KR101813307B1 - 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 시스템 - Google Patents

마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 시스템 Download PDF

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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템은 복수개의 광 입사 패싯(100)을 갖는 광학 적분기(60) 및 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자(40)의 빔 편향 어레이(38)를 포함한다. 각각의 빔 편향 소자(40)는 빔 편향 소자(40)에 의해 생성된 편향 각도를 변경함에 의해 가변되는 위치에서 광학 적분기(60) 상의 스팟(98)을 조명하도록 구성된다. 조명 시스템은 적어도 하나의 광 입사 패싯(100) 상의 스팟(98)으로부터 조립되는 광 패턴(108, 114, 118)이 마스크 평면(88)내의 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 개조되어야 하는 입력 커맨드에 응답하여 가변되는 방식으로 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성되는 제어 유닛(90)을 더 포함한다.

Description

마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 시스템{ILLUMINATION SYSTEM OF A MICROLITHOGRAPHIC PROJECTION EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 마이크로리소그래픽 노광 장치내의 마스크를 조명하기 위한 조명 시스템에 관한 것이고, 특히 동공 평면내의 방사 조도 분포를 한정하기 위한 미러 어레이 또는 다른 빔 편향 소자를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 조명 시스템을 조작하는 방법에 관한 것이다.
마이크로리소그래피(또한 포토리소그래피 또는 간략히 리소그래피라 칭함)는 집적 회로, 액정 디스플레이 및 다른 미세구조 장치의 제조를 위한 기술이다. 에칭 공정과 결부하여 마이크로리소그래피 공정은 예를 들면 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 형성된 박막 스택에 피쳐를 패턴화하는데 이용된다. 제조 중 각 층에서, 웨이퍼는 먼저 심자외(DUV) 광과 같은 방사선에 민감한 재료인 포토레지스트로 코팅된다. 다음으로, 상부에 포토레지스트를 갖는 웨이퍼는 투영 노광 장치의 투영광에 노광된다. 장치는 패턴을 갖는 마스크를 포토레지스트 상에 투영하여, 상기 포토레지스트는 마스크 패턴에 의해 결정되는 특정 위치에만 노광된다. 노광 이후에, 포토레지스트는 마스크 패턴에 대응하는 이미지를 생성하기 위하여 현상된다. 다음으로 에치 공정이 웨이퍼 상의 박막 스택으로 패턴을 전사한다. 마지막으로, 포토레지스트가 제거된다. 다른 마스크를 이용하여 이 공정을 반복하여 다중층의 미세구조 부품이 완성된다.
투영 노광 장치는 일반적으로 마스크를 조명하기 위한 조명 시스템, 마스크를 정렬하기 위한 마스크 스테이지, 투영 오브젝티브 및 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼를 정렬하기 위한 웨이퍼 정렬 스테이지를 포함한다. 조명 시스템은 예를 들면 직사각형 또는 곡선의 슬릿의 형상을 가질 수 있는 마스크 상의 필드를 조명한다.
현재 투영 노광 장치에서, 두 상이한 유형의 장치 사이가 구별될 수 있다. 일 유형에서는, 웨이퍼 상의 각 타겟 부분이 전체 마스크 패턴을 한꺼번에 타겟 부분에 노광함에 의해 조사된다. 그러한 장치는 통상 웨이퍼 스텝퍼로 칭한다. 다른 장치의 유형에서, 통상 스탭-앤드-스캔 장치 또는 스캐너로 칭하며, 각 타겟 부분은 스캔 방향을 따라 투영 빔 아래에서 마스크 패턴을 순차적으로 스캔하면서, 기판을 이 방향에 평행하게 또는 역평행하게 동기적으로 이동시킨다. 웨이퍼의 속도와 마스크의 속도의 비는 통상 1보다 작은 예를 들면 1:4인 투영 오브젝티브의 배율과 동일하다.
"마스크"(또는 레티클)이라는 용어는 패터닝 수단으로서 널리 이해되어야 할 것이다. 일반적으로 이용되는 마스크는 투과성 또는 반사성 패턴을 포함하며, 예를 들면 바이너리(binary), 교번형 위상 편이(alternating phase-shift), 감쇄형 위상 편이(attenuated phase-shift) 또는 각종 하이브리드 마스크 유형일 수 있다. 그러나, 프로그램 가능 미러 어레이로서 구현된 마스크인 액티브 마스크일 수도 있다. 또한, 프로그램 가능 LCD 어레이 또한 액티브 마스크로서 이용될 수 있다.
미세구조 장치 제조 기술이 발전하면서, 조명 시스템에 대한 수요 또한 증가한다. 이상적으로는, 조명 시스템은 잘 정의된 방사 조도 및 각분포(angular distribution)를 갖는 투영광으로 마스크 상의 조명된 필드의 각각의 포인트를 조명한다. 각분포라는 용어는 마스크 평면내의 특정 포인트로 향해 수렴하는 광속의 전체 광 에너지가 어떻게 광속을 구성하는 광선의 다양한 방향 중에서 분포되는지를 설명한다.
마스크에 대해 충돌하는 투영광의 각분포는 일반적으로 포토레지스트에 투영될 패턴의 종류에 적응된다. 예를 들면, 작은 크기의 피쳐보다는 상대적으로 큰 크기의 피쳐가 상이한 각분포를 필요로 할 것이다. 투영광의 가장 일반적으로 사용되는 각분포는 일반형, 고리형, 쌍극형, 사중극자형 조명 세팅으로 칭한다. 이들 용어들은 조명 시스템의 시스템 동공 평면에서의 방사 조도 분포를 참조한다. 고리형 조명 세팅으로, 예를 들면, 시스템 동공 평면에서 고리형 영역만이 조명된다. 그러므로, 투영광의 각분포에서 작은 범위의 각도만이 존재하고, 따라서 전체 광선은 마스크에 대해 유사한 각도로 경사지게 충돌한다.
소망된 조명 세팅을 달성하기 위하여 마스크 평면내의 투영광의 각분포를 개조하기 위한 상이한 수단들이 당업계에 공지된다. 가장 간단한 경우로 하나 이상의 어퍼츄어를 포함하는 스톱(다이아프램)이 조명 시스템의 동공 평면내에 위치한다. 동공 평면내의 위치가 마스크 평면과 같은 퓨리에 관련 필드 평면내에서 각도로 변환되므로, 시스템 동공 평면내의 어퍼츄어의 크기, 형태 및 위치가 마스크 평면내의 각분포를 결정한다. 그러나, 조명 세팅의 임의의 변화는 스톱의 대체를 필요로 한다. 이는 약간 상이한 크기, 형태 또는 위치를 갖는 어퍼츄어를 갖는 매우 많은 수의 스톱을 필요로 할 것이므로, 이는 조명 세팅을 최종적으로 조정하는 것을 어렵게 한다. 또한, 스톱을 이용하는 것은 불가피하게 광 손실을 초래해서, 장치의 스루풋을 감소시키게 된다.
그러므로, 많은 일반적 조명 시스템은 동공 평면의 조명을 연속적으로 가변하는 것을 적어도 일정 정도로 가능하게 하는 조절가능 소자를 포함한다. 최근, 동공 평면을 조명하는 미러 어레이를 이용하는 것이 제안되었다.
EP 1 262 836 A1에서, 미러 어레이는 1000개 보다 많은 미세 미러를 포함하는 멤스(micro-electromechanical system; MEMS)로서 구현된다. 각 미러는 서로에 대해 수직인 두개의 상이한 평면에서 틸트될 수 있다. 그러므로, 그러한 미러 장치에 입사하는 방사선은 (실질적으로) 반구의 임의의 소망된 방향으로 반사될 수 있다. 미러 어레이와 동공 평면 사이에 배치된 집광 렌즈는 미러에 의해 생성된 반사 각도를 동공 평면내의 위치로 변환한다. 이러한 공지된 조명 시스템은 복수개의 원형 스팟으로 동공 평면을 조명하는 것을 가능하게 하고, 각 스팟은 하나의 특정 미세 미러와 관련되고, 이 미러를 틸팅함에 의해 동공 평면에 걸쳐 자유롭게 이동 가능하다.
US 2006/0087634 A1, US 7,061,582 B2 및 WO 2005/026843 A2로부터 유사한 조명 시스템이 공지된다.
WO 2010/006687 A1에 개시된 조명 시스템은 각 방사 조도 분포를 결정하기 위해서만이 아니라 마스크 평면내의 공간 방사 조도 분포를 결정하기 위하여 미러 어레이를 이용한다. 이러한 목적을 위하여, 미러는 아주 작은 스팟을 생성하여, 광학 적분기의 광 입사 패싯 상에 상이한 광 패턴이 생성될 수 있다. 이러한 광 입사 패싯이 마스크 평면과 광학적으로 공액이므로, 광 입사 패싯 상에 생성된 특정 광 패턴이 마스크 평면에 직접 이미지화된다. 조명된 필드의 기하학적 구조를 가변하는 능력은 조명 시스템내의 조절 가능한 블레이드에 대한 필요성을 제거하기 위하여 이용될 수 있다. 그러한 블레이드는 스캐너 유형의 장치에서 각 스캐닝 사이클의 시작 및 끝에서 이용되어, 스캔 방향을 따라 조명된 필드를 확대 또는 축소한다. 주어진 예에서, 상이한 광 입사 패싯이 평활한 프로파일을 갖는 공간 방사 조도 분포를 생성하도록 상이한 광 패턴으로 조명될 수 있음이 또한 설명되어 있다.
