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KR101440652B1 - 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 - Google Patents

마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 Download PDF

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KR101440652B1
KR101440652B1 KR1020097017904A KR20097017904A KR101440652B1 KR 101440652 B1 KR101440652 B1 KR 101440652B1 KR 1020097017904 A KR1020097017904 A KR 1020097017904A KR 20097017904 A KR20097017904 A KR 20097017904A KR 101440652 B1 KR101440652 B1 KR 101440652B1
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transmission
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닐스 디크만
만프레드 마울
크리스티안 헤티히
올리버 나트
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칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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    • G—PHYSICS
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템은 적어도 두 개의 위치에서 상이한 투과율을 가지며 동공 평면(42, 60)과 필드 평면(52, 58) 사이에 배열되어 있는 적어도 하나의 투과 필터(transmission filter)(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666'; 766, 766'; 866, 866')를 포함한다. 투과율 분포는 타원율에 대한 필드 의존적인 보정 효과를 갖도록 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 텔레센트릭성 및/또는 조사 균일성이 이러한 보정에 의해 영향을 받지 않는다.

Description

마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 {Illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus}
본 발명은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 특히 마스크에 입사하는 광의 조명 각도 분포가 더욱 대칭적으로 될 수 있는 조명 시스템에 관한 것이다.
집적된 전자 회로 및 다른 미세 구조화된 부품들은 통상적으로, 예를 들어 실리콘 웨이퍼일 수 있는 적절한 기판 위로 다수의 구조화된 층들을 적용시킴으로써 제조된다. 층들을 구조화하기 위하여, 상기 층들은 특정한 파장 범위의 광, 예를 들어 심자외선(DUV) 스펙트럼 범위에 있는 광에 감광성이 있는 포토레지스트로 우선 덮힌다. 이러한 방식으로 코팅된 웨이퍼는 후속하여 투영 노광 장치에서 노광된다. 그럼으로써 마스크 상에 배열된 회절 구조들의 패턴이 투영 대물렌즈의 도움으로 포토레지스트 위로 결상된다. 일반적으로 결상 스케일이 1보다 작기 때문에, 그러한 투영 대물렌즈는 축소 대물렌즈라고도 종종 불린다.
포토레지스트가 개발된 이후로, 웨이퍼는 마스크 상의 패턴에 따라 층이 구조화되도록 에칭 공정을 겪게 된다. 그런 후 잔여 포토레지스트는 층의 다른 부분들로부터 제거된다. 이러한 공정은 모든 층들이 웨이퍼 상에 적용될 때까지 반복된 다.
그러나, 사용되고 있는 투영 노광 장치의 성능은 투영 대물렌즈의 결상 특성들에 의해서뿐만 아니라 마스크를 조명하는 조명 시스템에 의해서도 결정된다. 이를 위하여, 조명 시스템은 광원, 예를 들어 펄스 모드로 동작하는 레이저와 상기 광원에 의해 발생한 광으로부터 마스크 상에서 필드점들에 수렴하는 광속(light bundle)들을 발생시키는 다수의 광학 소자들을 포함한다. 개개의 광속들은 일반적으로 투영 대물렌즈에 적합화된 특정한 특성들을 가져야 한다.
이러한 특성들은 그 중에서도 특히 마스크 평면 내의 한 점에 각각 수렴하는 광속들의 조명 각도 분포를 포함한다. 조명 각도 분포라는 용어는, 광속의 개별적인 광선들이 마스크 평면 내의 관련된 점에 입사하는 상이한 방향들 사이에서 광속의 전체적인 세기가 분포되는 방식을 나타낸다. 만약 조명 각도 분포가 마스크 내에 포함된 패턴에 특히 적합화되었다면, 마스크는 포토레지스트로 덮혀 있는 웨이퍼 위에 높은 결상 품질로 결상될 수 있다.
조명 각도 분포는 종종, 투영될 마스크가 위치하는 마스크 평면에서 직접 나타내어지지 않고, 대신에 상기 마스크 평면에 대해 푸리에 관계를 갖는 동공 평면에서의 세기 분포로서 나타내어진다. 이는, 광선이 필드 평면을 통과하는, 광축에 대한 각각의 각도가 푸리에-변환된 동공 평면에서 광축으로부터 측정된 반경 방향 거리에 할당될 수 있다는 사실을 활용한다. 소위 통상적인 조명 설정의 경우에, 예를 들어, 그러한 동공 평면에서 조명되는 영역은 광축을 중심으로 하는 원형 디스크 형태이다. 따라서 마스크 평면 내의 각각의 점은 0°와 원형 디스크의 반경에 의해 표시되는 최대 각도 사이의 입사각으로 광선들에 의해 부딪힌다. 소위 통상적이지 않은 조명 설정들, 예를 들어, 링-필드(또는 환형), 이중극 또는 사중극 조명의 경우에, 동공 평면에서 조명되는 영역은 광축을 중심으로 하는 링의 형태, 또는 광축으로부터 떨어진 거리에 배열되는 다수의 개별적인 영역(극)들을 갖는다. 따라서, 이러한 통상적이지 않은 조명 설정들로, 투영될 마스크가 전적으로 경사지게 조명된다.
통상적인 조명 설정들 및 링-필드 조명의 경우에, 조명 각도 분포는 이상적인 경우에 회전 대칭적이다. 사중극 조명의 경우에, 비록 이상적으로는 조명 각도 분포가 회전 대칭적이 아니지만, 이상적인 경우에 동공 평면 내의 극들은 조명 각도 분포가 사방(fourfold) 대칭을 갖도록 조명된다. 더욱 간단하게 말하자면, 따라서 네 방향 모두로부터 동일한 양의 광이 마스크 평면 내의 필드점을 때린다.
각각의 조명 각도 분포의 대칭적인 특성들은 마스크들 위에 담겨 있는 구조들의 차원적으로 정확한 결상에 매우 중요하다. 이러한 대칭 특성들로부터 편차가 발생하는 경우에, 예를 들어, 마스크 상에서 폭이 동일하지만 방향이 다르게 배향된(예컨대 수직 방향 또는 수평 방향) 구조들이 포토레지스트 상에서 상이한 폭으로 결상될 수 있다. 이는 마이크로리소그래피 방식으로 제조되는 부품들의 손상되지 않은 기능을 훼손할 수 있다.
조명 각도 분포들의 상술한 이상적인 대칭 특성들로부터의 편차를 더욱 정량적으로 기술할 수 있도록 하기 위하여, 동공 타원율(pupil ellipticity)이라는 용어가 종종 사용된다. 간단히 말해서, 동공 타원율은 노광하는 동안 직교하는 방향 들로부터 마스크 상의 필드점을 때리는 광의 양들의 비율에 대응한다. 동공 타원율이 1로부터 더욱 벗어날수록, 조명 각도 분포는 더욱 비대칭적이 된다.
마스크 평면에 부딪치는 광속들의 또 다른 특성은 텔레센트릭성이다. 텔레센트릭 조명이라는 용어는, 주요 광선 또는 중심 광선이라고 일반적으로 불리는 광속의 에너지 중심 광선들이 마스크 평면을 수직하게 통과할 때 사용된다. 텔레센트릭 하지 않은 조명의 경우에, 전체 광속은 어느 정도 경사지게 마스크를 때린다. 조명 각도 분포에 있어서, 이는 상이한 양의 광이 반대 방향으로부터 온다는 것을 의미한다. 일반적으로, 투영 대물렌즈들이 통상적으로 물체측에서도 역시 텔레센트릭 하기 때문에 텔레센트릭 조명이 바람직하다. 따라서 동공 타원율을 보정할 때, 텔레센트릭성이 일반적으로 보존되어야 한다.
조명 시스템의 동공 평면에 배치된 다양한 투과 필터(transmission filter)가 US 6 535 274 B2로부터 알려져 있다. 투과 필터는 그레이 필터(grey filter)로서 구성되며, 따라서 투과 계수가 0 내지 100% 사이에 놓여 있는 영역들을 포함한다. 이러한 영역들은 동공 타원율이 감소하도록 투영광의 일부를 감쇠시키는 것을 가능하게 한다. 그럼으로써 동공 평면 내의 위치들과 필드 평면 내의 각도들 사이에 고유한 등가 관계가 있다는 사실이 활용된다. 동공 평면 내에서의 배치 덕분에, 감쇠는 - 따라서 동공 타원율의 보정은 - 마스크 평면 내에서 조명되는 모든 점들에 대해 동일하다.
조명 시스템의 동공 평면에 역시 배치된 다른 투과 필터들이 WO 2005/006079 A, US 2004/0257559 A, US 2002/0075468 A, 및 US 5 863 712 A로부터 알려져 있다.
EP 1 798 758 A1은 전체 조도 분포(irradiance distribution)에 영향 주는 일 없이 필드-의존적인 텔레센트릭성 오차를 보정하는 것을 가능하게 하는 한 쌍의 투과 필터들을 갖는 조명 시스템을 개시하고 있다. 일 실시예에 있어서, 조명 시스템의 필드 조리개가 위치하는 중간 필드 평면의 전방으로 작은 거리에 한 방향으로 "오목한" 투과율 프로파일을 갖는 제 1 필터가 배치되어 있고, 상기 중간 필드 평면의 후방으로 동일한 작은 거리에 동일한 방향으로 상보적인 "볼록한" 투과율 프로파일을 갖는 제 2 투과 필터가 배치되어 있다. 필드 평면을 통과할 때 광속들이 "거꾸로" 되기 때문에, 제 2 필터는 제 1 필터에 의해 도입된 광속들의 에너지 분포의 비대칭성을 더하며, 따라서 두 필터들은 모두 텔레센트릭성에 영향을 준다. 그러나, 상보적인 투과율 프로파일을 갖는 두 필터들의 조합은 마스크 상의 조도가 영향 받지 않는 것을 보장한다.
US 2003/0067591 A1은 조명될 마스크가 배치될 수 있는 마스크 평면에 대해 광학적으로 공액인 필드 평면에 두 개의 투과 필터들이 배치되어 있는 조명 시스템을 개시하고 있다. 변화하는 밀도를 갖는 많은 개수의 불투명한 점들을 각각 포함하는 투과 필터들이 마스크 조명의 균일성을 향상시키기 위하여 제공된다. 불투명한 점들이 마스크 상에 예리하게 결상되는 것을 회피하기 위하여, 투과 필터들은 필드 평면의 약간 바깥쪽으로 위치한다.
본 출원의 우선일 후에 공개된 US 2007/0229790 A1은 마이크로리소그래피 노광 장치의 조명 시스템과 투영 대물렌즈 사이의 중간 공간에 배치되어 있는 투과 필터를 개시하고 있다.
필드 평면에 배치된 투과 필터를 구비하는 또 다른 조명 시스템은, 예를 들어 WO 2005/015310 A2에 개시되어 있다.
그러나 동공 타원율은 마스크 상의 조명되는 모든 점들에서 일반적으로 동일하지 않다. 지금까지는, 동공 타원율의 필드 의존성이 무시되어 왔지만, 그러나 미래의 조명 시스템에 부과될 엄격한 요구 조건들은 필드-의존적인 동공 타원율을 보정할 수 있는 수단들을 요구한다. 위에서 인용한 US 6 535 274 B2로부터 알려진 필터는 필드에 일정한 상이한 타원율들이 보정될 수 있도록 조정 가능하다. 그러나, 필드-의존적인 동공 타원율은 이러한 방식으로 보정될 수 없다.
본 발명의 목적은, 마스크 평면에서의 실제 조명 각도 분포의 소망하는 조명 각도 분포로부터의 편차들이 필드-의존적으로 보정될 수 있는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 상기 조명 시스템은 텔레센트릭 특성의 교란을 초래하지 않고 동공 타원율을 보정할 수 있어야 한다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 이러한 목적은, 감광성층을 노광하는 동안 스캔 방향을 따라 마스크가 변위되는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템에 의해 성취된다. 상기 조명 시스템은 동공 평면, 필드 평면 및 투과 필터를 포함하며, 상기 투과 필터는 적어도 두 개의 위치들에서 상이한 투과율을 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 투과 필터는 동공 평면과 필드 평면 사이에 배치된다.
투과 필터가 종래의 기술과는 달리 동공 평면에 배치되지 않기 때문에, 투과 필터의 효과는 더 이상 모든 필드점들에 대해 동일하지 않다. 즉, 투과 필터를 필드 평면의 바깥쪽에 배치함으로써 성취되는 효과는, 투과 필터가 조명 각도 분포를 변화시키고 그 뿐만 아니라 필드점에서의 세기도 변화시킨다는 것이다.
스캐닝 투영 노광 장치에 있어서, 마스크 상에서 조명되는 필드는 예를 들어 직사각형 또는 링 세그먼트의 형태일 수도 있는 슬릿의 형태를 규칙적으로 갖는다. 조명되는 필드는, 조명 시스템의 광축이 상기 조명되는 필드의 중앙을 통해 연장되지 않고 그 바깥쪽을 통해 연장되도록 축으로부터 벗어날 수도 있다. 마스크 평면 내의 상기 조명 필드의 이러한 형태에 대응하여, 스캔 방향에 수직하기 보다는 그에 평행한 더 짧은 치수를 갖는 광 필드가 노광 동작 동안 투과 필터 상에서 조명된다.
