KR20010076350A - 마이크로리소그래피 투영장치 - Google Patents

Abstract

마이크로리소그래피 투영 장치는 마스크상의 패턴을 투광하는 방사빔을 공급하는 투광기, 및 레지스트 도포된 기판상에 마스크의 투광된 부분의 상을 형성하는 투영 시스템을 포함한다. 상기 상은 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대하여 축선 이탈하여 투영되고 상기 투광기의 구경은 마스크의 투광된 부분의 구경으로 최소화된다. 상기 투광기에는 상기 투영 시스템의 고유의 텔레센트리서티 오차를 보상하는 경사 가능한 미러 또는 쐐기 형상의 투과 광학 요소등의 보상기가 제공된다.

Description

마이크로리소그래피 투영장치{A MICROLITHOGRAPHY PROJECTION APPARATUS}

본 발명은 방사 투영빔을 제공하는 방사 시스템; 소정의 패턴에 따라 투영빔을 패터닝하는 패터닝 수단; 기판을 고정시키는 기판 테이블; 및 기판의 목표 영역상에 상기 패터닝된 빔을 결상하는 투영 시스템을 포함하는 전사 투영 장치의 텔레센트리서티(telecentricity)오차 보상에 관한 것이다.

"패터닝 수단" 이라는 용어는 상기 기판의 목표영역에 생성될 패턴에 대응하는 패턴화된 단면을 입사 방사선빔에 제공하기 위해 사용될 수 있는 수단을 가리키는 것으로 널리 해석되어야 한다; "라이트 밸브" 라는 용어 역시 마찬가지 맥락으로 사용되었다. 일반적으로, 상기 패턴은 집적 회로 또는 다른 디바이스(아래의 설명을 참조)와 같은 목표영역에 생성되는 디바이스내의 특정 기능 층에 대응할 것이다. 이러한 패터닝 수단의 예시는 다음과 같은 것을 포함한다.

- 마스크를 고정시키는 마스크 테이블. 마스크의 개념은 리소그래피 기술에 잘 알려져 있고, 다양한 하이브리드 마스크 형태 뿐만 아니라 이진의, 교번 위상 시프트, 및 감쇠 위상 시프트등의 마스크 형태를 포함한다. 방사선빔내의 이러한 마스크("레티클") 배치는 마스크상의 패턴에 따라 마스크상에 부딪히는 방사선의 선택적 투과(투과형 마스크의 경우) 또는 반사(반사형 마스크인 경우)를 일으킨다. 상기 마스크 테이블은 상기 마스크가 입사 방사선빔내의 소정 위치에 고정될 수 있고 원한다면 상기 빔에 대하여 이동할 수 있는 것이 보장된다.

- 프로그램가능한 미러 어레이. 이러한 장치의 예시는 점탄성 제어층을 갖는 매트릭스-어드레서블 표면과 반사 표면이다. 상기 장치의 기본 원리는, (예를 들어) 반사 표면의 어드레스된 영역이 입사 광선을 회절된 광선으로서 반사시키는 반면, 비어드레스된 영역은 입사된 광선을 비회절된 광선으로서 반사하는 것이다. 적절한 필터를 사용하면, 상기 비회절된 광선은 회절된 광선을 뒤에 남기고 반사된 빔으로부터 필터링될 수 있다. 이러한 방법으로 매트릭스-어드레서블 표면의 어드레싱 패턴에 의해 상기 빔이 패턴화된다. 적당한 전자 수단을 사용하여 필수 매트릭스 어드레싱이 실시될 수 있다. 상기 미러 어레이에 관한 더 많은 정보는, 예를 들어 여기에 참고로 포함된 미합중국 특허 제 5,296,891호 및 제 5,523,193호로부터 얻어질 수 있다.

- 프로그램가능한 LCD 어레이. 이러한 구성의 예시는 여기에 참고로 포함된 미합중국 특허 제 5,229,872호에 나타나있다.

간략화를 위해서, 본 명세서의 나머지 부분에서는 마스크 테이블과 마스크와 관련된 예시를 상세히 나타낼 것이다. 그러나, 본 예시에 나타난 일반적인 원리는, 상술된 바와 같은 패터닝 수단의 더 폭넓은 상황에서 이해되어야 한다.

