KR20150082663A - Ｅｕｖ 마이크로리소그래피용 투사 조명 시스템 - Google Patents

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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유용한 EUV 광(3)을 생성하기 위한 EUV 싱크로트론 광원(2)을 갖는 EUV 마이크로리소그래피용 투사 조명 시스템(1)에 관한 것이다. 조명 광학기기(5)는 유용한 광(3)으로 오브젝트 필드(14)를 조명하는 역할을 한다. 투사 광학기기(16)는 이미지 필드(17) 내에 오브젝트 필드를 디스플레이하는 역할을 한다. 스캐닝 장치(6)는 투사 조명 지속기간과 동기하여 유용한 광(3)을 편향시킴으로써 오브젝트 필드(14)를 조명하는 역할을 한다. 투사 조명 시스템은 EUV 싱크로트론 광원의 출력 파워가 EUV 투사 조명에 가능한 효율적으로 적용될 수 있는 결과를 초래한다.

Description

ＥＵＶ 마이크로리소그래피용 투사 조명 시스템{PROJECTION ILLUMINATION SYSTEM FOR EUV MICROLITHOGRAPHY}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 EUV 마이크로리소그래피용 투사 조명 설비에 관한 것이다.
이 종류의 투사 조명 설비는 US 6,859,515 B2 및 US 5,439,781로부터 알려져 있다. 또 다른 EUV 마이크로리소그래피용 투사 조명 설비가 US 2007/0152171 A1로부터 알려져 있다.
본 발명의 목적은 인용된 타입의 투사 조명 설비를 개발하는 것이다.
본 발명은 이 목적을 청구항 1에 특정된 특징을 갖는 투사 조명 설비에 의해 달성한다.
본 발명에 따라, 투사 조명과 동기하여 필드 패싯(facet) 미러를 조명하기 위한 스캐닝 장치가 일반적으로 손실과 관련되는 EUV 광원에 대한 종종 작은 다이버전스(divergence) 각도를 넓힐 필요 없이 투사 조명 설비의 조명 광학기기를 사용할 기회를 제공하는 것이 인식되고 있다. 조명 광학기기에 대한 개구수는 예를 들면, 로우 단위의 스캐닝에 의해 동시가 아니라 순차적으로 스캐닝 장치를 사용하여 채워진다. 많은 EUV 광원이 일반적으로 조명 광학기기의 그러한 순자 스캔 조명이 맵핑(mapping) 품질에 대한 제한을 초래하지 않을 정도로 높은 반복 레이트(rate)를 갖는 것이 인식되고 있다. 투사 조명 기간은 전체 오브젝트 필드가 규정된 조명 강도로 조명되었을 때 경과하였다.
청구항 2 및 3에 따르는 패싯 미러는 정해진 오브젝트 필드 조명을 제공하는 데 특히 적합한 것으로 밝혀진 바 있다. 패싯 미러는 스캐닝 장치에 의해 조명될 수 있다. 이와 달리, 패싯 미러는 스캐닝 장치 자체의 부분일 수도 있다.
청구항 4에 따르는 싱크로트론(synchrotron) 방사 기반 EUV 광원 및 특히 자유 전자 레이저(FEL)는 특히 높은 빔 휘도를 갖는다. FEL의 대안으로서, 위글러(wiggler) 또는 언듈레이터(undulator)를 사용하는 것도 가능하다. 싱크로트론 방사 기반 EUV 광원은 일반적으로 스캐닝 장치에 의해 유리하게 넓혀질 수 있는 작은 다이버전스 각도를 갖는다. 싱크로트론 방사 기반 EUV 광원은 일반적으로 본 발명에 따르는 스캐닝 장치와 유리한 조합이 가능하게 하는 매우 높은 반복 레이트를 갖는다.
예로서, 청구항 5 내지 7에 따르는 스캐닝 장치는 레이저 RGB 디스플레이나 레이저 텔레비전 세트의 개발과 관련하여 알려져 있고, 가장 높은 편향 주파수가 필요할 때에도 자신들이 빔 편향을 하는 것을 입증하였다.
청구항 8 또는 9에 따르는 강도 변조기는 스캐닝 작업 중에 특정 강도 변화를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이것은 특히 수정 용도로 사용될 수 있다.