한편으로는 조명 각도 분포에 대해 충분한 효과를 주고 다른 한편으로는 이러한 효과의 소망하는 필드 의존성을 달성할 수 있기 위하여, 필드 평면 내의 한 점을 모두 통과하는 광선들의 광속이 Lx/2보다 작고 Ly/30보다 큰 최대 직경으로 투과 필터를 가로지르도록, 투과 필터는 동공 평면과 필드 평면으로부터 떨어져 있어야 하는데, 여기서 Lx는 스캔 방향에 수직한 광 필드의 길이이고 Ly는 스캔 방향을 따른 광 필드의 길이이다.
광속의 최대 직경이 Lx/4보다 작고 Ly/15보다 클 때 더욱 우수한 효과가 달성된다. Lx/8보다 작고 Ly/7보다 큰 광속의 최대 직경이 최적이라 것이 발견되었다.
투과 필터 상에서 조명되는 광 필드의 크기는 조명 필드의 기하학적 형상에 의존할 뿐만 아니라 조정된 조명 설정에도 의존한다. 따라서, 조명 설정의 변화가 있을 때, 투과 필터 상에서 조명되는 광 필드의 크기가 변형되며 결과적으로 조명 각도 분포에 대한 투과 필터의 효과도 변형된다. 상이한 조명 설정들에 대한 적합화를 허용하기 위하여, 예를 들어, 광축을 따라 투과 필터의 위치를 연속적으로 변화시키는 조작기가 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 광축을 따라 투과 필터를 변위시킴으로써 상기 조명되는 광 필드의 크기가 직접적으로 변형될 수 있다.
광축을 따라 상이한 위치들에 배치되는, 투과 필터를 붙잡기 위한 적어도 두 개의 교환 홀더들을 조명 시스템이 포함한다면, 매우 간단한 수단으로 단계적인 적합화가 성취될 수 있다. 그러면, 한 교환 홀더로부터 다른 교환 홀더로 투과 필터를 옮김으로써 적합화가 수행된다.
일 실시예에 있어서, 상기 투과 필터는 스캔 방향에 수직하게 변화하는 투과율을 갖는 적어도 하나의 제 1 필터 영역을 구비한다. 이러한 방식으로 변화하는 투과율만으로, 조명 각도 분포에 대한 효과의 소망하는 필드 의존성이 달성될 수 있다. 이는 스캔 공정 동안의 광 에너지의 축적 덕택인데, 비록 스캔 방향에 평행한 투과율의 변화들이 특정한 시간에서 조명 각도 분포에 영향을 주지만, 그 변화들은 "축적된" 동공 타원율에는 실질적으로 영향을 주지 않는다.
광 필드는 스캔 방향을 따라 상기 광 필드의 경계를 한정하는 서로 마주보는 두 개의 제 1 에지들 및 스캔 방향에 수직하게 상기 광 필드의 경계를 한정하는 서로 마주보는 두 개의 제 2 에지들을 가질 수 있다. 이러한 구성에서 상기 제 1 필터 영역은 적어도 제 1 에지들 중 하나까지 연장된다. 전체 노광 공정을 통해 특정한 필드점에 도착하는 광선들의 단지 일부가 그러한 제 1 필터 영역을 통과할 것이기 때문에, 이러한 방식으로 비대칭화가 달성된다. 그러한 비대칭화는 동공 타원율을 보정할 수 있도록 필요하다.
일반적으로, 동공 타원율은 스캔 방향에 수직하게 연속적으로 변화한다. 따라서, 최적의 보정을 위하여, 제 1 필터 영역의 투과율도 역시 스캔 방향에 수직하게 연속적으로 변화하여야 한다.
통상적으로, 동공 타원율의 필드 의존성은 조명 시스템의 광축을 포함하고 스캔 방향에 평행하게 연장되는 대칭 평면에 대하여 거울-대칭적이다. 따라서 최적의 보정을 위하여, 제 1 필터 영역에서의 투과율이 마찬가지로 이러한 대칭 평면에 대하여 거울-대칭적인 공간적 분포를 갖는 것이 적절하다.
또한, 동공 타원율이 통상적으로 포물선 모양으로 또는 더 높은 지수적으로 증가할수록, 제 2 에지들로부터의 거리가 감소한다는 것을 발견하였다. 그러면 보정에 적절한 투과 필터는 제 2 에지들까지의 거리가 감소함에 따라 연속적으로 감소하는 투과율을 갖는 제 1 필터 영역을 포함한다.
만약 텔레센트릭 특성들이 보정될 필요가 없다면, 상기 투과 필터는 스캔 방향에 수직하게 변화하는 투과율을 각각 갖는 두 개의 제 1 필터 영역들을 포함하여야 한다. 또한 이 경우에, 두 개의 제 1 필터 영역들 모두의 투과율의 공간적 분포들이 동일한 것이 바람직하다.
두 개의 제 1 필터 영역들은, 예를 들어, 스캔 방향을 따라 변위 가능한 서브-소자들로서 설계될 수 있다. 이러한 방식에서, 보정 효과는 스캔 방향을 따라 상기 서브-소자들을 변위시킴으로써 쉽게 변형될 수 있다. 이러한 수단에 의하여, 예를 들어, 상이한 조명 설정들에 대한 적합화가 매우 직접적인 방식으로 가능하다.
제 1 필터 영역을 이용한 광선들의 필드-의존적인 감쇠는 전체적인 방사광 노광량의 필드-의존적인 변화를 수반한다. 이러한 영향이 일반적으로 바람직하지 않기 때문에, 그에 대응하는 대안이 구현될 필요가 있다. 이에 대한 하나의 가능성은 방사광 노광량을 균질화하기 위하여 그 자체로 공지된 장치들을 사용하는 것으로 구성된다. 예를 들어 필드 조리개의 사용을 생각할 수 있는데, 상기 필드 조리개의 조리개 소자들은 서로 독립적으로 변위 가능한 다수의 개별적인 손가락형 조리개 소자들을 포함한다. 그 대안으로서 또는 그에 추가하여, 방사광 노광량을 균질화하기 위하여 중간 필드 평면에 또는 그의 직근방에 배치되는 그레이 필터가 사용될 수도 있다.
그럼에도 불구하고 투과 필터 그 자체는 제 2 필터 영역이 제공된다면 전체적인 방사광 노광량의 대응하는 보정을 보장할 수도 있는데, 상기 제 2 필터 영역은 제 1 필터 영역의 투과율의 공간적 분포에 대해 정성적으로 반대되는, 스캔 방향에 수직한 투과율의 공간적 분포를 갖는다. 이는, 제 1 필터 영역에서 투과율이 스캔 방향에 수직하게 증가하는 경우에는 항상 제 2 필터 영역의 투과율이 동일한 방향을 따라 감소하거나 또는 그 역이라는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 제 2 필터 영역은 제 1 필터 영역의 흡수 효과에 대한 보상을 구성한다. 따라서 제 2 필터 영역이 비대칭화에 기여하지 않기 때문에, 광 필드의 제 1 에지들에 인접해서는 안된다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치는 다수의 동공 평면, 다수의 필드 평면 및 두 개의 투과 필터들을 포함한다. 상기 필터들은 동일하거나 또는 단지 축척 인자(scaling factor)만이 다른 공간적인 투과율 분포를 갖는다. 이는, 한 필터가 다른 필터의 축소된 또는 확대된 이미지로서 여겨질 수 있다는 것을 의미한다. 축척 인자는 광속이 필터들을 통과할 때 광속의 직경의 차이에 의하여 결정된다. 그러한 축척은 상기 필터들 상의 광속들의 직경이 다른 경우에도 동일한 조건들이 두 광속들에 대해 적용되는 것을 보장한다.
이러한 태양에 따르면, 상기 필터들은 n개의 동공 평면들과 n+1 또는 n-1개의 필드 평면들에 의해서(여기서 n는 홀수의 정수), 또는 m개의 필드 평면들과 m+1 또는 m-1개의 동공 평면들에 의해서(여기서 m은 0이 아닌 짝수의 정수) 서로 분리된다.
이러한 분리 조건들은 광속들이 "내부적으로" 거꾸로 되는 것을 보장한다. 따라서 제 1 필터의 어떤 점을 통과하는 광선은 제 2 필터 상의 다른 점을 통과한다. 만약 필터들이 n개의 동공 평면들과 n+1 또는 n-1개의 필드 평면들에 의해 서로 분리된다면, 이들 두 점들은 상기 필터들 상에서 반대쪽 위치에 배열될 것이다. 이 경우에, 공간적인 투과율 분포는 대칭축에 대해 거울-대칭적이 되어야 한다.
이러한 반전의 결과로서, 두 개의 투과 필터들에 의해 생성된 전체적인 효과의 대칭화가 달성되며, 이는 조명 시스템의 텔레센트릭 특성들이 영향을 받지 않게 하지만, 그럼에도 불구하고 필드-의존적인 방식으로 타원율을 변화시킨다. 마스크 평면에서의 조도의 균일성이 현저하게 영향을 받을 것이다. 따라서, 두 개의 투과 필터들에 의해 도입된 조도 분포의 변형에 영향을 주는 추가적인 수단들, 예를 들어 필드 평면에 배열된 추가적인 필터 소자를 취할 필요가 있을 수도 있다.
다른 특징들 및 이점들이 다음의 도면들을 참조하여 일 실시예에 대한 이하의 설명에서 발견될 것이다:
도 1은 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 고도로 간략화된 사시도 표현이다;
도 2는 제 1 실시예에 따른, 도 1에 도시된 투영 노광 장치의 조명 시스템에 대한 자오선 방향 단면도이다;
도 3은 동공 평면으로부터 나오는 다수의 광속들의 사시도 표현이다;
도 4는 동공 타원율이라는 용어를 설명하기 위한 네 개의 세그먼트들을 도시한다;
도 5는 값 1로부터의 동공 타원율의 퍼센트 편차 ΔE가 x 좌표의 함수로서 그려진 그래프이다;
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투과 필터의 평면도이다;
도 7a 내지 도 7c는 스캔 공정 동안의 다양한 시간들에 있어서 도 6에 도시된 투과 필터의 평면도이다;
도 8은 추가적인 동공 필터의 평면도이다;
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투과 필터의 평면도이다;
도 10은 다수의 조정 가능한 조리개 소자들을 갖는 필드 조리개의 평면도이 다;
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투과 필터의 평면도이다;
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 투과 필터의 평면도이다;
도 13은 조정 가능한 제 1 필터 영역들이 제공된, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 투과 필터의 평면도이다;
도 14는 보정 효과를 변화시키기 위하여 제 1 필터 영역들이 상이한 위치에 놓여 있는, 도 13의 투과 필터를 도시한다;
도 15는 상이한 조명 설정에 적합하게 하기 위하여 제 1 필터 영역들이 상이한 위치에 놓여 있는, 도 13의 투과 필터를 도시한다;
도 16은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 투과 필터의 평면도이다;
도 17은 도 16에 도시된 투과 필터에 대한 흡수 계수가 세 개의 상이한 x 좌표들에 대하여 y 좌표의 함수로서 그려진 그래프이다;
도 18은 도 16에 도시된 투과 필터에 대한 흡수 계수가 두 개의 상이한 y 좌표에 대하여 x 좌표의 함수로서 그려진 그래프이다;
도 19는 실시예들의 제 2 그룹에 따른 도 1에 도시된 투영 노광 장치의 조명 시스템에 대한 자오선 방향 단면도이다;
도 20은 도 19에 도시된 조명 시스템을 위한 제 1 투과 필터의 평면도이다;
도 21은 x 좌표에 대한 흡수의 의존성이 그려진 그래프이다;
도 22는 도 19에 도시된 조명 시스템을 위한 제 2 투과 필터의 평면도이다;
도 23은 두 개의 투과 필터들에 대해 x 좌표에 대한 흡수의 의존성들이 중첩 되어 있는 그래프이다;
도 24는 또 다른 실시예에 따른 도 1에 도시된 투영 노광 장치의 조명 시스템에 대한 자오선 방향의 단면도이다;
도 25는 도 24에 도시된 조명 시스템을 위한 제 1 투과 필터의 평면도이다;
도 26은 x 좌표에 대한 흡수의 의존성이 그려진 그래프이다;
도 27은 도 24에 도시된 조명 시스템을 위한 제 2 투과 필터의 평면도이다;
도 28은 두 개의 투과 필터들에 관한 x 좌표에 대한 흡수의 의존성이 제 1 필드점과 연관된 광속에 대해 중첩되어 있는 그래프이다;
도 29는 두 개의 투과 필터들에 관한 x 좌표에 대한 흡수의 의존성이 제 2 필드점과 연관된 광속에 대해 중첩되어 있는 그래프이다;
도 30은 두 개의 투과 필터들이 마스크의 반대쪽 면에 배열되어 있는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 간략화된 도면이다.
도 1은 미세 구조화된 부품들의 리소그래피 방식 제조에 적합한 투영 노광 장치(10)의 고도로 도식화된 사시도 표현이다. 상기 투영 노광 장치(10)는 마스크(14) 상의, 표시된 본 실시예에서 직사각형인 좁은 조명 필드(16)를 조명하는 조명 시스템(12)을 포함한다. 다른 조명 필드의 형태, 예를 들어, 링 세그먼트들도 물론 마찬가지로 생각될 수 있다.
마스크(14) 상의 조명 필드(16) 내에 놓여 있는 구조(18)들은 투영 대물렌즈(20)의 도움으로 감광성층(22) 위로 결상된다. 예를 들어 포토레지스트일 수도 있는 감광성층(22)은 웨이퍼(24) 또는 다른 적절한 기판 위에 도포되어 있으며 투영 대물렌즈의 이미지 평면에 놓여 있다. 투영 대물렌즈(20)가 일반적으로 β < 1의 결상 스케일을 갖기 때문에, 조명 필드(16) 내에 놓여 있는 구조(18)들은 축소된 방식으로 영역(16')으로서 결상된다.
