자유형 데이터
표면 2
RDY -1172.300000
RDX -1295.000000
CCY 0.787469
CCX 1.053600
j i-j a j,i-j
0 1 -7.219074E-04
2 0 -3.578974E-05
0 2 -2.128273E-05
2 1 7.097815E-10
0 3 -1.618913E-09
4 0 -2.252005E-12
2 2 -3.895991E-12
0 4 2.750606E-13
4 1 -4.464498E-15
2 3 -4.637860E-16
0 5 -6.920120E-16
6 0 -3.637297E-18
4 2 2.537830E-18
2 4 1.002850E-17
0 6 -3.044197E-18


표면		 3
RDY -1236.400000
RDX -1536.200000
CCY 2.551177
CCX 4.047183
j i-j a j ,i-j j
0 1 -6.558677E-03
2 0 3.540129E-04
0 2 4.133618E-04
2 1 -1.904320E-08
0 3 -3.576692E-08
4 0 1.496417E-12
2 2 1.864663E-11
0 4 3.000005E-12
4 1 -7.105811E-15
2 3 5.293727E-14
0 5 -1.509974E-14
6 0 2.907360E-18
4 2 5.694619E-17
2 4 8.177232E-17
0 6 4.847943E-18
표면 4
RDY 2267.500000
RDX 1709.200000
CCY 13.716154
CCX 2.188445
j i-j a j ,i-j
0 1 2.536301E-01
2 0 1.786226E-04
0 2 4.303983E-04
2 1 -5.494928E-10
0 3 4.116436E-09
4 0 -2.775915E-11
2 2 3.269596E-11
0 4 3.121929E-12
4 1 2.286620E-14
2 3 1.431437E-14
0 5 -8.016660E-15
6 0 -8.966865E-17
4 2 3.631639E-16
2 4 -3.150250E-16
0 6 -7.235944E-18
표면 5
RDY 1453.100000
RDX 1691.600000
CCY 0.004158
CCX 0.130787
j i-j a j ,i-j
0 1 1.413720E-02
2 0 1.853431E-05
0 2 8.632041E-07
2 1 2.471907E-09
0 3 1.031600E-08
4 0 1.594814E-12
2 2 1.271047E-13
0 4 -8.477699E-14
4 1 1.841514E-15
2 3 1.063273E-15
0 5 -3.890516E-16
6 0 -7.937130E-19
4 2 4.923627E-18
2 4 -3.489821E-18
0 6 -3.625541E-18
표면 6
RDY -3061.000000
RDX -3961.700000
CCY 0.069638
CCX 0.416068
j i-j a j ,i-j j
0 1 -1.950186E-01
2 0 4.908498E-04
0 2 5.948960E-04
2 1 -2.711540E-08
0 3 1.073427E-08
4 0 -3.053221E-12
2 2 -5.601149E-12
0 4 4.072326E-13
4 1 -3.675214E-13
2 3 3.165916E-14
0 5 -1.649353E-15
6 0 -8.908751E-17
4 2 -2.427088E-16
2 4 2.643106E-16
0 6 -7.400900E-18
표면 7
RDY 210.148013
RDX 383.382688
CCY -1.001702
CCX -0.999069
j i-j a j ,i-j
0 1 -2.506963E-04
2 0 -1.093695E-03
0 2 -2.285463E-03
2 1 -7.246135E-09
0 3 -1.030905E-07
4 0 -7.535621E-11
2 2 -4.600461E-12
0 4 -9.217052E-14
4 1 -2.057821E-13
2 3 2.433632E-16
0 5 1.627316E-16
6 0 -1.969282E-17
4 2 -1.033559E-16
2 4 2.086873E-17
0 6 1.058816E-18
도 13은 투영 노광 설비(1)에서 투영 광학 시스템(42) 대신에 이용될 수 있는 투영 광학 시스템(46)의 추가 구성을 도시한다. 투영 광학 시스템(42)을 참조로 상술한 것에 대응하는 투영 광학 시스템(46)의 부품은 동일한 참조 번호를 가지며, 이하 상세히 설명하지 않는다.
