JP2006173377A - Optical part and projection aligner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、半導体素子、撮像素子(CCD)、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクパターンを感光性基板上に転写するために用いられる投影露光装置に使用される光学部品及び該光学部品を用いた投影露光装置に関するものである。 The present invention provides, for example, a projection exposure used for transferring a mask pattern onto a photosensitive substrate in a lithography process for manufacturing a device such as a semiconductor device, an imaging device (CCD), a liquid crystal display device, or a thin film magnetic head. The present invention relates to an optical component used in the apparatus and a projection exposure apparatus using the optical component.
半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、感光性基板としてのレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。従来は投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型の露光装置(ステッパ)が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置も注目されている。 When manufacturing a semiconductor element or the like, an image of a reticle pattern as a mask is transferred to each shot area on a wafer (or glass plate or the like) coated with a resist as a photosensitive substrate via a projection optical system. A projection exposure apparatus is used. Conventionally, a step-and-repeat type reduction projection type exposure apparatus (stepper) has been widely used as a projection exposure apparatus, but recently, a step-and-scan system that performs exposure by synchronously scanning a reticle and a wafer. The projection exposure apparatus is also attracting attention.
投影露光装置に備えられている投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、集積回路の微細化に伴い投影露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長は、KrFエキシマレーザの248nmであるが、更に短波長のArFエキシマレーザの193nmも実用化されている。 The resolution of the projection optical system provided in the projection exposure apparatus becomes higher as the exposure wavelength used becomes shorter and the numerical aperture of the projection optical system becomes larger. For this reason, along with the miniaturization of integrated circuits, the exposure wavelength used in the projection exposure apparatus has become shorter year by year, and the numerical aperture of the projection optical system has also increased. The mainstream exposure wavelength is 248 nm for a KrF excimer laser, but 193 nm for an ArF excimer laser having a shorter wavelength is also in practical use.
なお、露光光の短波長化に伴い所望の結像性能を確保しつつ露光に十分な光量を確保できる透過率を有する硝材は限定されていることから、投影光学系の下面とウエハ表面との間を水、又は有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が、空気中の1/n倍(nは液体の屈折率で通常1.2〜1.6程度)になることを利用して解像度を向上する液浸型の投影露光装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, since the glass material which has the transmittance | permeability which can ensure sufficient light quantity for exposure is ensured with the shortening of the wavelength of exposure light, while ensuring desired imaging performance, the lower surface of a projection optical system and the wafer surface are limited. The space is filled with a liquid such as water or an organic solvent, and the wavelength of exposure light in the liquid becomes 1 / n times that in air (n is the refractive index of the liquid, usually about 1.2 to 1.6). There has also been proposed an immersion type projection exposure apparatus that improves the resolution by utilizing this fact (see, for example, Patent Document 1).
上述の投影露光装置の基板ステージ上には、ガラス基材上に金属クロム膜で微細パターンを形成したフィデューシャルマーク(FM)が搭載されており、FMは基板ステージのアライメント、マスク(レチクル)のアライメント及びベースラインの計測等に用いられる。ここで、レチクルのアライメントにおいては、紫外レーザ光によりレチクルマーク(RM)を照射し、RMにおいて反射されたRMの反射像と、RMを透過した紫外レーザ光によりFMを照射し、FMの一部において反射されたFMの反射像とを重ね合わせた像を計測する。 On the substrate stage of the above-described projection exposure apparatus, a fiducial mark (FM) in which a fine pattern is formed with a metal chromium film on a glass substrate is mounted. FM is an alignment of a substrate stage, a mask (reticle) Used for alignment and baseline measurement. Here, in reticle alignment, a reticle mark (RM) is irradiated with ultraviolet laser light, a reflected image of the RM reflected by the RM, and FM is irradiated with the ultraviolet laser light transmitted through the RM, and a part of the FM An image obtained by superimposing the reflected image of the FM reflected in step 1 is measured.
この際、FM上に形成されている金属クロム膜は紫外レーザ光が照射されることにより周囲に存在する酸素と反応し、FM表面に酸化クロム層が徐々に形成され、結像したレチクルマーク(RM)の像がFM上に転写される転写現象が生じ、FM表面の転写現象が生じた部分の反射率に変化が生じる。従って、異なるレチクルを使用する際に、計測誤差が生じ、高精度な計測を行うことができないという問題があった。 At this time, the metallic chromium film formed on the FM reacts with oxygen present around by irradiation with ultraviolet laser light, and a chromium oxide layer is gradually formed on the FM surface. The transfer phenomenon in which the image of (RM) is transferred onto the FM occurs, and the reflectance of the portion where the transfer phenomenon on the FM surface occurs changes. Therefore, when using a different reticle, there is a problem that a measurement error occurs and high-precision measurement cannot be performed.
本発明の課題は、光照射面の反射率を長期間維持することができる光学部品、及び該光学部品を備えた投影露光装置を提供することである。 The subject of this invention is providing the projection exposure apparatus provided with the optical component which can maintain the reflectance of a light irradiation surface for a long period of time, and this optical component.
請求項1記載の光学部品は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置の前記基板ステージ上に搭載される光学部品であって、前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された密着改善金属層と、前記密着改善金属層の表面に形成された貴金属層とを備えることを特徴とする。 The optical component according to claim 1 is mounted on the substrate stage of a projection exposure apparatus that illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto a substrate held on the substrate stage via a projection optical system. An optical component, a light irradiation surface irradiated with the exposure beam, an adhesion improving metal layer formed on a surface of the light irradiation surface, a noble metal layer formed on a surface of the adhesion improving metal layer, It is characterized by providing.
また、請求項2記載の光学部品は、前記密着改善金属層がクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、チタニウムの中の少なくとも1つから形成されることを特徴とする。
The optical component according to
また、請求項3記載の光学部品は、前記貴金属層が金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの中の少なくとも1つから形成されることを特徴とする。
The optical component according to
また、請求項4記載の光学部品は、前記密着改善金属層及び前記貴金属層の少なくとも1つが蒸着またはスパッタリングにより形成されることを特徴とする。 The optical component according to claim 4 is characterized in that at least one of the adhesion improving metal layer and the noble metal layer is formed by vapor deposition or sputtering.
この請求項1〜請求項4記載の光学部品によれば、光照射面と蒸着等により形成された白金等の高反射率を有する貴金属層との間に蒸着等により形成されたクロム等の密着改善金属層が形成されているため、貴金属層を光照射面上に確実に密着させることができ、貴金属層の光照射面からの剥離を防止することができる。また、光照射面上に形成されている貴金属層は紫外レーザ光が照射されても酸化することがないため、例えば計測用の紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができる。従って、光照射面上(貴金属層)の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。 According to the optical component according to any one of claims 1 to 4, adhesion of chromium or the like formed by vapor deposition or the like between the light irradiation surface and a noble metal layer having a high reflectance such as platinum formed by vapor deposition or the like. Since the improved metal layer is formed, the noble metal layer can be reliably adhered onto the light irradiation surface, and peeling of the noble metal layer from the light irradiation surface can be prevented. Further, since the noble metal layer formed on the light irradiation surface does not oxidize even when irradiated with ultraviolet laser light, for example, a mask formed on the mask by irradiation with ultraviolet laser light for measurement. It is possible to prevent the transfer phenomenon in which the mark image is transferred to the light irradiation surface. Therefore, the reflectance on the light irradiation surface (noble metal layer) can be maintained for a long time in a constant state.