청구항 10에 따르는 강도 변조기는 오브젝트 필드 상에 사용된 광에 대한 강도 분포에 특히 영향을 주거나 수정하기 위해 사용될 수 있다. 필드 패싯 미러의 모든 필드 패싯이 동일한 강도 분포로 적용되는 광을 사용한다면, 이로 인해 오브젝트 필드 상에 대응하는 강도 분포가 생성된다.
청구항 11에 따르는 강도 변조기는 오브젝트 필드 상의 조명 각도 분포에 특히 영향을 주거나 수정하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우에, 동기화는 동공 패싯이 동공 패싯 미러의 동기화된 스윕 오버를 위해 적용되는 동일한 강도 분포를 항상 갖도록 하는 것일 수 있다. 이로 인해, 시간의 경과에 따라 일정한 규정된 조명 각도 분포를 얻을 수 있게 된다. 이와 달리, 동공 패싯 미러 상의 강도 분포는 연속적인 스캔을 위해 변경될 수 있다. 이로 인해 조명 각도 분포가 시간의 경과에 따라 변경될 수 있다.
청구항 12에 따르는 스캐닝 장치는 강도 변조기와 유사한 동작을 할 수도 있다. 그러한 스캐닝 장치로 인해, 필드 패싯 미러 및/또는 특히 동공 패싯 미러의 패싯의 손실 없는(loss-free) 강도 변조를 얻을 수 있다. 비교적 빠른 편향 속도에서 스윕 오버되는 영역은 비교적 낮은 편향 속도에서 스윕 오버되는 영역보다 이 경우에는 더 낮은 강도의 적용에 따르게 된다.
청구항 13 내지 15에 따르는 장치는 EUV 싱크로트론 광원의 전체 평균 파워의 효율적인 이용을 가능하게 한다.
대응하는 상황이 청구항 16에 따르는 장치에 적용된다.
청구항 17에 따르는 필드 패싯 미러는 스캐닝 장치에 의해 복잡성이 거의 없이 작동될 수 있다. 로우 및 칼럼 배열은 개별 필드 패싯이 반드시 직사각형이 될 필요는 없다. 필드 패싯의 다른 에징(edging) 형상 예컨대, 원호 에징 특히 부분적으로 링 형상의 에징이 또한 가능하다.
본 발명의 예시적인 실시예들을 도면을 참조하여 이하 더욱 상세히 설명할 것이다.
본 발명에 의하면, 인용된 타입의 투사 조명 설비를 얻을 수 있다.
도 1은 마이크로리소그래피용 투사 조명 설비를 통하여 메리디오날 섹션을 조명 광학과 관련하여 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 투사 조명 설치 시에 조명 광학기기의 주사 장치가 배치된 업스트림의 성분의 개략도이다.
도 3은 조명 광학기기에서의 필드 패싯 미러의 필드 패싯 어레이에 대한 설계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 하나의 동일한 필드 패싯 미러를 갖는 조명 광학기기에서의 동공 패싯 미러의 복수의 동공 패싯 어레이의 개략도이다.
마이크로리소그래피용 투사 조명 설비(1)가 마이크로구조의 또는 나노구조의 전자 반도체 부품을 제조하는 데 사용된다. 광원(2)은 예를 들면, 5 ㎚와 30 ㎚ 사이의 파장 범위의 EUV 방사를 방출한다. 광원(2)은 자유 전자 레이저(FEL)의 형태이다. 이것은 매우 높은 휘도에서 코히런트 방사(coherent radiation)를 생성하는 싱크로트론(synchrotron) 방사원이다. 그러한 FEL은 Pagani 등의 Nucl. Instr. & Methods A463 (2001), pp9 및 Ackermann 등의 Nature photonics Vol.1 (2007), 336pp로부터 당업자에게 공지되어 있다. EUV 리소그래피의 요건에 대한 이러한 종류의 대형 FEL 설비의 맞춤 제작은 2006년 10월의 국제 기구 세마테크의 EUVL 심포지움(cf. 2007년 4월에 Curran Associates, INC.에 의해 발표된 "extreme ultraviolet lithography" (EUVL) Symposium. International. 5 CH 2006. (4　VOLS))을 위한 EUVL 소스 워크샵에서, 특히 Saldin 등, Hajima 등 및 Goldstein에 의한 전문적인 논문에서, 당업자에게 제시된 바 있다. 이 EUVL 소스 워크샵의 행사는 인터넷 어드레스 http://www.sematech.org/meetings/archives/litho/euv/7855/에 공개되어 있다. 광원(2)으로서 적합한 컴팩트한 FEL이 US 2007/0152171 A1호에 기재되어 있다. 광원(2)으로서의 FEL의 설계에 관한 추가의 고려사항은 인터넷 어드레스 http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0612/0612125v1.pdf에 공개되어 있는 F. Gruner 등에 의한 전문적인 논문 "Design considerations for table-top, laser-based VUV and X-ray free electron lasers"에서 당업자에게 밝혀질 수 있다. 전술한 종래 기술의 내용의 전체 범위는 이 출원의 일부이다.