투영 광학 시스템(46)은 이미지 측상에 0.35의 개구수를 갖는다. 투영 광학 시스템(46)의 설비 길이(B)는 1500mm이다. 투영 광학 시스템(46)에서 오브젝트-필드 오프셋(dOIS)은 580mm 이다. 그러므로 비(B/dOIS)는 2.59이다.
0.15°의 최소 입사각과 23.72°의 최대 입사각이 투영 광학 시스템(46)의 미러(M5) 상에 존재한다. 미러(M5) 상의 입사각 스펙트럼은 그러므로 23.58°이고, 이는 투영 광학 시스템(46)의 미러들 중의 하나 상의 최대 입사각 스펙트럼이다.
투영 광학 시스템(46)은 미러 M4와 M5 사이에 중간 이미지 플레인(47)을 갖는다. 이는 이미징 빔(43)이 미러(M6)을 통과하여 가이드되는 경우에 대략 존재한다.
투영 광학 시스템(46)의 미러(M1 내지 M6)의 자유형 반사면은 이하의 수식에 의해 수학적으로 설명될 수 있다:
Figure 112011075852407-pct00003
여기서:
Figure 112011075852407-pct00004
Z은 포인트 x, y(x2+y2=r)에서의 자유형 면의 높이의 화살표이다.
c는 상수로, 구체의 볼록 곡률에 대응한다. k는 대응하는 구체의 원뿔형 상수에 대응한다. Cj는 단항 XmYn의 계수이다. 일반적으로, c, k 및 Cj의 값은 투영 광학 시스템(46)내의 미러의 소망된 광학 특성을 기초로 결정된다. 단항(m+n)의 차수는 소망에 따라 가변될 수 있다. 고차수의 단항이 투영 광학 시스템의 설계를 우수한 이미지 에러 교정으로 이끌 수 있지만, 계산에 있어 더욱 복잡하다. m+n은 3 과 20 이상 사이의 값을 채택할 수 있다.
자유형 면은 예를 들면 광학 설계 프로그램 CODE V®의 메뉴얼에서 설명되는 제르니케(zernike) 다항식에 의해 수학적으로 설명된다. 다르게는, 자유형 면은 2차원 스프라인(spline) 표면의 도움으로 설명될 수 있다. 이에 대한 예가 베지어(bezier) 곡선 또는 NURBS(non-uniform rational basis splines)이다. 2차원 스프라인 표면은 예를 들면 xy-평면내의 점들의 네트워크 및 관련 z-값에 의해 또는 이들 점 및 이들과 관련된 기울기에 의해 설명된다. 스프라인 표면의 각 유형에 따라, 완전한 표면은 그 연속성 및 미분가능성(differentiability)에 대한 특정 특성을 갖는 다항식 또는 함수를 이용한 네트워크 점들 사이의 보간에 의해 달성된다.
투영 광학 시스템(46)의 미러(M1 내지 M6)의 반사면의 광학 설계 데이터는 이하 표로부터 유추될 수 있다. 이 표 중 첫번째는 광학 부품 및 구경 조리개에 대해 오브젝트 플레인으로부터 진행하는 빔 경로내의 인접 소자의 z-간격에 대응하는 볼록 곡률(반경) 및 간격값(두께)의 각 상호값(reciprocal value)을 제공한다. 이 표 중 두번째는 미러(M1 내지 M6)에 대해 제시된 자유형 면 수식에서의 단항(XmYn)의 계수(Cj)를 제시한다. 여기서 Nradius는 표준화 인수이다.
