JP2000150343A - エキシマレーザ光学装置およびエキシマレーザ光学装置の透過率の回復方法 - Google Patents
エキシマレーザ光学装置およびエキシマレーザ光学装置の透過率の回復方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エキシマレーザのような短波長でしかもパワ
ーの大きい（エネルギー密度の高い）光を照射すること
により、光学材料は経年変化をおこす。 【解決手段】 ＡｒＦおよびＫｒＦエキシマレ−ザを照
射し、損失を生じたエキシマレ−ザレンズ材料である石
英ガラスやフッ化カルシウム等の光学結晶に、紫外光を
実使用時より低いエネルギ−密度で照射することで、低
下した透過率を回復させる。
ーの大きい（エネルギー密度の高い）光を照射すること
により、光学材料は経年変化をおこす。 【解決手段】 ＡｒＦおよびＫｒＦエキシマレ−ザを照
射し、損失を生じたエキシマレ−ザレンズ材料である石
英ガラスやフッ化カルシウム等の光学結晶に、紫外光を
実使用時より低いエネルギ−密度で照射することで、低
下した透過率を回復させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源にエキシマレ
ーザを用いた光学装置、例えばリソグラフィー装置、レ
ーザ加工機等に関するものである。また、本発明は、そ
のようなエキシマレーザ光学装置において、光学部材の
透過率を回復させる方法に関するものである。
ーザを用いた光学装置、例えばリソグラフィー装置、レ
ーザ加工機等に関するものである。また、本発明は、そ
のようなエキシマレーザ光学装置において、光学部材の
透過率を回復させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン等のウエハ上に集積回路
の微細パターンを露光・転写する光リソグラフィー技術
においては、ステッパと呼ばれるリソグラフィー（露
光）装置が用いられる。このステッパの光源は、近年の
ＬＳＩの高集積化に伴ってｇ線からｉ線へと短波長化が
進み、そして、さらなるＬＳＩの高集積化に伴い、ステ
ッパの光源はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）
やＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）へと移行し
ている。このようなエキシマレーザステッパの照明光学
系あるいは投影光学系には、透過率の問題からもはや一
般の多成分系光学ガラスは使用できず、石英ガラスやフ
ッ化カルシウム結晶などの光学材料に限定される。
の微細パターンを露光・転写する光リソグラフィー技術
においては、ステッパと呼ばれるリソグラフィー（露
光）装置が用いられる。このステッパの光源は、近年の
ＬＳＩの高集積化に伴ってｇ線からｉ線へと短波長化が
進み、そして、さらなるＬＳＩの高集積化に伴い、ステ
ッパの光源はＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）
やＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）へと移行し
ている。このようなエキシマレーザステッパの照明光学
系あるいは投影光学系には、透過率の問題からもはや一
般の多成分系光学ガラスは使用できず、石英ガラスやフ
ッ化カルシウム結晶などの光学材料に限定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなエキシマレ
ーザステッパの照明光学系あるいは投影光学系に用いら
れる石英ガラス、フッ化カルシウム結晶においても、そ
の内部透過率（表面の反射等の損失の影響を除いた透過
率）は０．９９８ｃｍ-1あるいは０．９９９ｃｍ -1以上
といった値が要求されている。このように、当該技術分
野においては、紫外光領域での上記光学材料のの高透過
率化を目指した開発が進められている。
ーザステッパの照明光学系あるいは投影光学系に用いら
れる石英ガラス、フッ化カルシウム結晶においても、そ
の内部透過率（表面の反射等の損失の影響を除いた透過