간략화를 위해서, 이하에서 투영 시스템은 "렌즈"로 칭한다; 그러나, 상기 용어는 예를 들어, 굴절 광학 요소, 반사 광학 요소, 및 반사 굴절 시스템을 포함하는 다양한 형태의 투영 시스템을 모두 포함하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 상기 방사 시스템은 일반적으로 방사 투영빔을 방향짓거나 성형하거나 또는 제어하는 이들 설계 형태중 어느 것을 따라 작동하는 구성 요소를 구비할 수 있는 투광 시스템("투광기")을 포함하고, 이러한 구성 요소는 이하에서 집합적으로 또는 단독적으로 "렌즈"로 지칭될 것이다. 또한, 전사 장치는, 둘 이상의 기판 테이블 및/ 또는 둘 이상의 마스크 테이블을 갖는 형태일 수 있다. 이러한 "다중 스테이지" 장치에서, 부가적인 테이블들이 병렬로 사용되거나 하나 이상의 테이블이 노광에 사용되는 동안 하나 이상의 다른 테이블상에서는 예비 단계가 수행될 수 있다. 2중 스테이지 전사 장치는 예를 들어, 본 명세서에서 참조로 포함된 미합중국 특허 제 5,969,441호 및 1998년 2월 27일 출원된 미합중국 특허 출원 제 09/180,011호(WO98/28665 및 WO98/40791)에 기술되어 있다.

전사 투영 장치는 예를 들어, 집적 회로(ICs)의 제조에서 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 패터닝 수단은, 집적 회로의 각 층에 대응하는 회로 패턴을 발생시킬 수 있고, 이 패턴은, 감광 물질(레지스트)층으로 도포된 기판(실리콘 웨이퍼)상의 목표영역(하나 이상의 다이를 포함)상으로 결상될 수 있다. 일반적으로 단일 웨이퍼는, 투영 시스템을 통해 한번에 하나씩 연속적으로 조사되는 인접 목표 영역들의 전체적인 연결망을 포함할 것이다. 마스크 테이블상의 마스크에 의한 패터닝을 이용하는 현행의 장치에서 두 개의 상이한 형태의 기계는 서로 구별된다. 일 형태의 전사 투영 장치에 있어서, 목표 영역상으로 전체 마스크 패턴을 한번에 노광시킴으로써 각각의 목표 영역이 조사된다. 상기 장치를 통상 웨이퍼 스테퍼라 칭한다. (통상 스텝-앤드-스캔 장치 또는 스캐너로 칭하는) 대안의 장치에 있어서, 각각의 목표영역은 투영빔하에서 소정의 기준 방향("스캔 방향")으로 마스크 패턴을 점진적으로 스캐닝하면서 상기 스캔 방향에 평행하게 또는 팽행하지 않게 기판 테이블을 동기적으로 스캐닝함으로써 조사된다. 일반적으로 투영 시스템은, 배율 인자(M)(대개<1)를 가지므로, 기판 테이블이 스캐닝되는 속도(V)는 마스크 테이블이 스캐닝되는 속도의 M배가 된다. 여기서 설명된 전사 장치에 관한 더 많은 정보는 예를 들어 본 명세서에서 참조로 포함한 미합중국 특허 제 6,046,792호에서 얻을 수 있다.

더 작은 형상을 좀 더 높은 밀도로 결상시키기 위한 요구가 증가함에 따라, 더 짧은 파장 방사선 예를 들어 파장이 157 nm 또는 126 nm 인 자외선 광선을 사용할 필요가 있다. 그러나, 이것은 투영 장치의 성능을 저하시킬 수 있는 색수차(chromatic aberration)에 의한 문제들을 초래할 수 있다. 이것의 두 가지 원인중 첫번째는 더 짧은 파장 방사선을 발생시키는 레이저등의 방사선원일수록 더 큰 선 너비를 갖는 경향이 있다는 것, 즉, 상기 방사선원은 단색성이 적고 더 넓은 폭의 파장을 포함하여 색수차를 초래한다는 것이며, 두번째 이유는, 렌즈에 사용되는 굴절 매체용 파장에 대한 굴절 지수의 분산 관계가 더 짧은 파장에서 더 가파른 기울기를 가져 상기 매체가 더욱 분산되어 증가된 색수차를 초래한다는 것이다. 이 문제에 대한 한가지 해결책은 예를 들어 반대 부호의 배율을 갖고 상이한 분산 관계를 갖는 렌즈 재료로 이루어진 렌즈 요소를 결합함으로써 색수차가 실질적으로 상쇄되도록 하여 색수차가 없는 투영 렌즈를 설계하는 것이다. 그러나 이것은, 두 개의 상이한 매체가 요구되어짐에 따라 렌즈 시스템의 복잡성과 비용을 증가시킨다. 또한, 상대적으로 짧은 파장을 갖는 빛이 사용되는 경우에는 가능한 굴절 매체의 개수가 감소된다. 이것은 색수차가 없는 투영 렌즈를 만들기 어렵게 한다.