また、請求項5記載の光学部品は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置の前記基板ステージ上に搭載される光学部品であって、前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された高反射率金属層と、前記高反射率金属層の表面に形成された該高反射率金属層の酸化を防止する酸化防止層とを備えることを特徴とする。 The optical component according to claim 5 illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto the substrate held on the substrate stage via the projection optical system on the substrate stage. An optical component mounted on the light irradiation surface irradiated with the exposure beam; a high reflectance metal layer formed on a surface of the light irradiation surface; and a surface of the high reflectance metal layer. And an anti-oxidation layer for preventing oxidation of the high reflectivity metal layer.
また、請求項6記載の光学部品は、前記高反射率金属層がクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウムの中の少なくとも1つから形成されることを特徴とする。
The optical component according to
また、請求項7記載の光学部品は、前記酸化防止層が酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタンの中の少なくとも1つから形成されることを特徴とする。
The optical component according to
また、請求項8記載の光学部品は、前記高反射率金属層及び前記酸化防止層の中の少なくとも1つが蒸着またはスパッタリングにより形成されることを特徴とする。 The optical component according to claim 8 is characterized in that at least one of the high reflectivity metal layer and the antioxidant layer is formed by vapor deposition or sputtering.
また、請求項9記載の光学部品は、前記光照射面が基材ガラスを有することを特徴とする。
The optical component according to
この請求項5〜請求項9記載の光学部品によれば、蒸着等により形成されたクロム等の高反射率金属層の表面に、蒸着等により形成された酸化クロム等の酸化防止層が形成されているため、紫外レーザ光が照射されることにより生じる高反射率金属層の酸化を防止することができる。従って、例えば計測用の紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができ、光照射面上(高反射率金属層)の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。
According to the optical component of
また、請求項10記載の投影露光装置は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板ステージ上に保持される基板上に転写する投影露光装置であって、前記基板ステージ上に請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の光学部品を備えることを特徴とする。
The projection exposure apparatus according to
この請求項10記載の投影露光装置によれば、基板ステージ上に請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の基板ステージのアライメント等に用いられる光学部品を備えているため、紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光学部品に転写される転写現象の発生を防止することができ、光学部品の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。従って、マスクを交換することによりマスクマークが変化した場合においても基板ステージのアライメント等を高精度に行うことができる。 According to the projection exposure apparatus of the tenth aspect, since the optical component used for the alignment of the substrate stage according to any one of the first to ninth aspects is provided on the substrate stage, an ultraviolet laser is provided. By irradiating light, it is possible to prevent the occurrence of a transfer phenomenon in which the image of the mask mark formed on the mask is transferred to the optical component, and to maintain the reflectance of the optical component in a constant state for a long time. be able to. Therefore, even when the mask mark is changed by exchanging the mask, the alignment of the substrate stage can be performed with high accuracy.
また、請求項11記載の投影露光装置は、前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の光学部品との間に所定の液体を介在させることを特徴とする。
The projection exposure apparatus according to
この請求項11記載の投影露光装置によれば、基板の表面と投影光学系の基板側の光学部品との間に所定の液体が介在されており、基板ステージ上に請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の基板ステージのアライメント等に用いられる光学部品を備えている。従って、紫外レーザ光が照射されることにより生じる酸化、及び液体が介在されることにより生じる酸化を防止することができるため、光学部品の反射率を一定の状態で長期間維持することができ、マスクを交換することによりマスクマークが変化した場合においても基板ステージのアライメント等を高精度に行うことができる。 According to the projection exposure apparatus of the eleventh aspect, the predetermined liquid is interposed between the surface of the substrate and the optical component on the substrate side of the projection optical system, and the first to ninth aspects of the invention are provided on the substrate stage. The optical component used for the alignment of the substrate stage as described in any one of the above is provided. Therefore, since it is possible to prevent oxidation caused by irradiation with ultraviolet laser light and oxidation caused by the liquid being interposed, the reflectance of the optical component can be maintained in a constant state for a long period of time. Even when the mask mark is changed by exchanging the mask, the substrate stage can be aligned with high accuracy.
この発明の光学部品によれば、光照射面と蒸着等により形成された白金等の貴金属層との間に蒸着等により形成されたクロム等の密着改善金属層が形成されているため、貴金属層を光照射面上に確実に密着させることができ、貴金属層の光照射面からの剥離を防止することができる。また、光照射面上に形成されている貴金属層、または酸化防止層が表面に形成されている高反射率金属層は計測用の紫外レーザ光が照射されても酸化することがないため、紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができる。従って、光照射面上の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。 According to the optical component of the present invention, since the adhesion improving metal layer such as chromium formed by vapor deposition or the like is formed between the light irradiation surface and the noble metal layer such as platinum formed by vapor deposition or the like, the noble metal layer Can be reliably adhered onto the light irradiation surface, and peeling of the noble metal layer from the light irradiation surface can be prevented. In addition, the noble metal layer formed on the light-irradiated surface or the high-reflectance metal layer having the anti-oxidation layer formed on the surface does not oxidize even when irradiated with ultraviolet laser light for measurement. By irradiating the laser beam, it is possible to prevent the occurrence of a transfer phenomenon in which the image of the mask mark formed on the mask is transferred to the light irradiation surface. Therefore, the reflectance on the light irradiation surface can be maintained for a long time in a constant state.
また、この発明の投影露光装置によれば、基板ステージ上にこの発明にかかる基板ステージのアライメント等に用いられる光学部品を備えているため、計測用の紫外レーザ光が照射されることにより、マスクに形成されているマスクマークの像が光学部品に転写される転写現象の発生を防止することができ、光学部品により反射される紫外レーザ光の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。従って、マスクを交換することによりマスクマークが変化した場合においても基板ステージのアライメント等を高精度に行うことができる。 Further, according to the projection exposure apparatus of the present invention, since the optical component used for alignment of the substrate stage according to the present invention is provided on the substrate stage, the mask is irradiated with the ultraviolet laser beam for measurement. It is possible to prevent the occurrence of a transfer phenomenon in which the mask mark image formed on the optical component is transferred to the optical component, and to maintain the reflectance of the ultraviolet laser light reflected by the optical component in a constant state for a long period of time. it can. Therefore, even when the mask mark is changed by exchanging the mask, the alignment of the substrate stage can be performed with high accuracy.
以下、図面を参照して、この発明の第1の実施の形態にかかる投影露光装置の説明を行う。図1は、第1の実施の形態にかかるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置の概略構成を示す図である。以下の説明においては、図1中に示すXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がウエハWに対して平行となるよう設定され、Z軸がウエハWに対して直交する方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。 A projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a step-and-repeat projection exposure apparatus according to the first embodiment. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the wafer W, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the wafer W. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward.