率）は０．９９８ｃｍ-1あるいは０．９９９ｃｍ -1以上
といった値が要求されている。このように、当該技術分
野においては、紫外光領域での上記光学材料のの高透過
率化を目指した開発が進められている。
【０００４】また、露光プロセスにおけるスループット
の向上の要求により、光源のパワーは増大しつつあり、
一方、長期間における光学性能の維持の要求は高まって
いる。しかしながら、エキシマレーザのような短波長で
しかもパワーの大きい（エネルギー密度の高い）光を照
射することにより、光学材料は経年変化をおこす。この
ようなダメージの代表的な例は、光学材料のソ−ラリゼ
−ション（光照射による透過率低下）や光学部材の表面
損失である。
の向上の要求により、光源のパワーは増大しつつあり、
一方、長期間における光学性能の維持の要求は高まって
いる。しかしながら、エキシマレーザのような短波長で
しかもパワーの大きい（エネルギー密度の高い）光を照
射することにより、光学材料は経年変化をおこす。この
ようなダメージの代表的な例は、光学材料のソ−ラリゼ
−ション（光照射による透過率低下）や光学部材の表面
損失である。
【０００５】そこで、本発明は、エキシマレ−ザ等の紫
外光を光源とした光学系に使用される合成石英ガラスレ
ンズ及びフッ化カルシウム結晶等のレンズの劣化による
光学装置の耐久性を改善することを目的とする。
外光を光源とした光学系に使用される合成石英ガラスレ
ンズ及びフッ化カルシウム結晶等のレンズの劣化による
光学装置の耐久性を改善することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らはまず、長年
に渡り石英ガラスをはじめとした紫外光学材料の透過率
変化に関して、様々な条件にてエキシマ照射を行い、そ
の際測定した透過率変化等の実験デ−タを得ることを行
った。その中で、ＡｒＦおよびＫｒＦエキシマレ−ザを
照射し、損失を生じたエキシマレ−ザレンズ材料である
石英ガラスやフッ化カルシウム等の光学結晶に、同じ
か、または異なった光源例えば水銀ランプにて紫外光
を、ある条件下、つまり実使用時より低いエネルギ−密
度で照射することで、低下した透過率が回復することを
見い出した。
に渡り石英ガラスをはじめとした紫外光学材料の透過率
変化に関して、様々な条件にてエキシマ照射を行い、そ
の際測定した透過率変化等の実験デ−タを得ることを行
った。その中で、ＡｒＦおよびＫｒＦエキシマレ−ザを
照射し、損失を生じたエキシマレ−ザレンズ材料である
石英ガラスやフッ化カルシウム等の光学結晶に、同じ
か、または異なった光源例えば水銀ランプにて紫外光
を、ある条件下、つまり実使用時より低いエネルギ−密
度で照射することで、低下した透過率が回復することを
見い出した。
【０００７】さらに、エキシマレ−ザ光学系の材料であ
る石英ガラス及びフッ化カルシウム等の光学結晶のエキ
シマレ−ザ誘起吸収は、不純物を低減、欠陥抑制物質を
ド−プする事等で、ある程度抑制することが可能である
ことを見いだした。具体的には、特に、石英ガラスにお
いて、フッ素を１０ｐｐｍ以上ド−プする事、塩素不純
物を５０ｐｐｍ以下にすることで、透過率などの物性の
回復効率が上昇することを見い出した。
る石英ガラス及びフッ化カルシウム等の光学結晶のエキ
シマレ−ザ誘起吸収は、不純物を低減、欠陥抑制物質を
ド−プする事等で、ある程度抑制することが可能である
ことを見いだした。具体的には、特に、石英ガラスにお
いて、フッ素を１０ｐｐｍ以上ド−プする事、塩素不純
物を５０ｐｐｍ以下にすることで、透過率などの物性の
回復効率が上昇することを見い出した。
【０００８】そこで、本発明は、エキシマレーザからな
る光源と、光学系とを有するエキシマレーザ光学装置に
おいて、通常の使用条件より弱い紫外光線を光学系に照
射して、光学系の透過率を回復させる透過率回復機構を
有することを特徴とするエキシマレーザ光学装置を提供
する。
る光源と、光学系とを有するエキシマレーザ光学装置に
おいて、通常の使用条件より弱い紫外光線を光学系に照
射して、光学系の透過率を回復させる透過率回復機構を
有することを特徴とするエキシマレーザ光学装置を提供
する。