표면 반경 간격 동작 모드
오브젝트 플레인 무한 727.645
미러 1 -1521.368 -420.551 REFL
미러 2 4501.739 540.503 REFL
미러 3 501.375 -313.416 REFL
미러 4 629.382 868.085 REFL
미러 5 394.891 -430.827 REFL
미러 6 527.648 501.480 REFL
이미지 플레인 무한 0.000
계수 M1 M2 M3 M4 M5 M6
K -6.934683E+00 -1.133415E+02 -4.491203E+00 2.864941E-01 6.830961E+00 8.266681E-02
Y 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
X2 -1.784786E-04 -1.625398E-04 -4.091759E-04 -1.283213E-05 1.852188E-04 1.527974E-06
Y2 -1.924874E-04 -2.007476E-04 -4.089273E-04 -3.385713E-05 1.462618E-04 1.999354E-06
X2Y 7.567253E-08 3.033726E-07 4.563127E-07 3.550829E-08 2.779793E-07 6.063643E-10
Y3 4.318244E-08 4.548440E-09 -4.162578E-08 -2.113434E-08 6.705950E-07 5.861708E-09
X4 -4.430972E-10 -1.014203E-09 4.055457E-09 -6.220378E-11 -8.891669E-10 -1.395997E-11
X2Y2 -8.520546E-10 -6.881264E-10 8.939911E-09 -1.392199E-10 5.141975E-09 -1.167067E-11
Y4 -4.543477E-10 9.382921E-10 5.474325E-09 -6.995794E-11 5.400196E-10 3.206239E-12
X4Y -2.099305E-14 -4.394241E-13 -5.095787E-12 -1.116149E-14 -3.574353E-13 5.504390E-15
X2Y3 -9.594625E-14 -5.563377E-12 -2.467721E-12 1.007439E-14 1.351005E-11 1.988648E-14
Y5 -6.552756E-13 -1.586808E-11 3.433129E-11 1.283373E-12 5.833169E-11 8.273816E-15
X6 -5.518407E-17 -4.175604E-15 -2.733992E-14 -9.578075E-17 -7.907746E-14 -2.844119E-17
X4Y2 1.982470E-16 5.202976E-15 -3.722675E-14 1.225726E-16 2.278266E-14 -2.154623E-17
X2Y4 3.530434E-16 2.469563E-14 -2.047537E-13 -1.207944E-15 2.530016E-13 2.350448E-18
Y6 1.142642E-15 2.708016E-14 -7.131019E-34 1.880641E-14 1.622798E-13 -9.962638E-18
X6Y -6.790512E-20 -1.328271E-17 -2.926272E-16 -2.248097E-19 -4.457988E-16 8.532237E-21
X4Y3 -6.322471E-19 3.908456E-17 -2.737455E-16 -7.629602E-20 1.416184E-15 3.243375E-20
X2Y5 -1.195858E-17 -5.908420E-17 6.146576E-15 1.102606E-16 3.414825E-15 -2.740056E-21
Y7 2.350101E-17 -1.477424E-15 5.232866E-14 1.218965E-15 1.819850E-15 -1.903739E-19
X8 -6.917298E-22 8.248359E-20 6.770710E-19 9.667078E-22 -3.953231E-39 -4.407667E-23
X6Y2 -4.633739E-22 1.268409E-19 -1.035701E-18 -6.006155E-20 2.725218E-38 -6.933821E-23
X4Y4 -1.497254E-20 -1.719209E-18 -3.217683E-18 -1.742201E-20 -1.679944E-39 4.964397E-23
