KR20040004384A - 마이크로리소그래피를 위한 조명 시스템 - Google Patents

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KR20040004384A
KR20040004384A KR10-2003-7004516A KR20037004516A KR20040004384A KR 20040004384 A KR20040004384 A KR 20040004384A KR 20037004516 A KR20037004516 A KR 20037004516A KR 20040004384 A KR20040004384 A KR 20040004384A
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mirrors
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KR10-2003-7004516A
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마틴 안토니
볼프강 싱어
요하네스 방글러
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칼-짜이스-스티프퉁 트레이딩 에즈 칼 짜이스
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Abstract

본 발명은 주요 광원; 제 1 광학부; 제 2 광학부; 이미지면과 출사 동공으로 구성되고, 상기 제 1 광학부가 주요 광원을 상기 출사 동공 내 상기 제 2 광학부에 의해 상형성된 다수의 제 2 광원으로 변형시킨다는 점, 상기 제 1 광학부가 상기 이미지면 내의 필드 상에 적어도 부분적으로 겹쳐진 다수의 상을 형성하는 상기 이미지면 내로 상이 형성되는 다수의 제 1 래스터 요소를 가진 제 1 광학적 요소를 포함한다는 점, 상기 다수의 제 1 래스터 요소가 사각형이라는 점, 상기 제 2 광학부는 상기 환형 구획에 상기 필드를 형성하는 음의 광학적 힘을 가진 제 1 필드 거울과 양의 광학적 힘을 가진 제 2 필드 거울을 포함한다는 점, 다수의 광선 각각이 70°이상의 입사각을 가진 상기 제 1 필드 거울을 가로지른다는 점, 다수의 광선 각각이 25°이상의 입사각을 가진 상기 제 2 필드 거울을 가로지른다는 점을 특징으로 하는 특히 파장 193 nm 이하의 마이크로리소그래피를 위한 조명 시스템에 관한 것이다.

Description

마이크로리소그래피를 위한 조명 시스템{Illumination system particularly for microlithography}
전자적 구성요소의 구조적 너비, 특히 1 마이크론 미만으로 더 줄이기 위해서는, 마이크로리소그래피를 위해 사용되는 빛의 파장을 줄일 필요가 있다. 매우 깊은 UV 복사의 리소그래피, 소위 VUV 리소그래피 또는 약한 X-선 복사, 소위 EUV 리소그래피가 예를 들어 193 nm 이하의 파장에서 고려되어질 수 있다.
EUV 복사를 사용하는 리소그래피 장치를 위한 조명 시스템은 미국 특허 5,339,346에 알려져 있다. 레티클(reticle)판 내의 균일한 조명과 동공을 채우기 위해서, 미국 특허 5,339,346에서는 집광 렌즈가 설치된 서로 대칭되게 배치된 4 쌍의 거울면으로 구성된 집광 장치를 제안하였다. 플라즈마 광원이 광원으로 사용된다.
미국 특허 5,737,137에서는, 조명되어질 마스크(mask) 또는 레티클에 대한조명이 구형의 거울에 의해 이루어지는 집광 장치로 구성되고 집광거울을 갖춘 플라즈마 광원를 이용한 조명 시스템이 나타내어져 있다.
미국 특허 5,361,292는 플라즈마 광원이 제공되고, 중심으로부터 벗어난 5 개의 비구면 거울을 가진 집광기에 의해 고리형의 조명되어지는 표면 내에 포인트 플라즈마(point plasma) 광원이 상에 비추어지는 조명 시스템을 보여준다.
미국 특허 5,581,605로부터 오목 화상 요소를 가진 판에 의한 다수의 제 2 광원 내로 광자가 분리되는 조명 시스템이 알려져 있다. 상기 방식으로 균일한 또는 일정한 조명이 레티클 판 내에서 이루어진다. 노출된 웨이퍼 상의 레티클의 이미지는 종래 축소광학에 의해 만들어진다. 조명선 경로 내에 균일하게 구부러진 부분을 가진 격자로된 거울이 정밀하게 제공된다.
유럽 특허 A 0 933 341은 엑스레이 파장의 빛으로 아치형의 모양을 가진 조명 필드를 통해 표면을 조명하기 위한 조명 시스템과 노출 장치를 보여준다. 상기 조명 시스템은 다수의 반사 요소를 가진 제 1과 제 2 광학 통합체로 구성되어 있다. 다수의 광원의 상이 제 2 광학 통합체의 다수의 반사 요소에 형성되도록 제 1과 제 2 광학 통합체는 반대로 배치된다. 유럽 특허 A 0 933 341에 따른 필드 면 내에서 아치형의 조명 필드를 형성하기 위해 제 1 광학 통합체의 반사 요소는 아치형의 조명 필드와 비슷한 아치 모양을 가진다. 상기 반사 요소는 제조하기가 어렵다.
유럽 특허 A 1 026 547도 2 개의 광학 통합체를 가진 조명 시스템을 보여준다. 유럽 특허 A 0 933 341의 시스템과 유사한 제 1 광학 통합체의 반사 요소는 필드 면 내의 아치형의 조명 필드를 형성하기 위한 아치 모양을 가진다.
유럽 특허 A 0 955 641에는 2 개의 광학 통합체를 가진 시스템이 나타내어져 있다. 상기 광학 통합체 각각은 다수의 래스터 요소로 구성되어 있다. 제 1 광학 통합체의 래스터 요소는 사각형 모양이다. 필드 면 내의 호형 필드가 적어도 하나의 스침 입사 필드 거울에 의해 형성된다. 상기 내용은 본 발명에 참고자료로 사용된다. 모든 상기 조명 시스템은 조명 시스템의 트택 길이가 크다는 단점을 갖는다
따라서, 본 발명의 목적은 상기 공지기술의 조명 시스템의 단점을 극복하기 위한 것으로, 사이즈가 작고 193nm 이하의 파장을 갖는 개선된 리소그래피 요건을 갖는 조명 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 193 nm 이하의 파장을 위한 조명 시스템과 더불어 상기 조명 시스템을 가진 투영 노출 장치에 관한 것이다.
도 1: 필드 래스터 요소로 볼록 거울을 동공 래스터 요소로서 평면 거울을 가진 제 1 구체화안의 개략도.
도 2: 필드 래스터 요소로 볼록 거울을 동공 래스터 요소로서 오목 거울을 가진 제 2 구체화안의 개략도.
도 3: 조명 시스템의 주요 구성의 개략도.
도 4: 필드 래스터 요소의 배열.
도 5: 동공 래스터 요소의 배열.
도 6: 오목 동공-상형성 필드 거울과 볼록 필드-상형성 필드 거울 을 가진 제 3 구체화안의 개략도.
도 7: 망원 시스템과 볼록 필드-형성 필드 거울로 구성된 제 2 광학부를 가진 제 4 구체화안의 개략도.
도 8: 도 7의 구체화안의 상세도.
도 9: 도 7의 구체화안의 강도 분포.
도 10: 도 7의 구체화안의 조명 시스템의 출사 동공의 조명.
도 11: 광원의 중간 매개상을 가진 구체화안의 개략도.
도 12: 투영 노출 장치의 상세도.