대안의 해결책은 적어도 하나의 반사 광학 요소를 포함하는 카타디오프트릭 렌즈 시스템을 사용하는 것이다. 이것은 단일 재료가 모든 렌즈들에 사용되도록 한다. 그러나, 소정의 투영 시스템 설계내에 반사 요소를 사용한다는 것은, 시스템내의 어떤 요소들에 의해 상의 일부가 희미해지는 것을 피하기 위해 상이 축선 이탈하여 투영되어야 함을 나타낸다. 이것은 투영된 상이 상기 투영 시스템의 광학 축선(즉, 중심)에 미치지 않는 것을 의미한다. 예를 들어 카타디오프트릭 렌즈의 예시는 본 명세서에서 참조로 포함된 미합중국 특허 출원 제 5,537,260에서 발견될수 있다.

그러나, 일반적으로 이러한 투영 시스템은 고유의 텔레센트리서티 오차를 가질 것이다. 축선에 떨어진 투영 시스템내의 투광 시스템 렌즈의 크기를 최소화하면서 동시에 이 오차를 보상해야 한다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상술된 문제들을 제거시키거나 완화시키는 개선된 마이크로리소그래피 투영 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전사 투영 장치를 나타내는 도면,

도 2(a)와(b)는 각각 비텔레센트리서티와 텔레센트리서티를 나타내는 투영 렌즈 시스템의 도면,

도 3은 축선 이탈한 투광 시스템에 대하여 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 경사 가능한 미러 텔레센트리서티 오차 보상 수단을 포함하는 투광기 및 투영 시스템을 나타내는 도면, 및

도 5는 쐐기 형상의 텔레센트리서티 오차 보상 수단을 포함하는 투광기 및 투영 시스템을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따르면 서두 단락에서 상술된 바와 같이, 패턴화된 빔이 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대하여 일반적으로 축선에서 떨어져 투영되도록 구성된 마이크로리소그래피 투영 장치로서, 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차를 보상하는 보상 수단(" 보상기")을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 리소그래피 투영 장치가 제공된다.

상기 보상기는 적어도 부분적으로 축선에서 떨어진 투영 시스템, 예를 들어, 카타디오프트릭형이고, 상기 패턴화된 투영빔이 축선에 떨어져 상기 투영 시스템을 가로지르는 시스템에서 상기 희미함을 제거하기 위해 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차를 보정할 수 있다.

상술된 바와 같이 상기 패턴화빔이 축선에서 떨어져 투영되기 때문에, 마스크의 평면내의 조사된 영역이 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대하여 측면으로 또한 변위될 것이다. 바람직하게는 상기 투광기의 광학 축선이 투영 시스템의 광학축선에 대하여 평행하게 그러나 축선에서 떨어지도록 측면으로 이동되어 상기 조사된 영역에 대하여 실질적으로 중심이 된다. 이것은 투광기와 그것의 렌즈 및 광학 요소의 크기가 최소화될 수 있게 한다.

바람직하게는, 보상기는 투광기의 비상 광학 축선에 대하여 기울어진다. 이것은 투광 시스템이 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차를 보상할 수 있게 하는 비교적 간단한 수정이다.

바람직하게는, 상기 보상기는 텔레센트리서티 오차 보상에 대한 조절을 허용하도록 기울어진다.

바람직하게는, 상기 보상기는 반사 요소를 포함한다. 예를 들어, 이것은 투광기내의 미러를 포함할 수 있고, 종래의 미러가 빔을 편향시키고 텔레센트리서티 오차를 보정하는 이중 기능을 가질 수 있게 한다.

적어도 텔레센트리서티 오차에 대한 대략적 보상을 허용하는 미러등의 반사 요소는 일반적으로 평면형이지만, 텔레센트리서티 보상을 빔내의 위치에 따라 변화시키기 위해 반사 요소가 또한 비평면 프로파일을 가질 수 있다.

본 발명의 대안적인 형태에 따르면, 바람직하게는 상기 보상기는 쐐기 모양의 투과 광학 요소를 포함한다. 바람직하게는 쐐기 모양의 광학 요소가, 축선 방향으로 대칭인 렌즈 부분을 포함한다. 이것의 장점은, 적절한 대칭으로 텔레센트리서티 오차에 정확한 보상을 제공하기 위하여 표준 기술에 의해 렌즈가 제조될 수 있고, 상기 장치가 축선에서 떨어져 있는 투영 시스템을 포함하는 사실에도 불구하고 텔레센트리서티 오차를 보상하기 위해 빔 경로내의 삽입되는 쐐기 형상 부분을 제공하도록 상기 렌즈가 절삭될 수 있는 이점을 갖는다. 여기서 부가적인 이점은 하나 이상의 쐐기 형상 광학 요소 보상기가 단일 렌즈로부터 얻어질 수 있다는 것이다.

