JP2002228801A - 真空紫外線用光学部品 - Google Patents
真空紫外線用光学部品Info
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- JP2002228801A JP2002228801A JP2001030410A JP2001030410A JP2002228801A JP 2002228801 A JP2002228801 A JP 2002228801A JP 2001030410 A JP2001030410 A JP 2001030410A JP 2001030410 A JP2001030410 A JP 2001030410A JP 2002228801 A JP2002228801 A JP 2002228801A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical component
- wavelength
- refractive index
- vacuum ultraviolet
- single crystal
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- Withdrawn
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 LiCaAlF6単結晶のように複屈折性のある材料
を対象とし、真空紫外域で用いる半導体露光装置用光学
部品として活用できる方法およびその光学部品を提供す
ること。 【解決手段】 LiCaAlF6単結晶への入射光波長を152nm
とすることで、常光線と異常光線の屈折率が等しくな
り、複屈折率がゼロとなる真空紫外線用光学部品を得
る。この真空紫外線用光学部品を使用して露光装置を作
ることができる。その真空紫外線用光学部品を作製する
際に、好ましくは、常光線、異常光線の波長に対する屈
折率変化のグラフを使用する。
を対象とし、真空紫外域で用いる半導体露光装置用光学
部品として活用できる方法およびその光学部品を提供す
ること。 【解決手段】 LiCaAlF6単結晶への入射光波長を152nm
とすることで、常光線と異常光線の屈折率が等しくな
り、複屈折率がゼロとなる真空紫外線用光学部品を得
る。この真空紫外線用光学部品を使用して露光装置を作
ることができる。その真空紫外線用光学部品を作製する
際に、好ましくは、常光線、異常光線の波長に対する屈
折率変化のグラフを使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空紫外波長域で
使用される光学部品の作成方法及びその光学部品で構成
される装置に関するものである。
使用される光学部品の作成方法及びその光学部品で構成
される装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体産業におけるフォトリソグラフィ
ー技術においては、描画する配線パターンの微細化に伴
って、露光光源波長の短波長化が必要となっている。光
源波長の短波長化が進むにつれ、半導体露光装置の重要
構成部品であるレンズ、プリズムなどの光学系部品に使
われる硝材には、その波長を効率良く透過する機能が求
められる。よって、真空紫外光を用いる露光装置で用い
られる光学部品には透過率端部波長が光源波長より低い
ことは当然であるが、特に複屈折性の無い材料であるこ
とが望まれる。即ち、光学部品が複屈折性を持つと、屈
折率の分布に応じて光のイメージが広がってしまい、配
線パターンの微細化および効率化が実現されないことに
なる。このような状況から、現在では硝材として合成石
英やフッ化カルシウム（CaF2）が主に使用されている。
ー技術においては、描画する配線パターンの微細化に伴
って、露光光源波長の短波長化が必要となっている。光
源波長の短波長化が進むにつれ、半導体露光装置の重要
構成部品であるレンズ、プリズムなどの光学系部品に使
われる硝材には、その波長を効率良く透過する機能が求
められる。よって、真空紫外光を用いる露光装置で用い
られる光学部品には透過率端部波長が光源波長より低い
ことは当然であるが、特に複屈折性の無い材料であるこ
とが望まれる。即ち、光学部品が複屈折性を持つと、屈
折率の分布に応じて光のイメージが広がってしまい、配
線パターンの微細化および効率化が実現されないことに
なる。このような状況から、現在では硝材として合成石
英やフッ化カルシウム（CaF2）が主に使用されている。
【０００３】CaF2は正方晶材料で複屈折性が無く、大型
単結晶が作成し易いことから実用化が検討され、事実ブ
リッジマン法で直径１０インチ単結晶が得られている。
複屈折性がある材料では、その用途は平行平板形状で光
が光軸方向平行に入射するような部品に限られ、より高
い加工精度が要求されること等から、実用化は困難とさ
れている。