본 발명의 목적은 청구항 1의 조명 시스템과 청구항 17의 투영 노출 장치에 의해 달성된다.
시스템은 조명 시스템의 이미지 면 에 배열된 구조적인 망선을 비추게 되고, 광 감응 기판 상에 대상물을 투영하는 것으로 이미지화된다. 반사 리소그랴피 시스템에서 망선은 호-모양 필드를 가지고 조명되고, 필드 내의 스캐닝 에너지 분포가, 예를 들어 ±5% 이내로 균일할 필요가 있다. 스캐닝 에너지는 광의 세기에 대한 선 적분으로 정의된다. 또한 투영 대상의 입구에 위치한 조명 시스템의 출구의 조명이 필요하다. 출구의 거의 필드-의존 조명이 필요하다.
100 nm 와 200 nm 사이 파장의 일반적인 광원은 엑시머 레이저, 예를 들어ArF-래이저(193nm), F2-래이저(157nm), Ar2래이저(126nm), NeF-래이저(109nm) 등이다. 이 파장 영역의 굴절 성분는 SiO2, CaF2, BaF2또는 다른 결정 들이 사용된다.
광학 재료의 투과는 파장을 감소시키므로, 조명 시스템은 굴절 및 반사 성분으로 결합으로 디자인되어야 한다.
상기 파장 내 호형 필드를 가진 조명 시스템은 굴절 물질과 반사 물질의 혼합으로 설계된다. 10 nm와 20 nm 사이의 EUV 파장 영역 내에 있는 파장에 대해서는, 투영 노출 장치는 모두 반사 물질로 설계되어진다.
전형적인 EUV 원료는 레이저에 의한 플라즈마 소스, 핀치(pinch) 플라즈마 소스, 위글러(Wiggler) 소스, 또는 파동(undulator) 소스가 있다.
상기 주요 광원의 빛은 제 1 광학 요소로 향하고, 상기 제 1 광학 요소는 제 1 광학부의 일부를 형성한다. 상기 제 1 광학 요소는 다수의 제 1 래스터(raster) 요소로서 구성되어 있고 집광 장치와 함께 다수의 제 2 광원으로 주요 광원를 전환한다. 각 제 1 래스터 요소는 하나의 제 2 광원과 대응되며 상기 제 1 래스터 요소를 가로지르는 모든 광선으로 정의되는 도입 광선 다발을 상기 상호반응하는 제 2 광원에 촛점을 맞춘다. 상기 제 2 광원는 조명 시스템의 동공면 또는 동공면 근처 내에 배치되어 있다. 제 2 광학부는 다음 투영 물체의 입사 동공에 대응되는 조명 시스템의 출사 공동으로 제 2 광원의 상을 형성하기 위해 동공면과 조명 시스템의 이미지면 사이에 배치된다.
제 1 래스터 요소들은 이미지판 속에 상이 만들어지고, 그 상들은 조명되어야만 하는 영역에 적어도 일부는 겹쳐진다. 따라서, 이들은 필드 래스터 요소 또는 필드 벌집으로 알려져 있다.
필드 래스터 요소는 바람직하게는 사각형이다. 사각형의 필드 래스터 요소는 서로에 반대로 배치되어 있는 열에 배치될 수 있다는 장점이 있다. 조명되는 필드에 의존하여, 이들은 5:1에서 20:1의 측면 종횡비를 갖는다. 상기 사각형 필드 래스터 요소의 길이는 전형적으로 15 mm 에서 50 mm 사이, 너비는 1 mm 에서 4 mm 사이이다.
사각형의 필드 래스터 요소를 가진 이미지면 내 호 모양의 필드를 조명하기 위해서, 필드 렌즈는 바람직하게는 사각형 필드 래스터 요소의 사각형 상을 호 모양의 상으로 바꾸기 위한 제 1 필드 거울로 구성되어있다. 호의 길이는 전형적으로 80 mm에서 105 mm 범위, 반지름 방향 너비는 5 mm에서 9 mm 사이이다. 사각형 필드 래스터 요소의 사각형 상의 변형은 음의 광학적 힘을 가진 스쳐지나가는 투사 거울이 되는 제 1 필드 거울의 원뿔 반사에 의해 행해질 수 있다. 달리 말하면, 필드 래스터 요소의 상은 호형의 상을 얻기 위해 뒤틀어지고 호의 반지름은 투사 물체의 물체 필드 모양에 의해 결정된다. 제 1 필드 거울은 바람직하게는 조명 시스템의 이미지면 앞에 배치되며, 자유 운행 거리가 있어야만 한다. 반사 레티클의 상대적 배치에 대해서, 자유 운행 거리는 레티클로부터 투사 물체까지 이동하는 광선이 제 1 필드 거울에 의해 흐려지지 않는다는 점에 맞추어져야 한다.
제 1 필드 거울의 표면은 바람직하게는 비구면 또는 구면으로 설계될 수 있는 회전 대칭 반사 표면의 축으로부터 벗어난 부분이다. 지지 표면의 대칭 축은 표면의 최고점을 지난다. 그러므로 최고점 주변 부분은 축상이라 불리고, 최고점을 포함하지 않는 표면의 각 부분은 축외라 불린다. 상기 지지 표면은 회전 대칭에 의해 더욱 쉽게 만들어질 수 있다. 지지 표면 형성 후, 부분들은 공지의 기술에 의해 잘려질 수 있다.
제 1 필드 거울의 표면은 환상체의 반사 표면의 축상 표면으로 설계된다. 그러므로, 상기 표면은 국지적으로 가공되어야 하지만 표면 처리 전 주변 모양이 만들어질 수 있다는 장점이 있다.
제 1 필드 거울상에 투입 광선이 투사되는 점에서 표면의 수직선에 대한 투입 광선의 투사각은 바람직하게는 제 1 필드 거울이 80% 이상의 반사도를 나타내게 되는 70°이상이다.
필드 렌즈는 바람직하게는 양의 광학적 힘을 가진 제 2 필드 거울로 구성된다. 제 1 과 제 2 필드 거울 모두 투사 물체의 입사 동공에 의해 규정되는 조명 시스템의 출사 동공 내로 각각 제 2 광원 또는 동공면 상을 비춘다. 제 2 필드 거울은 제 2 광원를 가진 평면과 제1 필드 거울 사이에 배치된다.
제 2 필드 거울은 바람직하게는 비구면, 구면 또는 환상 반사 표면의 축상 부분으로 설계되어질 수 있는 회전 대칭 반사 표면의 축외 부분이다.
제 2 필드 거울상에 투입 광선이 투사되는 점에서 표면의 수직선에 대한 투입 광선의 투사각은 바람직하게는 25°이하이다. 상기 거울은 EUV 파장 영역의 여러 층으로 코팅되어야만 하므로, 투입 광선의 분산과 투사각은 바람직하게는 65% 이상이어야 하는 반사도를 증가시키기 위해 가능한 한 낮아야한다. 표준 투사 거울로 배치되어지는 제 2 필드 거울로, 광선 경로는 접혀지고 조명 시스템은 더 조밀해질 수 있다.
조명 시스템의 길이를 줄이기 위해서, 필드 렌즈는 바람직하게는 제 3 필드 렌즈로 구성된다. 제 3 필드 렌즈는 바람직하게는 제 2 광원를 가진 판과 제2 필드 거울 사이에 배치된다.