X2Y6 -3.969941E-20 -3.497307E-18 4.228227E-17 -2.656234E-18 4.611895E-18 1.663632E-22
Y8 6.708554E-20 1.187270E-18 2.685040E-38 -1.611964E-39 4.730942E-18 6.011162E-23
X8Y -4.466562E-24 3.597751E-23 2.879249E-20 -1.588496E-23 -5.662885E-20 5.805689E-26
X6Y3 2.874487E-23 1.003878E-20 6.793162E-20 3.438183E-23 -1.071225E-20 -1.310631E-25
X4Y5 2.249612E-23 1.390470E-20 1.950655E-19 1.008316E-21 -6.062162E-20 -3.380438E-25
X2Y7 5.258895E-22 2.194560E-20 -2.724912E-18 -3.405763E-20 -1.780372E-19 1.649113E-25
Y9 -4.497858E-21 2.311634E-19 -2.656603E-17 -3.124398E-19 -1.417439E-19 2.296226E-24
X10 0.000000E+00 -6.351950E-24 -8.560053E-23 -4.339912E-26 -8.430614E-22 -3.388610E-28
X8Y2 0.000000E+00 4.523937E-24 9.792140E-22 2.952972E-24 9.614763E-23 1.083831E-27
X6Y4 0.000000E+00 -9.774541E-23 -2.428620E-21 -5.303412E-24 -1.020095E-22 3.199302E-27
X4Y6 0.000000E+00 4.704150E-23 1.195308E-42 2.279968E-23 -6.658041E-23 1.968405E-27
X2Y8 0.000000E+00 1.270549E-22 1.329832E-41 8.858543E-22 5.185397E-22 3.257732E-28
Y10 0.000000E+00 -1.244299E-21 -8.254524E-44 -6.003123E-22 5.204197E-23 1.473250E-27
Nradius 1.000000E+00 1.000000E+00 1.000000E+00 1.000000E+00 1.000000E+00 1.000000E+00
계수 M1 M2 M3 M4 M5 M6 이미지
Y-중심 이탈 37.685 -15.713 -139.004 -151.477 -395.184 -440.921 0.000
X-회전 0.326 -3.648 -5.539 -5.647 4.878 5.248 0.000
도 13에서, 참조 번호(48)는 중심 오브젝트 필드 포인트에 속하는 메인 빔을 지정한다. 오브젝트 플레인(9)에 대한 법선이 도 13에서 49로 지정되고, 중심 오브젝트 필드 포인트를 관통한다. 메인 빔(48) 및 법선(49)은 그러므로 오브젝트 플레인(9)에서 교차한다. 법선(49)으로부터 메인 빔(48)의 간격은 오브젝트 플레인(9)과 이미지 플레인(18) 사이의 메인 빔(48)의 추가 빔 경로를 따라 단조 증가한다. 메인 빔(48)이 이미지 플레인(18) 다시 말하면 중심 이미지 필드 포인트를 통과하는 경우, 이 간격은 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)와 동일하다. 오브젝트 플레인(9)과 이미지 플레인(18) 사이의 빔 경로에서의 법선(49)으로부터의 메인 빔(48)의 간격의 단조 증가는 이 빔 경로의 진로를 따른 간격이 어디서도 작아지지 않음을 의미한다. 투영 광학 시스템(46)에서, 이 간격은 메인 빔(48)이 최후 미러(M6)에 충돌할 때까지 지속적으로 더 커진다. 이 간격은 미러(M6) 상의 메인 빔(48)의 충돌 포인트와 이미지 플레인(18) 사이에서 상수로 유지된다.
미세구조의 부품, 특히 고도로 집적화된 반도체 부품, 예를 들면 메모리 칩을 투영 노광 설비(1)의 도움으로 제조하기 위하여, 레티클(8) 및 웨이퍼(19)가 먼저 제공된다. 레티클(8) 상의 구조는 다음으로 투영 노광 설비(1)의 투영 광학 시스템에 의해 웨이퍼(19) 상의 감광층에 투영된다. 감광층을 현상함에 의해, 미세구조가 웨이퍼(19) 상에서 생산되고, 이로부터 미세구조화된 또는 나노구조화된 부품이 제조된다.