본 발명의 일형태에 따르면, 마스크 테이블을 이용하는 실시예에서, 쐐기 형상의 광학 요소가 일반적으로 상기 마스크 테이블에 의해 마스크가 고정되는 위치 또는 실질적으로 그것에 켤레(conjugate)인 위치에 근접하게 위치된다. 이것은 텔레센트리서티 오차 보상이, 마스크를 가로지르는 위치의 함수로서 마스크상의 광선 빔의 입사/출사 각도 조절을 반드시 필요로하는 이점을 갖는다 (즉, 보상기는 분산된(decentered) 필드 렌즈로서 작용한다).

본 발명의 또다른 형태에 따라 제공되는 디바이스 제조방법은,

-방사선 감지 물질층에 의해 적어도 부분적으로 도포된 기판을 제공하는 단계;

-투광 시스템을 사용하여 방사 투영 빔을 제공하는 단계;

-단면에 패턴을 갖는 투영빔을 제공하기 위한 패터닝 수단을 사용하는 단계;

-방사선 감지 물질층의 목표 영역상에 패턴화된 방사빔을 투영하는 단계를 포함하는 방법으로서, 패터닝에 앞서, 상기 투영빔이 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대해 축선에서 떨어져 투영되고 상기 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차를 보상하도록 보상이 실시되는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

본 발명에 따른 전사 투영 장치를 사용하는 제조 공정에서,(예를 들어, 마스크의) 패턴은 에너지 감지 물질(레지스트)층이 부분적으로나마 도포된 기판상에 결상된다. 이 결상단계에 앞서, 기판은 전처리(priming), 레지스트 도포 및 소프트 베이크와 같은 다양한 절차를 거친다. 노광후에, 기판은 후노광 베이크(PEB), 현상, 하드 베이크 및 결상된 형상의 측정/검사와 같은 또 다른 절차를 거칠 것이다. 이러한 일련의 절차는 소자 예를 들어 IC 개별층을 패터닝하는 기초로서 사용된다. 이렇게 패터닝된 층은 에칭, 이온 주입(도핑), 금속화, 산화, 화학-기계적 연마등과 같이 개별층을 마무리하기 위한 다양한 모든 공정을 거친다. 여러 층이 요구된다면, 전체 공정 또는 그 변형 공정은 새로운 층마다 반복되어야 할 것이다. 종국에는, 소자의 배열이 기판(웨이퍼)상에 존재할 것이다. 이들 소자는 다이싱 또는 소잉 등의 기술에 의해 서로에 대해 분리되어, 각각의 소자가 핀 등에 연결된 운반 장치에 탑재될 수 있다. 그와 같은 공정에 관한 추가 정보는 예를 들어, "Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing (3판, Peter van Zant 저, 맥그로힐출판사, 1997, ISBN 0-07-067250-4)" 으로부터 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치를 사용함에 있어 본 명세서에서는 집적회로의 제조에 대해서만 언급하였으나, 이러한 장치가 다른 여러 응용례를 가지고 있음은 명백히 이해될 것이다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기영역 메모리용 유도 및 검출 패턴, 액정표시패널, 박막 자기헤드 등의 제조에도 이용될 수 있다. 당업자라면, 전술한 기타 응용분야들을 고려할 때, 본 명세서에서 사용된 "레티클", "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 용어가 "마스크", "기판" 및 "목표 영역" 등과 같은 좀 더 일반적인 용어로 각각 대체될 수 있음이 이해될 것이다.

본 명세서에서, 용어 방사, 방사빔 및 빔은 자외선 방사(예를 들어, 365, 248, 193, 157 또는 126 nm 의 파장을 갖는) 및 EUV를 포함하는 모든 형태의 전자기 방사를 포함하는데 사용된다.