【０００９】
【発明の実施の形態】上述した様な、光照射による吸収
の消失現象（フォトブリ−チあるいは光消失）が、吸収
を誘起した光源と同一光源により起こることは、通常は
信じがたい。しかしながら、本発明者らは、吸収の生成
過程と、消失過程のエネルギ−密度依存性を確認するこ
とでこの現象を見い出した。
の消失現象（フォトブリ−チあるいは光消失）が、吸収
を誘起した光源と同一光源により起こることは、通常は
信じがたい。しかしながら、本発明者らは、吸収の生成
過程と、消失過程のエネルギ−密度依存性を確認するこ
とでこの現象を見い出した。
【００１０】すなわち、本発明者らは、吸収の生成が主
に２光子過程が支配的であり、逆過程の吸収の消失が１
光子過程であることを確認した。エキシマレ−ザ照射エ
ネルギ−密度が高い領域では、エネルギ−密度の２乗に
比例して吸収を生成するため、２光子過程による吸収の
生成が支配的であり、エネルギ−密度が低い領域では、
その逆過程である吸収の消失が支配的となるのである。
に２光子過程が支配的であり、逆過程の吸収の消失が１
光子過程であることを確認した。エキシマレ−ザ照射エ
ネルギ−密度が高い領域では、エネルギ−密度の２乗に
比例して吸収を生成するため、２光子過程による吸収の
生成が支配的であり、エネルギ−密度が低い領域では、
その逆過程である吸収の消失が支配的となるのである。
【００１１】以下に、本発明による光学系の一例を示
し、その説明をする。図１に従来のエキシマレーザステ
ッパの光学系の構成図を示す。エキシマレ−ザステッパ
は、光源であるエキシマレ−ザ（１）、レチクル（Ｒ）
を均一に照明するための照明系光学系（２、３、４）、
レチクルパタ−ンをウェハ（Ｗ）投影する投影光学系
（５）からなる。例えば、この光学系（３）の手前に、
バリアブルアティネ−タを取り付けることで、エネルギ
−を数％〜約９５％の間で調整可能とできる。エネルギ
ー密度の調整は、バリアブルアティネータの以外の光量
調整手段（例えばＮＤフィルター等のフィルター）でも
可能である。
し、その説明をする。図１に従来のエキシマレーザステ
ッパの光学系の構成図を示す。エキシマレ−ザステッパ
は、光源であるエキシマレ−ザ（１）、レチクル（Ｒ）
を均一に照明するための照明系光学系（２、３、４）、
レチクルパタ−ンをウェハ（Ｗ）投影する投影光学系
（５）からなる。例えば、この光学系（３）の手前に、
バリアブルアティネ−タを取り付けることで、エネルギ
−を数％〜約９５％の間で調整可能とできる。エネルギ
ー密度の調整は、バリアブルアティネータの以外の光量
調整手段（例えばＮＤフィルター等のフィルター）でも
可能である。
【００１２】この機能を使えば、現有の装置を、若干改
造すれば、本発明の透過率、コンパクション回復技術を
利用できる。しかし、この方法だと、露光のための光源
と、回復のための光源が同一であるため、製品のスル−
プットへの影響が考えられる。それは、光学系の透過率
を回復するときの、照射を行うときには、当然製品の露
光ができないためである。
造すれば、本発明の透過率、コンパクション回復技術を
利用できる。しかし、この方法だと、露光のための光源
と、回復のための光源が同一であるため、製品のスル−
プットへの影響が考えられる。それは、光学系の透過率
を回復するときの、照射を行うときには、当然製品の露
光ができないためである。
【００１３】この点を改善した装置構成の一例を、図２
に示す。この装置の特徴は、製品を露光するための光源
１と、光学系の透過率、コンパクションを回復するため
のフォトブリ−チ光源７を搭載していること、及び偏向
ビ−ムスプリッタ（Ｐ）で、光源を選択可能なことであ
る。エキシマレ−ザは、数日単位で、メンテナンスを必
要とするため、製品の露光をしないメンテナンス時に、
回復のための照射を行えばよい。また、この際、フォト
ブリ−チ光源７は、露光光源１と同じ波長であることが
望ましい。その理由は、波長が大幅に異なると、光学系
の光線軌跡が大きく異なってしまい、本発明の効果が十
分に得られなくなるおそれがあるためである。また、フ
ォトブリ−チを短時間で行うには、露光光源１と同じエ
キシマレ−ザが望ましいが、他の連続光源でも可能であ