표시된 투영 노광 장치(10)에서, 마스크(14)와 웨이퍼(24)는 투영되는 동안 Y로 표시된 방향을 따라 변위된다. 변위 정도의 비율은 투영 대물렌즈(20)의 결상 스케일 β와 동일하다. 투영 대물렌즈(20)가 거꾸로 된 이미지를 형성한다면, 마스크(14)와 웨이퍼(22)의 변위 운동은 도 1에서 화살표(A1과 A2)들로 표시된 바와 같이 반대 방향일 것이다. 이러한 방식으로, 균등한 크기로 구조화된 영역들이 감광성층(22) 위로 일정하게 투영될 수 있도록, 조명 필드(16)는 스캐닝 운동으로 마스크(14) 위로 안내된다.
1. 실시예들의 제 1 그룹
도 2는 실시예들의 제 1 그룹에 따른 조명 시스템(12)의 상세를 실제 스케일이 아닌 간략화된 자오선 방향 단면으로 도시하고 있다. 상기 조명 시스템(12)은 투영광을 생성하는 광원(26)을 포함한다. 실시예들의 이 그룹에서, 상기 광원(26)은 (심)자외선 스펙트럼 영역에 있는 광을 생성할 수 있는 엑시머 레이저이다. 짧은 파장의 투영광의 사용이 유리한데, 왜냐하면 그럼으로써 광학적 결상에 관하여 높은 해상도가 성취될 수 있기 때문이다. 248nm, 193nm 및 157nm의 파장을 갖는 광 을 각각 생성할 수 있는 KrF, ArF 또는 F2 레이저 매질을 갖는 엑시머 레이저들이 통상적이다.
광원(26)으로서 사용된 엑시머 레이저에 의해 생성된 광은 고도로 콜리메이팅 되어 있으며 단지 약하게 발산한다. 따라서 광은 처음에 빔 확장기(28)에서 확장된다. 빔 확장기(28)는 대략적으로 직사각형의 광빔 단면의 크기를 증가시키는 예를 들어 조정 가능한 미러 장치일 수 있다.
확장된 광빔은 이어서, 교환 홀더(30) 내에 고정되어 있는 회절 광학 소자(36) 및 그와 함께 조명 시스템의 제 1 동공 평면(42)을 조명하는 줌-액시콘 모듈(zoom-axicon module)(38)을 통과한다. 줌-액시콘 모듈(38)은 44로 표시된 줌 대물렌즈, 및 원뿔형의 상호 상보적인 면들을 갖는 두 개의 액시콘 소자들을 갖는 액시콘 그룹(46)을 포함한다. 액시콘 그룹(46)의 도움으로, 방사 방향의 광 분포가 제 1 동공 평면(42)의 환형 조명을 달성하도록 변형될 수 있다. 줌 대물렌즈(44)를 조절함으로써, 제 1 동공 평면(42)에서 조명되는 영역들의 직경을 변형하는 것이 가능하다. 줌-액시콘 모듈(38)은 따라서 다양한 통상적인 그리고 환형의 조명 설정들을 조절하는 것을 가능하게 한다.
이중극 조명 및 다른 통상적이지 않은 조명 설정들을 조절하기 위하여, 표시된 조명 시스템에서, 적절한 회절 광학 소자(36)가 교환 홀더(30) 내에 삽입된다. 회절 광학 소자(36)에 의해 형성된 각도 분포는 제 1 동공 평면(42)에서 극들의 소망하는 배치가 조명되도록 선택된다.
예컨대 마이크로렌즈 어레이들의 배열일 수도 있는 광 인터그레이터(optical integrator)(48)는 제 1 동공 평면(42)에 또는 그의 직근방에 배열되어 있다. 각각의 마이크로렌즈는, 상기 마이크로렌즈의 기하학적 형상에 의해 미리 결정된 각도 스펙트럼을 갖는 발산 광속들을 발생시키는 2차 광원을 구성한다. 2차 광원들에 의해 발생된 광속들은 집광기(condenser)(50)에 의해 중간 필드 평면(52)에서 중첩되며, 그 결과 중간 필드 평면은 매우 균질하게 조명된다. 집광기(50)는 제 1 동공 평면(42)과 중간 필드 평면(52) 사이에 푸리에 관계를 수립한다. 따라서 제 1 동공 평면(42)으로부터 동일한 각도로 나오는 모든 광선들은 중간 필드 평면(52) 내의 동일한 점에 도착하며, 제 1 동공 평면(42) 내의 특정한 점으로부터 나오는 모든 광선들은 동일한 각도로 중간 필드 평면(52)을 통과한다.
실시예들의 본 그룹에서, 광 경로 내에 서로 독립적으로 삽입될 수 있는 예를 들어 다수의 조정 가능한 블레이드(blade)들 및/또는 다수의 좁은 손가락형 조리개 소자들을 포함할 수 있는 필드 조리개(54)가 중간 필드 평면(52) 내에 배치된다. 필드 조리개 대물렌즈(56)의 도움으로, 중간 필드 평면(52)은 마스크(14)가 배치되어 있는 마스크 평면(58)과 광학적으로 공액이 된다. 마스크 평면(58)은 필드 조리개 대물렌즈(56)의 이미지 평면이며 또한 후속하는 투영 대물렌즈(20)의 물체 평면이다.
필드 조리개 대물렌즈(56)는 도 2에서 단지 세 개의 렌즈들로 도식적으로 표시되어 있다. 예를 들어 US 2004/0207928 A1 및 WO 2006/114294 A2에서 기술된 것과 같은 고품질의 필드 조리개 대물렌즈는 일반적으로 세 개보다 많은 렌즈들을 구 비한다. 주요 광선들(그 중의 하나가 도 2에서 예시적으로 표현되어 있으며 62로 표시되어 있다)은 조명 시스템(12)의 제 2 동공 평면(60)에서 광축(OA)을 교차한다. 필드 조리개 대물렌즈(56)의 개구를 제한하는 개구 조리개(64)가 제 2 동공 평면(60) 내에 배치되어 있다.
중간 필드 평면(52)과 제 2 동공 평면(60) 사이에는, 이하에서 그의 가능한 구성들이 설명될 투과 필터(66)가 존재한다. 투과 필터(66)의 목적은 예를 들어 원하지 않는 비대칭성을 감소시킴으로써 조명 각도 분포를 보정하는 것이다. 이것이 구체적으로 수반하는 것은 도 3 내지 도 5를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명할 것이다.
도 3은 필드 조리개 대물렌즈(56)의 동공 평면(60)뿐만 아니라 마스크 평면(58)의 상세도 또한, 도시적인 사시도 표시로 도시하고 있다. 이러한 표시에 대해, 조명 시스템(12)에 의해 사중극 조명이 형성된다고 가정한다. 위에서 이미 언급한 바와 같이, 이를 위하여 제 1 동공 평면(42) 내에서 네 개의 극들이 조명되도록 회절 광학 소자(36)가 구성될 수 있다. 조명 각도 분포가 집광기(50)에 의해 그리고 필드 조리개(54)에 의해서는 변하지 않기 때문에, 도 3에서 68a, 68b, 68c 및 68d로 표시된 네 개의 극들이 필드 조리개 대물렌즈(56)의 동공 평면(60)에서도 역시 조명된다. 상기 극(68a 내지 68d)들을 조명하는 광속들은 각각 70a, 70b, 70c 및 70d로 표시되어 있으며 마스크 평면(58) 내의 한 필드점(72)으로 수렴된다. 따라서 모든 광속(70a 내지 70d)들은 필드점(72)에서의 세기에 기여한다.
사중극 조명에서, 모든 광속(70a 내지 70d)들이 필드점(72)에서의 세기에 동 일한 방식으로 기여하는 것이 일반적으로 바람직하다. 오직 이것만이, 동일한 폭을 갖지만 방향(수직 또는 수평)이 상이한 마스크(14) 내의 띠 무늬 형태의 구조들이 감광성층(22) 위에서 역시 동일한 폭으로 결상되는 것을 보장할 것이다. 만약 광속(70a 및 70c)들의 기여가 광속(70b 및 70d)들의 기여보다 크거나 작다면, 예를 들어 수평한 경우와 수직한 경우에서 모두 구조들이 마스크(14) 내에서 동일한 폭을 가짐에도 불구하고, 수평하게 배향된 구조들이 수직하게 배향된 구조들보다 큰 폭으로 감광성층(22) 위로 투영되는 상황이 발생할 수 있다.
조명 각도 분포의 이러한 대칭성 특성을 더욱 잘 나타낼 수 있도록 하기 위하여, 동공 타원율이라는 용어가 종종 사용된다. 마스크 평면(58) 내의 필드점(72)으로 수렴하는 모든 광선들의 동공 타원율을 결정하기 위하여, 관련된 필드점에 할당된 국소적인 동공이 고려된다. 이 경우에, 상기 국소적인 동공은 도 4에서 도시된 바와 같이 네 개의 세그먼트들로 나뉘어진다. 서로 수직한 방향으로 놓여 있는 두 개의 세그먼트들은 V1과 V2로 표시되어 있으며, 서로 연속하여 수평한 방향으로 놓여 있는 세그먼트들은 H1과 H2로 표시되어 있다. 이러한 방식의 표시가 도 3에도 또한 도시되어 있는데, 여기서 개별적인 세그먼트(V1, V2, H1 및 H2)들은 점선으로 서로 분리되어 있다.
그런 후 상기 국소적인 동공의 개별적인 세그먼트들에서 축적된 방사광 노광량의 값들 DV1, DV2, DH1 및 DH2가 결정된다. 방사광 노광량(radiation dose)은 노광 공정 전체를 통해 필드점에 도달하는 방사광 에너지이다. 측광법에서, 이러한 양은 일반적으로 방사광 노광량이 아닌 조도라고 불린다. 방사광 노광량의 단위는 제곱 밀리미터 당 줄(J/㎟)이다. 국소적인 동공의 세그먼트들에서의 방사광 노광량의 축적은 시뮬레이션의 방법으로 수행될 수도 있고, 또는 대신에 측정 기술에 의해 수행될 수도 있다.
그러면 동공 타원율 E는 다음의 비율로서 정의된다.
E = (DV1 + DV2) / (DH1 + DH2)
상기 동공 타원율 E의 1로부터의 편차 값은, 쌍을 이루어 대향하는 한편의 광속(70a, 70c)들과 다른 한편의 광속(70b, 70d)들의 세기들이 서로 얼마나 많이 차이가 있는 지에 관한 척도이다. 편차가 1로부터 커질수록, 마스크 상에서 동일한 폭으로 수평 및 수직 방향으로 배향된 구조들이 감광성층(22) 위로 더욱 상이한 폭으로 결상될 것이라는 점이 예측될 것이다.
동공 타원율에는 매우 다양한 원인들이 존재한다. 한 가지 원인은, 예를 들어, 회절 광학 소자(30)가 수평 및 수직 방향으로의 회절에 대하여 상이한 회절 효율들을 갖는 것이다.
마스크 평면(58) 내의 개별적인 필드점들에 할당된 광속들은 일반적으로 조명 시스템(12)의 광학 소자를 통해 상이한 경로들로 진행한다. 조명 시스템(12)이 모든 경로들에 대해 전체적으로 동일한 투과율을 갖지 않기 때문에, 동공 타원율 E는 문제의 필드점에 의존하는 상이한 값들을 취할 수 있다.
그러나 이전의 조명 시스템에서, 동공 타원율 E의 이러한 필드-의존성은 무시될 수 있었다. 만약 마스크(14) 상의 모든 필드점(72)들에 대해 동공 타원율 E가 실질적으로 동일한 경우의 필드-의존적인 동공 타원율이 가정된다면, 동공 타원율을 보정하는 것, 즉 일반적으로 바람직한 값인 E = 1으로 동공 타원율 E를 복원시키는 것은 상대적으로 용이하다. 단지 적당한 방식으로 공간적으로 변화하는 투과율을 갖는 투과 필터를 동공 평면에 배치할 필요만이 있다.
그러나, 동공 타원율에 대한 실질적으로 더욱 엄격한 요구 조건들이 미래의 조명 시스템에 요구될 것이다. 특히, 동공 타원율의 필드 의존성은 더 이상 무시될 수 없다.
동공 타원율의 전형적인 필드 의존성이 도 5를 참조하여 설명될 것이다. 도 5는, 동공 타원율 E의 값 1로부터의 퍼센트 편차 ΔE가 X 방향, 즉 스캔 방향 Y에 수직한 방향을 따른 필드 중심으로부터의 거리 x의 함수로서 예시의 방식으로 그리고 단지 정성적으로 도시되어 있는 그래프이다. 편차 ΔE는 적어도 대략적으로 포물선 형태의 프로파일을 가지며 따라서 조명 필드(16)의 측 방향 가장자리를 향해 크게 증가한다. 조명 필드(16)가 스캔 방향에 수직한 방향보다 스캔 방향 Y을 따라 실질적으로 짧은 치수를 갖기 때문에, 동공 타원율은 단지 스캔 방향을 따라서만 약하게 변화한다.