광원(2)은 2.5 kW의 평균 전력을 갖는다. 광원(2)의 펄스 주파수는 30 ㎒이다. 단일 방사 펄스마다 그러면, 83 μJ의 에너지를 반송한다. 100 fs의 방사 펄스 길이로, 이것은 833 MW의 방사 펄스 전력에 상당한다.
투사 조명 설비(1) 내에서의 조명 및 맵핑(mapping)을 위해, 사용된 방사 번들(3)이 이용된다. 사용된 방사 번들(3)은 개구 각도(4) 내에서 조명되어, 아직 설명하지 않은 스캐닝 장치(6)를 이용하여 투사 조명 설비(1)의 조명 광학(5)에 매치한다. 광원(2)에서 시작하여, 사용된 방사 번들(3)은 5 mrad 미만인 다이버전스를 갖는다. 스캐닝 장치(6)는 조명 광학기기(5)의 중앙 초점 면(6a)에 배치된다. 스캐닝 장치(6) 다음에, 사용된 방사 번들(3)이 먼저 필드 패싯 미러(7)에 영향을 준다. 스캐닝 장치(6)에 관한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 아래에 설명할 것이다.
사용된 방사 번들(3)은 특히 2 mrad 미만이고, 바람직하게는 1 mrad 미만인 다이버전스를 갖는다. 필드 패싯 미러(7)에 사용된 방사 번들의 스폿 사이즈는 대략 4 ㎜이다.
도 3은 필드 패싯 미러(7)의 필드 패싯(8)에 대한 패싯 배치, 필드 패싯 어레이의 일례를 도시한다. 실제로 제공되는 필드 패싯(8)의 일부만이 도시되어 있다. 필드 패싯 미러(7)의 필드 패싯 어레이는 6개의 열과 75개의 행을 갖는다. 필드 패싯(8)은 직사각형 형상을 갖는다. 필드 패싯(8)에 대해 다른 형상 예컨대, 원호 형상 또는 환상 또는 부분적으로 환상 구조도 또한 가능하다. 전체에 걸쳐, 필드 패싯 미러(7)는 450개의 필드 패싯(8)을 갖는다. 각 필드 패싯(8)은 도 3에서 수평인 방향으로 50 ㎜ 및 도 3에서 수직인 방향으로 4 ㎜의 범위를 갖는다. 전체 필드 패싯 어레이는 그에 따라, 300 ㎜ × 300 ㎜의 범위를 갖는다. 필드 패싯(8)은 도 3에서 일정한 비율로 도시되지 않는다.
필드 패싯 미러(7)에서의 반사에 이어서, 개별 필드 패싯(8)과 관련되는 펜슬(pencil) 빔으로 분할되는 사용된 방사 번들(3)이 동공 패싯 미러(9)에 영향을 준다. 도 1에는 도시되지 않은 동공 패싯 미러(9)의 동공 패싯은 둥글다. 필드 패싯(8) 중 하나에 의해 반사되는 사용된 방사 번들(3)의 각 펜슬 빔은 이들 동공 패싯 중 관련된 하나의 동공 패싯을 가지며, 각각의 영향을 받은 패싯 쌍은 필드 패싯(8) 중 하나 및 동공 패싯 중 하나, 사용된 방사 번들(3)의 관련된 펜슬 빔에 대한 빔 안내 채널로 규정한다. 동공 패싯의 필드 패싯(8)과의 채널 단위의 관련이 투사 조명 설비(1)에 의한 원하는 조명에 기초하여 이루어진다. 각각의 규정된 동공 패싯을 작동시킬 목적으로, 필드 패싯 미러(8)는 각각 별개로 기울어진다.