본 발명의 실시예는 예시로서 포함된 개략도를 참조로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전사투영장치를 개략적으로 도시하고 있다. 이 장치는,

- 방사 투영빔(PB)(예를 들어 UV 나 EUV 방사)을 공급하는 방사 시스템 (LA,Ex,IL);

- 마스크(MA)(예를 들어 레티클)를 고정하는 마스크 홀더가 제공되는 제 1 대물 테이블(마스크 테이블)(MT);

- 기판(W)(예를 들어 레지스트 코팅된 실리콘웨이퍼)을 고정시키는 기판 홀더가 제공되는 제 2 대물 테이블(기판 테이블)(WT);

- 기판(W)의 목표 영역(다이)(C)위의 마스크(MA)의 조사된 부분을 결상하는 투영시스템("렌즈")(PL)(예를 들어, 굴절형 또는 카타디옵트릭 시스템 또는 미러 그룹)을 포함하여 이루어진다. 도시된 바와 같이 본 장치는 투과형이다(즉, 투과 마스크를 갖는다.) 그러나, 일반적으로, 예를 들어 반사형일 수도 있다(반사 마스크를 포함).

방사 시스템은 방사빔을 만드는 방사원(LA)[예를 들어, 수은램프, 엑시머 레이저]으로 구성되어 있다. 이 빔은 직접 또는 예를 들어 빔 확대기(Ex)등의 컨디셔닝 수단을 통과한 후 투광 시스템(IL)으로 공급된다. 상기 투광기(IL)는 빔내의 강도 분포의 외부 및/또는 내부 방사상 범위(즉, 각각 σ-외부 및 σ-내부)를 설정하는 조정 수단(AM)을 포함한다. 또한, 집적기(IN) 및 집광기(CO)등의 여러가지 다른 구성 요소를 포함한다. 이러한 방식으로 마스크(MA)에 부딪히는 빔(PB)은 그 단면에서 소정의 균일성 및 강도 분포를 갖는다.

도 1에 있어서, 방사원(LA)은 (예를 들어, 방사원(LA)이 수은 램프인 경우에서와 같이)전사 투영 장치의 하우징 내부에 있을 수 있지만, 전사 투영 장치로부터 또한 멀리 떨어질 수 있고, 그것이 생성하는 방사빔은(예를 들어 적절한 지향 미러를 사용하여) 장치로 유도되는 것을 알 수 있다. 이 후자의 방법은 방사원(LA)이 엑시머 레이저인 경우이다. 본 발명과 청구 범위는 이들 양 방법을 포함한다.

그 후 빔(PB)은 마스크 테이블(MT)위의 마스크 홀더에 고정되어 있는 마스크(MA)를 차단된다. 마스크(MA)를 통과한 빔(PB)은 기판(W)상의 목표 영역(C)위에 빔(PB)을 포커싱하는 렌즈(PL)를 통과한다. 간섭계 변위 및 측정 수단(IF)에 의해, 기판 테이블(WT)은 정확하게 움직일 수 있어, 예를 들면, 상이한 목표 영역(C)을 빔(PB)의 경로내에 위치시킬 수 있다. 이와 유사하게, 예를 들면 마스크 라이브러리로부터 마스크(MA)를 기계적으로 회수한 후, 또는 스캔동안 빔(PB)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확하게 위치시키기 위해 제 1 위치결정수단이 사용될 수 있다. 일반적으로, 대물 테이블(MT,WT)의 이동은 도 1에는 정확히 도시되지는 않았지만 롱 스트로크 모듈(대략 위치 결정)과 쇼트 스트로크 모듈(미세 위치 결정)의 도움으로 실현된다. 그러나, 웨이터 스텝퍼(스텝-앤-스캔 장치와 반대인)의 경우, 마스크 테이블(MT)은, 쇼트 스트로크 액추에이터에 연결될 수 있고, 고정될 수도있다.

도시된 장치는 두 가지 다른 모드로 이용될 수 있다.

1. 스텝 모드에서는, 마스크 테이블(MT)은 기본적으로 고정되어 있으며, 전체 마스크 상(象)은 목표 영역(C) 위에 한번에(즉 단일의 "플래쉬"로) 투영된다. 그 후 기판 테이블(WT)이 x-축 및/또는 y-축 방향으로 시프트되어 다른 목표 영역(C)이 빔(PB)에 의해 조사될 수 있다;

2. 스캔 모드에서는, 근본적으로 스텝모드와 똑같은 방법이 제공되나 주어진 목표영역(C)이 단일의 "플래쉬"로 노광되지 않는 대신에 마스크 테이블(MT)이 주어진 방향(예를 들면 x 방향과 같은 "스캔 방향")으로 속도 v 로 이동이 가능하여 (일반적으로 슬릿의 형태인)투영빔(PB)이 마스크 상(像)을 스캔할 수 있도록 한다; 이와 병행하여, 기판 테이블(WT)은 V = Mv의 속도로 동일 혹은 반대 방향으로 동시에 이동하고, 이때의 (M)은 렌즈(PL)의 배율(일반적으로, M=1/4 또는 1/5)이다. 이러한 방식으로, 상대적으로 큰 목표 영역(C)이 해상도의 영향 없이 노광될 수 있다.