본 발명의 목적은 조명된 필드의 기하학적 구조를 가변하는 것만 아니라 마스크 평면에서의 각광분포의 상이한 필드 의존성을 생성하는 것을 가능하게 하는 조명 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따르면 동공 평면, 조명될 마스크가 배치될 수 있는 마스크 평면 및 광학 적분기를 포함하는 조명 시스템에 의해 달성된다. 광학 적분기는 동공 평면내에 위치하는 복수개의 2차 광원을 생성하도록 구성된다. 광학 적분기는 각각이 상기 2차 광원 중 하나와 관련되는 복수개의 광 입사 패싯을 갖는다. 조명 시스템은 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자의 빔 편향 어레이를 포함하는 빔 편향 장치를 또한 포함한다. 각 빔 편향 소자는 빔 편향 소자에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변되는 위치에서의 광 입사 패싯 상의 스팟을 조명하도록 구성된다. 빔 편향 소자에 의해 조명되는 스팟은 적어도 하나의 광 입사 패싯의 최대 총 면적 보다 적어도 5배, 바람직하게는 적어도 10배, 더욱 바람직하게는 적어도 20배 작은 총 면적을 갖는다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 광 입사 패싯 상의 스팟으로부터 조립된 광 패턴이 마스크 평면 상의 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 개조되어야 하는 입력 커맨드에 응답하여 가변되는 방식으로 빔 편향 소자를 제어하도록 구성되는 제어 유닛이 제공된다.
일반적으로 상이한 피쳐 패턴을 포함하는 신규 마스크가 투영되려는 경우 또는 각 방사 조도 분포의 필드 의존성의 미세 조절을 수행함에 의해 이미징 품질을 개선하기 위하여 기존 마스크로 시도되는 경우, 그러한 입력 커맨드는 전체 투영 노광 장치의 동작을 조절하는 전체 시스템 제어에 의해 발급될 것이다.
본 발명은 광 입사 패싯 상의 상이한 광 패턴을 생성하는 능력이 조명된 필드의 상이한 기하학을 생성하는데만 이용되는 것이 아니라 또한 각 방사 조도 분포의 상이한 필드 의존성을 생성하는데 이용된다는 아이디어에 기초한다. 상술한 WO 2010/006687 A1에 기재된 것과 같이 각 방사 조도 분포에 대한 효과가 무시될 수 있도록 상이한 광 패턴이 생성되는 광 입사 패싯들을 공간적으로 "혼합(mixing)" 하는 대신에, 본 발명은 동일한 방식으로 조명되는 이들 광 입사 패싯이 소망된 조명 세팅에 대응하는 구조로 배치되도록 상이하게 조명된 광 입사 패싯을 선택적으로 배치하는 것을 제안한다. 예를 들면, 동일한 부분이 조명되는 광 입사 패싯이 광학축에 대해 중심을 둔 고리형, 다수개의 극 또는 디스크의 형태로 배치되는 구성일 수 있다. 따라서, 상이한 각 방사 조도 분포를 갖는 마스크 상의 수개의 부분을 조명하는 것이 가능하다.
예를 들면, 제어 유닛은 제1 각 방사 조도 분포가 상기 조명 시스템에 의해 상기 마스크 평면내에 조명되는 조명된 필드의 제1 부분에서 생성되고, 상기 제1 각 방사 조도 분포와는 다른 제2 각 방사 조도 분포가 상기 조명된 필드의 제2 부분에서 생성되는 방식으로 상기 빔 편향 소자를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 부분은 상기 제1 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역이고, 상기 제2 부분은 상기 제2 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역일 수 있다.
각 방사 조도 분포의 그러한 필드 의존성은 상이한 구성의 부분들 예를 들면 중심부 및 주변부가 상이한 조명 세팅을 필요로 하고 이들 부분들이 감광 표면 상에서 최적 이미징 품질로 이미지되어야 하는 다이(dies)를 생성하는데 유용할 수 있다.
두개의 상이한 각 방사 조도 분포 사이의 변이가 불연속(즉, 계단형)이도록 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 중첩되지 않을 수 있다. 그러나, 상이한 각 방사 조도 분포 사이의 (의사) 연속 변이 또한 본 발명에 따른 조명 시스템의 도움으로 용이하게 달성될 수 있다.
조명된 필드는 X 방향을 따른 장치수와 X 방향에 수직이며 투영 노광 장치의 스캔 방향에 평행한 Y 방향을 따른 단치수를 가질 수 있다. 제1 부분은 적어도 하나의 Y 좌표를 가지나, 제2 부분과 공통인 X 좌표는 가지지 않는다. 다시 말하면, 부분들은 스캔 방향에 수직인 X 방향을 따라 서로 이웃하여 배치된다.
제1 및 제2 각 방사 조도 분포는 이하로 구성된 그룹으로부터 취해지는 조명 세팅과 관련될 수 있다: 일반적 조명 세팅, 각 조명 세팅, 쌍극형 조명 세팅, n-극형 조명 세팅, n >=3.
일 실시예에서, 조명 시스템은 빔 편향 장치와 광학 적분기 사이의 광 전파 경로내에 배치되고 충돌광을 공간적으로 분해하는 방식으로 투과 또는 반사하도록 구성되는 공간 광 변조기를 포함한다. 그러한 광 변조기는 광 입사 패싯의 광 패턴을 보다 예리하게 정의하여 상이한 마스크 레벨에서의 각 방사 조도 분포들 사이의 매우 급격한 변이가 달성될 수 있도록 하는데 유용할 수 있다.
이러한 목적을 위하여, 공간 광 변조기는 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자의 빔 편향 어레이를 더 포함할 수 있다. 상기 추가 빔 편향 어레이의 각각의 빔 편향 소자는 충돌광을 상기 광학 적분기로 향하도록 하는 "온" 상태 및 충돌광을 다른 곳으로 향하도록 하는 "오프" 상태에 있도록 할 수 있다. 디지털 스위칭 특성을 갖는 그러한 빔 편향 어레이는 디지털 미러 장치(DMD)로서 구현될 수 있고, 수십만개 또는 수백만개의 개별 마이크로미러를 포함할 수 있다.
빔 편향 어레이를 포함하는 공간 광 변조기가 이용되는 경우, 조명 시스템은 빔 편향 어레이를 광학 적분기의 광 입사 패싯에 이미지화하는 오브젝티브를 포함할 수 있다. 다음으로, 빔 편향 소자의 예리한 에지는 오브젝티브에 의해 광학 적분기의 광 입사 패싯에 예리하게 이미지화된다.
제어 유닛은 상이한 논-제로 방사 조도를 갖는 적어도 두개 영역을 포함하는 광 패턴이 적어도 하나의 광 입사 패싯 상에 생성되는 방식으로 빔 편향 소자를 제어하도록 구성될 수 있다. 상이한 조명 세팅에 대해 동공 평면내에 조명되는 영역이 중첩되지만 상이한 전체 크기를 갖는다는 점을 고려하면, 두개 또는 그 이상의 상이한 조명 세팅이 동시에 생성되어야 하는 경우에는 계단형 방사 조도 프로파일을 갖는 그러한 광 패턴이 불가피하게 발생한다.
일부 실시예에서, 광학 적분기는 반사성 또는 회절성 마이크로소자의 어레이를 포함한다. 각 마이크로소자는 하나의 광 입사 패싯과 관련된다. 마이크로소자는 예를 들면 마이크로렌즈 또는 회절성 광학 소자로서 구현될 수 있다.
빔 편향 장치의 빔 편향 소자는 그 사이의 각도를 형성하는 두개의 틸트축에 의해 틸트될 수 있는 미러로서 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 빔 편향 소자는 전자-광학 또는 음향 광학 소자이다.
상술한 목적은 또한 복수개의 광 입사 패싯 및 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자의 빔 편향 어레이를 갖는 광학 적분기를 포함하는 조명 시스템에 의해 달성된다. 각각의 빔 편향 소자는 빔 편향 소자에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변되는 위치에서 광학 적분기 상의 스팟을 조명하도록 구성된다. 제어 유닛은 적어도 하나의 광 입사 패싯 상의 스팟으로부터 조립된 광 패턴이 마스크 평면내의 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 개조되어야 하는 출력 커맨드에 응답하여 가변되는 방식으로 빔 편향 소자를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 상술한 목적은 본 발명에 따르면 동공 평면, 조명될 마스크가 배치될 수 있는 마스크 평면 및 광학 적분기를 포함하는 조명 시스템에 의해 달성된다. 광학 적분기는 동공 평면내에 위치한 복수개의 2차 광원을 생성하도록 구성된다. 광학 적분기는 각각이 2차 광원 중 하나와 관련되는 복수개의 광 입사 패싯을 갖는다. 조명 시스템은 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자의 빔 편향 어레이를 포함하는 빔 편향 장치를 더 포함한다. 각각의 빔 편향 소자는 빔 편향 소자에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변되는 위치에서 광 입사 패싯 상의 스팟을 조명하도록 구성된다. 빔 편향 소자에 의해 조명되는 스팟은 적어도 하나의 광 입사 패싯의 최대 총 면적 보다 적어도 5배, 바람직하게는 적어도 10배, 더욱 바람직하게는 적어도 20배 작은 총 면적을 가진다. 본 발명에 따르면, 상이한 논-제로 방사 조도를 갖는 적어도 두개의 영역을 포함하는 광 패턴이 적어도 하나의 광 입사 패싯 상에서 생성되는 방식으로 상기 빔 편향 소자를 제어하도록 구성되는 제어 유닛이 제공된다.