동공 패싯 미러(9)와 3개의 EUV 미러(10, 11, 12)를 포함하는 다운스트림 투과 광학기기(13)는 투사 조명 설비(1) 내의 투사 광학기기(16)의 오브젝트 평면(15) 내의 오브젝트 필드(14)로 필드 패싯(8)을 맵시키는 데 사용된다. EUV 미러(12)는 그레이징(grazing) 입사 미러의 형태이다.
도시되지 않은 조명 광학기기(5)의 일 실시예에서, 특히 투사 광학기기(16)의 입사 동공이 적절한 위치에 있을 때, 사용된 방사 번들(3)에 대한 투사 조명 설비에서 대응하는 투과가 증가하게 하는 미러(10, 11 및 12)를 제공하는 것도 가능하다.
필드 패싯(8)의 장변은 스캐닝 방향 y에 대해 직각이다. 필드 패싯(8)의 애스펙트 비는 유사하게, 직사각형 또는 원호 형태일 수 있는 슬롯 형상 오브젝트 필드(14)의 애스펙트 비에 대응한다.
전체 오브젝트 필드(14)는 필드 패싯 미러(7)의 전체 스캔당 24.6 J의 총 도즈량을 사용한다. 이 총 도즈량은 한편으로는 조명 광학기기(5)의 그리고 다른 한편으로는 투사 광학기기(16)의 총 투과량이 곱해져야 한다.
오브젝트 필드(14)의 영역 내의 오브젝트 평면(15)은 사용된 방사 번들(3)을 반사시키는, 도 1에는 도시되지 않은 레티클(reticle)을 포함한다.
투사 광학기기(16)는 이미지 평면(18) 내의 이미지 필드(17)로 오브젝트 필드(14)를 맵시킨다. 투사 조명을 위해, 이 이미지 평면(18)은, 도시되지 않은, 투사 조명 설비(1)에 의해 투사 조명하는 동안 조명되는 감광층을 갖는 웨이퍼를 포함한다.
위치 관계의 설명을 용이하게 하기 위해, xyz 좌표계가 이후에 사용된다. x축은 도 1의 도면의 평면에 수직이고 그것을 지시한다. y축은 도 1에서 우측으로 연장한다. z축은 도 1의 아래 방향으로 연장한다.
투사 조명하는 동안, 레티클과 웨이퍼의 양자는 도 1에서 y방향으로 동기하여 스캔된다. 웨이퍼는 투사 조명하는 동안 y방향으로 일반적으로 200 ㎜/s의 스캐닝 속도로 스캔된다.
도 2는 사용된 방사 번들(3)용 스캐닝 장치(6)를 매우 상세히 도시한다. 도 2에서는 위치 관계의 설명을 용이하게 하기 위해 x'-y' 좌표계가 사용된다. x축에 평행한 x'축은 도 2에서 우측으로 연장한다. yz 평면에 놓이는 y'축은 도 2에서 윗 방향으로 연장한다.
스캐닝 장치(6)는, 스위핑(sweeping) 방식으로 사용된 방사 번들(3)을 반사시키고, x'축에 평행한 로우 어드밴스(row advance) 축(19)에 대해 그리고 상기 로우 어드밴스 축에 직각인 칼럼 스캔 축(20)에 대해 기울어질 수 있는 스캐닝 미러이다. 로우 어드밴스 축(19)은 도 2에서 x'축에 평행하다. 칼럼 스캔 축(20)은 도 2에서 y'축에 평행하다.
도 2는 4개의 필드 패싯(8)의 각각의 4개의 수평 로우를 갖는 4×4 어레이로서 필드 패싯 미러(7)를 개략적으로 도시한다. 후속하는 주파수 및 시간 데이터는 도 3과 관련하여 이미 설명한, 6×75 어레이를 갖는 필드 패싯 미러(7)의 조명에 관련된다. 칼럼 스캔 축(20)에 대한 기울기는 7.5 ㎑의 로우 주파수에서 달성된다. 이 경우에, 미러 면(21)은 약 +/-4.5°기울어지며, 그 결과 +/-9°의 사용된 방사 번들(3)에 대한 편향각이 얻어진다. 따라서, 필드 패싯 미러(7)의 각각의 로우 상의 사용된 방사 번들(3)에 대한 드웰(dwell) 시간은 133.3 ㎳이다. 로우 어드밴스는 로우 어드밴스 축(19)에 대해 동기화된 기울기에 의해 달성되어, 75개의 로우가 로우 어드밴스 축(19)에 대한 기울기를 갖고 정확한 로우 간격을 이용하여 스캔되며, 그에 의해 사용된 방사 번들(3)이 최종 스캔될 필드 패싯(8z)으로부터 스캔될 제1 필드 패싯(8a)으로 복귀하는 것이 보증된다. 미러 면(21)은 따라서, 100 ㎐의 주파수에서 로우 어드밴스 축(19)에 대해 더 기울어진다. 개별 필드 패싯(8) 당의 드웰 시간은 22.2 ㎲이다. 필드 패싯(8) 상에서의 드웰 시간 동안, 660 EUV 방사 펄스가 그에 따라 필드 패싯(8)에 영향을 준다.