Claims (22)

  1. 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 장치(11; 30; 32)로서,
    - 광원(2)으로부터 진행하는 조명광(3)을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템(4)을 가지며,
    - 상기 제1 전송 광학 시스템(4)의 하류에 복수개의 조명 프리세팅 패싯(25)을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)를 가지며 - 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24) 및 상기 조명 프리세팅 패싯(25)의 개별 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드(12)의 프리셋 조명을 생성함 -
    상기 조명 광학 장치는 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24)이 상기 오브젝트 필드(12)의 조명된 형상에 직접 영향을 미치도록 배열되고,
    상기 오브젝트 필드(12)의 텔레센트릭 조명이 발생하도록 상기 제1 전송 광학 시스템(4) 및 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)를 배열하는, 조명 광학 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 광원 배열(2, 5)과 상기 오브젝트 필드(12) 사이에서의 최대 3개의 반사성 부품(6, 7; 6, 7, 34)을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 전송 광학 시스템(4)은 상기 조명광(3)의 빔 경로내의 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 상류에 배열되고 복수개의 전송 패싯(21; 38)을 갖는 전송 패싯 미러(6)를 가지며, 상기 복수개의 전송 패싯은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러가 상기 오브젝트 필드(12)의 형상에 적응된 프리셋 에지 형상(24) 및 상기 조명 프리세팅 패싯(25)에 대한 프리셋 할당(I 내지 IX)으로 조명되도록 배향되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 전송 패싯(21; 38)은 복수개의 전송 패싯 그룹(22; 39)으로 그룹화되고, 상기 전송 패싯 그룹(22; 39) 중 하나는 각각의 경우에 상기 오브젝트 필드(12)의 완전한 조명을 위한 조명광(3)을 가이드하는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 전송 패싯 그룹(22; 39)은 상기 오브젝트 필드(12)의 에지 형상(12a)과 기하학적으로 유사한 그룹 에지 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 전송 패싯 그룹(22; 39)을 구축하는 상기 전송 패싯(21; 38)은 복수개의 열로 배열되며, 복수개의 전송 패싯(21; 38)이 각 상기 열에서 열 방향(y)으로 연속으로 배열되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 인접하는 열(S1, S2)은 상기 열 방향(y)을 따라 서로에 대해 오프셋하여 배열된 전송 패싯(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 전송 패싯(38)은 간극(41)에 의해 서로로부터 이격되며, 상기 간극은 열 방향(y)에 대해 0과는 상이한 각도(T)로 연장하는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 관통 개구(31)를 가지며, 이를 통해 상기 조명광(3)이 상기 광원(2)과 전송 패싯 미러(6) 사이로 가이드되는 것을 특징으로 하는 조명 광학 장치.
  10. 청구항 1 또는 2에 기재된 조명 광학 장치를 가지며, 이미지 필드(17)에 상기 오브젝트 필드(12)를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템(10; 33; 36)을 갖는 광학 장치.
  11. 광학 장치로서,
    - 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템(35)을 가지며,
    - 광원(2)으로부터 진행하는 조명광(3)을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템(4)을 가지며,
    - 상기 제1 전송 광학 시스템(4)의 하류에 배열되고, 복수개의 조명 프리세팅 패싯(25)을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)를 가지며 - 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24) 및 상기 조명 프리세팅 패싯(25)의 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드(12)의 프리셋 조명을 생성함 -
    - 이미지 필드(17)에 상기 오브젝트 필드(12)를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템(36)을 가지며,
    상기 조명 광학 시스템은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24)이 상기 오브젝트 필드(12)의 조명된 형상에 직접 영향을 미치도록 배열되고,
    - 상기 투영 광학 시스템(36)의 입사 동공(37)은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)와 오브젝트 필드(12) 사이에 또는 상기 오브젝트 필드(12) 이후에 배열되며,
    - 상기 투영 광학 시스템(36)의 상기 입사 동공에 적응된 상기 오브젝트 필드(12)의 조명이 발생하도록 상기 제1 전송 광학 시스템(4) 및 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 배열이 존재하는, 광학 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    - 상기 오브젝트 필드(12)로부터의 상기 입사 동공(37)의 간격, 및
    - 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)로부터의 상기 오브젝트 필드(12)의 간격
    사이의 비가 0.9보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  13. 광학 장치로서,
    - 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템(11; 30)을 가지며,
    - 광원(2)으로부터 진행하는 조명광(3)을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템(4)을 가지며,
    - 상기 제1 전송 광학 시스템(4)의 하류에 배열되고, 복수개의 조명 프리세팅 패싯(25)을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)를 가지며 - 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24) 및 상기 조명 프리세팅 패싯(25)의 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드(12)의 프리셋 조명을 생성함 -
    - 이미지 필드(17)에 상기 오브젝트 필드(12)를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템을 가지며,
    상기 조명 광학 시스템은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24)이 상기 오브젝트 필드(12)의 조명된 형상에 직접 영향을 미치도록 배열되고,
    상기 투영 광학 시스템의 설비 길이(B) 대 오브젝트-이미지 오프셋(dOIS)의 비는 20보다 작은, 광학 장치.