도 2(a)와(b)는 웨이퍼의 레지스트 도포된 표면등의 제 2평면(14)에 레티클의 패턴화된 표면등과 같은 제 1평면(12)의 상을 형성하는 투영 시스템(10)을 개략적으로 나타낸다. 도 2(a)는 비텔레센트릭 투영 시스템(10)을 나타낸다. 본 명세서에서, "비텔레센트릭"이라는 용어는 상형성 방사빔(표면(12)상의 대상물점으로부터 방사됨)의 광선이 평면(12 및 14)과 마주하는 평균 각도가 실질적으로 90°로부터 편향되는 상태와 관련된다. 결과적으로, 웨이퍼상의 레티클이 렌즈의 광학 축선을따라 위 또는 아래로 이동되면, 그 상은 도 2(a)에서 화살표(A)로 나타난 바와 같이 측면으로 이동된다. 이하에서는, 상기 평균 각도를 "평균 빔 각도" 로서 설명할 것이다. 도 2(a)의 투영 시스템(10)과 대조적으로, 도 2(b)의 투영 시스템(10)은 텔레센트릭이다: 즉 평면(12 및 14)에 대하여 상 형상 빔의 평균 빔 각도(122 및 142)(도 2(b)에서)가 실질적으로 90°이다. 결과적으로, 상기 상의 위치는 대상물 평면 또는 상 평면의 이동에 영향을 받지 않는다. 예를 들어, 평면(12)이 위 또는 아래로 이동되면, 상의 위치는, 비록 그것이 물론 초점 안밖으로 움직이더라도 측면으로 이동하지 않는다. 이런 구성은 예를 들어 전사층들을 연속적으로 적층할 때 명백히 유리해진다.

그러나, 실제 투영 렌즈 시스템은 결코 완전히 텔레센트릭되지 않을 것이다. 어떤 소량의 잔류 텔레센트리서티 오차가 있을 것이다. 텔레센트릭 투영 시스템 (10)의 대상물쪽(표면(12)을 마주보는 쪽)과 상(image)쪽(표면(14)을 마주보는 쪽) 모두에서, 도 2b의 평균 빔 각도(122 및 142)는 90°로부터 (약간) 편향될 것이다. 텔레센트릭 오차를 나타내는 이 편차는 투영 시스템의 광학 축선(O)에 대하여 점(121)의 측면 위치에 대한 의존도를 나타낼 것이다. 도 3은 광학 축선(O)을 갖는 투영 렌즈 시스템의 평면도를 나타내고 동심원(20, 22, 24 및 26)은 실질적으로 동일한 텔레센트리서티 오차의 등고선을 나타낸다. 예시로서, 밀리라디안(mrad)의 각도 오차는 등고선(20 내지 26)에 대해서 각각 +1, 0, -1 및 -2 등의 값을 가질 수 있다. 이러한 것들은 레티클 레벨에서의 각도 오차를 나타내지만 투영 렌즈 시스템의 배율 인자(M)에 의해 웨이퍼 레벨에서 더 크게 될 것이다(예를 들어 M=1/4에 4배 더 큼).

상기 투광 시스템은 투영 시스템(10)의 고유 텔레센트리서티 오차를 보상하도록 도 2(b)의 입사각(123)이 측면 위치에 따라 변하는 텔레센트리서티 보정 투광빔을 전달해야만 한다. 이상적으로는 도 2(b)의 점(121)에 투광하는 입사빔은 그것의 평균 빔 각도(123)가 상기 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차에 의해 정의되는 평균 빔 각도(122)와 일치하도록 방향지어질 것이다. 그러나, 신중하게 하지 않는다면, 투광 시스템(IL)의 잔류 텔레센트리서티 오차는 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차와 통상 일치하지 않을 것이다. 본 명세서에서 사용되는 "보상" 의 개념과 "보상 수단" 및 보상기" 라는 용어는 상기 텔레센트리서티 오차 사이의 불일치에 대한 보상(즉, 경감)을 나타낸다.

상기 투광기의 광학 축선이 투영 렌즈 시스템과 동축에 있다면, 상기 텔레센트리서티 오차는 축방향으로 대칭이고, 따라서, 상기 보상은 축방향으로 또한 대칭이므로 종래의 렌즈에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 축선에서 떨어진 투영을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 직사각형(30)은 투영 시스템의 광학 축선(O)에 대하여 축선에서 떨어진 투광 시스템의 투광 슬릿을 나타낸다. 그것이 슬릿상(30)을 둘러싸기에만 충분히 커지도록 투광기의 출사 구경의 크기를 최소화하것이 통상 유리하다. 이런 경우에 투광 시스템의 축선에서 떨어진 필드가 축선(O')상에 중심을 갖는 점선원(32)으로 나타난다. 명백히, 투광기 구경을 나타내는 원(32)의 직경은 상기 투영 시스템의 구경의 직경 예를 들어 원(26)보다 더 작다.