또한, 본 발명의 목적은 조작자가 조명된 필드의 기하학적 구조를 가변할 뿐만 아니라 마스크 평면에서의 각 광 분포의 상이한 필드 의존성을 생성하는 것이 가능하도록 하는 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 시스템의 조작 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따르면 이하의 단계를 포함하는 방법에 의해 달성된다:
a) 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 시스템을 제공하는 단계 - 상기 조명 시스템은 복수개의 광 입사 패싯을 갖는 광학 적분기를 포함함 - ;
b) 상기 광학 적분기의 상기 광 입사 패싯 상에 개별 스팟으로부터 조립되는 광 패턴을 생성하는 단계;
c) 마스크 평면내의 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 변경되는 것을 결정하는 단계; 및
d) 스팟을 재배치 및/또는 제거 및/또는 추가함에 의해 상기 광 입사 패싯 상의 상기 광 패턴을 가변하는 단계.
본 발명에 따른 조명 시스템에 대해 전술한 것들은 준용하여 방법에도 적용된다.
상기 광 패턴은 단계 d)에서 가변되어, 제1 각 방사 조도 분포는 상기 조명 시스템에 의해 상기 마스크 평면내에 조명되는 조명된 필드의 제1 부분에서 생성되고, 상기 제1 각 방사 조도 분포와는 상이한 제2 각 방사 조도 분포는 상기 조명된 필드의 제2 부분에서 생성된다.
제1 부분은 제1 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역일 수 있다. 제2 부분은 제2 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역일 수 있다.
조명된 필드는 X 방향을 따른 장치수와 X 방향에 수직이며 투영 노광 장치의 스캔 방향에 평행한 Y 방향을 따른 단치수를 가질 수 있다. 제1 부분은 적어도 하나의 Y 좌표를 가지나, 제2 부분과 공통인 X 좌표는 가지지 않는다.
단계 a)에서 제공되는 조명 시스템은 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자의 빔 편향 어레이를 포함하는 빔 편향 장치를 포함할 수 있다. 광 패턴은 다음으로 빔 편향 소자에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변된다.
스팟은 임의의 광 입사 패싯의 최대 총면적의 적어도 5배, 바람직하게는 적어도 10배, 보다 바람직하게는 적어도 20배 작은 총면적을 갖는다.
광 패턴은 d)에서 가변되어, 상이한 논-제로 방사 조도를 갖는 적어도 2개의 영역을 포함하는 광 패턴이 적어도 하나의 광 입사 패싯 상에 생성된다.
정의
용어 "광(light)"은 여기서 임의의 전자기적 방사,특히 가시광, UV, DUV, VUV 및 EUV 광 및 X-광선을 나타내는데 이용된다.
용어 "광선(light ray)"은 여기서 전파 경로가 일 라인으로 묘사될 수 있는 광을 나타내는데 이용된다.
용어 "광속(light bundle)"은 여기서 필드 평면내의 공통 기원을 갖는 복수개의 광선을 나타내는데 이용된다.
용어 "광빔(light beam)"은 여기서 특정 렌즈 또는 다른 광학 소자를 통과하는 광을 나타내는데 이용된다.
용어 "위치(position)"는 여기서 3차원 공간에서 본체의 기준점의 위치를 나타내는데 이용된다. 위치는 통상 3차원 카테시안 좌표의 세트에 의해 나타낸다. 그러므로 배향 및 위치는 3차원 공간내의 본체의 설치를 완전히 설명한다.
용어 "표면(surface)"은 여기서 3차원 공간내의 임의의 평면 또는 곡선 표면을 나타내는데 이용된다. 표면은 본체의 일부일 수 있거나 또는 필드 또는 동공 평면을 갖는 경우와 같이 그로부터 완전히 별개일 수 있다.
용어 "필드 평면(field plane)"은 마스크 평면과 광학적으로 공액인 평면을 나타내는데 이용된다.
용어 "동공 평면(pupil plane)"은 마스크 평면에서의 상이한 포인트를 통과하는 주변 광선들이 교차하는 평면을 나타내는데 이용된다. 당해 분야에서 일반적인 것처럼, 용어 "동공 평면"은 또한 수학적인 개념에서 평면이 아니고 약간 곡선인 경우에도 이용되어, 엄격하게 말하면 동공 표면(pupil surface)으로 칭해야 할 것이다.
용어 "균일(uniform)"은 여기서 위치에 의존하지 않는 특성을 나타내는데 이용된다.
용어 "광학 래스터 소자(optical raster element)"는 여기서 렌즈, 프리즘 또는 회절 광학 소자와 같은 임의의 광학 소자를 나타내는데 이용되고, 다른 동일 또는 유사한 광학 래스터 소자와 함께 배치되어, 각각의 광학 래스터 소자가 복수의 인접 광학 채널 중 하나와 관련된다.
용어 "광학 적분기(optical integrator)"는 여기서 프로덕트 NA·a를 증가시키는 광학 시스템을 나타내는데 이용되며, 여기서 NA는 개구수이고, a는 조명된 필드 면적이다.
용어 "집광렌즈(condenser)"는 여기서 두개의 평면 예를 들면, 필드 평면과 동공 평면 사이의 퓨리에 관계를 (적어도 대략적으로) 설정하는 광학 소자 또는 광학 시스템을 나타내는데 이용된다.
용어 "공액 평면(conjugated plane)"은 여기서 그 사이에 이미징 관계가 설정되는 평면들을 나타내는데 이용된다. 공액 평면의 개념과 관련된 추가 정보는 essay E. Delano entitled: "First-order Design and the
Figure 112013078567247-pct00001
Diagram", Applied Optics, 1963, vol. 2, no. 12, pages 1251-1256에 기술된다.
용어 "필드 의존성(field dependency)"은 여기서 필드 평면내의 위치로부터 물리적 수량에 대한 임의의 기능적 의존성을 나타내는데 이용된다.
용어 "공간 방사 조도 분포(spatial irradiance distribution)"는 여기서 광이 충돌하는 실제 또는 가상 표면에 대해 어떻게 총 방사 조도가 가변하는지를 나타내는데 이용된다. 일반적으로, 공간 방사 조도 분포는 함수 Is (x, y),로 표시될 수 있으며, x, y는 표면에서의 포인트의 공간 좌표이다. 필드 평면에 적용되는 경우, 공간 방사 조도 분포는 필연적으로 복수개의 광속에 의해 생성되는 방사 조도를 적분한다.
용어 "각 방사 조도 분포(angular irradiance distribution)" 는 여기서 어떻게 광속의 방사 조도가 광속을 구성하는 광선의 각도에 의존하여 가변하는지를 나타내는데 이용된다. 일반적으로, 각 방사 조도 분포는 함수 Ia (α,β)로 표시될 수 있으며, α,β는 광선의 방향을 표시하는 각 좌표이다. 각 방사 조도 분포가 필드 의존성을 갖는다면, Ia 또한 필드 좌표의 함수일 것이다, 즉, Ia = Ia (α,β, x, y).
본 발명의 다양한 특징 및 이점은 첨부된 도면과 결합하여 취해진 이하의 상세한 설명을 참조로 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 투영 노광 장치의 개략적 투시도;
도 2는 도 1에 도시된 투영 노광 장치에 의해 투영될 마스크의 확대된 투시도;
도 3은 도 1에 도시된 장치의 일부인 조명 시스템을 통한 자오단면;
도 4에 도시된 조명 시스템에 포함되는 미러 어레이의 투시도;
도 5는 도 3에 도시된 조명 시스템에 포함되는 광학 래스터 소자의 두개의 어레이의 투시도;
도 6은 도 3에 도시된 조명 시스템에 대안적으로 포함될 수 있는 광학 래스터 소자의 어레이에 대한 상면도;
도 7은 도 6에 도시된 어레이의 선 VII-VII을 따른 단면도;
도 8은 미러 어레이, 집광 렌즈 및 광학 레스터 소자의 어레이만이 도시된 조명 시스템의 일부를 통과하는 개략적 자오 단면도;
도 9는 광학 레스터 소자의 제1 및 제2 마이크로렌즈 및 집광 렌즈를 도시하는 도 4의 확대 절단도.
도 10은 광학 적분기의 광 입사 패싯에 대한 공간 방사 조도 분포에 대한 상면도;
도 11은 공간 광 변조기의 미러 어레이에 대해 생성되는 방사 조도 분포에 대한 상면도;
도 12는 도 11에 도시되고 광학 적분기의 4개의 인접한 광 입사 패싯 상에 생성되는 방사 조도 분포의 이미지이다;
도 13은 중요한 방법 단계를 도시하는 흐름도.
I. 투영 노광 장치의 일반적 구조
도 1은 본 발명에 따른 투영 노광 장치(10)의 고도로 간략화된 투시도이다. 장치(10)는 투영 광 빔을 생성하는 조명 시스템을 포함한다. 조명 시스템은 도 1에서 실선으로 개략적으로 표시된 복수개의 작은 피쳐(19)로 형성된 패턴(18)을 포함하는 마스크(16) 상의 필드(14)를 조명한다. 이 실시예에서, 조명된 필드(14)는 링 세그먼트의 형상을 갖는다. 그러나, 예를 들면 직사각형과 같은 조명 필드(14)의 다른 형상 또한 고려된다.
투영 오브젝티브(20)는 조명된 필드(14)내의 패턴(18)을 기판(24)에 의해 지지되는 감광층(22), 예를 들면 포토레지스트 상에 이미지화한다. 실리콘 웨이퍼에 의해 형성될 수 있는 기판(24)은 웨이퍼 스테이지(도시 없음) 상에 배치되어, 감광층(22)의 상부 표면은 투영 오브젝티브(20)의 이미지 평면내에 정확하게 위치한다. 마스크(16)는 투영 오브젝티브(20)의 오브젝트 평면내의 마스크 스테이지(도시 없음)을 이용하여 위치 지정된다. 투영 오브젝티브가 |β|<1인 배율 β을 가지므로, 조명된 필드(14)내의 패턴(18)의 축소된 이미지(18')가 감광층(22) 상에 투영된다.