  14. 광학 장치로서,
    - 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템(11; 30)을 가지며,
    - 광원(2)으로부터 진행하는 조명광(3)을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템(4)을 가지며,
    - 상기 제1 전송 광학 시스템(4)의 하류에 배열되고, 복수개의 조명 프리세팅 패싯(25)을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)를 가지며 - 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24) 및 상기 조명 프리세팅 패싯(25)의 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드(12)의 프리셋 조명을 생성함 -
    - 이미지 필드(17)에 상기 오브젝트 필드(12)를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템을 가지며,
    상기 광원(2)과 상기 오브젝트 필드(12) 사이의 조명 광학 시스템(11; 30; 32; 35)은 중간 초점(5a)을 가지며,
    상기 조명 광학 시스템은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24)이 상기 오브젝트 필드(12)의 조명된 형상에 직접 영향을 미치도록 배열되고,
    상기 투영 광학 시스템의 설비 길이(B) 대 중간 초점-이미지 오프셋(D)의 비는 5보다 작은, 광학 장치.
  15. 광학 장치로서,
    - 오브젝트 필드(12)를 조명하기 위한 마이크로리소그래피용 조명 광학 시스템(11; 30)을 가지며,
    - 광원(2)으로부터 진행하는 조명광(3)을 가이드하기 위한 제1 전송 광학 시스템(4)을 가지며,
    - 상기 제1 전송 광학 시스템(4)의 하류에 복수개의 조명 프리세팅 패싯(25)을 갖는 조명 프리세팅 패싯 미러(7)를 가지며 - 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)는 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24) 및 상기 조명 프리세팅 패싯(25)의 틸팅각을 이용하여 상기 오브젝트 필드(12)의 프리셋 조명을 생성함 -
    - 이미지 필드(17)에 상기 오브젝트 필드(12)를 이미징하기 위한 투영 광학 시스템(36)을 가지며,
    상기 조명 광학 시스템은 상기 조명 프리세팅 패싯 미러(7)의 조명될 수 있는 에지 형상(24)이 상기 오브젝트 필드(12)의 조명된 형상에 직접 영향을 미치도록 배열되고,
    투영 광학 시스템(10; 33; 36)의 설비 길이(B) 대 조명 광 빔 이미지 오프셋(E)의 비는 5보다 작은, 광학 장치.
  16. 투영 노광 설비로서,
    - 청구항 10에 기재된 광학 장치를 가지며,
    - 광원(12)을 가지는
    투영 노광 설비.
  17. 마이크로구조의 부품을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 레티클(8)을 제공하는 단계,
    - 웨이퍼(19)에 조명광(3)에 민감한 코팅을 제공하는 단계;
    - 청구항 16에 기재된 투영 노광 설비(1)의 도움으로 상기 레티클(8)의 적어도 일부를 상기 웨이퍼(19)에 투영하는 단계;
    - 상기 웨이퍼(19) 상에서 상기 조명광(3)에 의해 노출된 감광층을 현상하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  18. 삭제
  19. 투영 노광 설비로서,
    - 청구항 11에 기재된 광학 장치를 가지며,
    - 광원(12)을 가지는
    투영 노광 설비.
  20. 투영 노광 설비로서,
    - 청구항 13에 기재된 광학 장치를 가지며,
    - 광원(12)을 가지는
    투영 노광 설비.
  21. 투영 노광 설비로서,
    - 청구항 14에 기재된 광학 장치를 가지며,
    - 광원(12)을 가지는
    투영 노광 설비.
  22. 투영 노광 설비로서,
    - 청구항 15에 기재된 광학 장치를 가지며,
    - 광원(12)을 가지는
    투영 노광 설비.
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