도 3에서 알 수 있듯이, 투광기의 필드(32)를 교차하는 원(20, 22, 24 및 26)의 호에 의해 주어지는, 투광기에 의해 제공될 텔레센트리서티 오차 보상은 비대칭이다.

도 4는 비대칭 텔레센트리서티 편차를 보상하는 본 발명의 일실시예이다. 도 4는 줌-액시콘 모듈등의 빔 성형 광학기(42) 및 플라이 아이 렌즈 또는 집적기 로드, 필드 렌즈 시스템, 레티클 마스킹 수단(46)등의 집적기를 포함하는 투광기(40) 및, 관련된 레티클 마스킹 렌즈 시스템(48)을 나타낸다. 상기 투광기(40)가 레티 클(50)에 투광하는 방사선빔을 제공한 후 그 상이 투영 시스템(54)에 의해 웨이퍼(52)상에 투영된다. 레티클(50)상의 입사 투광은 슬릿의 형태로 도 3에 나타난 직사각형(30)에 의해 나타난다. 이러한 경우에 레티클(50)과 웨이퍼(52)는 슬릿과 그것의 상이 각각 레티클(50)과 웨이퍼(52)를 가로질러 지나가도록 주사된다. 상기 투광기(40)는 미러(56)를 포함한다. 상기 미러(56)는 경사 가능하며 그것의 각도는 투영 시스템(54)의 비원형 대칭 텔레센트리서티 오차를 보상하기 위해 상기 투광빔을 편향시키도록 선택될 수 있다.(이런 경우, 레티클(50)상의 방사선의 평균 입사각(123)이 더 이상 90°가 아니다)

평면 거울(56)은 대략적인 텔레센트리서티 오차보상을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 또다른 실시예에 따르면, 미러(56)는 도 3에 나타난 바와 같이 투영 시스템(10)의 고유 텔레센트리서티 오차와 완전한 일치를 위해 필요한 오차 보상에 더욱 가깝게 대응시키기 위해서 더욱 정확한 텔레센트리서티 오차 보상을 제공하도록 프로파일될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예가 도 5에 나타난다. 이 실시예에서, 쐐기형상의 투과형 광학 요소(58)가 투광 빔 경로내에 위치된다. 일실시예에 따르면, 상기 요소(58)는 대략적인 텔레센트리서티 오차보상을 제공하기 위해 간단히 쐐기 형상의 프리즘일 수 있다. 그러나, 도 3을 참조하면, 투영 시스템의 구경과 동일한 직경으로 렌즈가 만들어지고 광학 축선(O)상에 중심이 정해지고 예를 들어 등고선(20 내지 26)으로 나타난 바와 같이 텔레센트리서티 오차를 보상하도록 제조될 수 있다. 그 후 상기 렌즈 일부분은 투광기(32)의 직경 또는 적어도 상기 슬릿(30)에 의해 둘러싸인 부분을 커버하기에 충분한 일측면으로부터 절삭될 수 있다. 상기 렌즈의 부분은 쐐기 형상이 될 것이고 일반적으로 다른 방법으로는 제조하기가 매우 어려운 위치에 대한 함수로서 비대칭 텔레센트리서티 오차 보상을 가질 것이다. 이 기술을 사용하여, 적어도 두 개의 쐐기 형상의 요소(58)가 단일의 큰 렌즈로부터 얻어질 수 있다. 쐐기 형상 요소(58)의 프로파일은 그것을 가로지르는 각 위치에서, 상기 빔이 등고선(20 내지 26)상의 각도 값(상술됨)에 의해 주어진 텔레센트리서티 오차를 보상하기에 적당한 각도로 편향될 것이다.