투영 동안, 마스크(16) 및 기판(24)은 도 1에 표시된 Y 방향에 일치하는 스캔 방향을 따라 이동한다. 다음으로 조명된 필드(14)는 마스크(16) 위를 스캔하여, 조명된 필드(14) 보다 큰 패턴화된 영역이 연속적으로 이미지화될 수 있다. 기판(24)과 마스크(16)의 속도들 사이의 비는 투영 오브젝티브(20)의 배율(β)과 동일하다. 투영 오브젝티브(20)가 이미지를 반전한다면(β<0), 마스크(16) 및 기판(24)은 도 1에서 화살표 A1 및 A2로 표시된 것처럼 반대 방향으로 이동한다. 그러나, 본 발명은 마스크(16) 및 기판(24)이 마스크의 투영 동안 이동하지 않는 스텝퍼(stepper) 기구에 이용될 수 있다.
II. 다중 조명 세팅
도 2는 마스크(16)의 확대된 투시도이다. 이러한 마스크 상의 패턴(18)은 Y 방향을 따라 나란히 배치된 4개의 동일한 패턴 영역(18a, 18b, 18c 및 18d)을 포함한다. 각각의 패턴 영역(18a, 18b, 18c 및 18d)은 이 실시예에서 제1 부분(181), 제2 부분(182) 및 제3 부분(183)을 포함한다. 부분들(181, 182, 183)이 X 방향을 따라 서로에 대해 이웃하여 배치되어, 이들은 중첩하지 않는다. 이는 부분들(181, 182, 183)이 공통인 X 좌표가 없다는 것을 암시한다.
단순화를 위하여, 제1 및 제3 부분(181 및 183) 각각이 X 방향을 따라 연장하는 피쳐(19) 및 Y 방향을 따라 연장하는 피쳐(19)를 포함한다고 가정한다. 제2 부분은 Y 방향을 따라 연장하는 피쳐(19)만을 포함한다.
도 2에 도시된 마스크(16)는 4개의 동일한 다이가 단일 스캐닝 사이클 동안 차례로 노광되는 제조 단계에 이용될 수 있다. 다이는 4개의 패턴 영역(18a, 18b, 18c 및 18d)에 대응한다. 각 다이 상에서, 제2 부분(182)에 대응하는 중심 구조 및 제1 및 제3 부분(181, 183)에 대응하는 주변 구조가 제조될 것이다. 스캐닝 사이클이 완료되어 패턴 영역(18a, 18b, 18c 및 18d)이 4개의 다이에 리소그래픽적으로 전사되는 경우, 스캐닝 방향은 반전되거나 또는 마스크(16)는 임의의 조명 없이 원래의 위치로 복귀된다. 다음으로, 추가 스캐닝 사이클이 다른 다이 세트로 수행된다.
일반적으로, 최대 이미지 품질이 소망되는 경우 상이한 패턴은 마스크 레벨에서 상이한 각 방사 조도 분포를 필요로 한다. 이 실시예에서, 제2 부분(182)내에 배치되고 Y 방향을 따라 연장하는 피쳐(19)가 X 쌍극형 조명 세팅으로 감광층(22) 상에 최적 이미지화되는 것으로 가정한다. 도 2에서, 제2 부분(182) 중 하나에 위치한 필드 포인트쪽으로 수렴하는 광속과 관련된 동공(262)이 원으로 도시된다. 동공(262)에서, X 방향을 따라 이격된 두개의 극(27)은 광이 필드 포인트 쪽으로 전파하는 방향을 나타낸다. 피쳐(19)가 제2 부분(182)에 걸쳐 균일하게 분포되는 것으로 가정하므로, 이 X 쌍극 조명 세팅은 제2 부분(182)내의 각 필드 포인트에서 생성되어야 한다.
다이의 주변 구조와 관련된 제1 및 제3 부분(181, 183)은 X 방향을 따라 연장하는 피쳐(19) 및 Y 방향을 따라 연장하는 피쳐(19)를 포함한다. 이들 피쳐(19)에 대해, 고리형 조명 세팅이 최적 이미지 품질을 유도하는 것으로 가정한다. 도 2는 각각 제1 및 제3 부분(181 및 183)에서의 필드 포인트 쪽으로 수렴하는 광속과 관련되는 동공(261, 263)에서 조명되는 2개의 고리형(28)을 도시한다. 이러한 고리형 조명 세팅은 제1 및 제3 부분(181, 183)에서의 각각의 필드 포인트에서 생성되어야 한다.
이는 조명 시스템(12)이 두개의 상이한 조명 세팅을 동시에 및 조명된 필드(14)내에 나란히 생성할 수 있어야 함을 암시한다. 보다 일반적인 용어로 설명하자면, 조명 시스템(12)은 마스크 레벨에서의 각 광 분포의 소망된 필드 의존성을 생성할 수 있어야 한다. 이는 하나의 필드 의존성에서 다른 필드 의존성으로 변하도록 하는 능력을 포함한다. 필드 의존성(P)은 어떻게 각 광 분포가 조명된 필드(14)에서의 위치에 의존하는지는 설명한다. 예를 들면, 조명된 필드(14)내의 카르테시안 좌표 x, y에서의 각 광 분포가 함수 I a (α, β, x, y), 여기서 α, β 입사 각도, 에 의해 주어지는 경우, 필드 의존성은 x, y에서의 테일러 전개식(또는 다른 임의의 적절한 전계식)의 전개 계수 a ij 세트에 의해 설명될 수 있다.
도 2에 도시된 마스크의 경우에, 전개 개수는 Y 방향을 따라 연장하고 제1 및 제3 부분(181, 183)으로부터 제2 부분(182)을 분리시키는 분할선에서의 분포의 급격한 변화를 설명할 것이다.
III. 조명 시스템의 일반적 구조
도 3은 도 1에 도시된 조명 시스템을 통과하는 자오 단면이다. 명료하게 하면, 도 3의 도시는 간략화된 것으로 스케일에 맞지 않다. 이는 상이한 광학 유닛이 하나 또는 매우 적은 광학 소자만에 의해 표시되었음을 특히 암시한다. 실제로는, 이들 유닛은 현저하게 많은 렌즈 및 다른 광학 소자를 포함할 수 있다.
조명 시스템(12)은 실시예에 도시된 것처럼 엑시머 레이저로서 구현되는 하우징(29) 및 광원(30)을 포함한다. 광원(30)은 약 193nm의 파장을 갖는 투영광을 방출한다. 다른 유형의 광원(30) 및 다른 파장, 예를 들면 248nm 또는 157nm 또한 고려할 수 있다.
도시된 실시예에서, 광원(30)에 의해 방출된 투영 광은 확장되고 거의 평행인 광빔(34)을 출력하는 빔 확장 유닛(32)에 인입한다. 이러한 목적을 위하여, 빔 확장 유닛(32)은 수개의 렌즈를 포함하거나 또는 예를 들면 미러 배치로서 구현될 수 있다.
투영 광 빔(34)은 다음으로 그 다음 평면에 있는 가변 공간 방사 조도 분포를 생성하기 위하여 이용되는 동공 한정 유닛(36)에 진입한다. 이러한 목적을 위하여, 동공 한정 유닛(36)은 액츄에이터의 도움으로 두 직교축 둘레를 개별적으로 틸팅될 수 있는 매우 작은 미러들(40)의 제1 미러 어레이(38)를 포함한다. 도 4는 어떻게 두 평행한 광빔(42, 44)이 광 빔(42, 44)이 충돌하는 미러(40)의 틸팅 각도에 의존하여 상이한 방향으로 반사되는지를 도시하는 제1 미러 어레이(38)의 투시도이다. 도 3 및 도 4에서, 제1 미러 어레이(38)는 6 x 6 미러(40)만을 포함하나, 실제로는 제1 미러 어레이(38)는 수백 또는 수천개의 미러(40)를 포함할 수 있다.
동공 한정 유닛(36)은 조명 시스템(12)의 광학축(OA)에 대해 둘다 경사진 제1 평면 표면(48a) 및 제2 평면 표면(48b)을 갖는 프리즘(46)을 더 포함한다. 이들 경사진 표면(48a, 48b)에서, 충돌광이 총 내부 반사에 의해 반사된다. 제1 표면(48a)은 제1 미러 어레이(38)의 미러(40)로 향하는 충돌광을 반사하고, 제2 표면(48b)은 미러(40)로부터 반사된 광을 프리즘(46)의 출사 표면(49)으로 향하도록 한다. 출사 표면(49)으로부터 출현하는 광의 각 방사 조도 분포는 따라서 제1 미러 어레이(38)의 미러(40)를 개별적으로 틸팅함에 의해 가변될 수 있다. 동공 한정 유닛(38)에 대한 보다 상세한 것은 US 2009/0116093 A1에서 입수될 수 있다.
동공 한정 유닛(36)에 의해 생성되는 각 방사 조도 분포는 제1 집광 렌즈(50)의 도움으로 공간 방사 조도 분포로 변환된다. 다른 실시예에서는 없을 수 있는 집광 렌즈(50)는 충돌광을 공간적으로 분해하는 방식으로 반사하도록 구성된 디지털 공간 광 변조기(52)쪽으로 충돌광을 향하도록 한다. 이러한 목적을 위하여, 디지털 공간 광 변조기(52)는 확대된 절단도(C)에서 가장 잘 보일 수 있는 마이크로미러(56)의 제2 미러 어레이(54)를 포함한다. 그러나, 제1 미러 어레이(38)의 미러(40)와 대조적으로, 제2 미러 어레이(54)의 각각의 마이크로미러(56)는 단지 두개의 안정 동작 상태 즉, 충돌광이 제1 오브젝티브(58)를 통해 광학 적분기(60)로 향하도록 하는 "온" 상태 및 충돌광이 광 흡수 표면(62)을 향하도록 하는 "오프" 상태를 갖는다.