동공 타원율의 필드 의존성에 대한 한 가지 결과는, 스캔 공정 동안 마스크 상의 한 점이 상이한 동공 타원율들에 노출된다는 것이다. 특정한 필드점에서의 동공 타원율이 아니라 투영 대물렌즈(20)에 의한 광학적 결상에 결정적인 마스크점들 에서의 동공 타원율이기 때문에, 개별적인 마스크점들에 대해 동공 타원율이 참조되어야 한다. 간단하게 이는, 스캔 공정 동안 고정된 필드점이 아니라 마스크점에 대해 방사광 노광량이 축적된다는 것을 의미한다. 마스크점이 스캔 공정 동안 조명 필드(16)를 통과하여 이동하기 때문에, 마스크점은 스캔 공정 동안 마스크점이 그 위로 이동하는 모든 필드점들의 동공 타원율에 어느 정도까지 노출될 것이다. 따라서 결과적으로, 동공 타원율과 관련하여 주로 중요한 것은 필드점들이 아니라 마스크점들이다.
그러한 필드-의존적인 동공 타원율을 보정할 수 있는 투과 필터(66)의 제 1 실시예가 도 6뿐만 아니라 도 7a, 7b 및 7c를 참조하여 이하에서 설명될 것이다.
도 6은 다양한 투과율들이 그레이 값으로 표시되어 있는 투과 필터(66)를 평면도로 도시하고 있다. 더 어두운 영역일수록, 그 영역을 통과하는 광이 더 강하게 흡수되며 또 그 역도 마찬가지이다. 예를 들어 투명한 지지부 위에 도포되어 있는 흑색 처리부를 연속적으로 변화시킴으로써 상이한 그레이 값들이 생성될 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 디지털 투과 필터의 방식으로, 지지부 위에 많은 수의 개별적인 불투명한 점들을 도포하는 것도 가능하며, 여기서 점들의 크기 및/또는 밀도가 표면에 걸쳐 변화한다. 공간적으로 변화하는 투과율을 갖는 투과 필터는 종종 그레이 필터라고도 불린다.
간략함을 위하여, 중간 필드 평면(52)과 제 2 동공 평면(60) 사이의, 도 2에 도시된 바와 같은 투과 필터(66)의 위치에서 투영 광이 통과하는 광 필드의 치수를 투과 필터(66)가 기본적으로 갖는다고 가정할 것이다. 투과 필터(66)는 어떠한 경 우에도 이러한 광 필드보다 더 작지 않고 더 클 수 있도록 구성된다. 물론 상기 투과 필터(66)는, 표준화된 프레임에 장착하기 위한 목적으로 광학 소자들에 대해 통상적이고 또한 유리한 바와 같이, 원형의 윤곽을 가질 수도 있다.
투과 필터는 X 방향, 즉 스캔 방향 Y에 수직한 방향에 평행하게 연장되는 상부 및 하부 종축 에지(74a 및 74b)들을 각각 갖는다. 두 개의 더 짧은 좌측 및 우측 에지들이 도 6에서 76a 및 76b로 표시되어 있다. 광 필드의 상부 및 하부 경계들에 적어도 멀리 떨어져 도달하거나 또는 그들을 넘어서 돌출하는 띠 모양의 상부 및 하부 제 1 필터 영역(78a 및 78b)들이 종축 에지(74a, 74b)들을 따라 연장된다. 상기 제 1 필터 영역(78a 및 78b)들의 투과율은 단지 X 좌표에만 의존하며 Y 좌표에는 의존하지 않는다. 또한, 제 1 필터 영역(78a 및 78b)들의 투과율의 분포는 대칭 평면(79)에 대하여 거울-대칭적이다. 대칭 평면(79)은 이 경우에 광 필드의 중심을 통해 연장되며 광축(OA)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 투과율은 대칭 평면(79)으로부터의 거리 x가 증가함에 따라, 예컨대 ~x4의 의존성을 가지며 X 방향을 따라 감소한다.
상기 제 1 필터 영역(78a, 78b)들 사이의 영역을 점유하고 있는 제 2 필터 영역(80)의 투과율 분포도 역시 대칭 평면(79)에 대해 거울-대칭적이다. 제 2 필터 영역(80)에서의 투과율의 공간적인 분포는 제 1 필터 영역(78a 및 78b)들의 투과율의 공간적인 분포와 정성적으로 반대이다. 따라서 가장 낮은 투과율은 필드 중심에서 달성되며, 측면 에지(76a, 76b)까지 투과율이 연속적으로 증가한다.
투과 필터(66)의 기능이 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 도 7a 내지 도 7c는 스캔 공정 동안의 세 개의 상이한 시간에서의 투과 필터(66)를 도시하고 있다. 도해를 위하여, 조명 필드(16)(또는 중간 필드 평면(52)에 있는, 상기 조명 필드와 공액인 필드)가 각각 점선으로 표시되어 있다. 마스크(14) 상에서 조명되는 조명 필드(16)의 좌측 에지에 놓여 있는 마스크점(82)이 먼저 고려될 것이다. 도 7a는 스캔 공정 동안 광이 맨 처음 마스크점(82)에 입사하는 시간에서의 마스크점(82)의 위치를 도시하고 있으며, 그 위치는 화살표(84)로 표시되어 있다. 원은 광속(84)의 (최대) 직경을 나타내며, 광속의 광선들은 이 시간에서 상기 마스크점(82)에 수렴한다.
동공 필터(66)가 중간 필드 평면(52)에도 또는 제 2 동공 평면(60)에도 놓여 있지 않기 때문에, 광속(84)은 투과 필터(66)의 단지 일부만을 통과한다. 제 1 필터 영역(78a, 78b)들의 배치는 이 경우에 광속(84)의 직경에 적합화되어 있어서 도 7a에 도시된 시간에서 광속(84)의 일부가 상부 제 1 필터 영역(78a)을 통과한다. 따라서 상기 마스크점(82)에 입사하는 광선들의 일부는 이 시간에 상부 제 1 필터 영역(78a)에 의해 감쇠된다.
광속(84)의 단면은 네 개의 세그먼트들로 분할되어 있는데, 그 세그먼트들은 도 4에서 V1, V2 및 H1, H2로 대응하여 표시되어 있다. 도 7a에서, 상부 제 1 필터 영역(78a)에 의한 감쇠는 상부 수직 세그먼트(V1)을 통과하는 광선들에만 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 이러한 감쇠 때문에, 네 개의 세그먼트(V1, V2, H1, H2)들로부터 마스크점(82)에 입사하는 광의 비율들이 따라서 변하게 된다.
화살표(84)로 표시된 스캔 공정 동안에, 조명 필드(16)는 마스크점(82) 위로 이동한다. 도 7b는 마스크점(82)이 조명 필드(16)의 좌상단에 더 이상 놓여 있지 않고 그 좌측 에지 상에서 대략적으로 중심에 놓여 있는 시간에서의 배치를 도시하고 있다. 광속(84)의 직경이 두 개의 제 1 필터 영역(78a, 78b)들 사이의 거리보다 작기 때문에, 상기 두 제 1 필터 영역(78a, 78b)들 중 하나에 의한 광속(84)의 감쇠는 발생하지 않는다.
스캔 공정의 추가적인 진행 후에, 마스크점(82)은 마침내 조명 필드(16)의 좌하단에 놓이게 된다. 여기서, 상황은 도 7a에 도시된 배치에서와 유사하다. 그러나 이제는, 하부 수직 세그먼트(V2)를 통과하는 광선들의 단지 일부가 하부 제 1 필터 영역(78b)에 의해 감쇠된다. 다른 세그먼트들을 통과하는 광선들은 상기 하부 제 1 필터 영역(78b)에 의해 영향을 받지 않는다.
이제 도 7a 내지 도 7c에 도시된 스캔 공정 동안의 마스크점(82)에 입사하는 전체적인 방사광 노광량이 고려된다면, 다음과 같은 점이 발견된다:
마스크점(82)의 노광의 시작(도 7a)과 끝(도 7c)에서, 수직 세그먼트(V1과 V2)들을 통과하는 광선들의 일부가 상부 제 1 필터 영역(78a)와 하부 제 1 필터 영역(78b)에 의해 각각 감쇠된다. 두 제 1 필터 영역(78a, 78b)들이 X 방향을 따라 동일한 투과율 분포를 갖기 때문에, 세그먼트(V1와 V2)들에 대한 감쇠는 동일하다. 수평 세그먼트(H1과 H2)들을 통과하는 광선들은 스캔 공정 전체를 통해 제 1 필터 영역(78a, 78b)들에 의해 감쇠되지 않는다. 수학식(1)에 따르면, 방사광 노광량에 대한 값들 DV1, DV2의 감소는 마스크점(82)에서의 동공 타원율 E가 감소된다는 것을 의미한다.
투과 필터(66)가 없는 마스크점(82)에서의 동공 타원율이 E > 1인 값을 갖는다면, 상기 동공 타원율은 투과 필터에 의해 E ~ 1인 정도까지 감소될 수 있다. 전제 조건은 단지 제 1 필터 영역(78a, 78b)들에서의 투과율이 보정 요구 조건에 적합화되어 있다는 것이다.
상기 필터(66)에 의해 달성되는 보정 효과는 필드-의존적인데, 왜냐하면 제 1 필터 영역(78a, 78b)들에 의해 초래된 감쇠가 X 방향으로의 마스크점(82)의 위치에 의존하기 때문이다. 도 7a 내지 도 7c에서, 마스크점(82)은 조명 필드(16)의 외측 에지에 놓여 있는데, 도 5에 따르면 여기서 동공 타원율이 최대가 된다. 마스크점으로부터 대칭 평면(79)까지의 거리가 작을수록, 제 1 필터 영역(78a, 78b)들에 의해 초래된 감쇠가 작아지며 따라서 동공 타원율의 보정이 작아진다. 만약 마스크점(86)이 정확하게 대칭 평면(79)에 놓여 있다면, 즉 도 7a 내지 도 7c에서 도시된 바와 같은 조명 필드(16)의 중심에 놓여 있다면, 제 1 필터 영역(78a, 78b)들은 실질적으로 감쇠를 초래하지 않으며 마찬가지로 동공 타원율의 실질적인 보정도 발생하지 않는다.
원리적으로, E < 1인 동공 타원율의 보정도 역시 상기 필터(66)에 의해 달성될 수 있다. 광선들의 증폭이 가능하지 않기 때문에, 이 경우에는 사실은 수평 세그먼트(H1, H2)들을 통과하는 광선들만을 감쇠시킬 필요가 있을 것이다. 단지 하나 의 투과 필터(66)만으로는 스캔 공정 동안의 모든 마스크점들에 대해 이를 달성할 수 없기 때문에, 이 경우에는 도 8에서 평면도로 도식적으로 도시되어 있으며 88로 표시되어 있는 동공 필터가 조명 시스템(12)의 동공 평면에, 예를 들어 필드 조리개 대물렌즈(56)의 동공 평면(60)에 설치될 수 있다. 상기 동공 필터(88)는 마찬가지로 투과 필터이지만, 단지 두 개의 세그먼트(H1, H2)들만이 더 낮은 투과율을 갖는다. 동공 평면 내의 동공 필터(88)의 배치로 인하여, 동공 타원율에 대해 수반되는 효과는 모든 필드점들에 대해 동일하며 따라서 모든 마스크점들에 대해서도 동일하다. 세그먼트(H1, H2)들에서의 충분한 감쇠의 경우에, 이러한 방식으로 달성되는 효과는 E < 1인 원래의 동공 타원율이 모든 마스크점들에 대해 E > 1인 동공 타원율로 된다는 것이다. 이는 상기 투과 필터(66)에 의해 위에서 설명한 방식으로 보정될 수 있다.
위치-의존적인 투과율을 갖는 추가적인 제 2 필터 영역(80)이 제 1 필터 영역(78a, 78b)들 사이에 배치되는 이유가 이하에서 설명될 것이다.
조명 필드(16)의 좌측 에지에 있는 마스크점(82)이 다시 고려된다면, - 제 2 필터 영역이 존재하지 않는다면 - 상기 마스크점은 스캔 공정 전체를 통해 대칭 평면(72)에 있는 마스크점(86)보다 적은 방사광 노광량을 받을 것이다. 그 이유는, 대칭 평면(79)에 있는 마스크점(86)에 대해 광선들이 제 1 필터 영역(78a, 78b)들에 의해 상당한 정도로 감쇠되지 않기 때문이다. 제 2 필터 영역(80)이 없다면, 상이한 마스크점들에 대한 이러한 상이한 감쇠의 효과는, 도시된 실시예에서 마스크점들이 대칭 평면(79)으로부터 더욱 멀어질수록 그에 따라 더 작은 방사광 노광량 을 전체적으로 받게 된다는 것이다. 그러한 효과는 일반적으로 바람직하지 않은데, 왜냐하면 감광성층(22)의 예민한 노광량 문턱값으로 인해, 방사광 노광량은 지지부(24) 상에 형성되는 구조 폭들에 대해 결정적인 영향을 주기 때문이다.
따라서 제 2 필터 영역(80)은, 스캔 공정 동안의 전체적인 방사광 노광량이 모든 마스크점들에 대해 동일하도록 정밀하게 구성된다. 제 1 필터 영역(78a, 78b)들에 의한 감쇠가 발생하지 않거나 단지 약간만 발생하는 마스크점들에서, 제 2 필터 영역(80)에 의한 감쇠가 최대가 된다. 제 1 필터 영역(78a, 78b)들에 의해 가장 큰 감쇠가 발생하는 조명 필드(16)의 에지에서, 제 2 필터 영역(80)은 100%에 가까운 최대 투과율을 갖는다.