この実施の形態にかかる投影露光装置は、図1に示すように、露光光源であるArFエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ(ホモジナイザー)、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系1を備えている。光源から射出された波長193nmの紫外パルス光よりなる露光光(露光ビーム)ILは、照明光学系1を通過し、レチクル(マスク)Rに設けられたパターンを照明する。レチクルRを通過した光は、両側(又はウエハW側に片側)テレセントリックな投影光学系PLに入射する。投影光学系PLは投影光学系PLを構成する複数の光学素子を収納する鏡筒3を備えており、鏡筒3により収納されている複数の光学素子等を通過した光は、投影光学系PLが備える最もウエハW側の光学素子4に入射する。光学素子4を通過した光は、フォトレジストが塗布されたウエハ(基板)W上の露光領域に到達し、レチクルRのパターンが所定の投影倍率β(例えば、βは1/4,1/5等)で縮小投影露光される。なお、露光光ILとしては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、F2レーザ光(波長157nm)等を使用してもよい。
As shown in FIG. 1, the projection exposure apparatus according to this embodiment includes an ArF excimer laser light source as an exposure light source, and includes an illumination optical system 1 including an optical integrator (homogenizer), a field stop, a condenser lens, and the like. It has. Exposure light (exposure beam) IL made up of ultraviolet pulsed light having a wavelength of 193 nm emitted from a light source passes through the illumination optical system 1 and illuminates a pattern provided on a reticle (mask) R. The light that has passed through the reticle R is incident on the telecentric projection optical system PL on both sides (or one side on the wafer W side). The projection optical system PL includes a
また、レチクルRはレチクルステージRST上に保持され、レチクルステージRSTにはX方向、Y方向及び回転方向にレチクルRを微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージRSTのX方向、Y方向及び回転方向の位置は、レチクルレーザ干渉計(図示せず)によってリアルタイムに計測、且つ制御されている。 The reticle R is held on a reticle stage RST, and a mechanism for finely moving the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction is incorporated in the reticle stage RST. The positions of the reticle stage RST in the X direction, the Y direction, and the rotational direction are measured and controlled in real time by a reticle laser interferometer (not shown).
また、ウエハWはウエハホルダ(図示せず)を介してZステージ9上に固定されている。Zステージ9は、投影光学系PLの像面と実質的に平行なXY平面に沿って移動するXYステージ10上に固定されており、ウエハWのフォーカス位置(Z方向の位置)及び傾斜角を制御する。Zステージ9のX方向、Y方向及び回転方向の位置は、Zステージ9上に位置する移動鏡12を用いたウエハレーザ干渉計13によってリアルタイムに計測、且つ制御されている。また、XYステージ10は、ベース11上に載置されており、ウエハWのX方向、Y方向及び回転方向を制御する。
The wafer W is fixed on the
この投影露光装置に備えられている主制御系14は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルRのX方向、Y方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系14は、レチクルステージRSTに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージRSTを微動させることによりレチクルRの位置調整を行なう。
The
また、主制御系14は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウエハW上の表面を投影光学系PLの像面に合わせ込むため、ウエハWのフォーカス位置(Z方向の位置)及び傾斜角の調整を行なう。即ち、主制御系14は、ウエハステージ駆動系15に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系15によりZステージ9を駆動させることによりウエハWのフォーカス位置及び傾斜角の調整を行なう。更に、主制御系14は、ウエハレーザ干渉計13により計測された計測値に基づいてウエハWのX方向、Y方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系14は、ウエハステージ駆動系15に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系15によりXYステージ10を駆動させることによりウエハWのX方向、Y方向及び回転方向の位置調整を行なう。
Also, the
図2は、Zステージ(ウエハステージ)9に搭載されている光学部品(フィデューシャルマーク56)を示すと共に、投影光学系PLが備える光学素子4の先端部4A及びウエハWとの位置関係を示す図である。
FIG. 2 shows an optical component (fiducial mark 56) mounted on the Z stage (wafer stage) 9, and the positional relationship between the
図2に示すように、Zステージ9上には、レチクルR及びウエハWのアライメントの際に用いられるフィデューシャルマーク(FM)56として機能し、アライメント光が照射される光照射面を有する光学部品が搭載されている。図3は、Zステージ(ウエハステージ)9に搭載されているフィデューシャルマーク56の構成を示す図である。フィデューシャルマーク(FM)56は、基材ガラス(石英ガラス)60を有し、この基材ガラス60の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜されたクロム(Cr)層(密着改善金属層)62が形成されている。また、このクロム層62の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜された白金(Pt)層(貴金属層)64が形成されており、この白金層64により微細なパターンが形成されている。クロム層62は基材ガラス60と白金層64との密着性を向上させるために使用される。白金層64は高い光反射率を有しており、透けない程度の厚さを有している。
As shown in FIG. 2, on the
この投影露光装置は、レチクルR上に位置するレチクルマークRMとフィデューシャルマーク(FM)56との相対位置関係を検出するレチクルアライメント系RALを備えている。レチクルアライメント系RALは、アライメント光としての紫外レーザ光を射出する光源(図示せず)、光源から射出されたアライメント光をレチクルマークRM及びフィデューシャルマーク(FM)56へ導く光学系(図示せず)、及びレチクルマークRMの像及びフィデューシャルマーク(FM)56の像を検出する撮像部(図示せず)を備えている。 This projection exposure apparatus includes a reticle alignment system RAL that detects the relative positional relationship between a reticle mark RM and a fiducial mark (FM) 56 positioned on the reticle R. The reticle alignment system RAL is a light source (not shown) that emits ultraviolet laser light as alignment light, and an optical system (not shown) that guides alignment light emitted from the light source to a reticle mark RM and a fiducial mark (FM) 56. And an imaging unit (not shown) for detecting an image of the reticle mark RM and an image of the fiducial mark (FM) 56.
レチクルアライメント系RALの光源から射出されたアライメント光(紫外レーザ光)は、レチクルアライメント系RALが備える光学系を介してレチクルマークRMに到達する。レチクルマークRMにより反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系RALが備える光学系を介してレチクルアライメント系RALの撮像部に入射する。一方、レチクルマークRMを通過したアライメント光は、投影光学系PLを介してフィデューシャルマーク(FM)56により反射される。フィデューシャルマーク(FM)56により反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系RALが備える光学系を介してレチクルアライメント系RALの撮像部に入射する。撮像部により検出されたレチクルマークRMとフィデューシャルマーク(FM)56との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系14に対して出力される。
Alignment light (ultraviolet laser light) emitted from the light source of the reticle alignment system RAL reaches the reticle mark RM via an optical system provided in the reticle alignment system RAL. The alignment light reflected by the reticle mark RM is incident on the imaging unit of the reticle alignment system RAL via an optical system provided in the reticle alignment system RAL. On the other hand, the alignment light that has passed through reticle mark RM is reflected by fiducial mark (FM) 56 through projection optical system PL. The alignment light reflected by the fiducial mark (FM) 56 enters the imaging unit of the reticle alignment system RAL via an optical system provided in the reticle alignment system RAL. A detection signal indicating the relative positional relationship between the reticle mark RM and the fiducial mark (FM) 56 detected by the imaging unit is output to the
また、この投影露光装置は、ウエハW上に位置するウエハマーク(図示せず)とフィデューシャルマーク(FM)56との相対位置関係を検出するウエハアライメント系WALを備えている。ウエハアライメント系WALは、アライメント光を射出する光源(図示せず)、光源から射出されたアライメント光を図示しないウエハマーク及びフィデューシャルマーク(FM)56へ導く光学系(図示せず)、及びウエハマークの像及びフィデューシャルマーク(FM)56の像を検出する撮像部(図示せず)を備えている。 The projection exposure apparatus also includes a wafer alignment system WAL that detects a relative positional relationship between a wafer mark (not shown) located on the wafer W and a fiducial mark (FM) 56. Wafer alignment system WAL includes a light source (not shown) that emits alignment light, an optical system (not shown) that guides alignment light emitted from the light source to a wafer mark and fiducial mark (FM) 56 (not shown), and An imaging unit (not shown) for detecting an image of the wafer mark and an image of the fiducial mark (FM) 56 is provided.