제2 미러 어레이(54)는 예를 들면 비머(beamer)에서 통상 이용되는 것처럼 디지털 미러 디바이스(DMD)로 구현될 수 있다. 그러한 장치는 수백만까지의 마이크로미러를 포함할 수 있어서, 두개의 동작 상태 사이에서 초당 수천회 스위칭될 수 있다.
동공 한정 유닛(36)과 유사하게, 공간 광 변조기(52)는 광학축(OA)에 수직으로 배치된 입사 표면(65)과 조명 시스템(12)의 광학축(OA)에 대해 둘다 경사진 제1 평면 표면(66a) 및 제2 평면 표면(66b)을 갖는 프리즘(64)을 더 포함한다. 이들 경사진 표면(66a, 66b)에서, 충돌광은 총 내부 반사에 의해 반사된다. 제1 표면(66a)은 충돌광을 제2 미러 어레이(54)의 마이크로미러(56) 쪽으로 반사시키고, 제2 표면(66b)은 마이크로미러(56)로부터 반사된 광을 프리즘(64)의 출사 표면(68)으로 향하도록 한다.
제2 미러 어레이(54)의 마이크로미러(56) 전부가 "온" 상태에 있는 경우, 제2 미러 어레이(4)는 실질적으로 평면 빔 폴딩 미러의 효과를 갖는다. 그러나, 하나 이상의 마이크로미러(56)가 "오프" 상태로 스위칭된다면, 출사 표면(68)으로부터 출현하는 광의 공간 방사 조도 분포는 개조된다. 이는 도 11 및 도 12를 참조로 이하에 상세히 설명하는 방식으로 광학 적분기(60) 상에서 생성되는 공간 방사 조도 분포를 클립하는데 이용될 수 있다.
이미 전술한 것처럼, 프리즘(64)의 출사 표면(68)으로부터 출현하는 광은 제1 오브젝티브(58)를 통과하고, 광학 적분기(60) 상에 충돌한다. 제1 오브젝티브(58)를 통과하는 광이 거의 평행하므로, 제1 오브젝티브(58)는 매우 낮은 개구수(예를 들면, 0.01 또는 더 낮음)를 가질 수 있으며, 따라서 수개의 작은 구면 렌즈(spherical lenses)로 구현될 수 있다. 제1 오브젝티브(58)는 제2 미러 어레이(54)를 광학 적분기(60) 상에 이미지화한다.
광학 적분기(60)는 이 실시예에서 광학 래스터 소자(74)의 제1 어레이(70) 및 제2 어레이(72)를 포함한다. 도 5는 두 어레이(70, 72)의 투시도이다. 각 어레이(70, 72)는 지지 플레이트의 각 측면 상에, 각각이 X 및 Y 방향을 따라 연장하는 실린더 렌즈 셋을 포함한다. 두 실린더 렌즈가 교차하는 곳의 볼륨이 광학 래스터 소자(74)를 형성한다. 그러므로, 각각의 광학 래스터 소자(74)는 실린더형으로 곡선화된 표면을 갖는 마이크로렌즈로 취급된다. 실린더형 렌즈의 사용은 광학 래스터 소자(74)의 굴절률(refractive power)이 X 및 Y 방향을 따라서 달라야 하는 경우에 특히 유리하다.
도 6 및 도 7은 대안적 실시예에 따른 광학 래스터 소자(74')의 제1 어레이(70')를 각각 전면도 및 선 VII-VII을 따르는 단면도로 도시한다. 여기서 광학 래스터 소자(74')는 직사각형 윤곽을 갖는 플라노-볼록 렌즈(plano-convex lenses)에 의해 형성된다. 제2 어레이는 광학 래스터 소자(74')의 볼록 표면의 곡률에 대해서만 제1 어레이(70')와 상이하다.
도 3을 다시 참조로, 제1 및 제2 어레이(70, 72)의 광학 래스터 소자(74) 각각은 제1 어레이(70)의 하나의 광학 래스터 소자(74)가 제2 어레이(72)의 하나의 광학 래스터 소자(74)와 일대일 대응관계로 관련된다. 서로가 관련된 두개의 광학 래스터 소자(74)는 공통축을 따라 정렬되고 광학 채널을 규정한다. 광학 적분기(60)내에서, 하나의 광학 채널에서 전파하는 광빔이 다른 광학 채널에서 전파하는 광빔과 교차하거나 중첩되지 않는다. 다시 말하면, 광학 래스터 소자(74)와 관련된 광학 채널은 서로로부터 광학적으로 고립된다.
이 실시예에서, 조명 시스템(12)의 동공 평면(76)은 제2 어레이(72) 뒤에 위치되나; 그 전면에 동등하게 배치될 수도 있다. 제2 집광 렌즈(78)는 동공 평면(76)과 조절 가능한 필드 스톱(82)이 배치되는 필드 스톱 평면(80) 사이에 퓨리에 관계를 설정한다.
필드 스톱 평면(80)은 광학 적분기(60)의 제1 어레이(70) 내에 또는 근접하여 위치한 래스터 필드 평면(84)에 광학적으로 공액이다. 이는 광학 채널내의 래스터 필드 평면(84)내의 각 영역이 제2 어레이(72)의 관련 광학 래스터 소자(74) 및 제2 집광 렌즈(78)에 의해 전체 필드 스톱 평면(80) 상에 이미지화된다는 것을 의미한다. 광학 채널내의 조명된 영역의 이미지는 필드 스톱 평면(80)에서 중첩하고, 이는 매우 균질한 조명을 초래한다. 이러한 공정은 종종 필드 스톱 평면(80)을 공통적으로 조명하는 2차 광원으로 광학 채널내의 조명된 영역을 식별함에 의해 설명된다.
필드 스톱 평면(80)은 제2 오브젝티브(86)에 의해, 마스크(16)가 마스크 스테이지(도시 없음)의 도움으로 배치되는, 마스크 평면(88) 상에 이미지화된다. 조절 가능한 필드 스톱(82) 또한 마스크 평면(88) 상에서 이미지화되고, 스캔 방향(Y)을 따라 연장하는 조명된 필드(14)의 적어도 단측변을 한정한다.
동공 한정 유닛(36) 및 공간 광 변조기(52)는 제어 유닛(90)에 연결되고, 이는 다시 퍼스널 컴퓨터로서 도시된 전체 시스템 제어(92)에 연결된다. 제어 유닛(90)은 마스크 평면(88)내의 각 방사 조도 분포의 소망된 필드 의존성이 얻어지는 방식으로 동공 한정 유닛(36)의 미러(40)와 공간 광 변조기(52)의 마이크로미러(56)를 제어하도록 구성된다.
이하에서, 도 8 내지 도 13을 참조로 어떻게 이것이 완수되는지가 설명될 것이다.
III. 조명 시스템의 기능 및 제어
1. 스팟 형성
도 8은 제1 미러 어레이(38), 제1 집광 렌즈(50) 및 광학 적분기(60)의 제1 어레이(70)의 광학 래스터 소자(74)의 일부를 도시하는 도 3으로부터의 개략적 절단도이다. 이 실시예에서, 광학 래스터 소자(74)는 직사각형 경계선을 갖는 회전 대칭 양면 볼록(biconvex) 렌즈로서 도시된다.
제1 미러 어레이(38)의 각각의 미러(40)는 광학 래스터 소자(74) 중 하나의 광 입사 패싯(100) 상의 직경(D)의 작은 스팟(98)을 조명하는 광빔을 생성한다. 스팟(98)의 위치는 미러(40)를 틸팅함에 의해 가변될 수 있다. 스팟(98)의 기하학적 형상은 다른 것들 중에서 제1 미러 어레이(38)의 미러(40)의 광학적 특성에 의존한다. 투영광이 미러(40) 사이의 갭에서 흡수되는 것을 방지하는 빔 확장 유닛(32) 사이에 추가 마이크로렌즈 어레이가 존재하는 경우, 그러한 마이크로렌즈 어레이 또한 스팟(98)의 기하학적 형상에 영향을 줄 것이다. 일부 실시예에서, 스팟(98)의 기하학적 형상이 원형이고, 다른 실시예에서, 기하학적 형상은 거의 직사각형, 특히 정사각형일 수 있다.
도 8에서 알 수 있듯이, 스팟(98)의 직경(D)은 조명된 광학 래스터 소자(74)의 광 입사 패싯(100)의 직경보다 더 작다. 일반적으로, 광학 래스터 소자(74)의 광 입사 패싯(100) 상에 조사된 각각의 스팟(98)의 전체 면적은 각 광 입사 패싯(100)의 면적보다 상당히 예를 들면 적어도 5배, 바람직하게는 적어도 10배, 보다 바람직하게는 적어도 20배 더 적어야 한다. 광 입사 패싯(100)이 상이한 영역을 가지고 각 스팟(98)이 이들 패싯 중 임의의 것 상에서 생성될 수 있다면, 광 입사 패싯(100)의 최대 면적이 참조로 취해질 수 있다.
스팟(98)이 광학 래스터 소자(74)의 광 입사 패싯(100)과 비교하여 충분히 작다면, 광 입사 패싯(100)에 대해 상이한 광 패턴을 생성하는 것이 가능하다. 광 패턴은 제어 유닛(90)의 도움으로 미러 소자(40)를 적절히 제어함에 의해 용이하게 가변될 수 있다.