도 9는 마찬가지로 조명 시스템(12)에서의 사용에 적당한 투과 필터의 제 2 실시예를 도시하고 있다. 서로 동일하거나 대응하는 부품들은 이 경우에 100만큼씩 증가한 참조 번호로 표시된다.
도 6에 도시된 투과 필터(66)와는 반대로, 제 1 필터 영역(178a, 178b)들은 투과율의 거울-대칭적인 분포를 갖지 않는다. 그렇다기 보다는, 본 실시예에서 투과율은 좌측 에지(176a)로부터 우측 에지(176b)로 연속적으로 증가한다. 그러한 투과율 분포의 경우에, 예를 들어, 상기 방향을 따라 값 1에 연속적으로 접근하는 동공 타원율을 보정하는 것이 가능하다.
또한, 투과 필터(166)는 제 2 필터 영역(80)을 갖지 않는다. 그보다는, 두 개의 제 1 필터 영역(178a, 178b)들 사이에서 투과율이 최대이다. 두 개의 제 1 필터 영역(178a, 178b)들 사이의 부분은, 예를 들어, 투명한 균질한 재료로 이루어지 거나 또는 완전히 없을 수도 있다. 따라서 후자의 경우에, 투과 필터(166)는 제 1 필터 영역(178a, 178b)들을 형성하는 두 개의 개별적인 서브-소자들로 구성된다.
제 2 필터 영역(80)이 투과 필터(166)에 제공되지 않기 때문에, 추가적인 수단 없이는 스캔 공정 동안에 전체적으로 축적된 방사광 노광량이 모든 마스크점들에서 동일하다는 것을 보장하지 못할 것이다.
이를 위해 생각할 수 있는 수단들은, 예를 들어, EP 0 952 491 A2 또는 EP 1 020 769 A2에서 개시된 것과 같은, 예를 들어 필드 조리개(54)의 사용이다. 이러한 공지된 필드 조리개들은, 스캔 방향에 평행하게 개별적으로 변위 가능한 다수의 개별적인 막대형 또는 판형의 조리개 소자들을 포함한다.
도 10은 조리개 소자(90)들의 배열을 갖는 적절한 필드 조리개(154)를 도식적으로 그리고 고도로 간략화된 평면도로 도시하고 있다. 조리개 소자(90)들은 조명 필드(16)의 폭을 종축 좌표(X)의 함수로서 개별적으로 설정하는 것을 가능하게 한다. 필드 조리개(154)의 상호 대향하는 조리개 소자(90)들 사이의 거리가 작을수록, 관련 조리개 소자(90)의 위치에 대응하는 x 좌표를 갖는 마스크점에서 스캔 공정 전체에 걸쳐 측정될 수 있는 방사광 노광량이 작아진다.
우측 에지(176b)에서의 제 1 필터 영역(178a, 178b)들의 높은 투과율을 어느 정도 보상하기 위하여, 우측에서 상호 대향하는 조리개 소자(90)들은 그 반대쪽에서보다 서로 더욱 가까이 떨어져 있다. 그럼으로써 도 6에 도시된 실시예에서 제 2 필터 영역(80)으로 달성된 것과 실질적으로 동일한 효과가 달성된다. X 방향을 따라 변화하는 조명 필드(16)의 폭으로 인하여, 제 1 필터 영역(178a, 178b)들에 대 한 광속들의 위치들이 역시 변한다는 사실로부터 어느 정도의 차이가 생긴다.
위의 두 실시예들로부터, 투과율의 분포가 제 1 필터 영역(178a, 178b)들에서 수립되는 상기 방식이 위에서 모두 x 좌표에 대한 동공 투과율 E의 의존성에 의존한다는 것이 명백하다. 동공 타원율이 일반적으로 연속적인, 즉 x 좌표에 대해 조각별로 미분 가능한 함수(piecewise differentiable function)이기 때문에, 제 1 필터 영역들에서의 투과율 분포도 또한 바람직하게는 연속적이다. 그러나, 특히 보정될 작은 동공 타원율이 존재할 때, 투과율의 불연속적인 분포를 갖는 제 1 필터 영역들을 제공하는 것으로도 충분할 수도 있다.
이에 대한 간단한 실시예가 도 11에 도시되어 있다. 여기에 도시되어 있으며 전체적으로 266으로 표시된 투과 필터는 상부 및 하부 종축 에지(274a, 274b)들에 배열되어 있는 두 개의 제 1 필터 영역(278a, 278b)들을 포함한다. 상기 제 1 필터 영역(278a, 278b)들 내에는, 대칭 평면(279)에 대해 거울-대칭적으로 배열되어 있으며 내부의 투과율이 각각 일정한 네 개의 필터 구역(277a, 277b, 277c 및 277d)들이 있다. 그러한 투과 필터(266)로, 예를 들어, 대칭 평면(279)에 대해 대칭적인 파형(wave-shaped)의 동공 타원율을 보정하는 것이 가능하다. 비록 동공 타원율의 파형 프로파일에 대한 단계적인 접근이 오차들을 낳더라도, 이러한 오차들은 적어도 소정의 한도 내에서는 허용될 수 있다. 전체적인 방사광 노광량에 대한 원하지 않는 영향은 여기서 다시, 도 10에 도시된 바와 같은 조정 가능한 조리개 소자(90)들의 도움으로 회피될 수 있으며, 또는 추가적인 제 2 필터 영역이 투과 필터(66)에서와 같이 제공된다. 위에서 설명한 실시예들에 비하여 투과 필터(266)의 장점은 우선적으로, 투과율의 연속적인 프로파일을 갖는 영역들이 없다는 것이다. 따라서 투과 필터(266)는 특히 비용-효율적으로 제조될 수 있다.
도 11과 유사한 표현으로, 도 12는 전체적으로 336으로 표시된 투과 필터의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 상기 투과 필터는, 표면에 걸쳐 일정한 투과율을 갖는 필터 구역(377a, 377b)들을 마찬가지로 포함하는 제 1 필터 영역(378a, 378b)들을 갖는다. 그러나 위에서 설명한 실시예들과 대조적으로, 상기 필터 구역(377a, 377b)들은 x 좌표에 의존하는 스캔 방향(Y)으로의 연장을 갖는다. 표시된 실시예에서, 필터 구역(377a, 377b)들은 계단형의 플랫폼 모양을 갖는다. 물론 연속적인 동공 타원율을 더욱 잘 보정할 수 있도록 하기 위하여, 서로 대향할 수 있는 필터 구역(377a, 377b)들의 외측 윤곽들은 도 12의 오른쪽 편에서 점선(377a', 377b')로 표시된 바와 같이 연속적으로 만곡될 수도 있다.
도 6과 유사한 표현으로, 도 13은 또 다른 실시예에 따른, 466으로 표시된 투과 필터를 도시하고 있다. 상기 투과 필터(466)는, 액추에이터(92)들의 도움으로 스캔 방향(Y)으로 변위 가능한 상호 독립적인 서브-소자들에 의해 두 개의 제 1 필터 영역(478a, 478b)들이 각각 형성된다는 점에서 도 6에 도시된 투과 필터(66)와 다르다. 제 1 필터 영역(478a, 478b)들을 반대 방향으로 변위시킴으로써, 제 1 필터 영역(478a, 478b)들 사이의 거리가 조명 필드(16)에 대해 대칭적으로 증가하거나 감소할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 동공 타원율에 대한 영향이 모든 마스크점들에 대해 각각 감소하거나 또는 증가할 수 있다.
이는, 도 13에 도시된 배치를 도 14에 도시된 배치와 비교할 때 명백하다. 도 14에 도시된 배치는 두 개의 제 1 필터 영역(478a, 478b)들을 바깥쪽으로, 즉 서로 멀어지게 변위시킴으로써 도 13에 도시된 배치로부터 유도된다. 이러한 변위는 도 13에서 화살표(93)로 표시되어 있다. 제 1 필터 영역(478a, 478b)들 사이의 거리의 상응하는 증가로 인하여, 도 14에 도시된 배치에서, 이제 수직 세그먼트(V1과 V2)들을 통과하는 광선들 중 단지 작은 부분만이 제 1 필터 영역(478a, 478b)들에 의해 각각 감쇠된다. 동공 타원율에 대한 영향이 그에 대응하여 작아진다.
따라서 스캔 방향(Y)을 따라 제 1 필터 영역(478a, 478b)들을 이동시킴으로써, 예를 들어, 제 1 필터 영역(478a, 478b)들 사이의 거리를 조절함으로써, 조명 시스템(12)의 동작 시간의 경과시에 발생할 수도 있는 동공 타원율에 있어서의 변화를 수용하는 것이 가능하다.
그러나 조정 가능한 제 1 필터 영역(478a, 478b)들은 상이한 조명 설정들에 대한 적합화가 필요할 때에도 역시 적당할 수 있다. 이는, 제 1 필터 영역(478a, 478b)들 사이의 거리가 도 13에 도시된 배치에 비하여 감소된 배치에서의 투과 필터(466)를 도시하고 있는 도 15를 참조하여 설명될 것이다. 여기에서, 상기 투과 필터(466)의 위치에서 광속(84', 86')들의 최대 직경이 도 13에 도시된 배치에서보다 작은, 통상적인 작은 조명 설정이 선택되었다고 가정한다. 만약 광속(84', 86')들의 그러한 작은 직경에 대해서 제 1 필터 영역(478a, 478b)들이 도 13에 도시된 위치에 남아 있다면, 어떠한 광원들도 제 1 필터 영역(478a, 478b)들을 전혀 통과하지 않을 것이다. 그러나 제 1 필터 영역(478a, 478b)들을 화살표(93')로 표시된 방향으로 변위시킴으로써, 세그먼트(V1과 V2)들 내의 광속들은 다시 제 1 필터 영 역(478a, 478b)들에 의해 원하는 방식으로 각각 감쇠된다.
스캔 방향을 따라 제 1 필터 영역(478a, 478b)들을 이동시키는 대신에, 투과 필터(66) 전체가 광축에 평행하게 변위될 수도 있다. 그럼으로써 투과 필터(66)를 통과하는 광속들의 직경이 변경되며, 그 결과 제 1 필터 영역(78a, 78b)들의 영향도 역시 변화된다. 광축(OA)을 따라 투과 필터(66)를 조정하기 위하여, 도 2에서 점선으로 표시된 바와 같은 Z 조정기(98)가 사용될 수 있다. 만약 단지 몇 개의 상이한 조명 설정들만이 조절될 수 있다면, 투과 필터(66)를 수용하는 다수의 교환 홀더들을 광축(OA)을 따라 배치시키는 것으로 충분하다. 한 교환 홀더로부터 다른 교환 홀더로 투과 필터(66)를 옮김으로써, 광축(OA)을 따른 투과 필터(66)의 이산된 변위가 이러한 방식으로 가능하다.
지금까지 설명된 실시예들에서, 투과 필터는 제 1 필터 영역들 사이에 배치된 제 2 영역으로부터 불연속적으로 경계 지어질 수 있는 두 개의 제 1 필터 영역들을 항상 구비하고 있다(선택적으로, 제 2 영역은 연속적으로 최대 투과율임). 그렇지만, 그 전체 표면에 걸쳐 투과율의 연속적인 분포를 갖는 투과 필터들로도 역시 동공 타원율에 대한 소망하는 효과를 성취할 수 있다.
도 16에 도시된 그림은 그러한 투과 필터(566)의 흡수 계수 A의 분포를 도시하고 있다. 반사를 무시할 수 있는 경우, 상기 흡수 계수 A는 투과율 T로부터 A = 1- T에 의해 얻을 수 있다. 표현 상의 이유로, 범례에 표시되어 있는 범위들 내에 놓여 있는 흡수 계수들을 갖는 투과 필터(566)의 표면들은 그림상으로는 서로 분리되어 있다. 그러나 사실은, 투과 필터(566)의 전체 표면에 걸친 흡수 계수의 분포 는 연속적이다.
이는, 임의의 단위의 흡수 계수 A가 y 좌표의 함수로서 세 개의 상이한 x 좌표들에 대해 그려진 도 17과 x 좌표의 함수로서 두 개의 상이한 y 좌표들에 대해 그려진 도 18로부터 명백하다. 도 16 내지 도 18로부터, 투과 필터(566)의 표면에 걸친 흡수 계수의 분포가 도 6에 도시된 투과 필터(66)에 대한 것과 원리적으로 유사하다는 것이 명백하다. 따라서, 스캔 방향에서 볼 때 상부 및 하부 에지들에는, 점선을 사용하여 도 16의 그림에 의해 표시된 제 1 필터 영역(578a, 578b)들이 존재한다. 이러한 제 1 필터 영역(578a, 578b)들 내부에서, 투과율은 도 18에서 점선으로 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 필터 중심으로부터 거리가 증가할수록 감소한다. 그러나 상기 제 1 필터 영역(578a, 578b)들 사이에 놓여 있는 제 2 필터 영역(580)에서, 투과율은 측방의 필터 에지들을 향하여 감소한다.
도 6의 투과 필터(66)와의 결정적인 차이는 도 17에 의해 가장 명백하게 드러난다. 도 17에서, 스캔 방향을 따른 투과율의 분포가 모든 x 좌표에서 항상 연속적인 것으로 도시된 반면, 투과 필터(66)에서 투과율은 제 1 필터 영역(78a, 78b)들과 제 2 필터 영역(80) 사이의 전이부에서 불연속성을 갖는다.
