Abstract
A design of unit magnification 2-mirror system with high resolution is presented. It is for soft X-ray(wavelength of 13 nm) projection imaging and suitable for preparation of high density semiconductor chip. In general, a holosymmetric system with unit magnification has the advantage that both coma and distortion are completely eliminated. In our holosymmetric 2-mirror system, spherical aberration is addtionally removed by using two identical paraboloidal mirror surfaces and field curvature aberration is also corrected by balancing Petzval sum and astigmatism which depends on the distance between two mirrors, so that the system is a aplanatic flat-field paraboloidal 2-mirror holosymmetric system. This 2-mirror system is small in size, and has a simple configuration with rotational symmetry about optical axis, and has also small central obscuration. Residual finite aberrations, spot diagrams, and diffraction-based MTF's are analyzed for the check of performances as soft X-ray lithography projection system. As a result, the image sizes for the resolutions of$0.25\mum$and $0.18\mum$are 4.0 mm, 2.5 mm respectively, and depths of focus for those are $2.5\mum$, $2.4\mum$respectively. This system should be useful in the fabrication of 256 Mega DRAM or 1 Giga DRAM. DRAM.
파장 13nm의 연 X-선을 사용하여 초고밀도 반도체 칩을 네작할 수 있는 고분해능의 투사 결상용 2-반사경계(배율=1)을 설계하였다. 등배율(1:1)의 광학계는 holosymmetric system으로 구성하였을 때 코마와 왜곡수차가 완전히 제거되는 이점을 갖는다. 2-반사경 holosymmetric system에서 추가적으로 구면수차를 제거하기 위해 두 반사경을 동일한 포물면으로 만들고 두 반사경 사이 거리를 조절하여 비점수차와 Petzval 합이 상쇄되게 함으로써 상면만곡 수차를 보정하였다. 이렇게 구한 aplanat flat-field 포물면 2-반사경 holosymmetric system은 크기가 작고 광축회전대칭의 간단한 구조를 가지면 중앙부 차폐가 아주 작다는 특징을 갖고 있다. 이 반사경계에 대해 잔류 수차, spot diagrams, 회절효과가 고려된 NTF의 분석 등을 통해 연 X-선 리소그라피용 투사 광학계로서의 성능이 조사된 결과, $0.25\mum$및. $0.18\mum$의 해상도가 얻어지는 상의 최대 크기가 각각 4.0mm, 2.5mm로 구해졌고 초점심도는 각각 $2.5.\mu$m, $2.4.\mum$로 얻어졌다. 그러므로 이 반사경계는 256Mega DRAM 및 1Giga DRAM의 반도체 칩 제작의 연구에 응용될 수 있다.