2. 광 패턴 변이의 효과
광 입사 패싯(100)이 래스터 필드 평면(84)내에 위치하므로, 패턴은 제2 어레이(72)의 광학 래스터 소자(74) 및 제2 집광 렌즈(78)를 통해 중간 필드 평면(80) 상에 이미지화된다.
이는 도 3의 확대된 스케일에는 맞지 않는 절단도로서, 광학 적분기(60), 제2 집광 렌즈(78) 및 중간 필드 평면(80)을 도시하는 도 9를 참조로 설명될 것이다. 간략화를 기하기 위하여, 광학 적분기(60)의 두 쌍의 광학 래스터 소자(74)만이 도 9에 도시된다. 단일 광학 채널과 관련되는 두 광학 래스터 소자(74)가 이하에서 제1 마이크로렌즈(101) 및 제2 마이크로렌즈(102)로 칭한다. 전술한 것처럼, 종종 필드 및 동공 허니콤 렌즈로서 칭하기도 하는 마이크로렌즈(101, 102)는 예를 들면 회전 대칭적 굴절 표면 및 직사각형 경계선을 갖는 개별 마이크로렌즈로서 또는 도 5에 도시된 것처럼 교차된 실린더형 마이크로렌즈로서 구성될 수 있다. 적어도 조명 시스템(12)의 광학축(OA)에 수직인 일 방향을 따라 논-제로 광학 파워(optical power)를 갖는 마이크로렌즈(101, 102)가 필요할 뿐이다.
특정 광학 채널에 관련된 각각의 마이크로렌즈(101, 102) 쌍은 동공 평면(76)내에서 2차 광원(106)을 생성한다. 도 9의 상반부에서, 각각이 실선, 점선 및 파선으로 도시된 수렴 광속(L1a, L2a 및 L3a)이 제1 마이크로렌즈(101)의 광 입사 패싯(100)의 상이한 포인트에 충돌한다. 두 마이크로렌즈(101, 102) 및 집광 렌즈(78)를 통과한 이후에, 각각의 광속(L1a, L2a 및 L3a)은 각각이 초점(F1, F2 및 F3)에 수렴한다. 따라서, 도 9의 상반부로부터 광선이 광 입사 패싯(100)에 충돌하는 위치 및 이들 광선이 중간 필드 평면(80)(또는 다른 공액 필드 평면)을 통과하는 위치가 광학적으로 공액임이 명백해진다.
도 9의 하반부는 평행 광속(L1b, L2b 및 L3b)이 제1 마이크로렌즈(101)의 광 입사 패싯(100)의 상이한 영역에 충돌하는 경우를 도시한다. 이는 광학 적분기(60) 상에 충돌하는 광이 일반적으로 정말로 실질적으로 평행이므로, 보다 실제적인 경우이다. 광속(L1b, L2b 및 L3b)은 제2 마이크로렌즈(102)내에 위치한 공통 초점 포인트(F)에 초점이 맞춰지고, 다음으로 이제 다시 평행한 중간 필드 평면(80)을 통과한다. 다시, 도시된 것처럼, 광학적 공액의 결과로서, 광속(L1b, L2b 및 L3b)이 광 입사 패싯(100) 상에 충돌하는 영역이 중간 필드 평면(80)내에 조명된 영역에 대응한다.
중간 필드 평면(80)내에 조명된 필드(따라서, 마스크 평면(88)내에 조명된 필드(14))의 체적은 그러므로 제1 마이크로렌즈(101)의 광 입사 패싯(100) 상에 조명된 영역을 변경함에 의해 가변될 수 있다. 이 영역의 크기 및 기하학적 형태는 도 8을 참조로 전술한 것처럼 동공 한정 유닛(36)의 제1 미러 어레이(38)의 도움으로 스팟(98)을 재조립함에 의해 매우 효율적으로 변경될 수 있다.
당연히, 이러한 고려 사항들은 X 및 Y 방향에 대해 개별적으로 적용된다. 그러므로, 조명된 필드(14)의 기하학적 형태는 X 및 Y 방향에 대해 개별적으로 광 입사 패싯(100)의 조명을 각각 가변함에 의해 X 및 Y 방향에 대해 독립적으로 가변될 수 있다. 다시 말하면, 제1 마이크로렌즈(101)의 광 입사 패싯(100) 상에 조명된 영역이 적절히 결정되는 경우에 중간 필드 평면(80)내에 조명된 필드의 대부분의 임의의 기하학적 형태가 얻어질 수 있다.
예를 들면, 하나의 제1 마이크로렌즈(101)가 도 9의 하반부에 도시된 것처럼 광속(L1b)로 조명되고 다른 제1 마이크로렌즈(101)가 광속(L2b)로 조명되는 경우, 두개의 상이한 제1 마이크로렌즈(101)와 관련된 2차 광원이 중간 필드 평면(80)내의 상이한 부분들을 조명할 것이다. 그러나, 이러한 측면의 중요한 점은 2개의 상이한 제1 마이크로렌즈(101)가 상이한 위치에 위치될 수 있고, 결과적으로 관련 2차 광원이 상이한 방향들로부터 중간 필드 평면(80)을 조명한다는 점이다. 다시 말하면, 중간 필드 평면(80)에서의 상이한 위치들은 다음으로 각 광 분포로 조명될 것이다.
도 10은 광학 적분기(60)의 복수개의 제1 마이크로렌즈(101)의 광 입사 패싯(100) 상의 예시적 상면도이다. 광 입사 패싯(100)의 일부는 제1 광 패턴(108)을 갖는 동공 한정 유닛(36)의 도움으로 조명된다. 각각의 광 패턴(108)은 Y 방향을 따라 연장하고 조명되지 않는 영역(112)에 의해 서로로부터 이격되는 두개의 측방향 스트라이프(110)를 포함한다. 제1 광 패턴(108)으로 조명되는 광 입사 패싯(100)은 광학 적분기(60)의 입사 표면 위에 배치되어, 이들은 대략적으로 고리형을 형성한다.
다른 광 입사 패싯(100)이 또한 Y 방향을 따라 연장하는 조명된 중심 스트라이프(116)만을 포함하는 제2 광 패턴(114)으로 조명된다. 제2 광 패턴(114)의 중심 스트라이프(116)에서의 방사 조도는 제1 광 패턴(108)의 측방향 스트라이프(110)에서의 방사 조도에 비해 3배 크다. 제2 광 패턴(114)으로 조명되는 광 입사 패싯(100)은 이들이 X 방향을 따라 이격되어 있는 2개의 대략적인 원형 극(P1, P2)을 형성하도록 배치된다.
일부 광 입사 패싯(100)이 제1 광 패턴(108) 및 제2 광 패턴(114)의 중첩인 제3 광 패턴(118)으로 조명된다. 이들 광 입사 패싯(100)은 그러므로 완전히 조명되나 계단형 방사 조도 분포를 갖는 유일한 것들이다.
광 입사 패싯(100)이 제1 광 패턴(108) 또는 제3 광 패턴(118)을 이용하여 조명되는 이들 제1 마이크로렌즈(101)는 중간 필드 평면(80)에서, 결과적으로 마스크 평면(88)에서 제1 광 패턴(108)의 측방향 스트라이프(110)와 동일한 주 기하학적 형태를 갖는 2개의 부분을 공통적으로 조명한다. 이들 광 입사 패싯(100)이 고리의 형상으로 광학 적분기(60)의 입사측에 배치되므로, 이들 광 입사 패싯(100)과 관련된 2차 광원은 이들 부분들을 고리형 조명 세팅의 특징인 (단지) 경사지게 조명한다. 결과적으로, 마스크(16) 상의 제1 및 제3 부분(181, 183)은 도 2에 도시된 것처럼 고리형 각 광 분포를 이용하여 조명된다.
제2 및 제3 광 패턴(108, 118)으로 조명되는 이들 광 입사 패싯(100)은 조명된 필드(14)내의 중앙 스트라이프의 조명에 기여한다. 이 스트라이프는 도 2에 도시된 패턴 영역(18a, 18b, 18c 및 18d)의 제2 부분(182)과 동일한 폭을 갖는다. 이들 광 입사 패싯(100)이 광학 적분기(60)의 입사측 상에 배치되므로, 이들은 2개의 극(P1, P2)을 형성하고, 조명된 필드(14)에서의 중앙 스트라이프는 도 2에 도시된 것처럼 X 쌍극형 조명 세팅으로 조명된다.
그러므로, 조명 필드(14)의 상이한 부분들에서의 두개의 상이한 조명 세팅을 동시에 생성하는 것이 가능하다.
제2 광 패턴(114)의 중앙 스트라이프(116)의 방사 조도가 제1 광 패턴(108)의 측방향 스트라이프(110)의 방사 조도의 크기의 3배이므로, 제1 및 제3 부분(181, 183)은 제2 부분(182)와 동일한 방사 조도로 조명된다. 이는 전체 측방향 스트라이프(110)에 의해 덮이는 전체 영역이 중앙 스트라이프(116)에 의해 덮이는 전체 영역의 크기의 3배라는 사실에 기인한다.
제어 유닛(90)의 도움으로 광학 적분기(60)의 광 입사 패싯(100) 상의 스팟(98)을 적절히 재배치함에 의해, 마스크 평면(88)내의 각 광 분포의 거의 모든 필드 의존성을 생성하는 것이 가능하다.
3. 공간 광 변조기의 기능
이하에서, 공간 광 변조기(52)의 기능이 도 11 및 도 12를 참조로 설명될 것이다.