제 3 필드 거울은 바람직하게는 음의 광학적 힘을 가지며 제1 과 제 2 필드 거울과 함께 제 2 광원에 물체 평면과 출사 동공 내로 제 2 광원 상을 비추는 조명 시스템의 출사 동공에 상 평면을 가지는 광학 망원 시스템을 형성한다. 상기 망원 시스템의 동공 평면은 조명 시스템의 상 평면에 배치된다. 그러므로, 제 2 광원으로부터의 광선 다발은 상기 망원 시스템의 동공 평면 내 또는 조명 시스템의 상 평면 내에 겹쳐진다. 제 1 필드 거울은 주로 호 모양의 필드를 형성하는 기능을 가지며, 상기 망원 시스템은 주로 음의 제 3 필드 거울과 양의 제 2 필드 거울에 의해 결정된다.
또 다른 구체화안에서는, 제 3 필드 거울은 바람직하게는 제3의 광원를 형성하는 제 2와 제 3 필드 거울 사이의 평면 내 제 2 광원의 상을 만들어내기 위해 양의 광학적 힘을 가진다. 제 3 광원는 제 2 필드 거울과 제 1 필드 거울로 조명 시스템의 출사 동공 내로 상이 만들어진다. 조명 시스템의 출사 동공 내 제 3 광원의 상은 이 경우 제 4 광원으로 불린다.
제 3 광원를 가진 평면은 출사 동공에 결합되어 배치되므로, 상기 평면은 조명 방식을 바꾸거나 변형 여과기를 추가하기 위해 마스킹 블래이드(masking blade)를 배치하도록 사용되어질 수 있다. 광선 경로 내의 이 위치는 자유로이 접근할 수 있는 장점을 지닌다.
제 3 필드 거울은 바람직하게는 비구면, 구면 또는 환상 반사 표면의 축상 부분으로 설계되어질 수 있는 회전 대칭 반사 표면의 축외 부분인 제 2 필드 거울과 유사하다.
제 3 필드 거울상에 투입 광선이 투사되는 점에서 표면의 수직선에 대한 투입 광선의 투사각은 바람직하게는 25°이하이다. 표준 투사 거울로 배치되어지는 제 3 필드 거울로, 광선 경로는 조명 시스템의 총 크기를 줄이기 위해 한번 더 접혀질 수 있다.
광선 경로가 흐려지는 것을 피하기 위해, 제1 , 제 2, 제 3 필드 거울은 바람직하게는 비중심 시스템 내에 배치된다. 상기 거울의 대칭 축은 없다. 광학적 축은 필드 거울 상에 사용되어지는 면적의 중심들 사이의 연결선으로서 정의될 수 있으며 상기 광학적 축은 필드 거울의 경사각에 따라 필드 거울 상에서 휘어진다.
제 1 래스터 요소를 가진 제 1 광학적 요소 뒤의 빛 경로 내에 제 2 래스터 요소를 가진 제 2 광학적 요소를 삽입하는 것이 이로우며, 하나의 제 1 래스터 요소는 하나의 제 2 래스터 요소에 대응된다. 따라서, 제 1 래스터 요소의 편향각은 제 1 래스터 요소에 충돌하는 광선 다발을 그에 대응되는 제 2 래스터 요소에 편향시키도록 설계된다.
제 2 래스터 요소는 바람직하게는 제 2 광원에 배치되며 필드 렌즈, 제 1 래스터 요소 또는 필드 래스터 요소의 상을 함께 조명 시스템의 상 평면에 비추며,필드 래스터 요소의 상은 적어도 부분적으로 겹쳐진다. 제 2 래스터 요소는 동공 래스터 요소 또는 동공 벌집으로 불린다.
조명 시스템의 반사 구성 요소의 경사각으로, 상기 구성 요소 사이의 광선 경로는 휘어진다. 그러므로, 광선 원뿔의 위치는 원료에 의해 방사되고 상 평면 시스템의 위치는 총 시스템의 요구사항에 따라 배치되어질 수 있다. 바람직한 상대적 배치는 한 방향 내의 광선 원뿔을 방사하는 원료와 상기 방향에 거의 직각으로 위치한 표면 수직을 가지는 상 평면을 가진다. 한 구체화안에서는, 상기 원료가 수평으로 방사하며 상 평면은 수직의 표면 수직을 가진다. 파동기나 위글러 원료와 같은 광원는 수평의 평면으로만 방사한다. 다른 한편으로, 레티클은 중력 때문에 수평으로 배치되어야만 한다. 광선 경로는 따라서, 광원와 상 평면 사이에서 약 거의 90°로 휘어져야만 한다. 30°에서 60°투사각을 가진 거울은 분극 효과와 그에 따른 광손실을 나타내기 때문에, 휘어지는 광선은 스침 투사나 직각 투사 거울만 이루어질 수 있다. 효율에 관한 이유로, 거울의 수는 가능한 한 작아야만 한다.
이미지면 내의 필드를 가로지르는 모든 광선은 그 정의에 의해 조명 시스템의 출사 동공을 지나야만 한다. 상기 필드와 출사 동공의 위치는 상기 물체 영역과 상기 투영 물체의 입사 동공에 의해 정의된다. 중심을 형성하는 시스템이되는 몇몇 투영 물체에 대해서는, 물체 필드가 광학적 축 외에 배치되며, 출사 동공은 물체 평면에서 제한된 거리 내에서 축상에 배치된다. 상기의 투영 물체들에 대하여, 물체 필드의 중심에서 출사 동공의 중심에 이르는 직선과 물체 평면의 표면 수직 사이의 각은 제한되어질 수 있다. 상기 각은 EUV 투영 물체에 대해 3°에서 10°내의범위에 있다. 그러므로, 조명 시스템의 구성 요소들은 투영 물체의 물체 필드를 가로지르는 모든 광선이 물체 필드의 중심에서 분산된 투영 물체의 입사 동공을 지나는 방식으로 배열, 배치되어야만 한다. 반사 레티클을 가진 투영 노출 장치에 대해서, 레티클은 조명 시스템의 구성 요소에서 반사되는 광선이 흐려지는 것을 피하기 위해 0°보다 큰 투사각을 가질 필요가 있다.
EUV 파장 영역 내에서는, 모든 구성요소가 구성요소 상의 모든 투사각이 바람직하게는 25°이하 또는 65° 이상인 방식으로 배치된 반사 구성요소이다. 그러므로, 약 45°의 투사각에서 일어나는 분극 효과는 최소화된다. 스침 투사 거울은 80% 이상의 반사도를 가지므로 65% 이상의 반사도를 가진 수직 투사 거울과 비교해 광학적 설계에 있어 바람직하다.
조명 시스템은 전형적으로 기계 상자 내에 배치된다. 거울의 광선 경로를 접음으로써 상기 상자의 총 크기는 줄어들 수 있다. 상기 상자는 레티클과 레티클 지지 시스템이 배치된 이미지면과 충돌하지 않는다. 그러므로, 모든 구성요소가 레티클의 한 측면에 완전히 배치되는 방식으로 반사 구성요소들을 배치하고 기울이는 것이 유리하다. 이는 필드 렌즈가 짝수의 직각 투사 거울들로만 구성된 경우에 이루어질 수 있다.