ウエハアライメント系WALの光源から射出されたアライメント光は、ウエハアライメント系WALが備える光学系を介してウエハマークまたはフィデューシャルマーク(FM)56に到達する。ウエハマークまたはフィデューシャルマーク(FM)56により反射されたアライメント光は、ウエハアライメント系WALが備える光学系を介してウエハアライメント系WALの撮像部に入射する。撮像部により検出されたウエハマークとフィデューシャルマーク(FM)56との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系14に対して出力される。
The alignment light emitted from the light source of the wafer alignment system WAL reaches a wafer mark or fiducial mark (FM) 56 via an optical system provided in the wafer alignment system WAL. The alignment light reflected by the wafer mark or fiducial mark (FM) 56 enters the imaging unit of the wafer alignment system WAL via an optical system provided in the wafer alignment system WAL. A detection signal indicating a relative positional relationship between the wafer mark and the fiducial mark (FM) 56 detected by the imaging unit is output to the
主制御系14は、レチクルアライメント系RALから出力されたレチクルマークRMとフィデューシャルマーク(FM)56との相対位置関係を示す検出信号、ウエハアライメント系WALから出力されたウエハマークとフィデューシャルマーク(FM)56との相対位置関係を示す検出信号に基づいて、ウエハステージ駆動系15によりXYステージ10を駆動させることによりレチクルRとウエハWの相対位置の調整を行う。
The
露光時には、主制御系14は、ウエハステージ駆動系15に対して制御信号を出力し、ウエハステージ駆動系15によりXYステージ10を駆動させることによりウエハW上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動させる。即ち、ステップ・アンド・リピート方式によりレチクルRのパターン像をウエハW上に露光する動作を繰り返す。
At the time of exposure, the
この第1の実施の形態にかかる光学部品によれば、フィデューシャルマークの石英ガラス上の光照射面と白金層との間に、クロム層が形成されているため、白金層を石英ガラス上の光照射面に確実に密着させることができ、白金層の光照射面からの剥離を防止することができる。また、光照射面上に形成されている白金層はレチクルアライメント系のアライメント光である紫外レーザ光が照射されても酸化することがないため、紫外レーザ光が照射されることにより、レチクルマークの像がフィデューシャルマークの光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができる。従って、フィデューシャルマーク(白金層)により反射される紫外レーザ光(レチクルアライメント系のアライメント光)に対する反射率を一定の状態で長期間維持することができる。 According to the optical component of the first embodiment, since the chromium layer is formed between the light irradiation surface of the fiducial mark on the quartz glass and the platinum layer, the platinum layer is placed on the quartz glass. It is possible to reliably adhere to the light irradiation surface, and to prevent the platinum layer from peeling from the light irradiation surface. In addition, the platinum layer formed on the light irradiation surface does not oxidize even when irradiated with ultraviolet laser light, which is alignment light of the reticle alignment system. Occurrence of a transfer phenomenon in which an image is transferred to a light irradiation surface of a fiducial mark can be prevented. Therefore, the reflectance for the ultraviolet laser light (reticle alignment system alignment light) reflected by the fiducial mark (platinum layer) can be maintained for a long time in a constant state.
また、この第1の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、Zステージ上に反射率を長期間維持することができるフィデューシャルマークを備えているため、転写現象の発生を防止することができ、レチクルを交換することにより、異なるレチクルマークが用いられる場合においてもレチクルステージやXYステージ(ウエハステージ)のアライメント等を高精度に行うことができる。 In addition, according to the projection exposure apparatus according to the first embodiment, since the fiducial mark capable of maintaining the reflectance for a long time is provided on the Z stage, the occurrence of the transfer phenomenon can be prevented. By exchanging the reticle, alignment of the reticle stage and XY stage (wafer stage) can be performed with high accuracy even when different reticle marks are used.
なお、この第1の実施の形態にかかる光学部品においては、フィデューシャルマークとして機能する基材ガラスの光照射面上に金属層としてクロム層が形成されているが、クロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、チタニウムの中の少なくとも1つからなる層が形成されるようにしてもよい。また、密着改善金属層としてのクロム層の表面に貴金属層として白金層が形成されているが、金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの中の少なくとも1つからなる層が形成されるようにしてもよい。 In the optical component according to the first embodiment, a chromium layer is formed as a metal layer on the light-irradiated surface of the base glass that functions as a fiducial mark, but chromium, molybdenum, tungsten, A layer made of at least one of aluminum, silicon, germanium, and titanium may be formed. Further, a platinum layer is formed as a noble metal layer on the surface of the chromium layer as the adhesion improving metal layer, but a layer composed of at least one of gold, platinum, palladium, rhodium, iridium, and ruthenium is formed. It may be.
また、この第1の実施の形態にかかる光学部品においては、密着改善金属層としてのクロム層及び貴金属層としての白金層を真空蒸着法及びスパッタリング法により成膜しているが、他の成膜法により成膜してもよい。 Further, in the optical component according to the first embodiment, the chromium layer as the adhesion improving metal layer and the platinum layer as the noble metal layer are formed by the vacuum evaporation method and the sputtering method. The film may be formed by a method.
次に、図面を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図4は、第2の実施の形態にかかるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置の概略構成を示す図である。以下の説明においては、図4中に示すXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がウエハWに対して平行となるよう設定され、Z軸がウエハWに対して直交する方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。なお、図4においては、第1の実施の形態にかかる投影露光装置と同一の構成には、第1の実施の形態で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。 Next, a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a step-and-repeat type projection exposure apparatus according to the second embodiment. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 4 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the wafer W, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the wafer W. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward. In FIG. 4, the same components as those in the projection exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the first embodiment.
この実施の形態にかかる投影露光装置においては、露光光源であるArFエキシマレーザ光源を含む照明光学系1から射出された露光光(露光ビーム)ILが、レチクル(マスク)Rに設けられたパターンを照明し、投影光学系PLを介して、ウエハ(基板)W上の投影領域(露光領域)に到達し、レチクルRのパターンが所定の投影倍率で縮小投影露光される。なお、露光光としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、F2レーザ光(波長157nm)等を使用してもよい。 In the projection exposure apparatus according to this embodiment, the exposure light (exposure beam) IL emitted from the illumination optical system 1 including the ArF excimer laser light source that is the exposure light source has a pattern provided on the reticle (mask) R. Illuminates and reaches the projection area (exposure area) on the wafer (substrate) W via the projection optical system PL, and the pattern of the reticle R is subjected to reduced projection exposure at a predetermined projection magnification. As the exposure light, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like may be used.