도 2에 도시된 패턴 영역(18a, 18b, 18c 및 18d)의 부분(181, 182, 183)이 중첩하지 않고 단지 예리한 분할선에서 서로 인접한 경우, 분할선 인근에서의 절충된 이미지 품질을 회피하기 위하여 각 광 분포가 매우 짧은 간격에 걸쳐 급격히 변하는 것이 필요할 수 있다. 이는 광학 적분기(60)의 광 입사 패싯(100) 상에 생성된 제1, 제2 및 제3 광 패턴(108, 114 및 118)이 매우 예리한 내부 및 외부 경계선을 갖는다는 것을 암시한다. 수학적으로 말하면, 광 패턴(108, 114 및 118)을 한정하는 방사 조도 분포는 계단 함수에 매우 밀접하게 대응해야 한다. 그렇지 않다면, 마스크(16) 상의 포인트가 둘 또는 그 이상의 각 방사 조도 분포의 혼합으로 조명되는 넓은 천이 영역이 있을 수 있다.
도 8을 참조로 상술한 것처럼, 광 패턴(108, 114 및 118)이 동공 한정 유닛(36)이 도움으로 작은 스팟(98)으로부터 조립된다. 스팟(98)의 직경(D)이 매우 작은 예를 들면 25㎛와 100㎛ 사이의 범위에 있는 경우, 광 패턴(108, 114, 118)의 예리한 내부 및 외부 경계선이 달성될 수 있다. 이를 달성할 수 있는 한가지 방법은 동공 한정 유닛(36)내의 극도로 작은 미러(40)의 사용이다. 그러나, 현재는 그러한 작은 미러(40)를 포함하는 제1 미러 어레이(38)를 제조하고 신뢰성있게 조작하는 것을 어렵게 하는 일부 기술적 제약이 있다. 현저하게 큰 미러(40)로 인해, 회절이 - 제1 집광 렌즈(50)의 초점 길이 및 미러(40)의 크기의 일반적인 값에 대해 - 수백 마이크로미터의 범위인 스팟(98)의 직경(D)을 초래할 것이다. 이는 광 패턴(108, 114, 118)의 소망된 예리한 내부 및 외부 경계선을 생성하기에는 너무 클 것이다.
광학 공간 광 변조기(52)는 이 문제를 해결하는 것을 가능하게 한다. 동공 한정 유닛(36)은 제1 집광 렌즈(50)와 함께 광학 적분기(60)의 입사 측 상에 직접적이지 않고, 공간 광 변조기(52)의 제2 미러 어레이(44) 상에 방사 조도 분포를 생성한다. 전술한 것처럼, 제2 미러 어레이(54)의 마이크로미러(56)의 수는 제1 미러 어레이(38)의 미러(40)의 수보다 현저히 많다. 더욱이, 마이크로미러(56)는 도 3에서 절단도(C)에 도시된 것처럼 "온" 상태와 "오프" 상태 사이에서 스위칭만 될 수 있다. 그러므로, 회절로 인한 흐릿한 경계선을 갖는 광 패턴이 "오프" 상태에서 소망되지 않은 광이 충돌하는 마이크로미러(56)를 간단히 스위칭함에 의해 "예리하게" 되거나 또는 클립될 수 있다.
이는 제2 미러 어레이(54)의 일부에 대한 상면도인 도 11에 도시된다. 흰색 원(98)은 동공 한정 유닛(36)에 의해 생성되고 그 개별 미러(40)와 관련된 스팟을 나타낸다. 조밀하게 해칭된 스팟(98')은 하나 위에 다른 하나를 올려 두개의 스팟(98)을 중첩한 결과이고, 가장 조밀하게 해칭된 스팟(98'')은 하나 위에 다른 하나를 올려 5개의 스팟을 중첩한 결과이다.
도 11에서 스팟(98, 98', 98'')의 현저한 크기로 인하여, 조명된 및 비조명된 영역들 사이의 경계선이 둘레가 형성된다(fringed). 제2 미러 어레이(54)의 마이크로미러(56)가 오브젝티브(58)에 의해 광학 적분기(60)의 광 입사 패싯(100)이 배치되는 래스터 필드 평면(84) 상에 이미지화되므로, 전체 마이크로미러(56)가 "온" 상태에 있다면, 그러한 둘레가 형성된 방사 조도 분포 또한 광 입사 패싯(100) 상에서 관측될 것이다. 도식화를 목적으로, 도 11에서 파선(100')은 도 10에서 120으로 표시된 광학 적분기(60)의 4개의 인접한 광 입사 패싯 상의 제1 오브젝티브(58)에 의해 이미지화될 4개의 인접 영역을 나타낸다.
도 12는 소망되지 않은 프린지(fringe)에 의해 조명되는 부분에 위치한 이들 마이크로미러(56)가 "오프" 상태로 스위칭되는 경우에, 광학 적분기(60)의 이들 4개의 광 입사 패싯(100)에 대한 상면도이다. 전체 (또한, 조명되지 않은) 마이크로미러(56)의 이미지가 파선(56')에 의해 도 12에 표시된다. 제2 미러 어레이(54)의 마이크로미러(56)가 예리한 에지를 가지므로, 광학 적분기(60) 상의 방사 조도 분포는 소망되지 않은 프린지가 제거되도록 클립된다.
도 12의 좌상 모서리에 위치한 광 입사 패싯(100) 상에, 제1 및 제2 미러 어레이(38, 54)의 도움으로 제1 광 패턴(108)이 생성된다. 제2 광 패턴(114)은 도 12의 우측 상의 두개의 광 입사 패싯(100) 상에 생성된다. 이 실시예에서 중앙 스트라이프(116)내의 방사 조도 분포가 균일하지 않음을 알 수 있다. 이는 이 중앙 스트라이프내의 전체 방사 조도가 제1 광 패턴(108)의 측방향 스트라이프(110)내의 방사 조도의 3배일 필요가 있기 때문이다. 그러나, 엄격하게 말하면, 이는 스캔 적분된 방사 조도(종종, 총 광 도즈로 칭함)에 대해서만 유효하다. 그러므로, 중앙 스트라이프(116)내에서 하나 위에 다른 하나를 올려 3개의 스팟(98)을 중첩하는 대신에, 스캔 적분 이후에 소망된 적분된 방사 조도를 초래하는 2개의 중첩된 스팟(98')과 5개의 중첩된 스팟(98'')의 조합이 존재한다.
좌하부 모서리에 위치한 광 입사 패싯(100)에 대해 유사한 접근법이 취해진다. 여기서 제3 광 패턴(118)이 생성될 것이다. 중앙 스트라이프(116)는 제2 광 패턴(114)의 중앙 스트라이프(116)를 생성하는데 이용되는 것과 동일한 스팟의 배치로 구성된다. 그러나, 측방향 스트라이프(110)는 제1 광 패턴(108)과 비교하여 상이한 방법으로 구성된다. 보다 구체적으로, 각 측방향 스트라이프(110)는 예리한 경계선에 의해 중앙 스트라이프(116)에 대항하여 경계가 정해지는(delimited) 비조명된 부분을 포함한다. 이러한 "손실된" 방사 조도가 나머지 부분에 추가된다. 이는 스캔 적분 이후에 중앙 스트라이프(116)내의 총 방사 조도가 측방향 스트라이프(110)에서의 방사 조도의 크기의 3배이나, 그럼에도 불구하고 중앙 스트라이프(116)와 두개의 측방향 스트라이프(110) 사이에 예리한 방사 조도 단차가 존재함을 보장한다.
IV. 중요 방법 단계
본 발명의 중요 방법 단계가 도 13에 도시된 흐름도를 참조로 요약될 것이다.
제1 단계(S1)에서, 조명 시스템(12)이 제공된다.
제2 단계(S2)에서, 광학 적분기(60)의 광 입사 패싯(100) 상의 광 패턴이 동공 한정 유닛(36)의 도움으로 생성된다. 주어진 예에서, 상이한 광 패턴이 상이한 광 입사 패싯(100) 상에서 생성되는 경우, 조명된 필드에서의 각 방사 조도 분포는 불균일할 것이다. 다시 말하면, 마스크 평면에서 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 존재한다.
제3 단계(S3)에서, 마스크 평면에서 각 방사 조도 분포의 신규한 필드 의존성이 결정된다. 이 단계(S3)는 통상 상이한 패턴(18)을 함유하는 신규 마스크(16)가 감광 표면(22) 상에 투영되는 경우에 수행된다. 필드 의존성을 변경하는 다른 이유는 투영 오브젝티브(20)의 이미징 품질을 개선하려는 시도일 수 있다.
제4 단계(S4)에서, 광학 적분기(60)의 광 입사 패싯(100) 상의 광 패턴은 단계 S3에서 결정된 마스크 평면내의 각 방사 조도 분포의 신규한 필드 의존성이 달성되도록 가변된다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템으로서,
    a) 동공 평면(76),
    b) 조명될 마스크(16)가 배치될 수 있는 마스크 평면(88),
    c) 상기 동공 평면(76)내에 위치한 복수개의 2차 광원(106)을 생성하도록 구성되는 광학 적분기(60) - 상기 광학 적분기(60)는 각각이 상기 2차 광원(106) 중 하나와 관련되는 복수개의 광 입사 패싯(100)을 가짐 - ,
    d) 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자(40)의 빔 편향 어레이(38)를 포함하는 빔 편향 장치(36) - 각 빔 편향 소자(40)는 상기 빔 편향 소자(40)에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변하는 위치에서 상기 광 입사 패싯(100) 상의 스팟(98)을 조명하도록 구성되고,
    상기 빔 편향 소자(40)에 의해 조명되는 상기 스팟(98)은 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100)의 최대 총 면적보다 적어도 5배 작은 총 면적을 가짐 - , 및
    e) 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100) 상의 상기 스팟(98)으로부터 조립된 광 패턴(108, 114, 118)이 상기 마스크 평면(88) 내의 각 방사 조도 분포(angular irradiance distribution)의 필드 의존성이 개조되어야 하는 입력 커맨드에 응답하여 가변되는 방식으로 상기 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성되는 제어 유닛(90)을 포함하고,
    상기 제어 유닛(90)은 제1 각 방사 조도 분포가 상기 조명 시스템(12)에 의해 상기 마스크 평면내에 조명되는 조명된 필드(14)의 제1 부분에서 생성되고, 상기 제1 각 방사 조도 분포와는 다른 제2 각 방사 조도 분포가 상기 조명된 필드(14)의 제2 부분에서 생성되는 방식으로 상기 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성되는, 조명 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 제1 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역이고, 상기 제2 부분은 상기 제2 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역인, 조명 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 중첩되지 않는, 조명 시스템.