미러 면(21)과 필드 패싯 미러(7) 사이의 간격은 대략 1 m이다.
칼럼 스캔 축(20)에 대한 기울기 대신에, 로우 어드밴스가 도시되지 않은 칼럼 스캔 축(20)에 대해 회전하는 다각형 스캐너를 이용하여 생성될 수도 있다. 이 다각형 스캐너는 +/- 4.5°주위에서 미러 경사 변화를 위한 총 40개의 다각형 패싯을 갖는다, 즉, 원주 방향으로의 그 회전축에 대해 정 40각형으로 설계된다. 7.5 ㎑의 로우 주파수가 187.5 ㎐의 다각형 스캐너에 대한 회전 주파수에 의해 달성된다. 스캐닝 장치(6)가 도시되지 않은 다각형 미러를 갖고 설계될 때, 다각형 미러는 상술한 바와 같이, 로우 어드밴스 축(19)에 대해 기울어질 수 있는 그것의 업스트림 또는 다운스트림에 배치되는 경사 미러를 갖는다.
오브젝트 필드(14)는 주파 방향 y에 평행한 2 ㎜의 슬롯 폭 및 스캐닝 방향, 즉, x 방향에 직각으로 26 ㎜의 슬롯 폭을 갖는다. 0.3%의 투사 광학기기(16)의 투과 및 레티클 상에서의 24.6 J의 도즈량에서, 웨이퍼 상의 74 mJ의 도즈량이 필드 패싯 미러(7)의 전체 스캔마다 얻어진다. 오브젝트 필드(14) 상의 면 관련 도즈량은 150 mJ/㎠이다. 10-20 mJ/㎠의 웨이퍼의 감광층의 추정된 감도에 대해, 광원(2)은 일반적으로 이러한 종류의 감광층을 조명하는 데 필요한 것보다 7.5의 인자 내지 15의 인자 이상의 광을 제공한다. 원칙적으로, 동시에 복수의 오브젝트 필드(14)를 조명하기 위해 하나의 동일한 광원(2)을 사용하는 것이 가능해진다.
복수의 오브젝트 필드(14)의 그러한 동시 조명의 제1 변형에서, 사용된 방사 번들(3)은 도 1에 점선으로 도시된 다각형 미러(22)에 의해 광원(2)을 벗어난 직후에 45°의 팬 각도(23)까지 yz 평면에서 펼쳐진다. 이 방식으로 펼쳐지는 사용된 방사 번들(3)은 그 후 전체 팬 각도의 1/10을 각각 받아들이는 총 10개의 조명 광학기기(5)에 분배된다. 사용된 방사 번들(3)에 대한 10개의 빔 경로의 각각은 앞서 상술한 바 있는 방식에서 스캐닝 장치(6)를 포함한다.
광원(2)이 30 ㎒의 반복 레이트를 가지면, 45°의 팬 각도(23)까지 총 10개의 조명 광학기기(5)를 사용하기 위해 사용된 방사 번들(3)을 펼치는 것은 87.5 ㎑의 회전 주파수로 회전하는 총 16개의 균등하게 분배된 다각형 패싯을 갖는 다각형 미러(22)를 필요로 한다.
복수의 조명 광학기기(5)가 사용되도록 의도되면, 다각형 스캐너(22)에 대한 요구는 필드 패싯의 총 수를 예컨대, 8∼100개의 필드 패싯 감소시킴으로써 감소될 수 있다.
복수의 오브젝트 필드(14)를 조명하는 투사 조명 설비(1)의 설계의 다른 변형은 하나의 동일한 필드 패싯 미러(24)의 사용을 수반하며, 그 일 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 필드 패싯 미러(24)는, 그 패싯 배열이 필드 패싯 미러(7)의 패싯 배열에 각각 대응하는 패싯 미러 섹션(25, 26, 27, 28, 29, 30)을 갖는다. 그에 따라, 필드 패싯 미러(24)는 각각 총 75 로우의 24 칼럼의 개별 필드 패싯(8)을 갖는다. 각 패싯 미러 섹션(25∼30)에 있어서, 450보다 더 적은 필드 패싯(8)이 제공될 수도 있다.