상기의 조명 시스템은 바람직하게는 조명 시스템, 조명 시스템의 이미지면내에 배치된 레티클과 투사 물체의 이미지면 내에 배치된 웨이퍼 상에 레티클의 상을 만들기 위한 투영 물체로 구성된 투영 노출 장치에서 사용되어질 수 있다. 레티클과 웨이퍼 둘 다 레티클이나 웨이퍼의 교환 또는 주사가 가능한 보조 장치 상에 배치된다.
투사 물체는 100 mm에서 200 mm 사이의 파장을 가진 미국 특허 5,402,267에 알려진 비굴절 광학 렌즈일 수 있다. 상기 시스템은 전형적으로 전달 레티클을 가진다.
EUV 파장 범위에 대해서, 투영 물체는 바람직하게는 예를 들어, 6 개의 거울 투영 렌즈를 보여주는 미국 특허 09/503640으로부터 알려진 4 개에서 8 개의 거울을 가진 전반사 시스템이다. 상기 시스템은 전형적으로 반사 레티클을 가진다.
반사 레티클을 가진 시스템에 대하여, 광원과 레티클 사이의 조명 광선 경로와 레티클과 웨이퍼 사이의 투영 광선 경로는 바람직하게는 레티클 근처에서만 간섭하며 근접한 물체점들로의 투입 광선과 반사 광선은 동일한 영역을 움직인다. 조명과 투영 광선 경로의 추가 교차가 없다면, 레티클 영역을 제외한 조명 시스템과 투영 물체를 분리하는 것이 가능하다.
투영 물체는 바람직하게는 상기 레티클과 투영 물체의 광학축을 향해 기울어진 제 1 상형성 요소 사이 조명 광선 경로를 가진다. 특히, 반사 레티클을 가진 투영 노출 장치에 있어서, 조명 시스템과 투영 물체의 분리를 이루는 것은 더 쉽다.
본 발명은 이하 도면에 근거하여 설명된다.
도 1은 제 1 구체화안의 개략도를 보여준다. 광원 7001의 광선 원뿔이 타원체 집광 거울에 의해 모아져 필드 레스터 요소 7009를 가진 판으로 향한다. 집광거울 7003은 점선으로 나타내어진 것과 같이 필드 레스터 요소 7009를 가진 판이 평면의 거울인 경우 필드 레스터 요소 7009를 가진 판과 동공 레스터 요소 7015를 가진 판 사이의 광원 7001의 상 7005를 생성시키도록 설계된다. 상기 볼록 필드 레스터 요소 7009는 동공 레스터 요소 7015에서 원료 7001 또한 포인트형(point-like)이므로 포인트형의 제 2 광원 7007을 생성시키도록 설계된다. 그러므로 동공 레스터 요소 7015는 평면의 거울로 설계된다. 포인트형의 제 2 광원 7007에서 강도가 매우 높으므로, 평면의 동공 레스터 요소 7015가 제 2 광원 7007로 부터 촛점이 흐려져 배치된다. 제 2 광원 7007과 동공 레스터 요소 7015 사이의 거리는 필드 레스터 요소와 동공 레스터 요소 사이의 거리의 20%를 넘어서는 안된다. 동공 레스터 요소 7015는 조명될 필드 7031 내 필드 거울 7023과 7027로 형성된 필드 렌즈 7021와 함께 필드 레스터 요소 7009의 상을 겹치도록 기울여진다. 필드 레스터 요소 7009와 동공 레스터 요소 7015 모두 기울어져 있다. 그러므로, 필드 레스터 요소 7009와 동공 레스터 요소 7015 사이의 배치는 사용자에 의해 규정된다. 도 1의 구체화안에서는, 필드 레스터 요소 7009를 가진 판의 중심에서 필드 레스터 요소 7009는 동공 레스터 요소 7015를 가진 판의 경계에서 동공 레스터 요소 7015에 해당되며 또 그 역이 성립된다. 필드 레스터 요소의 경사각과 경사축은 투입 광선 다발의 방향과 해당 동공 레스터 요소 7015의 위치에 의해 결정된다. 각 필드 레스터 요소 7009에 대해 경사각과 경사축이 다르므로, 투입과 반사되는 중심 광선에 의해 정의된 입사 평면 또한 평행하지 않다. 동공 레스터 요소 7015의 경사각과 경사축은 해당 필드 레스터 요소 7009의 위치와 필드 레스터 요소 7009의 상이 조명될 필드 7031 내에서 겹쳐져야하는 요구사항에 의해 결정된다. 오목 필드 레스터 거울 7023은 제 3 광원 7035를 형성하는 조명 시스템의 출사 동공 7033 내로 제 2 광원7007의 상을 만들며 스침 입사에 배치된 볼록 필드 거울 7027은 호형의 상 내에 사각의 필드 레스터 요소 7009의 사각의 상을 변형시킨다.
도 2는 제 2 구체화안의 개략도를 보여준다. 해당 요소들은 도 1의 것들과 비교해 100씩 늘어나는 같은 참조 번호를 갖는다. 그러므로, 상기 요소들에 대한 설명은 도 1의 설명에서 찾을 수 있다. 상기 구체화안에서, 광원 7101과 제 2 광원 7107 또한 확장된다. 동공 레스터 요소 7115는 상 평면 7129 내 필드 레스터 요소 7109의 상을 형성하기 위해 오목 거울로 설계된다. 동공 레스터 요소 7115를 제 2 광원 7107에 배치하지 않아도 되나 촛점이 흐려진다. 필드 레스터 요소 7109의 상형성에 촛점이 흐려짐은 동공 레스터 요소 의 광학적 힘에서 고려되어져야만 한다.
도 3은 상 7231을 형성하는 레티클 평면 7229 내의 필드 레스터 요소 7209의 상형성과 제 3 광원 7235를 형성하는 조명 시스템의 출사 동공 7233 내 해당 제 2 광원의 상형성에 대한 개략도를 보여준다. 해당 요소들은 도 1의 것들과 비교해 200씩 늘어나는 같은 참조 번호를 갖는다. 그러므로, 상기 요소들에 대한 설명은 도 1의 설명에서 찾을 수 있다.
필드 레스터 요소 7209는 사각형이고 길이 XFRE, 너비 YFRE를 가진다. 모든 필드 레스터 요소 7209는 직경 DFRE를 가진 거의 원형의 판상에 배열된다. 이들의 상은 상 평면 7229 내에 형성되고 길이 Xfield와 너비 Yfield를 가진 필드 7233 상에 겹쳐지며 상평면 7229 내의 최대 구경은 NAfield로 표기된다. 필드의 크기는 조명 시스템이 사용된 투영 물체의 물체 필드의 크기에 해당된다.
동공 레스터 필드 7215를 가진 판은 동공 레스터 요소 7215를 가진 판으로부터의 거리 Z3상에 배치된다. 동공 레스터 요소 7215의 형태는 제 2 광원 7207의 형태에 달려있다. 원형의 제 2 광원 7207의 경우, 동공 레스터 요소 7215는 동공 레스터 요소 7215의 조밀한 배치를 위해 원형 또는 육각형이다. 동공 레스터 요소 7215를 가진 판의 직경은 DPRE로 표기된다.