  5. 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템으로서,
    a) 동공 평면(76),
    b) 조명될 마스크(16)가 배치될 수 있는 마스크 평면(88),
    c) 상기 동공 평면(76)내에 위치한 복수개의 2차 광원(106)을 생성하도록 구성되는 광학 적분기(60) - 상기 광학 적분기(60)는 각각이 상기 2차 광원(106) 중 하나와 관련되는 복수개의 광 입사 패싯(100)을 가짐 - ,
    d) 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자(40)의 빔 편향 어레이(38)를 포함하는 빔 편향 장치(36) - 각 빔 편향 소자(40)는 상기 빔 편향 소자(40)에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변하는 위치에서 상기 광 입사 패싯(100) 상의 스팟(98)을 조명하도록 구성되고,
    상기 빔 편향 소자(40)에 의해 조명되는 상기 스팟(98)은 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100)의 최대 총 면적보다 적어도 5배 작은 총 면적을 가짐 - , 및
    e) 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100) 상의 상기 스팟(98)으로부터 조립된 광 패턴(108, 114, 118)이 상기 마스크 평면(88) 내의 각 방사 조도 분포(angular irradiance distribution)의 필드 의존성이 개조되어야 하는 입력 커맨드에 응답하여 가변되는 방식으로 상기 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성되는 제어 유닛(90)을 포함하고,
    상기 빔 편향 장치(36)와 상기 광학 적분기(60) 사이의 광 전파 경로내에 배치되며, 충돌광을 공간적 분해 방식으로 투과 또는 반사하도록 구성된 공간 광 변조기(52)를 포함하는, 조명 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 공간 광 변조기(52)는 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자(56)의 추가 빔 편향 어레이(54)를 포함하며, 상기 추가 빔 편향 어레이의 각각의 빔 편향 소자(56)는 충돌광을 상기 광학 적분기(60)로 향하도록 하는 "온" 상태 및 충돌광을 다른 곳으로 향하도록 하는 "오프" 상태에 있도록 할 수 있는, 조명 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 공간 광 변조기(52)의 상기 빔 편향 어레이(54)를 상기 광학 적분기(60)의 상기 광 입사 패싯(100)에 이미지화하는 오브젝티브(58)를 포함하는, 조명 시스템.
  8. 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템으로서,
    a) 동공 평면(76),
    b) 조명될 마스크(16)가 배치될 수 있는 마스크 평면(88),
    c) 상기 동공 평면(76)내에 위치한 복수개의 2차 광원(106)을 생성하도록 구성되는 광학 적분기(60) - 상기 광학 적분기(60)는 각각이 상기 2차 광원(106) 중 하나와 관련되는 복수개의 광 입사 패싯(100)을 가짐 - ,
    d) 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자(40)의 빔 편향 어레이(38)를 포함하는 빔 편향 장치(36) - 각 빔 편향 소자(40)는 상기 빔 편향 소자(40)에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변하는 위치에서 상기 광 입사 패싯(100) 상의 스팟(98)을 조명하도록 구성되고,
    상기 빔 편향 소자(40)에 의해 조명되는 상기 스팟(98)은 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100)의 최대 총 면적보다 적어도 5배 작은 총 면적을 가짐 - , 및
    e) 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100) 상의 상기 스팟(98)으로부터 조립된 광 패턴(108, 114, 118)이 상기 마스크 평면(88) 내의 각 방사 조도 분포(angular irradiance distribution)의 필드 의존성이 개조되어야 하는 입력 커맨드에 응답하여 가변되는 방식으로 상기 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성되는 제어 유닛(90)을 포함하고,
    상기 제어 유닛(90)은 상이한 논-제로 방사 조도를 갖는 적어도 두개의 영역(110, 116)을 포함하는 광 패턴(도 11 및 도 12에서 114, 118)이 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100) 상에 생성되는 방식으로 상기 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성된, 조명 시스템.
  9. 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템으로서,
    a) 복수개의 광 입사 패싯(100)을 갖는 광학 적분기(60),
    b) 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자(40)의 빔 편향 어레이(38) - 각각의 빔 편향 소자(40)는 상기 빔 편향 소자(40)에 의해 생성되는 편향 각도를 변경함에 의해 가변하는 위치에서 상기 광학 적분기(60) 상의 스팟(98)을 조명하도록 구성됨 - , 및
    c) 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100) 상의 상기 스팟(98)으로부터 조립되는 광 패턴(108, 114, 118)이 마스크 평면(88) 내의 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 개조되어야 하는 입력 커맨드에 응답하여 가변되는 방식으로 상기 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성되는 제어 유닛(90)을 포함하고,
    상기 빔 편향 어레이(38)와 상기 광학 적분기(60) 사이의 광 전파 경로내에 배치되며, 충돌광을 공간적 분해 방식으로 투과 또는 반사하도록 구성된 공간 광 변조기(52)를 포함하는, 조명 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제어 유닛(90)은 제1 각 방사 조도 분포가 상기 조명 시스템(12)에 의해 상기 마스크 평면내에 조명되는 조명된 필드(14)의 제1 부분에서 생성되고, 상기 제1 각 방사 조도 분포와는 다른 제2 각 방사 조도 분포가 상기 조명된 필드(14)의 제2 부분에서 생성되는 방식으로 상기 빔 편향 소자(40)를 제어하도록 구성되는, 조명 시스템.
  11. 삭제
  12. 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 시스템의 동작 방법으로서, 이하의 단계:
    a) 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템(12)을 제공하는 단계(S1) - 상기 조명 시스템(12)은 복수개의 광 입사 패싯(100)을 갖는 광학 적분기(60)를 포함함 - ;
    b) 상기 광학 적분기(60)의 상기 광 입사 패싯(100) 상에 개별 스팟(98)으로부터 조립되는 광 패턴(108, 114, 118)을 생성하는 단계(S2);
    c) 마스크 평면(88)내의 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 변경되는 것을 결정하는 단계; 및
    d) 스팟(98)의 재배치, 제거, 추가 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 광 입사 패싯(100) 상의 상기 광 패턴(108, 114, 118)을 가변하는 단계를 포함하고,
    상기 광 패턴은 단계 d)에서 가변되어, 제1 각 방사 조도 분포는 상기 조명 시스템(12)에 의해 상기 마스크 평면내에 조명되는 조명된 필드(14)의 제1 부분에서 생성되고, 상기 제1 각 방사 조도 분포와는 상이한 제2 각 방사 조도 분포는 상기 조명된 필드(14)의 제2 부분에서 생성되는, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 제1 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역이고, 상기 제2 부분은 상기 제2 각 방사 조도 분포가 균일한 2차원 영역인, 방법.
  14. 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치의 조명 시스템의 동작 방법으로서, 이하의 단계:
    a) 마이크로리소그래픽 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템(12)을 제공하는 단계(S1) - 상기 조명 시스템(12)은 복수개의 광 입사 패싯(100)을 갖는 광학 적분기(60)를 포함함 - ;
    b) 상기 광학 적분기(60)의 상기 광 입사 패싯(100) 상에 개별 스팟(98)으로부터 조립되는 광 패턴(108, 114, 118)을 생성하는 단계(S2);
    c) 마스크 평면(88)내의 각 방사 조도 분포의 필드 의존성이 변경되는 것을 결정하는 단계; 및
    d) 스팟(98)의 재배치, 제거, 추가 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 광 입사 패싯(100) 상의 상기 광 패턴(108, 114, 118)을 가변하는 단계를 포함하고,
    상기 광 패턴은 단계 d)에서 가변되어, 상이한 논-제로 방사 조도를 갖는 적어도 두 영역(110, 116)을 포함하는 광 패턴(도 11 및 도 12에서 114, 118)이 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100) 상에 생성되는, 방법.
  15. 청구항 2에 있어서, 상기 빔 편향 소자(40)에 의해 조명되는 상기 스팟(98)은 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100)의 최대 총 면적보다 적어도 10배 작은 총 면적을 가지는, 조명 시스템.
  16. 청구항 2에 있어서, 상기 빔 편향 소자(40)에 의해 조명되는 상기 스팟(98)은 적어도 하나의 상기 광 입사 패싯(100)의 최대 총 면적보다 적어도 20배 작은 총 면적을 가지는, 조명 시스템.
  17. 청구항 9에 있어서, 상기 공간 광 변조기(52)는 반사성 또는 투과성 빔 편향 소자(56)의 추가 빔 편향 어레이(54)를 포함하며, 상기 추가 빔 편향 어레이의 각각의 빔 편향 소자(56)는 충돌광을 상기 광학 적분기(60)로 향하도록 하는 "온" 상태 및 충돌광을 다른 곳으로 향하도록 하는 "오프" 상태에 있도록 할 수 있는, 조명 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 공간 광 변조기(52)의 상기 빔 편향 어레이(54)를 상기 광학 적분기(60)의 상기 광 입사 패싯(100)에 이미지화하는 오브젝티브(58)를 포함하는, 조명 시스템.
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