원칙적으로 광학 요소(58)는 투광기(40)를 통해 광학 빔 경로내의 어디라도 위치될 수 있다. 도 5에 나타난 바와 같은 일실시예에서, 상기 요소는 레티클(50)근처에 위치된다. 그 다음 그것은 소위 필드 렌즈로서 작동한다. 필드 렌즈는 통상 상기 빔의 구경에 실질적으로 영향을 미치지 않고 상기 필드 렌즈에서 상기 빔의 측면 위치의 함수로서 방사빔의 평균 전파 방향(평균 빔 각도)에 영향을 미친다. 텔레센트리서티 오차 보상은 바람직하게는 투광빔의 구경(σ- 외부 및 σ- 내부 세팅)에 실질적으로 영향을 미치지 않고 위치 함수로서 레티클(50)상의 투광빔의 입사각(123)을 조정하여 이루어진다. 따라서, 필드 렌즈는 일반적으로 그 정밀한 기능을 수행한다. 대안적으로, 상기 광학 요소(58)는 레티클 마스크 수단(46)근처에 위치될 수 있다. 투광기(40)의 다른 위치에서는, 위치와 각도 사이의 구별이 동일하지 않다; 예를 들어, 퓨필 평면(60)이 레티클(50)에서 빔 분포의 푸리에 변환에 대응하여 퓨필 평면(60)내의 위치가 레티클(50)의 입사각에 대응한다. 결과적으로, 투광기(40)내의 전체 위치에서 텔레센트리서티 오차에 대한 적절한 보상을 제공하는 것이 더욱 어려워진다. 위치에 따른 각도의 변화가 켤레 평면들 사이에서 대응하기 때문에 쐐기 형상 요소(58)가 투광기(40)내의 다른 켤레 평면에도 위치될 수 있다.

앞에서 설명되고 도 4 및 도 5에 나타난 실시예의 특징들은 물론 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 투광기(40)는 경사 가능한 미러와 쐐기 형상의 광학 요소를 포함한다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 상기 쐐기 형상의 광학 요소는 경사 가능하여 텔레센트리서티 오차 보정의 조절을 제공한다.

본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만 본 발명은 상술된 것과 다르게 실시될 수 있다. 상술된 설명은 본 발명을 한정시키지 않는다.

본 발명의 마이크로리소그래피 투영 장치에 따르면 축선에서 떨어진 투영 시스템내의 투광 시스템의 렌즈 크기를 최소화하면서 동시에 이 오차를 보상시킬 수 있다.

Claims (14)

1. 방사 투영빔을 제공하는 투광 시스템;

   소정의 패턴에 따라 상기 투영빔을 패터닝하는 패터닝 수단;

   기판을 고정시키는 기판 테이블;

   일반적으로 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대하여 상기 패턴화된 빔이 축선에서 떨어져 투영되도록 구성되어, 상기 기판의 목표 영역상에 상기 패턴화된 빔을 결상시키는 투영 시스템을 포함하는 전사 투영 장치로서, 상기 투영 시스템의 텔레센트러서티 오차를 보상하는 보상 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 패터닝 수단이 마스크를 고정하는 마스크 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 투광 시스템의 광학 축선이 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대하여 실질적으로 평행하지만 그 축선에서 떨어지도록 측면으로 이동되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 보상 수단은 상기 투영 시스템의 텔레센트러서티 오차를 보상하도록 상기 투광 시스템의 광학 축선에 대하여 경사지는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 보상 수단은 상기 텔레센트러서티 오차 보상을 조절할 수 있도록 경사가능한 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 보상 수단이 반사 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 반사 요소가 비평면 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 보상 수단이 쐐기 형상의 투과 광학 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 쐐기형상의 광학 요소가 프리즘판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 쐐기형상의 광학 요소가 실질적으로 축방향에 대칭인 렌즈 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
11. 제 8항, 제 9항 또는 제 10항에 있어서,

    상기 보상 수단은 상기 패터닝 수단의 위치 또는 그것에 실질적으로 켤레인 위치에 근접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 전사투영장치.
12. 방사 감지 재료층으로 적어도 부분적으로 피복된 기판을 제공하는 단계;

    방사 시스템을 사용하여 방사 투영빔을 제공하는 단계;

    단면에 패턴을 갖는 투영빔을 제공하기 위해 패터닝 수단을 사용하는 단계;

    방사 감지 재료층의 목표 영역상에 패턴화된 방사빔을 투영하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법으로서,

    상기 패턴화된 투영빔이 상기 투영 시스템의 광학 축선에 대하여 축선에서 떨어져 투영되고, 보상 수단이 사용되어 상기 투영 시스템의 텔레센트리서티 오차를 보상하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
13. 제 12항의 방법에 따라 제조된 디바이스.
14. 추후에 패터닝되고 투영 시스템에 의해 기판상으로 투영되는 방사선 투영빔을 제공하기 위해 사용되는 전사투영장치용 투광 시스템으로서,

    상기 투영시스템의 텔레센트리서티 오차를 보상하는 보상 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 투광시스템.