また、レチクルRはレチクルステージRSTにより保持されており、レチクルステージRSTは図示しないレチクルレーザ干渉計によってX方向、Y方向及び回転方向の位置が計測される。また、ウエハWはZステージ9により保持されており、XYステージ10に固定されている。Zステージ9は、移動鏡12を用いたウエハレーザ干渉計13によってX方向、Y方向及び回転方向の位置が計測される。
The reticle R is held by a reticle stage RST, and the position of the reticle stage RST in the X direction, the Y direction, and the rotational direction is measured by a reticle laser interferometer (not shown). The wafer W is held by the
主制御系14は、レチクルレーザ干渉計またはウエハレーザ干渉計13により計測された計測値に基づいて、レチクルステージRSTまたはZステージ(基板ステージ)9のX方向、Y方向及び回転方向の位置の調整を行う。また、主制御系14は、ウエハステージ駆動系15によりZステージ9を駆動させることによりウエハWのフォーカス位置及び傾斜角の調整を行う。
The
この投影露光装置においては、露光波長を実質的に短くし、且つ解像度を向上させるために液浸法が適用されている。ここで、液浸法を適用した液浸型の投影露光装置においては、少なくともレチクルRのパターン像をウエハW上に転写している間は、ウエハWの表面と投影光学系PLのウエハW側の光学素子4の先端面(下面)との間に所定の液体7が満たされている。投影光学系PLは、投影光学系PLを構成する石英または蛍石により形成された複数の光学素子を収納する鏡筒3を備えている。この投影光学系PLにおいては、最もウエハW側の光学素子4が蛍石により形成されており、光学素子4のウエハW側の先端部4Aのみが液体7と接触するように構成されている。これによって、金属からなる鏡筒3の腐食等が防止されている。
In this projection exposure apparatus, an immersion method is applied to substantially shorten the exposure wavelength and improve the resolution. Here, in the immersion type projection exposure apparatus to which the immersion method is applied, at least during the transfer of the pattern image of the reticle R onto the wafer W, the surface of the wafer W and the wafer W side of the projection optical system PL. A
なお、液体7としては、半導体製造工場等で容易に大量に入手できる純水が使用されている。なお、純水は不純物の含有量が極めて低いため、ウエハWの表面を洗浄する作用が期待できる。
As the
この投影露光装置は、液体7の供給を制御する液体供給装置5及び液体7の排出を制御する液体回収装置6を備えている。図5は、投影光学系PLの光学素子4の先端部4A及びウエハWと、その先端部4AをX方向に挟む2対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。図6は、投影光学系PLの光学素子4の先端部4Aと、その先端部4AをY方向に挟む2対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。
The projection exposure apparatus includes a
液体供給装置5は、液体7のタンク(図示せず)、加圧ポンプ(図示せず)、温度制御装置(図示せず)等により構成されている。また、液体供給装置5には、図5に示すように、供給管21を介して先端部4Aの+X方向側に細い先端部を有する排出ノズル21aが、供給管22を介して先端部4Aの−X方向側に細い先端部を有する排出ノズル22aが接続されている。また、液体供給装置5には、図6に示すように、供給管27を介して先端部4Aの+Y方向側に細い先端部を有する排出ノズル27aが、供給管28を介して先端部4Aの−Y方向側に細い先端部を有する排出ノズル28aが接続されている。液体供給装置5は、温度制御装置により液体7の温度を調整し、排出ノズル21a,22a,27a,28aの中の少なくとも1つの排出ノズルより、供給管21,22,27,28の中の少なくとも1つの供給管を介して温度調整された液体7をウエハW上に供給する。なお、液体7の温度は、温度制御装置により、例えばこの実施の形態にかかる投影露光装置が収納されているチャンバ内の温度と同程度に設定される。
The
液体回収装置6は、液体7のタンク(図示せず)、吸引ポンプ(図示せず)等により構成されている。また、液体回収装置6には、図5に示すように、回収管23を介して先端部4Aの−X方向側に広い先端部を有する流入ノズル23a,23bが、回収管24を介して先端部4Aの+X方向側に広い先端部を有する流入ノズル24a,24bが接続されている。なお、流入ノズル23a,23b,24a,24bは、先端部4Aの中心を通りX軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。また、液体回収装置6には、図6に示すように、回収管29を介して先端部4Aの+Y方向側に広い先端部を有する流入ノズル29a,29bが、回収管30を介して先端部4Aの−Y方向側に広い先端部を有する流入ノズル30a,30bが接続されている。なお、流入ノズル29a,29b,30a,30bは、先端部4Aの中心を通りY軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。
The
液体回収装置6は、流入ノズル23a及び23b、24a及び24b、29a及び29b、30a及び30bの中の少なくとも1つの流入ノズルより、回収管23,24,29,30の中の少なくとも1つの回収管を介して液体7をウエハW上から回収する。
The
次に、液体7の供給及び回収方法について説明する。図5において、実線で示す矢印25Aの方向(−X方向)にウエハWをステップ移動させる際には、液体供給装置5は、供給管21及び排出ノズル21aを介して光学素子4の先端部4AとウエハWとの間に液体7を供給する。液体回収装置6は、回収管23及び流入ノズル23a,23bを介してウエハW上から液体供給装置5により先端部4AとウエハWとの間に供給された液体7を回収する。この場合においては、液体7はウエハW上を矢印25Bの方向(−X方向)に流れており、ウエハWと光学素子4との間は液体7により安定に満たされる。
Next, a method for supplying and collecting the
一方、図5において、鎖線で示す矢印26Aの方向(+X方向)にウエハWをステップ移動させる際には、液体供給装置5は、供給管22及び排出ノズル22aを介して光学素子4の先端部4AとウエハWとの間に液体7を供給する。液体回収装置6は、回収管24及び流入ノズル24a,24bを介して、液体回収装置5により先端部4AとウエハWとの間に供給された液体7を回収する。この場合においては、液体7はウエハW上を矢印26Bの方向(+X方向)に流れており、ウエハWと光学素子4との間は液体7により安定に満たされる。
On the other hand, in FIG. 5, when the wafer W is step-moved in the direction of the
また、ウエハWをY方向にステップ移動させる際には、Y方向から液体7の供給及び回収を行なう。即ち、図6において、実線で示す矢印31Aの方向(−Y方向)にウエハWをステップ移動させる際には、液体供給装置5は、供給管27及び排出ノズル27aを介して、液体7を供給する。液体回収装置6は、回収管29及び流入ノズル29a,29bを介して、液体供給装置5により先端部4AとウエハWとの間に供給された液体7を回収する。この場合においては、液体7は、光学素子4の先端部4Aの直下の露光領域上を矢印31Bの方向(−Y方向)に流れる。
Further, when stepping the wafer W in the Y direction, the
また、ウエハWを+Y方向にステップ移動させる際には、液体供給装置5は、供給管28及び排出ノズル28aを介して、液体7を供給する。液体回収装置6は、回収管30及び流入ノズル30a,30bを介して、液体供給装置5により先端部4AとウエハWとの間に供給された液体7を回収する。この場合においては、液体7は、光学素子4の先端部4Aの直下の露光領域上を+Y方向に流れる。
Further, when the wafer W is stepped in the + Y direction, the
なお、X方向またはY方向から液体7の供給及び回収を行うノズルだけでなく、例えば斜めの方向から液体7の供給及び回収を行うためのノズルを設けてもよい。 In addition to the nozzle that supplies and recovers the liquid 7 from the X direction or the Y direction, for example, a nozzle that supplies and recovers the liquid 7 from an oblique direction may be provided.