각각의 패싯 미러 섹션(25∼30)은 관련된 동공 패싯 미러(31∼36)를 조명한다. 이것은 각각의 패싯 미러 섹션(25∼30)의 필드 패싯을 적절히 기울임으로써 달성된다.
패싯 미러 섹션(25)과 관련된 동공 패싯 미러(31)는 원형 영역에 완전히 조명된다. 이것은 조명 광학기기(5)의 동공이 균일하게 채워져 있는 통상적인 조명 세팅으로 알려진 것이다.
패싯 미러 섹션(26)과 관련된 동공 패싯 미러(32)는 환형으로 즉, 링 형상의 방식으로 조명된다.
패싯 미러 섹션(27)과 관련된 동공 패싯 미러(33)는 4개의 포인트를 갖는 스타(star: 37)의 중앙 컷아웃(cutout)이 있다는 차이점을 갖고, 동공 패싯 미러(31)과 유사하게 조명된다. 이 스타 형상과 일직선으로, 동공 패싯 미러(33)에 의해 조명되는 오브젝트 필드(14)는 조명 방향이 부족하다.
패싯 미러 섹션(28)과 관련된 동공 패싯 미러(34)는 환형으로 즉, 링 형상 방식으로 조명되며, 동공 패싯 미러(32)와 비슷한 방식으로, 동공 패싯 미러(34)의 조명을 위한 링 폭은 동일한 링 직경인 경우, 동공 패싯 미러(32)의 조명을 위한 링 폭의 크기의 대략 1/2이다.
패싯 미러 섹션(29)과 관련된 동공 패싯 미러(35)는 동공 패싯 미러(33)와 비슷한 방식으로 조명되며, 동공 패싯 미러(35)는 5개의 포인트를 갖는 스타 형상의 영역(38)의 중앙 컷오프를 갖고, 즉, 상기 영역은 조명되지 않는다.
패싯 미러 섹션(30)과 관련된 동공 패싯 미러(36)는 동공 패싯 미러(31)과 비슷한 방식으로 그렇지만 감소된 조명 직경을 갖고 조명되어, 동공 패싯 미러(36)를 갖는 조명 광학기기(5)로 달성되는 최대 조명 각도는 동공 패싯 미러(31∼35)를 갖는 다른 조명 광학기기(5)의 최대 조명 각도와 비교하여 감소된다.
동공 패싯 미러(31∼36)과 관련하여 상기 설명한 실시예들 외에, 다른 실시예들 예를 들면, 다이폴(dipole), 쿼드러폴(quadrupole) 또는 다른 형상의 멀티폴(multipole) 실시예들도 또한 가능하다.
로우 어드밴스, 즉 필드 패싯 미러(7)의 상이한 로우들 사이의 변화는, 이와 달리, 도 2에서의 하부 우측에 도시된 필드 패싯 미러(7)의 칼럼에 평행하게 배치된 패싯 미러(39)에서의 반사에 의해 달성될 수도 있다.
패싯 미러(39)의 배치 방향은 y 방향에 평행하다. 패싯 미러(39)의 패싯들(40) 중 하나 상의 사용된 방사 번들(3)의 출현 포인트에 따라서, 사용된 방사 번들(3)이 필드 패싯 미러(7)의 다른 로우로 편향된다. 도 2는 5개의 패싯(40)을 갖는 패싯 미러(39)를 도시한다. 이 도시는 단순화한 것이다. 도 3에 도시된 패싯 미러(7)를 설명하는 데 75개의 패싯을 갖는 패싯 미러(39)가 필요하다. 75개의 패싯을 사용하는 이러한 패싯팅(faceting)은 칼럼 스캔 축(20) 둘레의 원주 방향의 패싯팅과 결합될 수도 있어, 패싯 미러(39)에 패싯된 볼록체 특히 패싯된 구의 형상이 제공된다. 패싯팅 대신에, 충분히 작은 사용된 방사 번들(3)로 인해, 패싯 미러(39)가 연속적인 윤곽을 갖고 생성될 수도 있고, 패싯 면은 연속적인 전이를 갖고 그들 사이에 날카로운 에지는 갖지 않는다. 이들 소프트한 전이 사이의 편평한 섹션은 날카로운 에지를 갖는 실시예에서와 같은 법선 벡터를 갖는다.