る。Ｈｇランプをフォトブリ−チ光源７として使用する
なら、露光光源がＫｒＦエキシマレーザなら、２５４ｎ
ｍの輝線を、ＡｒＦエキシマレーザなら１８５ｎｍ輝線
を使用すればよい。またＤ 2ランプを使用するなら、バ
ンドパスフィルタ−や、分光器を使用して、所望の波長
の光源を得ればよい。
に示す。この装置の特徴は、製品を露光するための光源
１と、光学系の透過率、コンパクションを回復するため
のフォトブリ−チ光源７を搭載していること、及び偏向
ビ−ムスプリッタ（Ｐ）で、光源を選択可能なことであ
る。エキシマレ−ザは、数日単位で、メンテナンスを必
要とするため、製品の露光をしないメンテナンス時に、
回復のための照射を行えばよい。また、この際、フォト
ブリ−チ光源７は、露光光源１と同じ波長であることが
望ましい。その理由は、波長が大幅に異なると、光学系
の光線軌跡が大きく異なってしまい、本発明の効果が十
分に得られなくなるおそれがあるためである。また、フ
ォトブリ−チを短時間で行うには、露光光源１と同じエ
キシマレ−ザが望ましいが、他の連続光源でも可能であ
る。Ｈｇランプをフォトブリ−チ光源７として使用する
なら、露光光源がＫｒＦエキシマレーザなら、２５４ｎ
ｍの輝線を、ＡｒＦエキシマレーザなら１８５ｎｍ輝線
を使用すればよい。またＤ 2ランプを使用するなら、バ
ンドパスフィルタ−や、分光器を使用して、所望の波長
の光源を得ればよい。
【００１４】
【実施例】本発明の光学装置の実施例を、以下に示す。 ＜実施例１＞光学材料である高純度石英ガラスインゴッ
トは、原料として高純度の四塩化ケイ素を用い、石英ガ
ラス製バーナーにて酸素ガス及び水素ガスを混合・燃焼
させ、中心部から原料ガスをキャリアガス（通常酸素ガ
スまたは水素ガス）で希釈して噴出させ、ターゲット上
に堆積、溶融して合成した。これにより、直径３００ｍ
ｍ、長さ５５０ｍｍの石英ガラスインゴットを得た。
トは、原料として高純度の四塩化ケイ素を用い、石英ガ
ラス製バーナーにて酸素ガス及び水素ガスを混合・燃焼
させ、中心部から原料ガスをキャリアガス（通常酸素ガ
スまたは水素ガス）で希釈して噴出させ、ターゲット上
に堆積、溶融して合成した。これにより、直径３００ｍ
ｍ、長さ５５０ｍｍの石英ガラスインゴットを得た。
【００１５】蛍石は、ブリッジマン法で成長させた直径
３００ｍｍ、長さ５００ｍｍの単結晶紫外光学グレ−ド
のインゴットを得た。この石英ガラス及び蛍石インゴッ
トから所望のレンズを製作し、ＫｒＦエキシマレ−ザ照
明光学系、投影光学系を組み上げた。レンズに入射する
エネルギ−密度は、レンズ毎に、変化するが、照明光学
系で、平均５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅで、投影光
学系では、０．５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅであ
る。約２年の使用で、全体の透過率は、入射光に対し
て、初期値９０％が８０％に低下した。これは、石英ガ
ラスが、ＫｒＦエキシマレ−ザ照射誘起吸収に起因す
る、吸収の増大に起因する。また、吸収の増加が照射パ
ルス数に直線的に増加する領域では、５年の使用で透過
率が半分に低下する事を意味する。この劣化した光学系
に、実使用時の１／１００の強度の、ＫｒＦエキシマレ
−ザ光を６００Ｈｚで約１時間照射したところ、光学系
全体の透過率は、８８％に回復した。定期的に、この操
作を繰り返せば、吸収帯生成による投影光学系及び照明
光学系の寿命を１０年以上にする事が可能となる。
３００ｍｍ、長さ５００ｍｍの単結晶紫外光学グレ−ド
のインゴットを得た。この石英ガラス及び蛍石インゴッ
トから所望のレンズを製作し、ＫｒＦエキシマレ−ザ照
明光学系、投影光学系を組み上げた。レンズに入射する
エネルギ−密度は、レンズ毎に、変化するが、照明光学
系で、平均５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅで、投影光
学系では、０．５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅであ
る。約２年の使用で、全体の透過率は、入射光に対し
て、初期値９０％が８０％に低下した。これは、石英ガ
ラスが、ＫｒＦエキシマレ−ザ照射誘起吸収に起因す
る、吸収の増大に起因する。また、吸収の増加が照射パ
ルス数に直線的に増加する領域では、５年の使用で透過
率が半分に低下する事を意味する。この劣化した光学系
に、実使用時の１／１００の強度の、ＫｒＦエキシマレ
−ザ光を６００Ｈｚで約１時間照射したところ、光学系
全体の透過率は、８８％に回復した。定期的に、この操
作を繰り返せば、吸収帯生成による投影光学系及び照明
光学系の寿命を１０年以上にする事が可能となる。
【００１６】＜実施例２＞光学材料である高純度石英ガ
ラスインゴットは、原料として高純度の四フッ化ケイ素
を用い、石英ガラス製バーナーにて酸素ガス及び水素ガ
スを混合・燃焼させ、中心部から原料ガスをキャリアガ
ス（通常酸素ガスまたは水素ガス）で希釈して噴出さ
せ、ターゲット上に堆積、溶融して合成した。これによ
り、直径３００ｍｍ、長さ５５０ｍｍで、Ｆを約１００
０ｐｐｍ含有し、石英ガラス中に、Ｓｉ−Ｆ構造をも
ち、実質上Ｃｌを含有しない石英ガラスインゴットを得
た。
ラスインゴットは、原料として高純度の四フッ化ケイ素
を用い、石英ガラス製バーナーにて酸素ガス及び水素ガ
スを混合・燃焼させ、中心部から原料ガスをキャリアガ
ス（通常酸素ガスまたは水素ガス）で希釈して噴出さ
せ、ターゲット上に堆積、溶融して合成した。これによ
り、直径３００ｍｍ、長さ５５０ｍｍで、Ｆを約１００
０ｐｐｍ含有し、石英ガラス中に、Ｓｉ−Ｆ構造をも
ち、実質上Ｃｌを含有しない石英ガラスインゴットを得
た。
【００１７】蛍石は、ブリッジマン法で成長させた直径
３００ｍｍ、長さ５００ｍｍの単結晶紫外光学グレ−ド
のインゴットを得た。この石英ガラス及び蛍石を用いて
所望のレンズを製作し、ＡｒＦエキシマレ−ザ照明光学
系、投影光学系を組み上げた。レンズに入射するエネル
ギ−密度は、レンズ毎に、変化するが、照明光学系で、
平均５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅで、投影光学系で
は、０．５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅである。約１
年の使用で、全体の透過率は、入射光に対して、初期値
９０％が７５％に低下した。これは、石英ガラスが、Ａ
ｒＦエキシマレ−ザ照射誘起吸収に起因する、吸収の増
大に起因する。レンズ材料として用いた石英ガラスは、
Ｓｉ−Ｆ構造をもつ事、Ｃｌを含有しない事で、ＡｒＦ
エキシマレ−ザ耐久性が従来品の約２倍となっている
が、それでも耐久性には問題がある。このまま、吸収の
増加が照射パルス数に直線的に増加するなら、２年の使
用で透過率が６０％に低下する事を意味する。これで
は、製品寿命として短すぎ、量産機となり得ない。この
劣化した光学系に、実使用時の１／２００の強度の、Ａ
ｒＦエキシマレ−ザ光を６００Ｈｚで約２時間照射した
ところ、光学系全体の透過率は、８７％に回復した（図
３）。定期的に、この操作を繰り返せば、吸収帯生成に
よる投影光学系及び照明光学系の寿命を１０年以上にす
る事が可能となる。
３００ｍｍ、長さ５００ｍｍの単結晶紫外光学グレ−ド
のインゴットを得た。この石英ガラス及び蛍石を用いて
所望のレンズを製作し、ＡｒＦエキシマレ−ザ照明光学
系、投影光学系を組み上げた。レンズに入射するエネル
ギ−密度は、レンズ毎に、変化するが、照明光学系で、
平均５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅで、投影光学系で
は、０．５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅである。約１
年の使用で、全体の透過率は、入射光に対して、初期値
９０％が７５％に低下した。これは、石英ガラスが、Ａ
ｒＦエキシマレ−ザ照射誘起吸収に起因する、吸収の増
大に起因する。レンズ材料として用いた石英ガラスは、
Ｓｉ−Ｆ構造をもつ事、Ｃｌを含有しない事で、ＡｒＦ
エキシマレ−ザ耐久性が従来品の約２倍となっている