次に、液体7の供給量及び回収量の制御方法について説明する。図7は、投影光学系PLを構成する光学素子4とウエハWの間に液体7を供給及び回収している状態を示す図である。図7に示すように、ウエハWが矢印25Aの方向(−X方向)に移動している場合において、排出ノズル21aより供給された液体7は、矢印25Bの方向(−X方向)に流れ、流入ノズル23a,23bにより回収される。ウエハWが移動中であっても光学素子4とウエハWとの間に充填される液体7の量を一定に保つため、液体7の供給量と回収量とを等しくする。また、XYステージ10(ウエハW)の移動速度に基づいて液体7の供給量及び回収量を調整する。液体7の供給量及び回収量を調整することにより、液体7は光学素子4とウエハWとの間に常時満たされる。
Next, a method for controlling the supply amount and the recovery amount of the
また、この投影露光装置は、図5に示すように、Zステージ9上に、レチクルR及びウエハWのアライメントの際に用いられるフィデューシャルマーク(FM)560として機能し、アライメント光が照射される光照射面を有する光学部品を備えている。図8は、Zステージ(ウエハステージ)9に搭載されているフィデューシャルマーク560の構成を示す図である。フィデューシャルマーク(FM)560は、基材ガラス(石英ガラス)600を有し、この基材ガラス600の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜されたクロム(Cr)層(高反射率金属層)620が形成されており、このクロム層620により微細なパターンが形成されている。また、このクロム層620の表面に、真空蒸着法またはスパッタリング法により成膜された二酸化ケイ素(SiO2)層(酸化防止層)640が形成されている。この二酸化ケイ素層640はクロム層620の酸化を防止するために成膜されている。クロム層620は、高い光反射率を有しており、透けない程度の厚さを有している。
Further, as shown in FIG. 5, the projection exposure apparatus functions as a fiducial mark (FM) 560 used when aligning the reticle R and the wafer W on the
この投影露光装置は、レチクルR上に位置するレチクルマークRMとフィデューシャルマーク(FM)560との相対位置関係を検出するレチクルアライメント系RALを備えている。この実施の形態にかかるレチクルアライメント系RALの構成は、第1の実施の形態にかかるレチクルアライメント系RALの構成と同一であるため、説明を省略する。 This projection exposure apparatus includes a reticle alignment system RAL that detects the relative positional relationship between a reticle mark RM and a fiducial mark (FM) 560 positioned on the reticle R. Since the configuration of the reticle alignment system RAL according to this embodiment is the same as the configuration of the reticle alignment system RAL according to the first embodiment, description thereof is omitted.
レチクルアライメント系RALの光源から射出されたアライメント光(紫外レーザ光)は、レチクルアライメント系RALが備える光学系を介してレチクルマークRMに到達する。レチクルマークRMにより反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系RALが備える光学系を介してレチクルアライメント系RALの撮像部に入射する。一方、レチクルマークRMを通過したアライメント光は、投影光学系PLを介してフィデューシャルマーク(FM)560により反射される。フィデューシャルマーク(FM)560により反射されたアライメント光は、レチクルアライメント系RALが備える光学系を介してレチクルアライメント系RALの撮像部に入射する。撮像部により検出されたレチクルマークRMとフィデューシャルマーク(FM)560との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系14に対して出力される。
Alignment light (ultraviolet laser light) emitted from the light source of the reticle alignment system RAL reaches the reticle mark RM via an optical system provided in the reticle alignment system RAL. The alignment light reflected by the reticle mark RM is incident on the imaging unit of the reticle alignment system RAL via an optical system provided in the reticle alignment system RAL. On the other hand, the alignment light that has passed through reticle mark RM is reflected by fiducial mark (FM) 560 via projection optical system PL. The alignment light reflected by the fiducial mark (FM) 560 enters the imaging unit of the reticle alignment system RAL via an optical system provided in the reticle alignment system RAL. A detection signal indicating the relative positional relationship between the reticle mark RM and the fiducial mark (FM) 560 detected by the imaging unit is output to the
また、この投影露光装置は、ウエハW上に位置するウエハマーク(図示せず)とフィデューシャルマーク(FM)560との相対位置関係を検出するウエハアライメント系WALを備えている。この実施の形態にかかるウエハアライメント系WALの構成は、第1の実施の形態にかかるウエハアライメント系WALの構成と同一であるため、説明を省略する。 The projection exposure apparatus also includes a wafer alignment system WAL that detects the relative positional relationship between a wafer mark (not shown) located on the wafer W and a fiducial mark (FM) 560. Since the configuration of the wafer alignment system WAL according to this embodiment is the same as the configuration of the wafer alignment system WAL according to the first embodiment, description thereof is omitted.
ウエハアライメント系WALの光源から射出されたアライメント光は、ウエハアライメント系WALが備える光学系を介してウエハマークまたはフィデューシャルマーク(FM)560に到達する。ウエハマークまたはフィデューシャルマーク(FM)560により反射されたアライメント光は、ウエハアライメント系WALが備える光学系を介してウエハアライメント系WALの撮像部に入射する。撮像部により検出されたウエハマークとフィデューシャルマーク(FM)560との相対位置関係を示す検出信号は、主制御系14に対して出力される。
Alignment light emitted from the light source of wafer alignment system WAL reaches a wafer mark or fiducial mark (FM) 560 via an optical system provided in wafer alignment system WAL. The alignment light reflected by the wafer mark or fiducial mark (FM) 560 enters the imaging unit of the wafer alignment system WAL via an optical system provided in the wafer alignment system WAL. A detection signal indicating the relative positional relationship between the wafer mark and the fiducial mark (FM) 560 detected by the imaging unit is output to the
主制御系14は、レチクルアライメント系RALから出力されたレチクルマークRMとフィデューシャルマーク(FM)560との相対位置関係を示す検出信号、ウエハアライメント系WALから出力されたウエハマークとフィデューシャルマーク(FM)560との相対位置関係を示す検出信号に基づいて、ウエハステージ駆動系15によりXYステージ10を駆動させることによりレチクルRとウエハWの相対位置の調整を行う。
The
露光時には、主制御系14は、ウエハステージ駆動系15に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系15によりXYステージ10を駆動させることによりウエハW上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動させる。即ち、ステップ・アンド・リピート方式によりレチクルRのパターン像をウエハW上に露光する動作を繰り返す。
At the time of exposure, the
この第2の実施の形態にかかる光学部品によれば、クロム等の高反射率金属層の表面に、二酸化ケイ素層が形成されているため、レチクルアライメント系のアライメント光である紫外レーザ光が照射されることにより生じるクロム等の高反射率金属層の酸化を防止することができる。従って、紫外レーザ光が照射されることにより、レチクルに形成されているレチクルマークの像がフィデューシャルマークの光照射面に転写される転写現象の発生を防止することができ、光照射面上(高反射率金属層)の反射率を一定の状態で長期間維持することができる。 According to the optical component according to the second embodiment, since the silicon dioxide layer is formed on the surface of the highly reflective metal layer such as chromium, the ultraviolet laser light that is the alignment light of the reticle alignment system is irradiated. As a result, oxidation of the high reflectivity metal layer such as chromium can be prevented. Therefore, the irradiation of the ultraviolet laser light can prevent the occurrence of a transfer phenomenon in which the image of the reticle mark formed on the reticle is transferred to the light irradiation surface of the fiducial mark. The reflectance of the (high reflectance metal layer) can be maintained for a long time in a constant state.
また、この第2の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、Zステージ上に反射率を長期間維持することができるフィデューシャルマークを備えているため、転写現象の発生を防止することができ、レチクルを交換することによりレチクルマークが変化した場合においてもレチクルステージやXYステージ(ウエハステージ)のアライメント等を高精度に行うことができる。 Further, according to the projection exposure apparatus according to the second embodiment, since the fiducial mark capable of maintaining the reflectance for a long time is provided on the Z stage, the occurrence of the transfer phenomenon can be prevented. Even when the reticle mark is changed by exchanging the reticle, alignment of the reticle stage or XY stage (wafer stage) can be performed with high accuracy.