투사 조명 설비(1)의 다른 변형에서, 광원(2)에는 사용된 방사 번들(3)의 강도를 변조하기 위한 강도 변조기(41)가 설치된다. 강도 변조기(41)는 스캐닝 장치(6)에 및 가능하게는 동기화할 목적으로 다각형 미러(22)의 작동에 시그널링 연결을 갖는다. 강도 변조기(41)는, 필드 패싯 미러 예컨대, 필드 패싯 미러(7)의 단일 필드 패싯(8)이 스윕 오버되는(swept over) 동안 사용된 방사 번들(3)의 강도가 영향을 받도록 동작될 수 있다. 이 영향이 스윕 오버되는 필드 패싯 미러(7)의 모든 필드 패싯(8)의 경우에서와 동일한 방식으로 달성되면, 그 결과는 오브젝트 필드(14)에서의 조명의 강도 분포에 대한 영향에 대응한다.
대안으로서 또는 덧붙여서, 강도 변조기(41)에 의한 강도 변조는, 사용된 방사 번들(3)의 강도가 동공 패싯 미러의 스위핑 오버와 동기하여 영향을 받도록, 스캐닝 장치(6) 및 가능하게는 다각형 미러와 동기하여 달성될 수 있다. 이로 인해 오브젝트 필드(14) 상에서의 조명 각도 분포의 정정을 달성하는 것이 가능해진다.
강도 변조기(41)에 의한 강도 변조에 대응하는 효과는 필드 패싯 미러(7)를 스윕 오버할 때 사용된 방사 번들(3)의 편향의 편향 속도를 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 예로서, 필드 패싯 미러(7)가 각 필드 패싯(8)의 중앙이 필드 패싯(8)의 우측 및 좌측 에지에서의 2개의 에지보다 더욱 빠르게 스윕 오버되도록 편향 속도를 변경할 때 스캔되면, 그 결과는 사용된 방사 번들(3)이 오브젝트 필드(14)에 적용되고 에지와 비교하여 중앙에 강도가 더 약하게 적용되는 것이다.
예로서, 광원(2)의 강도 변조는 방사 펄스를 정지시킴으로써, 레이저 기능을 방해함으로써, 예컨대, 공진기를 특히 이조(detuning)시킴으로써, 및/또는 레이저 주파수를 변조함으로써 가능해진다.
방사 펄스는 Q 스위치를 작동시킴으로써 또는 공진기 내부 또는 공진기 외부에 배치되는 전자 광학이나 음향 광학 변조기 또는 편향기(EOM, AOM)에 의해 정지될 수 있다. 레이저 기능은 예를 들면, 부가적으로 연결된 전자계에 의해 방해될 수 있다. EUV 사용 방사의 파장은 예컨대, 역콤프톤 효과(inverse Compton effect)에 의해 상대론적인 전자 빔에 후속하는 산란에 의해 이조될 수 있다. 이 이조에 대해, FEL로부터 재생될 전자의 부분을 사용하는 것이 가능해진다. EUV 사용 방사의 파장의 이조는 조명 광학기기(5)의 미러 소자 상의 EUV 반사 코팅에 대한 파장보다 더 커야 한다. 그러한 반사 코팅은 다층 코팅의 형태일 수도 있다.
광원(2)의 펄스된 작동으로 인해 오브젝트 필드(14) 상의 조명 각도 분포를 먼저 특별 규정할 수 있다.
오브젝트 필드(14) 내의 각 필드 포인트는 그 포인트와 관련된 개별 필드 패싯(8) 상에 적절히 공액의(conjugated) 포인트를 갖는다. 사용된 방사 번들(3)의 방사 펄스가 특정 필드 포인트와 관련된 이들 패싯 포인트에 적용될 때마다 억제되는 한에는, 관련 필드 포인트에서의 조명 강도에 영향을 주는 것이 가능해진다. N개의 필드 패싯(8)이 오브젝트 필드(14)의 오버레이잉(overlaying) 조명용으로 사용되고 있으면, 1/N의 상대 정확도와의 상관이 필드 패싯(8) 중 하나의 패싯 포인트에 조명을 억제함으로써 달성될 수 있다.