동공 레스터 요소 7215는 직경 DEP를 가진 출사 동공 내 필드 렌즈 7221에 의해 상이 형성된다. 조명 시스템의 상 평면 7229와 출사 동공 7233 사이의 거리는 ZEP로 표기된다. 조명 시스템의 출사 동공 7233은 투영 물체의 입사 동공에 해당되므로, 거리 ZEP와 직경 DEP는 미리 정해진 값이다. 투영 물체의 입사 동공은 전형적으로 사용자가 정의한 채움비 σ까지 조명된다.
조명 시스템의 예비 설계를 위한 데이타가 아래의 수식과 데이타에 의해 계산되어질 수 있다. 변수의 값은 전형적으로 EUV 투영 노출 장치를 위한 것이다. 그러나, 이 값에 제한되지는 않는다. 직선의 굴절 시스템에 대한 개략적 설계가 나타내어져 있으며 이는 거울을 가진 렌즈를 교체함으로써 반사 시스템으로 쉽게 사용되어질 수 있다.
조명되어질 필드 7231은 환형의 구획에 의해 정의된다. 상기 환형의 반경은
Rfield= 138 mm.
구획의 길이와 너비는
Xfield= 88 mm, Yfield= 8 mm.
필드 레스터 요소의 사각형 상을 호형의 상 내로 변형시키는 필드 형성 필드 거울없이는, 조명될 필드는 환형의 구획에 의해 정의된 길이와 너비를 가진 사각형이다.
상 평면에서부터 출사 동공까지의 거리는
ZEP= 1320 mm 이다.
투영 물체의 물체 필드는 축외 필드이다. 상기 필드의 중심과 투영 물체의 광학적 축 사이의 거리는 반경 Rfield에 의해 주어진다. 그러므로, 필드의 중심에서의 중심 광선의 입사각은 6°이다.
투영 물체의 상 평면에서의 구경은 NAwafer= 0.25이다. βproj= -0.25의 확대비와 σ= 0.8의 채움비를 가진 축소 투영 물체에 대해, 조명 시스템의 상 평면에서의 구경은
필드 레스터 요소와 동공 레스터 요소 사이의 거리 Z3은 상 평면과 깊이 확대 α에 의한 출사 동공 사이의 거리 ZEP와 관련되어 있다:
필드 레스터 요소의 크기는 측면 확대 βfield에 관련되어 있다.:
동공 레스터 요소를 가진 판의 직경 DPRE와 출사 동공의 직경 DEP는 측면 확대 βpupil에 관련되어 있다:
깊이 확대 α는 측면 확대 βfield와 βpupil의 곱에 의해 정의된다:
상기 필드에서 겹쳐진 레스터 요소의 수는 200으로 정해진다.
겹쳐진 상의 이러한 높은 수에 의해, 필요로 하는 필드 조명의 균일함이 이루어질 수 있다.
또 다른 필수 사항은 상기 요소 상의 입사각을 최소화하는 것이다. 반사 시스템에 있어서, 광선 경로는 필드 레스터 요소를 가진 판과 동공 레스터 요소를 가진 판에서 구부러진다. 휘어지는 각도와 그에 따른 입사각은 두 판의 직경이 동일항 경우 최소이다:
거리 Z3는 Z3= 900 mm로 정해진다. 상기 거리는 낮은 입사각과 조명 시스템의 감소된 총 길이의 절충물이다.
그러므로
상기 값들에 의해, 조명 시스템의 주요 배치가 정해진다.
다음 단계에서는, 도 4에 보여진 바와 같이 필드 레스터 요소 7309가 판 상에 분포되어야만 한다. 필드 레스터 요소 7309의 2 차원 배치가 효율상 적절하다. 그러므로, 필드 레스터 요소 7309 간의 거리는 가능한 한 작은 것이 좋다. 부분적으로만 조명된 필드 레스터 요소 7309는 특히 필드 레스터 요소 7309의 수가 제한된 경우에 상 평면 내 강도 분포의 균일성에 대한 실책을 초래한다. 그러므로 상기 필드 레스터 요소 7309만이 거의 완전히 조명되는 상 평면 내로 상이 형성되어진다. 도 4는 필드 레스터 요소 7309의 가능한 배치 216을 보여준다. 실선 7339는 필드 레스터 요소 7309를 가진 판의 원형 조명의 경계를 나타낸다. 그러므로 채움 효율은 약 90%이다. 사각의 필드 레스터 요소 7309는 XFRE=46.0 mm의 길이와 YFRE= 2.8 mm의 너비를 가진다. 모든 필드 레스터 요소 7309는 200 mm 직경을 가진 원 7339 내에 있다. 필드 레스터 요소 7309는 다른 것들 중 하나에 배치될 열 7341내에 배치된다. 열 7341 내 필드 레스터 요소 7309는 필드 레스터 요소 7309의 더 작은 y-면에 부착된다. 열 7341은 하나, 둘, 셋 또는 넷의 필드 레스터 요소 7309로 구성된다. 어떤 열 7341은 원 7339 내부의 필드 레스터 요소 7309를 분포시키기 위해 근접한 열 7341에 대해 상대적으로 배치된다. 분포는 y-축에 대해 대칭이다.
도 5는 동공 레스터 요소 7415의 배치를 보여준다. 이들은 필드 렌즈의 뒤틀어짐 실책을 보완하기 위해 뒤틀어진 격자 상에 배열된다. 동공 레스터 요소 7415의 상기 뒤틀어진 격자가 필드 렌즈에 의해 조명 시스템의 출사 동공 내 상이 형성된다면, 제 3 광원의 뒤틀어지지 않은 정상 격자가 생성될 것이다. 동공 레스터 요소 7415는 필드 형성 필드 거울에 의해 생겨난 뒤틀어짐을 보완하기 위해 곡선 7443 상에 배치된다. 근접한 동공 레스터 요소 7415 사이의 거리는 x 축에 대해 기울어진 필드 거울에 의해 생겨난 뒤틀어짐을 보완하기 위해 y 축으로 증가된다. 그러므로, 동공 레스터 필드 7415는 원 내부에 배치되어지지 않는다. 동공 레스터 요소 7415의 크기는 원료의 크기나 원료 에텐두에 따라 정해진다. 원료 에텐두가 상 평면 내 요구되는 에텐두 보다 훨씬 작은 경우, 제 2 광원는 동공 레스터 요소 7415를 가진 판을 완전히 채우지 못할 것이다. 상기의 경우, 동공 레스터 요소7415는 원료의 움직임과 집광 필드 레스터 요소 장치의 축약에 대한 상형성을 보완하기 위해 제 2 광원의 면적과 몇몇의 겹침만을 덮을 필요가 있다. 도 5에서는, 원형의 동공 레스터 요소 7415가 나타내어져 있다.