표시된 실시예에서 (반사를 무시할 수 있는 경우에) T = 1 - A인 투과율의 분포는 흡수 계수 A(x, y)에 대한 다음의 수학식(2)로부터 얻을 수 있다.
A(x, y) = a(x)ㆍy4 + b(x)
4차 다항식을 갖는 필터 함수 A(x, y)가 선호되는데, 왜냐하면 그러한 필터들은 시도된 그리고 검사된 제조 방법들에 의해 디지털 필터로서 제조될 수 있기 때문이다.
함수 a(x)는 동공 타원율 E가 최적으로 보정되도록 설정된다. 이러한 함수 a(x)는 바람직하게는 수치적으로 결정되며, 조명 시스템(12) 내의 투과 필터의 정확한 위치에 의존한다.
함수 b(x)는 미리 결정된 함수 a(x)에 대해 다음의 수학식(3)을 만족하도록 설정된다.
∫A(x, y)dy = const.
따라서 함수 b(x)는 스캔 공정 동안의 전체적인 방사광 노광량이 각각의 마스크점에서 동일하게 되는 것을 보장한다.
일반적으로, 조명 시스템들은 마스크측에서 텔레센트릭 하도록 설정된다. 이는, 중심 광선들이 마스크 평면(18)에서 광축(OA)에 평행하게 진행한다는 것을 의미한다. 만약 세그먼트들 중 단지 하나에서만 감쇠가 발생한다면, 이는 조명 시스템(12)이 더 이상 텔레센트릭 하지 않도록 하는 중심 광선들의 경사를 수반할 것이다.
이는 텔레센트릭 하지 않은 조명 시스템들에 대해서도 상응하여 적용된다. 이 경우에도, 중심 광선들의 텔레센트릭 하지 않은 방향 분포가 하나 이상의 투과 필터들에 의해 교란되는 것은 일반적으로 바람직하지 않다.
한편, 중심 광선들의 실제 방향 분포가 소망하는 (예를 들어 텔레센트릭 한) 방향 분포 그 자체와 일치하지 않는 상황들을 생각할 수도 있을 것이다. 이러한 경우에, 위에서 설명한 투과 필터들은 조명 시스템의 텔레센트릭 특성들을 보정하기 위하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 6, 9, 11 및 12에 도시된 투과 필터들에서, 두 개의 제 1 필터 영역들이 동일한 투과율 분포를 갖지 않고 상이한 투과율 분포들을 갖는다면, 수직 세그먼트(V1과 V2)들에 대해 상이한 효과를 얻을 것이다. 선택적으로, 두 개의 제 1 필터 영역들 중 하나가 심지어 완전히 생략될 수도 있을 것이다.
도 13 내지 도 15에 도시된 투과 필터에서, 제 1 필터 영역(478a, 478b)들을 스캔 방향을 따라 상이하게 이동시킴으로써 비대칭화가 성취될 수 있으며, 그 결과 조명 필드(16)에 대해 비대칭적인 배치를 얻는다.
상술한 고려로부터, 필드 평면과 동공 평면 사이에 배치된, 본 발명에 따른 투과 필터들의 도움으로, 텔레센트릭 특성들을 변화시키지 않고 동공 타원율이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 그와 동시에 텔레센트릭 특성들도 역시 의도적으로 보정될 수 있다는 것이 명백하다.
2. 실시예들의 제 2 그룹
도 19는 또 다른 실시예에 따른 것으로, 그 전체가 112로 표시되어 있는 조명 시스템에 대한 자오선 방향 단면도이다. 상기 조명 시스템(112)이 도 2에 도시된 조명 시스템(12)과 유사하게 구성되어 있기 때문에, 서로 대응하는 부품들에는 동일한 참조 번호들이 부여된다.
조명 시스템(112)은, 단지 하나가 아닌 두 개의 투과 필터들이 필드 조리개 대물렌즈(56)에서 서로 광학적으로 공액인 평면들에 배치되어 있다는 점에서 도 2에 도시된 조명 시스템(12)과 주로 다르다.
제 2 동공 평면(60)이 제 1 투과 필터(666)와 제 2 투과 필터(666') 사이에 놓여 있다. 따라서 마스크(14) 상의 결과적인 이미지는 중간 필드 평면(52)에 있는 원래의 이미지에 대해 점대칭이다. 즉, 좌측과 우측뿐만 아니라 위쪽과 아래쪽이 서로 바뀌어 있다. 이는 예를 들어, 도 19에서 중간 필드 평면(52)으로부터 나와서 초기에 광축(OA)의 아래쪽으로 진행하는, 62로 표시된 주요 광선(principal ray)으로부터 알 수 있다. 제 2 동공 평면(60)을 통과한 후에, 상기 주요 광선(62)은 광축(OA)의 위쪽으로 진행한다. 주요 광선(62)과 연관된 광선들의 광속은 따라서 마스크(14)에 입사할 때 거꾸로 된다.
도 20 및 도 22에 도시된 제 1 및 제 2 투과 필터(666 및 666')들은 678과 678'로 각각 표시된 제 1 필터 영역만을 갖는다. 본 실시예에서 표현된 상기 제 1 필터 영역(678, 678')들은 도 6에 도시된 실시예의 제 1 필터 영역(78a, 78b)들과 동일한 비선형 분포의 투과율을 갖는다. 따라서 투과율은 y 좌표에 의존하지 않으며, 광축을 포함하는 대칭 평면(679)으로부터의 거리가 증가함에 따라 감소한다. 그러한 투과율 분포로, 도 5에서 예시의 방법으로 도시된 바와 같이 동공 타원율을 보정하는 것이 가능하다.
상기 두 개의 투과 필터(666, 666')들의 기능성을 설명하기 위하여, 도 20 및 도 22에 대해 참조가 이루어질 것이다. 도 7a와 대응하는 표현으로, 도 20은 마스크 평면(85) 내의 마스크점(82 및 86)들에 각각 수렴하는 광속(84, 85)들을 도시하고 있다. 각각의 경우에 스캔 공정 동안 마스크점(82 및 86)들의 조명이 시작하는 시간에서의 배치가 표시된다.
도 20과 도 22를 비교함으로써 확립될 수 있듯이, 광속(84, 85)들은 투과 필터(666 및 666')들 상의 상이한 위치들을 동시에 통과한다. 만약 조명 필드(16)의 외측 측면 에지에 놓여 있는 마스크점(82)이 먼저 고려된다면, 상기 마스크점(82) 상에 수렴하는 광속(84)은 조명되는 광 필드의 좌상단에서 제 1 투과 필터(666)를 통과하며, 또한 조명되는 광 필드의 우하단에서 제 2 투과 필터(666')를 통과한다. 이는 제 2 동공 평면(60)에서의 상술한 반전의 결과이다.
광속(84)이 상기 두 투과 필터(666, 666')들을 통과하는 다양한 위치들이 동공 타원율에 대해 영향을 주는 방식은 도 21 및 도 23에 도시된 그래프를 참조하여 명백하게 될 것이다. 도 21에 도시된 그래프는 x 좌표에 대한 흡수도 A = 1 - T (반사를 무시할 경우)의 의존성을 나타낸다. 제 1 투과 필터(666)를 통과할 때, 광속(84)은 도 21에서 왼쪽에 도시된 바와 같이 A2와 A1 사이의 흡수 계수를 갖는 흡수를 겪는다. 제 2 투과 필터(666')를 통과할 때, 광속(84)은 A1과 A2 사이의 흡수 계수를 갖는 흡수를 겪는다(도 21에서 오른쪽 참조).
표시된 실시예에서 두 개의 투과 필터(666, 666')들이 광학적으로 서로 공액인 평면들에 놓여 있기 때문에, 상기 두 필터 평면들에서의 광속(84)의 직경은 동 일하다. 따라서 두 개의 투과 필터(666, 666')들의 전체적인 영향은 상기 투과 필터(666, 666')들을 통과하는 어떠한 광속에 대해서도 대칭적이다. 이는, 상기 두 개의 투과 필터(666, 666')들에서의 흡수 프로파일들이 중첩되어 있는 도 23에 도시된 그래프로 나타나 있다. 상기 도면에서 두 개의 상이한 점곡선들은 제 1 투과 필터(666)와 제 2 투과 필터(666')를 각각 통과할 때 광속이 겪는 흡수를 나타낸다. 두 흡수 프로파일들을 중첩하는 것은 실선으로 표시된 곡선을 낳는데, 이 곡선은 점들과 짧은 선들로 표시된 선(99)에 대해 대칭적이다.
따라서 광속(84)은, 마치 선(99)에 대해 대칭적인, 도 23에서 실선으로 도시된 흡수 분포를 갖는 단일한 투과 필터를 통과하는 것과 동일한 방식으로, 두 투과 필터(666, 666')들의 조합에 의해 감쇠될 것이다. 어떠한 광속에 대해서도 대칭적인 이러한 흡수 분포의 영향은, 수평 세그먼트(H1, H2)들을 통과하는 광선들이 수직 세그먼트(V1, V2)들을 통과하는 광선들보다 더욱 강하게 감쇠된다는 것이다. 따라서 동공 타원율은 수학식(1)에 따라 증가하며, 그 결과 (선택적으로 동공 평면에서 추가적인 투과 필터를 사용함으로써) 동공 타원율 E는 값 1에 가깝게 될 수 있다. 더욱이, 대칭적인 흡수 분포로 인하여, 광속의 에너지 중심 광선(중심 광선)과 같은 주요 광선의 위치 및 따라서 텔레센트릭 특성들이 동시에 보존된다.
제 1 필터 영역(678, 678')들의 투과율이 X 방향을 따라 비선형적으로 변화하기 때문에, 보정 효과도 역시 본 실시예에서 필드-의존적이다. 마스크점(86)에 할당된 광속(85)은 예를 들어 동공 타원율의 사소한 보정만을 경험하는데, 왜냐하면 투과율이 대칭 평면(679)의 근방에서 단지 상대적으로 약하게 변형되기 때문이 다.
마스크점들에 도달하는 총 방사광 노광량은 두 개의 투과 필터(666, 666')들에 의해 필드-의존적으로 영향을 받기 때문에, 방사광 노광량을 보존하기 위하여 추가적인 수단들을 취하여야 한다. 예를 들어, 도 10과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 조정 가능한 필드 조리개들의 사용을 생각할 수 있다.
본 실시예에서는, 에너지 중심 광선과 같은 중심 광선의 위치 및 따라서 텔레센트릭 특성들을 변화시키지 않고, 필드-의존적인 동공 타원율이 투과 필터들에 의해 보정되도록 의도되는 것으로 가정한다. 이를 위한 전제 조건은, 수평 세그먼트(H1, H2)들 또는 수직 세그먼트(V1, V2)들에 놓여 있는 광선들의 감쇠 동안에, 두 수직 세그먼트들 또는 두 수평 세그먼트들 내부의 세기 비율이 보존된다는 것이다. 만약 수직 세그먼트(V1)를 통과하는 광선들의 세기만이 감쇠된다면, 예를 들어, 수직 세그먼트(V1)와 수직 세그먼트(V2)를 통과하는 광선들 사이의 가중치가 변할 것이다. 이는 중심 광선의 변위를 수반할 것이며 따라서 조명 시스템(12)의 텔레센트릭 특성들에 있어서의 변화를 수반할 것이다.
도 19에 도시된 실시예에서, 투과 필터(666, 666')들은 도 20 내지 도 22에서 알 수 있는 바와 같이 동일한 투과율 분포를 갖는다. 이는, 광속(84, 85)들의 직경들이 두 필터(666, 666')들에서 동일하도록 상기 투과 필터(666, 666')들의 축 방향 위치가 결정되기 때문에 가능한 것이다.
그러나, 투과 필터(666, 666')들의 그러한 축 방향 위치가 바람직하지 않거나 또는 가능하지 않다면, 상기 직경들은 달라질 것이다. 이는, 축척 인자(scaling factor)만을 제외하고는 동일한 투과 필터들을 제공함으로써 허용될 수 있다. 이는 한 필터가 축소된 또는 확대된 이미지(필터들이 n개의 동공 평면들과 n+1 또는 n-1개의 필드 평면들에 의해서(여기서 n는 홀수의 정수) 분리된다면, 가능하게는 거꾸로 된 이미지)로서 여겨질 수 있다는 것을 의미한다. 축척 인자는 광속이 상기 필터들을 통과할 때의 광속의 직경의 차이에 의해서 결정된다. 그러한 축척 인자는, 필터 상에서의 광속들의 직경들이 상이하더라도 두 광속들에 대해 동일한 조건들이 적용된다는 것을 보장한다.
대안적인 실시예들
도 24는 또 다른 실시예에 따른 도 1에 도시된 투영 노광 장치의 조명 시스템에 대한 자오선 방향의 단면도이다. 그 전체가 212로 표시된 조명 시스템이 도 19에 도시된 조명 시스템(112)과 상당한 정도로 유사하기 때문에, 서로 대응하는 부품들에는 동일한 참조 번호가 부여된다.