が、それでも耐久性には問題がある。このまま、吸収の
増加が照射パルス数に直線的に増加するなら、２年の使
用で透過率が６０％に低下する事を意味する。これで
は、製品寿命として短すぎ、量産機となり得ない。この
劣化した光学系に、実使用時の１／２００の強度の、Ａ
ｒＦエキシマレ−ザ光を６００Ｈｚで約２時間照射した
ところ、光学系全体の透過率は、８７％に回復した（図
３）。定期的に、この操作を繰り返せば、吸収帯生成に
よる投影光学系及び照明光学系の寿命を１０年以上にす
る事が可能となる。
【００１８】＜実施例３＞光学材料である高純度石英ガ
ラスインゴットは、原料として高純度の四フッ化ケイ素
を用い、石英ガラス製バーナーにて酸素ガス及び水素ガ
スを混合・燃焼させ、中心部から原料ガスをキャリアガ
ス（通常酸素ガスまたは水素ガス）で希釈して噴出さ
せ、ターゲット上に堆積、溶融して合成した。これによ
り、直径３００ｍｍ、長さ５５０ｍｍで、Ｆを約１００
０ｐｐｍ含有し、石英ガラス中に、Ｓｉ−Ｆ構造をも
ち、実質上Ｃｌを含有しない石英ガラスインゴットを得
た。
ラスインゴットは、原料として高純度の四フッ化ケイ素
を用い、石英ガラス製バーナーにて酸素ガス及び水素ガ
スを混合・燃焼させ、中心部から原料ガスをキャリアガ
ス（通常酸素ガスまたは水素ガス）で希釈して噴出さ
せ、ターゲット上に堆積、溶融して合成した。これによ
り、直径３００ｍｍ、長さ５５０ｍｍで、Ｆを約１００
０ｐｐｍ含有し、石英ガラス中に、Ｓｉ−Ｆ構造をも
ち、実質上Ｃｌを含有しない石英ガラスインゴットを得
た。
【００１９】蛍石は、ブリッジマン法で成長させた直径
３００ｍｍ、長さ５００ｍｍの単結晶紫外光学グレ−ド
のインゴットを得た。この石英ガラス及び蛍石を用いて
所望のレンズを製作し、ＫｒＦエキシマレ−ザ照明光学
系、投影光学系を組み上げた。レンズに入射するエネル
ギ−密度は、レンズ毎に、変化するが、照明光学系で、
平均５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅで、投影光学系で
は、０．５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅである。約２
年の使用で、全体の透過率は、入射光に対して、初期値
９０％が８０％に低下した。これは、石英ガラスが、Ｋ
ｒＦエキシマレ−ザ照射誘起吸収に起因する、吸収の増
大に起因する。レンズ材料として用いた石英ガラスは、
Ｓｉ−Ｆ構造をもつ事、Ｃｌを含有しない事で、ＫｒＦ
エキシマレ−ザ耐久性が、従来品の約２．５倍となって
いるが、それでも耐久性には若干の問題がある。このま
ま、吸収の増加が照射パルス数に直線的に増加するな
ら、５年の使用で透過率が６５％に低下する事を意味す
る。これでは、やはり、製品寿命として短すぎ、量産機
となり得ない。この劣化した光学系に、実使用時の１／
２００の強度の、ＫｒＦエキシマレ−ザ光を６００Ｈｚ
で約１時間照射したところ、光学系全体の透過率は、８
９％に回復した。Ｆド−プ、Ｃｌフリ−効果により、吸
収消失効率が向上しているため、従来石英ガラスより短
時間でまた低エネルギ−で回復する。定期的に、この操
作を繰り返せば、吸収帯生成による投影光学系及び照明
光学系の寿命を１０年以上にする事が可能となる。
３００ｍｍ、長さ５００ｍｍの単結晶紫外光学グレ−ド
のインゴットを得た。この石英ガラス及び蛍石を用いて
所望のレンズを製作し、ＫｒＦエキシマレ−ザ照明光学
系、投影光学系を組み上げた。レンズに入射するエネル
ギ−密度は、レンズ毎に、変化するが、照明光学系で、
平均５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅで、投影光学系で
は、０．５ｍＪ／ｃｍ2 ｐｅｒｐｕｌｓｅである。約２
年の使用で、全体の透過率は、入射光に対して、初期値
９０％が８０％に低下した。これは、石英ガラスが、Ｋ
ｒＦエキシマレ−ザ照射誘起吸収に起因する、吸収の増
大に起因する。レンズ材料として用いた石英ガラスは、
Ｓｉ−Ｆ構造をもつ事、Ｃｌを含有しない事で、ＫｒＦ
エキシマレ−ザ耐久性が、従来品の約２．５倍となって
いるが、それでも耐久性には若干の問題がある。このま