각 필드 레스터 요소 7309는 배치표에 따른 동공 레스터 요소 7415 중 하나에 대응되며 상기 대응되는 동공 레스터 요소 7415에 투입되는 광선 다발을 편향시키기 위해 기울어져 있다. 광원의 중심으로부터 나와 필드 레스터 요소 7309의 중심에서 가로지르는 광선은 대응되는 동공 레스터 요소 7415의 중심을 가르도록 편향된다. 동공 레스터 요소 7415의 경사각과 경사축은 광선이 필드의 중심을 가로지르는 방식으로 살기 광선을 편향시키도록 설계된다.
필드 렌즈는 출사 동공 내 동공 레스터 요소를 가진 판의 상을 형성하며 바람직한 반경 Rfield를 가진 호형의 필드를 생성시킨다. Rfield= 138 mm인 경우, 필드 형성 스침 입사 필드 거울은 낮은 음의 광학적 힘만을 지닌다. 필드 형성 필드 거울의 광학적 힘은 호형의 필드의 정확한 방향을 얻기 위해 음수이어야만 한다. 필드 렌즈의 확대비는 양수이어야만 하므로, 양의 광학적 힘을 가진 다른 필드 거울을 필요로 한다. 구경 NAfield가 0.025보다 낮은 경우, 양의 광학적 힘을 가진 필드 거울은 스침 입사 거울이 될 수 있고, 더 높은 구경에 대해서는, 양의 광학적 힘을 가진 필드 거울은 법선 입사 거울이 되어야 한다.
도 6은 광원 7501, 집광거울 7503, 필드 레스터 요소 7509를 가진 판, 동공 레스터 요소 7515를 가진 판, 필드 렌즈 7521, 상 평면 7529와 출사 동공 7535로구성된 구체화안의 개략도이다. 필드 렌즈 7521은 동공 상형성을 위해 양의 광학적 힘을 가진 법선 입사 거울 7523 하나와 필드 형성을 위한 음의 광학적 힘을 가진 스침 입사 거울 7527 하나를 가진다. 모든 제 2 광원의 상형성에 대한 예로서, 제 3 광원 7535를 형성하는 출사 동공 7533 내 제 2 광원 7507의 상형성이 나타내어져 있다. 조명 시스템의 광학축 7545은 직선은 아니나 상기 요소의 중심에서 광학축 7545에 의해 교차되어지는 단일 요소 사이의 연결선에 의해 정의된다. 그러므로, 조명 시스템은 흐려짐 없는 광선 경로를 얻기 위해 각 요소에서 휘어지는 광학축 7545를 가진 비중심 시스템이다. 상기 광학적 요소를 위한 공통의 대칭축은 없다. EUV 노출 장치를 위한 투영 물체는 전형적으로 직선의 광학축과 축외 물체 필드를 가진 중심을 이루는 시스템이다. 투영 물체의 광학적 축 7547은 점선으로 나타내어져 있다. 필드 7531의 중심과 투영 물체의 광학적 축 7547 사이의 거리는 필드 반경 Rfield와 같다. 필드 거울 7523의 상을 형성하는 동공과 필드 형성 필드 거울 7525은 축상 환상체 거울 7535와 7527의 꼭지점들을 지나는 광학적 축 7545를 의미하는 축상 환상체 거울로 설계된다.
도 7에 보여진 또 다른 구체화안에서는, 양의 광학적 힘을 가진 필드 거울 7623으로 구성된 필드 렌즈 7621 내의 망원 물체, 음의 광학적 힘을 가진 필드 거울 7625와 필드 거울 7627이 경로 길이를 감소시키기 위해 사용된다. 해당 요소들은 도 6의 것들과 비교해 100씩 늘어나는 같은 참조 번호를 갖는다. 그러므로, 상기 요소들에 대한 설명은 도 6의 설명에서 찾을 수 있다. 도 5에서 망원 물체의 필드 거울 7625와 필드 거울 7623은 축외 카세그래니안(Cassegrainian) 배열로 형성된다. 망원 물체는 제 2 광원 7601에 물체 평면을, 출사 동공 7633에는 상 평면을 가진다. 망원 물체의 동공 면 은 조명 시스템의 상 평면 7629에 배열된다. 상기 배열에서, 거울 7603, 7609, 7615, 7625와 7623에서 5 개의 법선-입사 반사와 거울 7627에서 하나의 스침-입사 반사를 가진다면, 모든 거울은 조명 시스템의 상 평면 7629 아래에 배치된다. 그러므로, 레티클과 레티클 지지 시스템을 설치할 충분한 공간이 있다.
도 8에서는 도 7의 구체화안의 상세도가 나타내어져 있다. 해당 요소들은 도 7의 것들과 비교해 100씩 늘어나는 같은 참조 번호를 갖는다. 그러므로, 상기 요소들에 대한 설명은 도 7의 설명에서 찾을 수 있다. 구성 요소들은 y-z 단면도로 나타내어져 있고 각 요소들에 대해서는, y-축과 z-축을 가진 국지 좌표 시스템이 나타내어져 있다. 짐광 거울 7703과 필드 거울 7723, 7725와 7727에 대해서는, 국지 좌표 시스템은 거울의 꼭지점에서 정의된다. 레스터 요소의 두 판에 대해, 국지 좌표 시스템은 판의 중심에서 정의된다. 표 2에서, 광원 7701의 국지 좌표 시스템에 대한 국지 좌표 시스템의 배치가 나타내어져 있다. x-, y-, z-축에 대한 경사각 α, β, γ가 오른손 잡이 시스템으로 정의된다.
X[mm] Y[mm] Z[mm] α[°] β[°] γ[°]
광원 7701 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
집광거울 7703 0.0 0.0 125.0 0.0 0.0 0.0
필드 레스터 요소7709를 가진 판 0.0 0.0 -975.0 10.5 180.0 0.0
동공 레스터 요소7715를 가진 판 0.0 -322.5 -134.8 13.5 0.0 180.0
필드 거울 7725 0.0 508.4 -1836.1 -67.8 0.0 180.0
필드 거울 7723 0.0 204.8 -989.7 -19.7 0.0 180.0
필드 거울 7727 0.0 -163.2 -2106.2 49.4 180.0 0.0
이미지 판 7731 0.0 -132.1 -1820.2 45.0 0.0 0.0
출사 동공 7733 0.0 -1158.1 -989.4 45.0 0.0 0.0
표 2: 거울의 꼭지점에 대한 좌표 체계
표면 데이타는 표 3에 주어져 있다. 반경 R과 원뿔 상수 K는 아래의 수식에 다른 거울의 형태를 정의한다.
여기서 h는 z축으로부터 표면점의 반경거리이다.
집광 거울7703 필드 레스터요소 7709 동공 레스터요소 7715 필드 거울7725 필드 거울7723 필드 거울7727
R [mm] -235.3 ∞ -1239.7 -534.7 -937.7 -65.5
K -0.77855 0.0 0.0 -0.0435 -0.0378 -1.1186
촛점 길이f[mm] - ∞ 617.6 -279.4 477.0 -757.1
표 3: 구성 요소들의 광학적 데이타
상기 구체화안의 광원 7701은 83°의 통로각으로 광선 원뿔을 생성시키는 약 0.3 mm의 직경을 가진 레이저 생성 플라즈마 원료이다. 원료 7701의 파편에 의한 집광 거울 7703의 오염을 줄이기 위해, 집광거울 7703까지의 거리는 125 mm로 정해진다.