상기 조명 시스템(212)도 역시, 도 25 및 27의 평면도로 도시된 바와 같이, 단지 하나의 필터 영역(778)만을 가지며 서로 동일한 제 1 및 제 2 투과 필터(766, 766')를 구비한다. 그러나, 상기 필터들은 제 2 동공 평면(60)이 아니라 마스크 평면(58)에 의해 분리되어 있다. 따라서, 제 1 투과 필터(766)는 제 2 동공 평면(60)과 마스크 평면(58) 사이에 배치되고, 제 2 투과 필터(766')는 마스크 평면(58)과 투영 대물렌즈(20)(도 24에는 도시되어 있지 않음) 사이에 배치되어 있다. 본 실시예에서, 제 1 투과 필터(766)는 조명 시스템(212)의 하우징 내부에 장착되는 반면, 제 2 투과 필터(766')는 조명 시스템(212)과 투영 대물렌즈(20)(도 24에는 도시되지 않음) 사이의 중간 공간에 장착된다. 제 2 투과 필터(766')는 투영 동작 동안에 마스크 스테이지에 의해 이동되도록 마스크(14)를 수용하는 프레임에 고정될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상기 제 2 투과 필터(766')는, 투영 동작 동안에 이동할 수 없도록 조명 시스템(212)과 투영 대물렌즈(20)에 대해 단단히(그러나 바람직하게는 조정 가능하게) 부착된 마운팅 프레임 내에 수용된다. 도 25에 도시된 더 추가적인 실시예에서, 두 개의 제 1 및 제 2 투과 필터들은 모두 조명 시스템(212)과 투영 대물렌즈(20) 사이의 중간 공간에 배치되어 있다.
필드 평면에 의한 분리는, 제 1 및 제 2 투과 필터(766, 766')들 상의 대응하는 위치들이, 도 19에 도시된 실시예에서의 경우와 같은 서로에 대한 점-대칭 이미지가 아니라는 것을 암시한다. 대신에, 제 1 투과 필터(766)를 예를 들어 좌상단으로 통과하는 광속은 제 2 투과 필터(766')를 역시 그의 좌상단으로 통과한다. 그러나, 그럼에도 불구하고 필드 평면은, 광속 상의 한쪽을 따라 진행하는 광선들이 마스크 평면(58)을 통과한 후에는 광속의 맞은 쪽 상을 진행한다는 점에서 각각의 광속의 "내부" 반전을 낳는다.
도 19에 도시된 조명 시스템(112)과의 또 다른 차이점은, 투과 필터(766, 766')들이 광축(OA)을 포함하는 평면(779)에 대해 대칭적이지 않은 투과율 프로파일을 갖는다는 것이다. 이는 도 25와 도 27은 물론, 두 필터들에 관한 x 좌표에 대한 흡수 계수 A = 1 - T(반사를 무시할 수 있다면)의 비선형적인 의존성을 도시하는 그래프인 도 26로부터도 알 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 투과율 프로파 일은, 중심(x = 0)으로부터 -x 방향을 따른 거리보다는 +x 방향을 따른 거리가 증가할수록 흡수가 더욱 가파르게 증가하도록 정의된다. 그러한 투과율 분포로, 도 5에 도시된 바와 같은 대칭적인 필드 의존성이 아닌 동공 타원율을 보정하는 것이 가능하다. 그러나, 그러한 비대칭적인 프로파일은 도 19에 도시된 실시예에서 동일하게 사용될 수 있다는 점을 유의해야 한다.
두 개의 투과 필터(766, 766')들의 기능을 설명하기 위하여, 도 25 및 도 27에 대해 참조가 이루어질 것이다. 도 20에 대응하는 표현으로, 도 25는 마스크 평면(58) 내의 마스크점(82, 86, 89)들에 각각 수렴하는 광속(84, 85, 87)들을 도시하고 있다. 각각의 경우에 스캔 공정 동안 마스크점(82 및 86)들의 조명이 시작하는 시간에서의 배치가 표시되어 있다.
도 25와 도 27을 비교함으로써 확립될 수 있는 바와 같이, 광속(84, 85, 87)들은 동일한 시간에 투과 필터(766 및 766')들 상의 동일한 부분들을 통과한다. 이하에서, 조명 필드(16)의 외측 에지에 놓여 있는 마스크점(82)이 먼저 고려된다. 상기 마스크점(82)에 수렴하는 광속(84)은 투과 필터(766) 상에서 조명되는 필드의 좌상단에서 제 1 투과 필터(766)를 통과한다. 제 2 투과 필터(766')에 대해서도 동일하게 적용된다. 즉, 광속은 투과 필터(766) 상에서 조명되는 필드의 좌상단을 통과한다. 이는 필드 평면, 즉 마스크 평면(56)에 의한 투과 필터(766, 766')들의 전술한 분리의 결과이다.
이것이 동공 타원율에 영향을 주는 방식은 도 26, 28 및 29에 도시된 그래프들의 도움으로 명백하게 될 것이다. 광속(84)이 제 1 투과 필터(766)를 통과할 때, 상기 광속은 도 26에서 왼쪽에 도시된 바와 같이 A1과 A2 사이의 흡수 계수를 갖는 흡수를 경험한다. 광속(84)이 제 2 투과 필터(766')를 통과할 때, 상기 광속은 상술한 내부 반전의 결과로 A3와 A4 사이의 흡수 계수를 갖는 흡수를 경험한다. 이는 도 28에 도시된 그래프에서 설명되어 있는데, 상기 그래프에서 두 개의 투과 필터(766, 766')들을 통과할 때 광속(84)에 의해 경험된 흡수 프로파일들이 중첩되어 있다(점선 참조). 상기 두 흡수 프로파일들의 중첩은 점들과 짧은 선들로 표시된 선(799)에 대해 대칭인 실선으로 표시된 곡선을 낳는다.
따라서 광속(84)은 두 개의 투과 필터(766, 766')들의 조합에 의해, 마치 상기 선(799)에 대해 대칭적이며 도 28의 실선에 의해 도시된 흡수 분포를 갖는 단일한 투과 필터를 통과한 것과 같은 방식으로 감쇠될 것이다. 어떠한 광속에 대해서도 대칭적인 이러한 흡수 분포의 영향은 수평 세그먼트(H1, H2)들을 통과하는 광선들이 수직 세그먼트(V1, V2)들을 통과하는 광선들보다 더욱 강하게 감쇠된다는 것이다. 따라서 동공 타원율은 수학식(1)에 따라 증가하며, 그 결과 (선택적으로 동공 평면에서 추가적인 투과 필터를 사용함으로써) 동공 타원율 E는 값 1에 가깝게 될 수 있다. 더욱이, 대칭적인 흡수 분포로 인하여, 광속의 에너지 중심 광선(중심 광선)과 같은 주요 광선의 위치 및 따라서 텔레센트릭 특성들이 동시에 보존된다.
제 1 필터 영역(778, 778')들의 투과율이 X 방향을 따라 변화하기 때문에, 보정 효과도 역시 본 실시예에서 필드-의존적이다. 예를 들어, 선(779)에 위치하는 마스크점(86)에 할당된 광속(85)은 동공 타원율의 사소한 보정만을 경험하는데, 왜 냐하면 투과율이 평면(779)의 근방에서 단지 상대적으로 약하게만 변형되기 때문이다.
우상단에 있는 마스크점(81)에 할당된 광속(87)은 광속(84)과 비교할 때 다른 방식으로 변형될 것이다. 투과 필터(766, 766')들의 흡수 계수 A가 -x 값이 증가하는 경우보다 +x 값이 증가할 때 더욱 가파르게 증가하기 때문에, 두 개의 필터 소자(766, 766')들 모두를 통과할 때 광속(87)이 경험하는 총 투과율도 역시 x 방향을 따라서 더욱 강하게 변화할 것이다. 이는 광속(84)에 대해 도 28에서 도시된 것과 유사한 그래프인 도 29에서 설명되어 있다.
마스크점들에 도달하는 총 방사광 노광량이 상기 두 투과 필터(766, 766')들에 의해 필드-의존적으로 영향을 받기 때문에, 방사광 노광량을 보존하기 위하여 추가적인 수단들을 취해야 한다. 예를 들어, 도 10과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 조정 가능한 필드 조리개들의 사용을 생각할 수 있다.
도 30은 기능적인 관점에서 도 24에 도시된 실시예와 동등한 또 다른 실시예에 따른 투영 노광 장치(810)의 도식적인 도면이다. 유일한 차이점은 두 개의 투과 필터(866, 866')들이 모두 조명 시스템(12)과 투영 대물렌즈(20) 사이에 배치되어 있다는 것이다. 이를 위하여 상기 투과 필터(866, 866')들은 구조(18)들을 담고 있는 마스크(14)를 역시 잡고 있는 프레임(97)에 부착되어 있다. 본 실시예에서, 투과 필터(866, 866')들은 마스크가 상기 필터들 사이에 끼워지도록 하면서 상기 마스크(14)에 적용된 구조(18)들로부터 동일한 거리에 배치되어 있다. 따라서 먼지 및 다른 환경적인 영향으로부터 마스크를 보호하기 위하여 통상 제공되는 보호막이 없을 수도 있다.
조명 시스템(12)과 투영 대물렌즈(20) 바깥쪽에 있는 투과 필터(866, 866')들의 배치는 상기 투과 필터(866, 866')들이 기존 장치 내에 개선하여 장착될 수 있다는 이점을 갖는다. 단지 마스크(14)를 고정하고 프레임(97)만이 상기 두 투과 필터(866, 866')들도 수용할 수 있도록 변형될 필요가 있다.
바람직한 실시예들의 상술한 설명은 예시의 방식으로 주어졌다. 주어진 개시로부터, 본 기술분야의 당업자는 본 발명 및 그에 따른 이점들을 이해할 뿐만 아니라, 개시된 구조 및 방법들에 관한 명백히 다양한 변화들 및 변형들도 찾을 것이다. 따라서 본 출원인은 그러한 모든 변화 및 변형들을, 첨부된 청구의 범위 및 그의 등가물들에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위 내에 있는 것으로 포괄할 것을 추구한다.

Claims (46)

  1. 감광성층(22)을 노광하는 동안 스캔 방향(Y)을 따라 마스크(14)가 변위되는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10)의 조명 시스템에 있어서,
    a) 동공 평면(42, 60),
    b) 필드 평면(52, 58),
    c) 적어도 두 개의 위치에서 상이한 투과율을 갖는 투과 필터(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666'; 766, 766'; 866, 866')를 포함하며,
    d) 상기 투과 필터(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666'; 766, 766'; 866, 866')는 상기 동공 평면(42, 60)과 상기 필드 평면(52, 58) 사이에 배치되어 있고,
    노광하는 동안 스캔 방향(Y)에 수직한 방향보다 스캔 방향에 평행한 방향으로 더 짧은 크기를 갖는 광 필드가 상기 투과 필터(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666'; 766, 766'; 866, 866') 상에 조명되며,
    상기 필드 평면 내의 한 점을 통과하는 모든 광선들의 광속이 Lx/2보다 작고 Ly/30보다 큰 최대 직경으로 상기 투과 필터(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666'; 766, 766'; 866, 866')를 통과하도록, 상기 투과 필터(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666')가 상기 동공 평면(42, 60)과 상기 필드 평면(52, 58)으로부터 떨어져 위치하며, 여기서 Lx는 스캔 방향(Y)에 수직한 광 필드의 길이이고 Ly는 스캔 방향(Y)을 따른 광 필드의 길이인 조명 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광속의 최대 직경은 Lx/4보다 작고 Ly/15보다 큰 조명 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광속의 최대 직경은 Lx/8보다 작고 Ly/7보다 큰 조명 시스템.
  6. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광축(OA)을 따라 상기 투과 필터(66; 166; 266; 366; 466; 566)의 위치를 연속적으로 변화시키기 위한 조정기(98)를 포함하는 조명 시스템.
  7. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투과 필터는 교환 홀더 내에 고정되어 있는 조명 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 투과 필터를 고정하기 위한 적어도 두 개의 교환 홀더들을 포함하며, 상기 교환 홀더들은 광축을 따라 상이한 위치들에 배치되어 있는 조명 시스템.
  9. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필드 평면은 마스크 평면(58)이며, 노광하는 동안 상기 마스크 평면 내에서 마스크(16)가 변위되는 조명 시스템.
  10. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투과 필터(66; 166; 266; 366; 466; 566; 666; 666'; 766, 766'; 866, 866')는 스캔 방향(Y)에 수직으로 변화하는 투과율을 갖는 적어도 하나의 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678')을 포함하는 조명 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광 필드는 스캔 방향(Y)을 따라 상기 광 필드를 경계 짓는 서로 마주보는 두 개의 제 1 에지들을 가지며, 상기 광 필드는 스캔 방향(Y)에 수직으로 상기 광 필드를 경계 짓는 서로 마주보는 두 개의 제 2 에지들을 갖는 조명 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678'; 778)은 적어도 상기 제 1 에지들 중 하나까지 연장되는 조명 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678'; 778)의 투과율은 스캔 방향(Y)에 수직으로 연속적으로 변화하는 조명 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 678; 678'; 778)의 투과율은 스캔 방향에 평행한 방향으로 일정한 조명 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678')의 투과율은, 상기 조명 시스템(12)의 광축(OA)을 포함하며 스캔 방향(Y)에 평행하게 연장되는 대칭 평면(79; 279; 679)에 대해 거울-대칭적인 공간 분포를 갖는 조명 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678'; 778)의 투과율은 제 2 에지들로부터의 거리가 감소할수록 연속적으로 감소하는 조명 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 투과 필터는, 상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 478a, 478b; 578a, 578b)의 투과율의 공간 분포와 정성적으로 반대이며 스캔 방향(Y)에 수직인 투과율의 공간 분포를 갖는 제 2 필터 영역(80; 580)을 포함하는 조명 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광 필드는 스캔 방향(Y)을 따라 상기 광 필드를 경계 짓는 서로 마주보는 두 개의 제 1 에지들을 가지며, 상기 광 필드는 스캔 방향(Y)에 수직으로 상기 광 필드를 경계 짓는 서로 마주보는 두 개의 제 2 에지들을 가지며,
    상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678'; 778)은 적어도 상기 제 1 에지들 중 하나까지 연장되며,
    상기 제 2 필터 영역(80; 580)은 상기 제 1 필터 영역(78a, 78b; 478a, 478b; 578a, 578b)과 인접하지만 상기 제 1 에지들과는 인접하지 않는 조명 시스템.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 영역(478a, 478b)은 광 필드에 대하여 스캔 방향(Y)으로 변위 가능한 서브-소자로서 설계되는 조명 시스템.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 투과 필터는 두 개의 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 578a, 578b)들을 포함하며, 각각의 제 1 필터 영역은 스캔 방향(Y)에 수직으로 변화하는 투과율을 갖는 조명 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 두 제 1 필터 영역(78a, 78b; 178a, 178b; 278a, 278b; 378a, 378b; 378a', 378b'; 478a, 478b; 578a, 578b)들의 투과율의 공간 분포는 동일한 조명 시스템.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 두 개의 제 1 필터 영역(478a, 478b)들은 광 필드에 대하여 스캔 방향(Y)으로 변위 가능한 서브-소자들로서 설계되는 조명 시스템.