오브젝트 필드(14) 상의 주어진 포인트에 대해, 동공 패싯 미러(9)를 통해 필드 패싯(8) 중 하나와 관련되는 각 조명 채널은 특정 조명 각도에 대응한다. 따라서, 이러한 종류의 전체 조명 채널이 억제되도록 사용된 방사 번들(3)의 방사 펄스의 강도 변조로 인해, 오브젝트 필드(14) 상의 조명 각도 분포가 영향을 받을 수 있게 된다. 원칙적으로는, 복수의 필드 패싯을 갖는 필드 패싯 미러 대신에, 필드 패싯 미러가 스캐닝 장치 자체의 부분으로서 제공되는 것도 가능하다. 그 경우에, 필드 패싯 미러는, 두 가지 자유도를 통해 기울어질 수 있는 활성이며, 그 결과, 예를 들어, 오브젝트 필드나 동공 패싯 미러의 동공 패싯을 직접 조명하는, 정확히 하나의 패싯을 갖는다.

Claims (18)

  1. - EUV 사용 광(3)을 생성하는 EUV 광원(2)을 갖고,
    - 상기 사용 광(3)으로 오브젝트 필드(14)를 조명하기 위한 조명 광학기기(5)를 가지며,
    - 상기 오브젝트 필드(14)를 이미지 필드(17)로 맵핑시키는 투사 광학기기(16)를 갖는,
    EUV 마이크로리소그래피용 투사 조명 설비(1)로서,
    투사 조명 기간과 동기하여 상기 사용 광(3)을 편향시킴으로써 상기 오브젝트 필드(14)를 조명하는 스캐닝 장치(6)를 특징으로 하며, 또한
    상기 사용된 광(3)에 대한 강도 변조기(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 조명 광학기기(5)는 상기 오브젝트 필드(14)에 대한 조명 각도 분포를 규정하는 복수의 동공 패싯을 갖는 적어도 하나의 동공 패싯 미러(9)를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 조명 광학기기(5)는 상기 조명된 오브젝트 필드(14)에 대한 형상을 규정하기 위한 복수의 필드 패싯을 갖는 적어도 하나의 필드 패싯 미러(7)를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 사용되는 상기 EUV 광원(2)은 싱크로트론 방사 기반 광원인 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 스캐닝 장치(6)는 단일 미러 면(21)을 갖는 적어도 하나의 활성 경사 가능 미러를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 스캐닝 장치는 적어도 하나의 다각형 미러(22)를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 스캐닝 장치(6)는, 앞뒤로 병진하게 이동될 수 있고, 서로에 대해 경사질 수 있도록 배치되는 적어도 2개의 반사 면(40)을 갖는 적어도 하나의 미러(39)를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 강도 변조기(41)는 상기 스캐닝 장치(6)에 의한 편향과 동기하여 상기 사용된 광(3)의 강도에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 강도 변조기(41)는 상기 사용된 광(3)의 강도가 단일 필드 패싯(8)을 스윕 오버(sweep over)하는 동안 영향을 받도록 작동되는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 강도 변조기(41)는 상기 사용된 광(3)의 강도가 동공 패싯 미러의 스윕 오버와 동기하여 영향을 받도록 작동되는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 스캐닝 장치(6)는 상기 사용된 광(3)의 편향의 편향 속도가 동기화 방식으로 변경되도록 작동되는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  12. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 스캐닝 장치(6)에 의해 조명되는 복수의 오브젝트 필드를 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  13. 청구항 12에 있어서, 각각 관련된 오브젝트 필드, 투사 광학기기 및 이미지 필드를 갖는 복수의 동공 패싯 미러(31∼36)를 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 복수의 동공 패싯 미러(31∼36)는 하나의 동일한 필드 패싯 미러(24)에 의해 조명되는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  15. 청구항 2에 있어서, 스캐닝 장치(22, 6)에 의해 택일적으로 조명되는 복수의 필드 패싯 미러를 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  16. 청구항 2에 있어서, 상기 필드 패싯 미러(7)는 로우 방향 및 칼럼 방향의 필드 패싯(8) 어레이를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  17. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 스캐닝 장치는 2개의 자유도를 통한 활성 경사 가능한 필드 성형 미러를 갖는 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
  18. 청구항 1 또는 2에 있어서, 사용되는 상기 EUV 광원(2)은 자유 전자 레이저인 것을 특징으로 하는 투사 조명 설비.
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