単結晶が作成し易いことから実用化が検討され、事実ブ
リッジマン法で直径１０インチ単結晶が得られている。
複屈折性がある材料では、その用途は平行平板形状で光
が光軸方向平行に入射するような部品に限られ、より高
い加工精度が要求されること等から、実用化は困難とさ
れている。
【０００４】また、光源波長の短波長化においては、現
在157nm(F2レーザー)が検討されており、合成石英部品
は素材の透過率端部波長が約170nmと大きいことから特
性が不十分で使用できず、これに替わる新規材料開発が
進められている。
在157nm(F2レーザー)が検討されており、合成石英部品
は素材の透過率端部波長が約170nmと大きいことから特
性が不十分で使用できず、これに替わる新規材料開発が
進められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】露光装置用の真空紫外
線用光学部品には複屈折性が無く、透過率が高いことが
必要で、その素材には高品質で大型化が比較的容易に作
成できることが求められている。しかし、これら全ての
条件を満たす材料の開発は容易でなく、既存の複屈折性
のある材料であっても露光装置用光学部品として活用で
きるシステム技術及びその光学部品の開発が望まれてい
る。
線用光学部品には複屈折性が無く、透過率が高いことが
必要で、その素材には高品質で大型化が比較的容易に作
成できることが求められている。しかし、これら全ての
条件を満たす材料の開発は容易でなく、既存の複屈折性
のある材料であっても露光装置用光学部品として活用で
きるシステム技術及びその光学部品の開発が望まれてい
る。
【０００６】また、材料評価に関しては、より良い材料
を選定する為に、真空紫外域での高精度の屈折率測定技
術の開発が望まれている。
を選定する為に、真空紫外域での高精度の屈折率測定技
術の開発が望まれている。
【０００７】それ故に本発明の課題は、既存の複屈折性
のある材料でも露光装置用光学部品として活用できるシ
ステム技術及びその光学部品の開発を可能とすることに
ある。
のある材料でも露光装置用光学部品として活用できるシ
ステム技術及びその光学部品の開発を可能とすることに
ある。
【０００８】本発明の具体的な課題は、LiCaAlF6単結晶
のように複屈折性のある材料を対象とし、真空紫外域で
用いる半導体露光装置用光学部品として活用できる方法
およびその光学部品を提供することにある。
のように複屈折性のある材料を対象とし、真空紫外域で
用いる半導体露光装置用光学部品として活用できる方法
およびその光学部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、LiCaAl
F6単結晶において、該単結晶への入射光波長を152nmと
することで、常光線と異常光線の屈折率が等しくなり、
複屈折率がゼロとなることを特徴とする真空紫外線用光
学部品が得られる。
F6単結晶において、該単結晶への入射光波長を152nmと
することで、常光線と異常光線の屈折率が等しくなり、
複屈折率がゼロとなることを特徴とする真空紫外線用光
学部品が得られる。
【００１０】本発明によれば、波長157nmのF2エキシマ
レーザーにおいて、上述した真空紫外線用光学部品を使
用することを特徴とする露光装置が得られる。
レーザーにおいて、上述した真空紫外線用光学部品を使
用することを特徴とする露光装置が得られる。
【００１１】本発明によれば、上述した真空紫外線用光
学部品を作製する際に、常光線、異常光線の波長に対す
る屈折率変化のグラフを使用することを特徴とする作製
方法が得られる。
学部品を作製する際に、常光線、異常光線の波長に対す
る屈折率変化のグラフを使用することを特徴とする作製
方法が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】真空紫外域における高精度屈折率測定技術
の開発を目的に、複屈折性が未知の材料であるLiCaAlF6
単結晶（以下、これを単に「LiCAF」と記すこともあ
る）を用い測定用プリズムを作成し、ゴニオメータース
ペクトロメーターで最小偏角法で屈折率を測定した。得
られた屈折率データを元に屈折率波長分散式の定数の算
出を試みた。
の開発を目的に、複屈折性が未知の材料であるLiCaAlF6
単結晶（以下、これを単に「LiCAF」と記すこともあ
る）を用い測定用プリズムを作成し、ゴニオメータース
ペクトロメーターで最小偏角法で屈折率を測定した。得
られた屈折率データを元に屈折率波長分散式の定数の算
出を試みた。
【００１４】27種の波長に対する屈折率を用いて最小自
乗法により分散式の定数を算出し、６桁の精度で真空紫
外領域までの屈折率測定が可能であることが分かった。
乗法により分散式の定数を算出し、６桁の精度で真空紫
外領域までの屈折率測定が可能であることが分かった。
【００１５】さらに、F2レーザー（波長157.6nm）を用