  23. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 스캔 방향(Y)에 평행하게 연장되는 대칭축(679)에 대해 거울-대칭적인 투과율의 공간 분포를 갖는 두 개의 투과 필터(666, 666')들을 구비하며, 상기 투과 필터들은 홀수 개의 동공 평면(42, 60)들에 의해 서로 분리되어 있는 조명 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666, 666')들은 서로에 대해 광학적으로 공액인 평면들에 배치되어 있는 조명 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666, 666')들의 투과율은 스캔 방향(Y)에 수직한 방향으로 변화하는 조명 시스템.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666, 666')들의 투과율은 스캔 방향(Y)에 평행한 방향으로 일정한 조명 시스템.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666, 666')들의 투과율은 광축(OA)으로부터의 거리가 증가함에 따라 스캔 방향(Y)에 수직하게 비선형적으로 감소하는 조명 시스템.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666, 666')들은 동일한 투과율의 공간 분포를 갖는 조명 시스템.
  29. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투과 필터는 조명 시스템(12)의 광축(OA)을 포함하며 스캔 방향(Y)에 평행하게 연장되는 대칭 평면(79, 579)에 대해 거울-대칭적인 투과율을 갖는 제 1 필터 영역(78a, 78b; 278a, 278b; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678')을 갖는 조명 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 필터 영역(78a, 78b; 478a, 478b; 578a, 578b; 678; 678')의 투과율은 연속적으로 변화하는 조명 시스템.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 투과율은 조명 시스템(12)의 광축(OA)에 평행하며 스캔 방향(Y)에 수직하게 연장되는 추가적인 대칭 평면에 대해 추가적으로 거울-대칭적인 조명 시스템.
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. a) 다수의 동공 평면(42, 60),
    b) 다수의 필드 평면(52, 58),
    c) 두 개의 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')를 포함하고,
    - 상기 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')들은 동일하거나 또는 축척 인자(scaling factor)만이 다른 공간적인 투과율 분포를 가지며,
    - 상기 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')들은:
    -- n개의 동공 평면(42, 60)들과 n+1 또는 n-1개의 필드 평면(52, 58)들에 의해서(여기서 n는 홀수의 정수), 또는
    -- m개의 필드 평면(52, 58)들과 m+1 또는 m-1개의 동공 평면(42, 60)들에 의해서(여기서 m은 0이 아닌 짝수의 정수) 서로 분리되는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 투과 필터(666; 666')들은 n개의 동공 평면(60)들과 n+1 또는 n-1개의 필드 평면들에 의해서(여기서 n는 홀수의 정수) 서로 분리되어 있으며, 또한 상기 두 개의 투과 필터(666; 666')들은 대칭 평면(679)에 대해 거울-대칭적인 공간 투과율 분포를 갖는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  38. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 투과 필터(666; 666')들은 마스크 평면(58) 상의 필드 조리개(54)를 결상시키는 대물렌즈(56) 내에 있는 하나의 동공 평면(60)에 의해 서로 분리되어 있는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  39. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 투과 필터(766, 766'; 866, 866')들은 마스크 평면(58)에 의해서만 분리되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 투과 필터(866, 866') 및 결상될 마스크(14)를 고정하는 홀더(97)를 포함하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  41. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')들은 필드 평면 내의 점들을 향해 수렴하는 광속들이 동일한 직경을 갖는 평면들 내에 배치되는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  42. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 장치(10)는 노광 동작 동안 스캔 방향(Y)을 따라 마스크(14)를 이동시키도록 구성된, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')들의 투과율은 스캔 방향(Y)에 수직으로만 변화하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666; 666')들은 스캔 방향에 평행하게 연장되는 대칭축(679)에 대해 거울-대칭적인 공간 투과율 분포를 갖는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 두 개의 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')들의 투과율은 상기 장치의 광축(OA)으로부터의 거리가 증가함에 따라 스캔 방향(Y)에 수직한 방향으로 비선형적으로 감소하는, 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
  46. a) 다수의 동공 평면(42, 60),
    b) 다수의 필드 평면(52, 58),
    c) 두 개의 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')들을 포함하고,
    - 상기 두 개의 투과 필터들은, 상기 두 개의 투과 필터들의 조합이 필드 평면 내의 상이한 두 점들을 향해 수렴하며 상기 두 개의 투과 필터(666; 666'; 766, 766'; 866, 866')들을 모두 통과하는 두 개의 광속들의 텔레센트릭성(telecentricity)에 대해서가 아니라 타원율에 대해 상이한 영향을 주도록 결정된, 공간 투과율 분포를 가지며,
    - 상기 두 개의 투과 필터들은:
    -- n개의 동공 평면들과 n+1 또는 n-1개의 필드 평면들에 의해서(여기서 n는 홀수의 정수), 또는
    -- m개의 필드 평면들과 m+1 또는 m-1개의 동공 평면들에 의해서(여기서 m은 0이 아닌 짝수의 정수) 서로 분리되는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(10).
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4599936B2 (ja) 2004-08-17 2010-12-15 株式会社ニコン 照明光学装置、照明光学装置の調整方法、露光装置、および露光方法
KR100865554B1 (ko) * 2007-06-27 2008-10-29 주식회사 하이닉스반도체 노광 장치
US8908151B2 (en) * 2008-02-14 2014-12-09 Nikon Corporation Illumination optical system, exposure apparatus, device manufacturing method, compensation filter, and exposure optical system
DE102008011501A1 (de) 2008-02-25 2009-08-27 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
JP5201061B2 (ja) * 2008-04-29 2013-06-05 株式会社ニコン 補正フィルター、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
US8237684B2 (en) * 2008-09-26 2012-08-07 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. User input device with planar light guide illumination plate
KR101708948B1 (ko) * 2008-12-24 2017-03-08 가부시키가이샤 니콘 조명 광학계, 노광 장치 및 디바이스의 제조 방법
JP5187632B2 (ja) * 2008-12-30 2013-04-24 株式会社ニコン 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP5187631B2 (ja) * 2008-12-30 2013-04-24 株式会社ニコン 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP5473350B2 (ja) 2009-02-13 2014-04-16 キヤノン株式会社 照明光学系、露光装置及びデバイスの製造方法
DE102012219806A1 (de) * 2012-10-30 2014-04-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem Mittel zur Reduktion des Einflusses von Druckschwankungen
DE102013206528B4 (de) 2013-04-12 2014-11-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage mit einem variablen transmissionsfilter
DE102013208129B4 (de) 2013-05-03 2014-11-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage mit einem variablen Transmissionsfilter
CN103293877B (zh) * 2013-05-31 2014-12-31 上海华力微电子有限公司 采用四极曝光方式的光刻装置、通光单元及光刻方法
GB2540654A (en) * 2015-05-13 2017-01-25 Zeiss Carl Smt Gmbh Method of variably attenuating a beam of projection light in an optical system of a microlithographic apparatus
CN109561819B (zh) * 2016-08-08 2021-10-01 索尼公司 内窥镜装置和内窥镜装置的控制方法
US11175487B2 (en) 2017-06-19 2021-11-16 Suss Microtec Photonic Systems Inc. Optical distortion reduction in projection systems
KR102290482B1 (ko) * 2017-06-19 2021-08-13 서스 마이크로텍 포토닉 시스템즈 인코포레이티드 광학계에서의 배율 보상 및 빔 조향 방법 및 장치
JP7413234B2 (ja) * 2020-11-06 2024-01-15 株式会社東芝 光学撮像装置、光学検査装置、および、光学検査方法
JP7680878B2 (ja) * 2021-05-07 2025-05-21 キヤノン株式会社 照明光学系、露光装置、および物品の製造方法
DE102021120952B3 (de) * 2021-08-11 2022-11-10 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Korrektur eines Telezentriefehlers einer Abbildungsvorrichtung und Maskeninspektionsmikroskop

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1555573A2 (en) * 2003-12-31 2005-07-20 ASML Netherlands BV Optical attenuator device, radiation system and lithographic apparatus therewith and device manufacturing method
WO2005119369A1 (en) 2004-06-04 2005-12-15 Carl Zeiss Smt Ag Projection system with compensation of intensity variatons and compensation element therefor
WO2006018972A1 (ja) 2004-08-17 2006-02-23 Nikon Corporation 照明光学装置、照明光学装置の調整方法、露光装置、および露光方法
WO2006066638A1 (en) 2004-12-23 2006-06-29 Carl Zeiss Smt Ag A filter device for the compensation of an asymmetric pupil illumination

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3301153B2 (ja) * 1993-04-06 2002-07-15 株式会社ニコン 投影露光装置、露光方法、及び素子製造方法
JPH09199390A (ja) * 1996-01-16 1997-07-31 Hitachi Ltd パターン形成方法、投影露光装置および半導体装置の製造方法
US7130129B2 (en) 1996-12-21 2006-10-31 Carl Zeiss Smt Ag Reticle-masking objective with aspherical lenses
JPH11176746A (ja) * 1997-10-07 1999-07-02 Nikon Corp 走査型露光方法、装置及び素子製造方法
US6013401A (en) 1997-03-31 2000-01-11 Svg Lithography Systems, Inc. Method of controlling illumination field to reduce line width variation
EP0952491A3 (en) 1998-04-21 2001-05-09 Asm Lithography B.V. Lithography apparatus
JP4545854B2 (ja) * 1999-11-05 2010-09-15 キヤノン株式会社 投影露光装置
DE10043315C1 (de) * 2000-09-02 2002-06-20 Zeiss Carl Projektionsbelichtungsanlage
DE10046218B4 (de) * 2000-09-19 2007-02-22 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage
DE10065198A1 (de) * 2000-12-20 2002-07-11 Zeiss Carl Lichtintegrator für eine Beleuchtungseinrichtung
JPWO2003023832A1 (ja) * 2001-09-07 2004-12-24 株式会社ニコン 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
JP4923370B2 (ja) * 2001-09-18 2012-04-25 株式会社ニコン 照明光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法
DE10158921A1 (de) * 2001-11-30 2003-06-26 Zeiss Carl Smt Ag Verfahren zum Bestimmen von mindestens einer Kenngröße, die für die Beleuchtungswinkelverteilung einer der Beleuchtung eines Gegenstandes dienenden Lichtquelle einer Projektionsbelichtungsanlage charakteristisch ist
WO2005006079A1 (de) 2003-07-07 2005-01-20 Carl Zeiss Smt Ag Beleuchtungseinrichtung für eine mikrolithographische projektionsbelichtungsanlage
KR100598095B1 (ko) * 2003-07-10 2006-07-07 삼성전자주식회사 노광 장치
WO2005015310A2 (en) 2003-07-16 2005-02-17 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system for a microlithographic projection exposure apparatus
DE102004011733A1 (de) * 2004-03-04 2005-09-22 Carl Zeiss Smt Ag Transmissionsfiltervorrichtung
US7283209B2 (en) * 2004-07-09 2007-10-16 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system for microlithography
JP2006066429A (ja) * 2004-08-24 2006-03-09 Nikon Corp 照明光学装置、露光装置、および露光方法
US8873151B2 (en) 2005-04-26 2014-10-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination system for a microlithgraphic exposure apparatus
DE102006013459A1 (de) * 2006-03-23 2007-09-27 Infineon Technologies Ag Anordnung zur Übertragung von Strukturelementen einer Photomaske auf ein Substrat und Verfahren zur Übertragung von Strukturelementen einer Photomaske auf ein Substrat

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1555573A2 (en) * 2003-12-31 2005-07-20 ASML Netherlands BV Optical attenuator device, radiation system and lithographic apparatus therewith and device manufacturing method
WO2005119369A1 (en) 2004-06-04 2005-12-15 Carl Zeiss Smt Ag Projection system with compensation of intensity variatons and compensation element therefor
WO2006018972A1 (ja) 2004-08-17 2006-02-23 Nikon Corporation 照明光学装置、照明光学装置の調整方法、露光装置、および露光方法
WO2006066638A1 (en) 2004-12-23 2006-06-29 Carl Zeiss Smt Ag A filter device for the compensation of an asymmetric pupil illumination

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