ま、吸収の増加が照射パルス数に直線的に増加するな
ら、５年の使用で透過率が６５％に低下する事を意味す
る。これでは、やはり、製品寿命として短すぎ、量産機
となり得ない。この劣化した光学系に、実使用時の１／
２００の強度の、ＫｒＦエキシマレ−ザ光を６００Ｈｚ
で約１時間照射したところ、光学系全体の透過率は、８
９％に回復した。Ｆド−プ、Ｃｌフリ−効果により、吸
収消失効率が向上しているため、従来石英ガラスより短
時間でまた低エネルギ−で回復する。定期的に、この操
作を繰り返せば、吸収帯生成による投影光学系及び照明
光学系の寿命を１０年以上にする事が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の光学装置を使用することによ
り、光学系の透過率低下を回復することが可能となり、
光学系の耐用寿命を格段に延長し、ＶＬＳＩ用リソグラ
フィ−装置として量産レベルの性能に高めることが可能
となる。さらに、フッ素をド−プした、または塩素フリ
−の石英ガラスを光学部材として使用することで、透過
率、コンパクション回復効率を高めることができ、製品
のスル−プットへの影響を低減できる。
り、光学系の透過率低下を回復することが可能となり、
光学系の耐用寿命を格段に延長し、ＶＬＳＩ用リソグラ
フィ−装置として量産レベルの性能に高めることが可能
となる。さらに、フッ素をド−プした、または塩素フリ
−の石英ガラスを光学部材として使用することで、透過
率、コンパクション回復効率を高めることができ、製品
のスル−プットへの影響を低減できる。
【図１】 本発明の一実施例であるエキシマレーザ露光
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図２】 本発明の一実施例であるエキシマレーザ露光
装置を示す図である。
装置を示す図である。
【図３】 本発明の方法により透過率を回復させたとき
の透過率と使用日数との関係を示す図である。
の透過率と使用日数との関係を示す図である。
１ 光源 ２、３、４ 照明光学系 ５ 投影光学系 ６ バリアブルアティネータ（エネルギー調整手段） ７ フォトブリーチ光源（第２の光源）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BA10 BB10 CA11 EA12 GB01 JA06 LA10 4G062 AA04 BB02 DA08 EA10 FA10 GE02 HH20 JJ06 MM02 NN16 5F046 AA28 BA03 CA04 CA08 CB08 CB12 CB23 CB25 DA01
Claims (7)
- 【請求項１】エキシマレーザからなる光源と、光学系と
を有するエキシマレーザ光学装置において、通常の使用
条件より弱い紫外光線を光学系に照射して、光学系の透
過率を回復させる透過率回復機構を有することを特徴と
するエキシマレーザ光学装置。 - 【請求項２】光源と、マスクを照明する照明光学系と、
該照明光学系により形成されたマスクのパターン像を基
板上に投影する投影光学系とからなるエキシマレーザ露
光装置において、照明光学系及び／または投影光学系に
通常の使用条件より弱い紫外光線を照射するための第２
の光源を有することを特徴とするエキシマレーザ露光装
置。 - 【請求項３】光源と、マスクを照明する照明光学系と、
該照明光学系により形成されたマスクのパターン像を基
板上に投影する投影光学系とからなるエキシマレーザ露
光装置において、 光源のエネルギー密度を変化させるためのエネルギー調
整手段を有することを特徴とするエキシマレーザ露光装
置。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のエキシマ
レ−ザ光学装置において、光学系を構成する光学部材の
一部または全部に、フッ素を含有する石英ガラスを用い
たことを特徴とするエキシマレ−ザ光学装置。 - 【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載のエキシマ
レ−ザ光学装置において、光学系を構成する光学部材の
一部または全部に、塩素濃度が５０ｐｐｍ以下の石英ガ