いてLiCAFの屈折率を求めたところ、常光線、異常光線
に対する屈折率は各々1.47679、1.47658となり、計算結
果と良い一致を示している。この結果から、LiCAFは複
屈折性を有するものの、波長152nmにおいて常光線、異
常光線に対する屈折率が同じとなり、複屈折性を示さな
いことが分かった。
いてLiCAFの屈折率を求めたところ、常光線、異常光線
に対する屈折率は各々1.47679、1.47658となり、計算結
果と良い一致を示している。この結果から、LiCAFは複
屈折性を有するものの、波長152nmにおいて常光線、異
常光線に対する屈折率が同じとなり、複屈折性を示さな
いことが分かった。
【００１６】複屈折性材料であるLiCAFであっても、屈
折率の波長分散式のデータから波長152nmで用いること
で複屈折の無い材料として使用できることになる。即
ち、F2レーザー波長が157nmであることを考慮するとF2
レーザーを光源とした露光装置おいてはLiCAF光学部品
は複屈折のないものとして使用可能となることが分かっ
た。
折率の波長分散式のデータから波長152nmで用いること
で複屈折の無い材料として使用できることになる。即
ち、F2レーザー波長が157nmであることを考慮するとF2
レーザーを光源とした露光装置おいてはLiCAF光学部品
は複屈折のないものとして使用可能となることが分かっ
た。
【００１７】次に実施例について説明する。
【００１８】LiCaAlF6単結晶を用い一辺20mmのプリズム
を作成し、ゴニオメータースペクトロメーター（MOLLER
-WEDEL製）で最小偏角法により屈折率を測定した。な
お、測定雰囲気は窒素雰囲気中で温度は24.9〜25.0℃で
あった。
を作成し、ゴニオメータースペクトロメーター（MOLLER
-WEDEL製）で最小偏角法により屈折率を測定した。な
お、測定雰囲気は窒素雰囲気中で温度は24.9〜25.0℃で
あった。
【００１９】図１に、27種の波長に対する常光線の屈折
率(no)の測定値と異常光線の屈折率(ne)の測定値を示
す。
率(no)の測定値と異常光線の屈折率(ne)の測定値を示
す。
【００２０】また図２に、その２７種の波長に対する屈
折率の測定値を元に屈折率波長分算式（下式参照）の定
数を最小自乗法でもとめた結果を示す。
折率の測定値を元に屈折率波長分算式（下式参照）の定
数を最小自乗法でもとめた結果を示す。
【００２１】n2 = A0 + A1λ2 + A2λ-２ + A3λ-4 + A
4λ-6 + A5λ-8 + A6λ-10 但し、nが屈折率、Ak (k=0〜6)が定数、λが測定波長で
ある。
4λ-6 + A5λ-8 + A6λ-10 但し、nが屈折率、Ak (k=0〜6)が定数、λが測定波長で
ある。
【００２２】測定結果を元にした波長と屈折率の関係を
図３に、また、常光線の屈折率と異常光線の屈折率との
比率と波長との関係を図４に示す。波長152nmの時、常
光線と異常光線とに対する屈折率が等しくなることが分
かる。実際、F2レーザー（波長157.6000nm）で屈折率を
測定した結果、常光線、異常光線に対する屈折率は各々
1.47679、1.47658となり、求めた屈折率波長分散式とよ
い一致を示している。
図３に、また、常光線の屈折率と異常光線の屈折率との
比率と波長との関係を図４に示す。波長152nmの時、常
光線と異常光線とに対する屈折率が等しくなることが分
かる。実際、F2レーザー（波長157.6000nm）で屈折率を
測定した結果、常光線、異常光線に対する屈折率は各々
1.47679、1.47658となり、求めた屈折率波長分散式とよ
い一致を示している。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、従来複
屈折性がある為に真空紫外線応用の半導体露光装置の光
学部品として不適とされていた材料に対しても、光源波
長を選定することで、使用可能となることを示してい
る。露光装置にはSiウエハーサイズ以上の光学部品（レ
ンズ、窓等）が必要とされており、材料選定において複
屈折性の許容範囲が広がることになり、大型化の技術検
討の対象材料の範囲が広がり、F2レーザー露光装置用光
学部品の実用化を早めることになる。また、本発明は６
桁以上の屈折率評価方法を提供し、常光線と異常光線に
対する屈折率が一致する波長の存在することを明確にし
た。本発明による技術は広く一般の光学特性応用材料
（フッ化物、酸化物等を含む）の屈折率応用技術の基本
となり、材料の新規用途開発に有効となる。
屈折性がある為に真空紫外線応用の半導体露光装置の光
学部品として不適とされていた材料に対しても、光源波
長を選定することで、使用可能となることを示してい
る。露光装置にはSiウエハーサイズ以上の光学部品（レ
ンズ、窓等）が必要とされており、材料選定において複
屈折性の許容範囲が広がることになり、大型化の技術検