집광 거울은 타원체 거울이며, 광원 7701은 상기 타원체의 제1 촛점에 배치되고 동공 레스터 요소 7715를 가진 판은 상깅 타원체의 제2 촛점에 배치된다.
그러므로, 필드 레스터 요소 7709는 평면의 거울로 설계되어질 수 있다. 집광 거울 7703과 필드 레스터 요소 7709를 가진 판의 중심 사이의 거리는 1100 mm이다. 필드 레스터 요소 7709는 길이 XFRE= 46.0 mm, 너비 YFRE= 2.8 mm를 가진 사각형이다. 필드 레스터 요소의 배치는 도 4에 나타내어져 있다. 경사각과 경사축은 각 필드 레스터 요소 7709 대해 서로 다르며, 필드 레스터 요소는 대응되는 동공 레스터 요소 7715로 투입 광선 다발이 향하도록 기울어져 있다. 경사각은 -4°에서 4°의 범위 내에 있다. 필드 레스터 요소상의 광선의 평균 입사각은 10.5°이다. 그러므로 필드 레스터 요소 7709는 법선 입사에 사용된다.
동공 레스터 요소 7715를 가진 판은 필드 레스터 요소 7709를 가진 판으로부터 900 mm의 거리 내에 배치된다. 동공 레스터 요소 7715는 오목 거울이다. 동공 레스터 요소 7715의 배치는 도 3에 나타내어진다. 경사각과 경사축은 각 동공 레스터 요소 7715 대해 서로 다르며, 동공 레스터 요소 7715는 상 평면 7731 내 필드 레스터 요소 7709의 사들을 겹치기 위해 기울어져 있다. 경사각은 -4°에서 4°의 범위 내에 있다. 동공 레스터 요소 7715 상의 광선의 평균 입사각은 7.5°이다. 그러므로 동공 레스터 요소 7715는 법선 입사에 사용된다.
필드 거울 7725는 볼록 거울이다. 투입된 광선에 의해 정의된 상기 거울의 사용된 면적은 회전 대칭 원추 표면의 축외 구획이다. 거울 표면은 점선으로 꼭지점에서 사용된 면적에 이르기까지 도 6에 그려져 있다. 동공 레스터 요소 7715를 가진 판과 필드 거울 7725 상에 사용된 면적의 중심 사이의 거리는 1400 mm이다. 필드 거울 7725 상의 광선의 평균 입사각은 12°이다. 그러므로 필드 거울 7725는 법선 입사에 사용된다.
필드 거울 7727는 오목 거울이다. 투입된 광선에 의해 정의된 상기 거울의 사용된 면적은 회전 대칭 원추 표면의 축외 구획이다. 거울 표면은 점선으로 꼭지점에서 사용된 면적에 이르기까지 도 6에 그려져 있다. 필드 거울 7725 상에 사용된 면적의 중심과 필드 거울 7723 상에 사용된 면적의 중심 사이의 거리는 600 mm이다. 필드 거울 7723 상의 광선의 평균 입사각은 7.5°이다. 그러므로 필드 거울 7723는 법선 입사에 사용된다.
필드 거울 7727는 볼록 거울이다. 투입된 광선에 의해 정의된 상기 거울의 사용된 면적은 회전 대칭 원추 표면의 축외 구획이다. 거울 표면은 점선으로 꼭지점에서 사용된 면적에 이르기까지 도 6에 그려져 있다. 필드 거울 7723 상에 사용된 면적의 중심과 필드 거울 7727 상에 사용된 면적의 중심 사이의 거리는 600 mm이다. 필드 거울 7727 상의 광선의 평균 입사각은 78°이다. 그러므로 필드 거울 7727는 법선 입사에 사용된다. 필드 거울 7723과 상 평면 7731 사이의 거리는 300 mm이다.
또 다른 구체화안에서는, 필드 거울들은 축상 환상체 거울로 대치된다. 상기 거울들의 꼭지점은 사용된 면적의 중심 내에 배치된다. 볼록 필드 거울은 y-z면에서의 반경 Ry= 571.3 mm와 x-z면에서의 반경 Rx= 546.6 mm를 가진다. 상기 거울은 거울들의 사용된 면적의 중심 사이의 연결선으로 정의된 국지 광학적 축 7745에 대해 국지 x축 방향으로 약 12° 기울어져 있다. 오목 필드 거울은 y-z면에서의 반경 Ry= -962.14 mm와 x-z면에서의 반경 Rx= -945.75 mm를 가진다. 상기 거울은 국지 광학적 축 7745에 대해 약 12°국지 x축 방향으로 기울어져 있다.
도 9는 도 8에 나타내어진 조명 시스템의 상 평면 7731 내 조명되어지는 호형의 면적을 보여준다. y축의 방향은 도 8에서 정의된다. 실선 7849는 강도 분포의 50% 값, 점선은 10% 값을 나타낸다. y축 방향 내 조명된 면적의 너비는 필드에 걸쳐 일정하다. 강도 분포는 표 2와 표 3 에 주어진 광학 시스템에 의해 실행된 시뮬레이션(simulation)의 결과이다.
도 10은 상 평면 7731 내 조명된 필드의 중심(x = 0 mm, y = 0 mm) 내 물체점의 출사 동공 7733의 조명을 보여준다. 제 3 광원 7935의 배열은 도 5에 나타내어진 것과 같이 동공 레스터 요소 7715의 배열에 대응된다. 도 5의 동공 레스터 요소는 뒤틀어진 격자 상에 배열되며, 제 3 광원 7935는 뒤틀림 없는 격자 상에 배열된다.
출사 동공 7733에 있어서의 빛의 분포는 구형이 아니라 타원체인 레이저-플라즈마 원료를 가진 시뮬레이션의 결과이므로 제 3 광원 7935의 형태는 원형이 아니다. 원료 타원체는 국지 광학축의 방향으로 위치되었다. 원료 타원체는 국지 광학축의 방향으로 향해있다. 그러므로 제 3 광원 또한 원형이 아니라 타원체이다.필드 레스터 요소와 동공 레스터 요소 사이의 광채널의 혼합과 사용자가 정의한 배치에 기인하여 제3 광원 7935의 방향은 각 제 3 광원 7935와 다르다.
필드 레스터 요소와 동공 레스터 요소 사이의 광채널 혼합과 사용자가 정의한 배치에 기인하여 제3 광원 7935의 방향은 각 제 3 광원 7935와 거의 다르다. 그러므로, 적어도 2 개의 필드 레스터 요소의 평면은 서로 교차해야만 한다. 필드 레스터 요소의 입사 평면은 투입 광선의 중심 광선과 그에 대응되는 반사 광선으로 정의된다.