なお、この第2の実施の形態にかかる光学部品においては、フィデューシャルマークとして機能する基材ガラスの光照射面上に高反射率金属層としてクロム層が形成されているが、クロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウムの中の少なくとも1つからなる層が形成されるようにしてもよい。また、高反射率金属層としてのクロム層の表面に酸化防止層として二酸化ケイ素(SiO2)層が形成されているが、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタンの中の少なくとも1つからなる層が形成されるようにしてもよい。 In the optical component according to the second embodiment, a chromium layer is formed as a high reflectance metal layer on the light irradiation surface of the base glass that functions as a fiducial mark. A layer made of at least one of tungsten, aluminum, silicon, and germanium may be formed. In addition, a silicon dioxide (SiO 2 ) layer is formed as an anti-oxidation layer on the surface of the chromium layer as the high reflectivity metal layer, but chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, titanium oxide A layer comprising at least one of them may be formed.
また、この第2の実施の形態にかかる光学部品においては、高反射率金属層としてのクロム層及び酸化防止層としての二酸化ケイ素層を真空蒸着法及びスパッタリング法により成膜しているが、他の成膜法により成膜してもよい。 In the optical component according to the second embodiment, a chromium layer as a high reflectance metal layer and a silicon dioxide layer as an antioxidant layer are formed by vacuum deposition and sputtering. The film may be formed by the film forming method.
また、この第2の実施の形態にかかる投影露光装置においては、光照射面の表面に高反射率金属層が形成され、高反射率金属層の表面に酸化防止層が形成されている光学部品を備えているが、第1の実施の形態にかかる光学部品と同様の光学部品を備えるようにしてもよい。即ち、光照射面の表面に密着改善金属層としてのクロム層が形成され、クロム層の表面に貴金属層としての白金層が形成されている光学部品を備えるようにしてもよい。また、密着改善金属層としてはクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウム、チタニウムの中の少なくとも1つからなる層であればよく、貴金属層としては金、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウムの中の少なくとも1つからなる層であればよい。 Further, in the projection exposure apparatus according to the second embodiment, an optical component in which a high reflectance metal layer is formed on the surface of the light irradiation surface and an antioxidant layer is formed on the surface of the high reflectance metal layer. However, an optical component similar to the optical component according to the first embodiment may be provided. That is, an optical component in which a chromium layer as an adhesion improving metal layer is formed on the surface of the light irradiation surface and a platinum layer as a noble metal layer is formed on the surface of the chromium layer may be provided. The adhesion improving metal layer may be a layer made of at least one of chromium, molybdenum, tungsten, aluminum, silicon, germanium, and titanium, and the noble metal layer may be gold, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium. Any layer of at least one of them may be used.
また、上述の第1の実施の形態にかかる投影露光装置においては、光照射面の表面に未着改善金属層が形成され、密着改善金属層の表面に貴金属層が形成されている光学部品を備えているが、第2の実施の形態にかかる光学部品と同様の光学部品を備えるようにしてもよい。即ち、光照射面の表面に高反射率金属層としてのクロム層が形成され、クロム層の表面に酸化防止層としての二酸化ケイ素層が形成されている光学部品を備えるようにしてもよい。また、高反射率金属層としてはクロム、モリブデン、タングステン、アルミニウム、シリコン、ゲルマニウムの中の少なくとも1つからなる層であればよく、酸化防止層としては酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタンの中の少なくとも1つからなる層であればよい。 In the projection exposure apparatus according to the first embodiment described above, an optical component in which a non-adhesion improving metal layer is formed on the surface of the light irradiation surface and a noble metal layer is formed on the surface of the adhesion improving metal layer is provided. Although provided, an optical component similar to the optical component according to the second embodiment may be provided. That is, an optical component in which a chromium layer as a high reflectance metal layer is formed on the surface of the light irradiation surface and a silicon dioxide layer as an antioxidant layer is formed on the surface of the chromium layer may be provided. The high reflectivity metal layer may be a layer made of at least one of chromium, molybdenum, tungsten, aluminum, silicon, and germanium, and the anti-oxidation layer may be chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, aluminum oxide. Any layer of at least one of silicon dioxide and titanium oxide may be used.
石英ガラス(基材ガラス)の表面にクロム層、クロム層の表面に白金層を有する光学部品を製造した。 An optical component having a chromium layer on the surface of quartz glass (base glass) and a platinum layer on the surface of the chromium layer was manufactured.
即ち、成膜を施す光学部品(石英ガラス)の光照射面の表面を、超音波を照射する自動洗浄装置により洗浄することにより、またはアルコールを滲みこませた布などで払拭することによって高度に清浄に洗浄した。 That is, the surface of the light-irradiated surface of the optical component (quartz glass) on which the film is formed is highly cleaned by cleaning it with an automatic cleaning device that irradiates ultrasonic waves or by wiping with a cloth soaked in alcohol. Washed cleanly.
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、貴金属層と石英ガラス(基材ガラス)の光照射面との密着性を向上させるための密着改善金属層としてのクロム(Cr)層を石英ガラスの光照射面上に約1nmの膜厚で成膜した。このクロム層は密着性を向上させるための中間層であるため、1nmより厚い膜厚であればよい。 Next, chromium (Cr) as an adhesion improving metal layer for improving the adhesion between the noble metal layer and the light irradiation surface of quartz glass (base glass) using a vacuum deposition film forming apparatus or a sputtering film forming apparatus. The layer was formed to a thickness of about 1 nm on the light irradiation surface of quartz glass. Since this chromium layer is an intermediate layer for improving adhesion, it may be thicker than 1 nm.
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、高光反射率を有する貴金属層としての白金(Pt)層を石英ガラスの光照射面上に形成されたクロム層の表面に85nmの膜厚で成膜した。この白金層は高い光反射率を確保するため、透けない程度、即ち80nmより厚い膜厚を有するとよい。 Next, a platinum (Pt) layer as a noble metal layer having a high light reflectance is deposited on the surface of the chromium layer formed on the light-irradiated surface of quartz glass by using a vacuum deposition film forming apparatus or a sputtering film forming apparatus. The film was formed with a film thickness. In order to ensure a high light reflectivity, this platinum layer preferably has a film thickness that is not transparent, that is, thicker than 80 nm.
石英ガラス(基材ガラス)の表面に高反射率金属層(クロム層、タングステン層またはモリブデン層)、高反射率金属層の表面に二酸化ケイ素層を有する光学部品を製造した。 An optical component having a high reflectance metal layer (chromium layer, tungsten layer or molybdenum layer) on the surface of quartz glass (base glass) and a silicon dioxide layer on the surface of the high reflectance metal layer was produced.
即ち、成膜を施す光学部品(石英ガラス)の光照射面の表面を、超音波を照射する自動洗浄装置により洗浄することにより、またはアルコールを滲みこませた布などで払拭することによって高度に清浄に洗浄した。 That is, the surface of the light-irradiated surface of the optical component (quartz glass) on which the film is formed is highly cleaned by cleaning it with an automatic cleaning device that irradiates ultrasonic waves or by wiping with a cloth soaked in alcohol. Washed cleanly.
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、高反射率金属層としてのクロム(Cr)層、タングステン(W)層またはモリブデン(Mo)層等を石英ガラスの光照射面上に85nmの膜厚で成膜した。 Next, a chromium (Cr) layer, a tungsten (W) layer, a molybdenum (Mo) layer, or the like as a high reflectivity metal layer is formed on the light irradiation surface of quartz glass by using a vacuum deposition film forming apparatus or a sputtering film forming apparatus. The film was formed to a thickness of 85 nm.