討の対象材料の範囲が広がり、F2レーザー露光装置用光
学部品の実用化を早めることになる。また、本発明は６
桁以上の屈折率評価方法を提供し、常光線と異常光線に
対する屈折率が一致する波長の存在することを明確にし
た。本発明による技術は広く一般の光学特性応用材料
（フッ化物、酸化物等を含む）の屈折率応用技術の基本
となり、材料の新規用途開発に有効となる。
【図１】LiCaAlF6単結晶の屈折率測定値を示した表であ
る。
る。
【図２】LiCaAlF6単結晶の屈折率波長分散式定数を示し
た表である。
た表である。
【図３】LiCaAlF6単結晶の屈折率と波長との関係を示し
たグラフである。
たグラフである。
【図４】LiCaAlF6単結晶の常光線と異常光線に対する屈
折率との比と波長の関係を示したグラフである。
折率との比と波長の関係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島村 清史 宮城県仙台市太白区三神峯１−３−２− 302 (72)発明者 福田 承生 宮城県仙台市泉区虹ノ丘２−６−７ (72)発明者 猿倉 信彦 愛知県岡崎市竜美南２−３−１ 明大寺住 宅６−403 Ｆターム(参考） 2H097 BA02 CA13 LA10 5F046 CA04 CB12
Claims (3)
- 【請求項１】 LiCaAlF6単結晶において、該単結晶への
入射光波長を152nmとすることで、常光線と異常光線の
屈折率が等しくなり、複屈折率がゼロとなることを特徴
とする真空紫外線用光学部品。 - 【請求項２】 波長157nmのF2エキシマレーザーにおい
て、請求項１記載の真空紫外線用光学部品を使用するこ
とを特徴とする露光装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の真空紫外線用光学部品を
作製する際に、常光線、異常光線の波長に対する屈折率
変化のグラフを使用することを特徴とする作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030410A JP2002228801A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 真空紫外線用光学部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030410A JP2002228801A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 真空紫外線用光学部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228801A true JP2002228801A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18894631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001030410A Withdrawn JP2002228801A (ja) | 2001-02-07 | 2001-02-07 | 真空紫外線用光学部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002228801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003054590A1 (fr) * | 2001-12-10 | 2003-07-03 | Nikon Corporation | Materiau en cristal de fluorure pour un dispositif optique utilise pour un materiel photolithographique et son procede de fabrication |
-
2001
- 2001-02-07 JP JP2001030410A patent/JP2002228801A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003054590A1 (fr) * | 2001-12-10 | 2003-07-03 | Nikon Corporation | Materiau en cristal de fluorure pour un dispositif optique utilise pour un materiel photolithographique et son procede de fabrication |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070703 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090428 |