ラスを用いたことを特徴とするエキシマレ−ザ光学装
置。 - 【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載のエキシマ
レ−ザ光学装置において、通常の使用条件より波長の短
い紫外光線を通すことにより、光学系を構成する光学部
材の透過率を回復させることを特徴とするエキシマレ−
ザ光学装置。 - 【請求項７】エキシマレーザ光学装置の光学系に通常の
使用条件より弱い紫外光線を通すことにより、光学系を
構成する光学部材の透過率を回復させることを特徴とす
る透過率の回復方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319009A JP2000150343A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | エキシマレーザ光学装置およびエキシマレーザ光学装置の透過率の回復方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319009A JP2000150343A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | エキシマレーザ光学装置およびエキシマレーザ光学装置の透過率の回復方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150343A true JP2000150343A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18105490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10319009A Pending JP2000150343A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | エキシマレーザ光学装置およびエキシマレーザ光学装置の透過率の回復方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000150343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7455880B2 (en) | 2001-11-26 | 2008-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element fabrication method, optical element, exposure apparatus, device fabrication method |
| JP2009212241A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10319009A patent/JP2000150343A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7455880B2 (en) | 2001-11-26 | 2008-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element fabrication method, optical element, exposure apparatus, device fabrication method |
| JP2009212241A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Canon Inc | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP4528337B2 (ja) * | 2008-03-03 | 2010-08-18 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびデバイス製造方法 |
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