次に、石英ガラスの光照射面上に形成された高反射率金属層の表面に、スピンコートによる湿式成膜方法を用いて、高反射率金属層の酸化を防止する酸化防止層としての二酸化ケイ素(SiO2)層を約30nm成膜した。即ち、基板回転数1000〜2000回転/分で市販の湿式成膜用ゾルーゲルシリカ液を均一に塗布し、焼成を行い、自然放冷した。 Next, the surface of the high reflectivity metal layer formed on the light-irradiated surface of quartz glass is oxidized on the surface of the high reflectivity metal layer using a spin coating wet deposition method as an antioxidant layer for preventing oxidation of the high reflectivity metal layer. A silicon (SiO 2 ) layer was formed to a thickness of about 30 nm. That is, a commercially available sol-gel silica liquid for wet film formation was uniformly applied at a substrate rotation speed of 1000 to 2000 rotations / minute, fired, and allowed to cool naturally.
従来例としての光学部品を製造した。即ち、成膜を施す光学部品(石英ガラス)の光照射面の表面を、超音波を照射する自動洗浄装置により洗浄することにより、またはアルコールを滲みこませた布などで払拭することによって高度に清浄に洗浄した。 An optical component as a conventional example was manufactured. That is, the surface of the light-irradiated surface of the optical component (quartz glass) on which the film is formed is highly cleaned by cleaning it with an automatic cleaning device that irradiates ultrasonic waves or by wiping with a cloth soaked in alcohol. Washed cleanly.
次に、真空蒸着成膜装置またはスパッタリング成膜装置を用いて、高反射率を有するクロム(Cr)層を石英ガラスの光照射面上に85nm成膜した。
(紫外線酸化試験)
上述の実施例1,2及び比較例について、キセノンエキシマランプ(発光波長172nm、約40mW/cm2)を22時間照射する紫外線酸化試験を行った。照射されるサンプル基板表面とランプとの間には純窒素が満たされており、酸素濃度は0.1%以下となるように制御されている。微量のオゾンが発生するため、紫外線とオゾンが分解する際に発生する活性酸素によりサンプル基板表面の酸化が促進される。分光反射率測定装置を用いて波長190〜900nmにおける反射率を測定することにより、サンプル基板表面が酸化したか否かの判断を行った。
(試験結果)
図9は、実施例1にかかる光学部品の表面の波長190〜900nmにおける光反射率を示すグラフである。図10は、実施例2にかかる光学部品の表面の波長190〜900nmにおける光反射率を示すグラフである。図11は、比較例にかかる光学部品の表面の波長190〜900nmにおける光反射率を示すグラフである。図9〜図11において、実線は紫外レーザ光を照射する前の光学部品の光反射率、鎖線は紫外レーザ光を照射して12時間経過後の光学部品の光反射率、一点鎖線は紫外レーザ光を照射して22時間経過後の光学部品の光反射率をそれぞれ示している。また、実施例1、実施例2及び比較例にかかる光学部品の表面のKrFエキシマレーザ波長における光反射率及びArFエキシマレーザ波長における光反射率を表1に示す。
(表1)
248nm(KrF) 193nm(ArF)
実施例1 反射率3%低下 反射率0.3%上昇
実施例2 反射率4%低下 反射率6%低下
比較例 反射率35%低下 反射率32%低下
この試験結果から明らかなように、比較例にかかる光学部品の光照射面は紫外線照射による反射率低下が顕著であるが、実施例1,2にかかる光学部品の光照射面は、紫外線照射による反射率変化がほとんど発生しなかった。
Next, a chromium (Cr) layer having a high reflectivity was deposited on a light irradiation surface of quartz glass to a thickness of 85 nm by using a vacuum deposition film forming apparatus or a sputtering film forming apparatus.
(UV oxidation test)
About the above-mentioned Examples 1 and 2 and the comparative example, the ultraviolet oxidation test which irradiates a xenon excimer lamp (emission wavelength 172nm, about 40mW / cm < 2 >) for 22 hours was done. Pure nitrogen is filled between the irradiated sample substrate surface and the lamp, and the oxygen concentration is controlled to be 0.1% or less. Since a very small amount of ozone is generated, oxidation of the sample substrate surface is promoted by active oxygen generated when ultraviolet rays and ozone are decomposed. Whether or not the sample substrate surface was oxidized was determined by measuring the reflectance at a wavelength of 190 to 900 nm using a spectral reflectance measuring device.
(Test results)
FIG. 9 is a graph showing the light reflectance at a wavelength of 190 to 900 nm on the surface of the optical component according to the first example. FIG. 10 is a graph showing the light reflectance of the surface of the optical component according to Example 2 at a wavelength of 190 to 900 nm. FIG. 11 is a graph showing the light reflectance at a wavelength of 190 to 900 nm on the surface of the optical component according to the comparative example. 9 to 11, the solid line represents the optical reflectance of the optical component before irradiation with the ultraviolet laser beam, the chain line represents the optical reflectance of the optical component after 12 hours have passed after irradiation with the ultraviolet laser beam, and the alternate long and short dash line represents the ultraviolet laser. The light reflectivities of the optical components after 22 hours from the irradiation of light are shown. Table 1 shows the light reflectivity at the KrF excimer laser wavelength and the light reflectivity at the ArF excimer laser wavelength on the surfaces of the optical components according to Example 1, Example 2, and Comparative Example.
(Table 1)
248 nm (KrF) 193 nm (ArF)
Example 1
R…レチクル、PL…投影光学系、W…ウエハ、RM…レチクルマーク、RAL…レチクルアライメント系、WAL…ウエハアライメント系、1…照明光学系、4…光学素子、5…液体供給装置、6…液体回収装置、7…液体、9…Zステージ、10…XYステージ、14…主制御系、21,22…供給管、23,24…回収管、56,560…フィデューシャルマーク。 R ... reticle, PL ... projection optical system, W ... wafer, RM ... reticle mark, RAL ... reticle alignment system, WAL ... wafer alignment system, 1 ... illumination optical system, 4 ... optical element, 5 ... liquid supply device, 6 ... Liquid recovery device, 7 ... liquid, 9 ... Z stage, 10 ... XY stage, 14 ... main control system, 21, 22 ... supply pipe, 23, 24 ... recovery pipe, 56, 560 ... fiducial mark.
Claims (11)
前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された密着改善金属層と、
前記密着改善金属層の表面に形成された貴金属層と
を備えることを特徴とする光学部品。 An optical component mounted on the substrate stage of a projection exposure apparatus that illuminates a mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto a substrate held on the substrate stage via a projection optical system,
A light irradiation surface irradiated by the exposure beam; and an adhesion improving metal layer formed on a surface of the light irradiation surface;
An optical component comprising: a noble metal layer formed on a surface of the adhesion improving metal layer.
前記露光ビームにより照射される光照射面と、前記光照射面の表面に形成された高反射率金属層と、
前記高反射率金属層の表面に形成された該高反射率金属層の酸化を防止する酸化防止層と
を備えることを特徴とする光学部品。 An optical component mounted on the substrate stage of a projection exposure apparatus that illuminates a mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto a substrate held on the substrate stage via a projection optical system,
A light irradiation surface irradiated with the exposure beam; a high reflectance metal layer formed on a surface of the light irradiation surface;
An optical component comprising: an anti-oxidation layer that prevents oxidation of the high reflectivity metal layer formed on the surface of the high reflectivity metal layer.
前記基板ステージ上に請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の光学部品を備えることを特徴とする投影露光装置。 A projection exposure apparatus that illuminates a mask with an exposure beam and transfers a pattern of the mask onto a substrate held on a substrate stage via a projection optical system,
A projection exposure apparatus comprising the optical component according to any one of claims 1 to 9 on the substrate stage.
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