도 11는 또 다른 구체화안의 개략도를 보여준다. 각 요소는 도 6의 것과 동일한 800씩 증가한 같은 참조 번호를 가진다. 그러므로, 상기 요소에 대한 설명은 도 6의 설명에서 찾을 수 있다. 상기 구체화안에서, 집광거울 8303은 필드 레스터 요소 8309를 가진 판 앞의 광원 8301의 중간 매개 상 8361를 생성하도록 설계된다. 상기 중간 매개 상 8363 근처에 전달 판 8363이 배치된다. 중간 매개 상 8361과 전달 판 8363 사이의 거리가 너무 커서 판 8361은중간 매개 초점 근처의 높은 강도에 의해 파괴되어지지 않을 것이다. 상기 거리는 200 mm 정도의 전달 판 8363의 최대 지름에 의해 제한된다. 최대 직경은 EUV에서 투명해진 판을 제조할 가능성에 의해 결정된다. 전달 판 8363은 사용된 파장의 범위를 선택하기 위해 스텍트럼 순도 여과기로서 사용되어질 수도 있다. 필드 레스터 요소 83409를 가진 판은 분산 광선 다발로 조명된다. 필드 레스터 요소 8309의 경사각은 집광 표면에 따라 조절되어질 수 있기 때문에 분산 광선 경로가 거의 평행한 것으로 변형되어질 수 있다. 추가로, 필드 레스터 요소 83409는 해당 동공 레스터 요소 8315에 투입 광선 다발을 편향시키도록 기울어진다.
도 12는 EUV 투영 노출 장치의 상세도를 보여준다. 조명 시스템은 도 8에 상세히 보여진 바와 같다. 해당 요소는 도 8에서와 같이 700씩 증가된 같은 참조번호를 가진다. 조명 시스템의 상 평면 8429 내에 레티클 8467이 배치된다. 레티클 8467은 지지 시스템 8467가 배치된다. 6 개의 거울을 가진 지지 시스템 8475에 의해 또한 위치된 웨이퍼 8473상에 레티클 8467의 상을 형성한다. 투영 물체 8471의 거울은 공통의 직선 광학축 8447 상에 모여든다. 호형의 물체 필드는 축외에 배치된다. 레티클 8467과 투영 물체 8471의 필드 거울 8477 사이의 빛의 경로의 방향이 투영 물체 8471의 광학적 축 8447에 수렴된다. 레티클 8467의 법선에 대한 주요 광선 8467의 각은 5°에서 7°사이이다. 도 11에 보여진 바와 같이, 조명 시스템 8479는 투영 물체 8471로부터 잘 분리된다. 조명과 투영 광선 경로는 레티클 8467 근처에서만 간섭한다. 조명 시스템의 빛의 경로는 조명 시스템의 요소는 레티클 8467를 가진 판 8481과 웨이퍼 8473을 가진 평면 8383가 배치되는 방식으로 평면 25°이하 또는 75°이상의 반사각으로 접혀진다.
본 발명은 종래 기술에 따른 조명 시스템의 단점을 극복하고 193 nm 보다 작거나 같은 파장을 가진 진보된 리소그래피법에 대한 요구사항을 충족시키는 마이크로리소그래피를 위한 조명 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 주요 광원(7001, 7101, 7501, 7601, 7701, 8301, 8401);
    제 1 광학부;
    제 2 광학부(7021, 7121, 7521, 7621, 8321, 8421);
    이미지면(7029, 7129, 7229, 7529, 7629, 8329, 8429);과
    출사 동공(7033, 7133, 7533, 7633, 7733, 8333);으로 구성되고, 상기 제 1 광학부가 주요 광원(7001, 7101,...)를 상기 출사 동공(7033,...) 내 상기 제 2 광학부(7021,..)에 의해 상형성된 다수의 제 2 광원으로 변형시킨다는 점, 상기 제 1 광학부가 상기 이미지면(7029,...) 내의 필드(7031, 7131, 7231, 7531, 7631, 7731, 8331) 상에 적어도 부분적으로 겹쳐진 다수의 상을 형성하는 상기 이미지면 내로 상이 형성되는 다수의 제 1 래스터 요소(7009, 7109, 7209, 7309, 7609, 7709, 8309, 8409)를 가진 제 1 광학적 요소를 포함한다는 점, 상기 다수의 제 1 래스터 요소(7009,...)가 사각형이라는 점, 상기 제 2 광학부는 상기 환형 구획에 상기 필드를 형성하는 음의 광학적 힘을 가진 제 1 필드 거울(7027, 7127, 7527, 7627, 7727, 8327, 8427)과 양의 광학적 힘을 가진 제 2 필드 거울(7023, 7123, 7523, 7623, 7723, 8323, 8423)을 포함한다는 점, 다수의 광선 각각이 70°이상의 입사각을 가진 상기 제 1 필드 거울(7029,...)을 가로지른다는 점, 다수의 광선 각각이 25°이상의 입사각을 가진 상기 제 2 필드 거울(7023,...)을 가로지른다는 점을 특징으로 하는 특히 파장 193 nm 이하의 마이크로리소그래피를 위한 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 필드 거울(7027,...)은 회전 대칭 반사 표면의 축외 구획인 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 필드 거울(7027,...)은 환상체의 반사 거울의 축상 구획인 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 필드 거울(7023,...)은 회전 대칭 반사 거울의 축외 구획인 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 필드 거울(7023,...)은 환상체의 반사 거울의 축상 구획인 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 광학부는 제 3 필드 거울(7625, 7725, 8325, 8425)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 3 필드 거울(7625,...)은 음의 광학적 힘을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1(7027,...), 제 2(7023,...)와 제 3(7625,...) 필드 거울이
    (a) 상기 다수의 제 2 광원에서 망원-물체 평면을 가진 망원 대물 렌즈,
    (b) 상기 조명 시스템의 상기 상 평면에 망원 동공면과
    (c) 상기 출사 동공에서 망원-상 평면을 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  9. 제 6 항 내지 제 8항에 있어서, 다수의 광선의 각각은 25°이하의 입사각으로 상기 제 3 필드 거울을 가로지르는 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 필드 거울(7023,...)은 회전 대칭 반사 거울의 축외 구획인 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 필드 거울(7023,...)은 환상체의 반사 거울의 축상 구획인 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  12. 제 6 내지 제 11 항에 있어서, 상기 제 1(7027,...), 제 2(7023,...)와 제 3(7625,...) 필드 거울은 비중심(non-centered) 시스템을 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 광학부는 25°이하의 입사각을 가진 짝수의 법선 입사 거울로 구성된 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항에 있어서, 상기 제1 광학부는 추가로 다수의 제 2 래스터 요소(7015, 7115, 7215, 7515, 7615, 7715, 8315, 8415)를 가진 제 2 광학 요소로 구성되어 있고 상기 다수의 제 1 래스터 요소(7009,...)가 상기 다수의 제 2 래스터 요소(7015,...) 중 하나에 대응되며 상기 다수의 제 1 래스터 요소(7009,...)는 다수의 제 2 래스터 요소( 7015,...) 중 대응되는 하나로 상기 투입 광선 다발 중 하나를 편향시키는 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 다수의 제 2 래스터 요소(7015,...)와 상기 제 2 광학부는 상기 이미지면(7029,...) 내로 상기 해당 제 1 래스터 요소(7009,...)의 상을 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  16. 제 14 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 제 2 래스터 요소(7015,...)가 오목 거울인 것을 특징으로 하는 상기 조명 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지 평면(7029,...)에 위치한 레티클(8467)과지지 시스템 상의 빛에 민감한 물체 와 상기 빛에 민감한 물체 상에 상을 형성하기 위한 투영 물체로 구성된 상기 조명 시스템의 투영 노출 장치.
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