JP2003022950A - X線光源用デブリ除去装置及び、デブリ除去装置を用いた露光装置 - Google Patents
X線光源用デブリ除去装置及び、デブリ除去装置を用いた露光装置Info
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/02—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
- G21K1/04—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using variable diaphragms, shutters, choppers
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- G21K1/02—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好なデブリ除去と良好なEUV光の利用効
率を両立することができるデブリ除去装置及び方法、並
びに、当該デブリ除去装置を用いた露光装置を提供する 【解決手段】 プラズマを発生し、X線を発生させるX
線光源の前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に
到達することを防止するデブリ除去装置であって、前記
光学系の光軸に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを吸
着する吸着面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学系
との間で、前記吸着部の吸着面を前記発光点を通る軸回
りに回転させる回転部とを有するデブリ除去装置を提供
する。
率を両立することができるデブリ除去装置及び方法、並
びに、当該デブリ除去装置を用いた露光装置を提供する 【解決手段】 プラズマを発生し、X線を発生させるX
線光源の前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に
到達することを防止するデブリ除去装置であって、前記
光学系の光軸に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを吸
着する吸着面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学系
との間で、前記吸着部の吸着面を前記発光点を通る軸回
りに回転させる回転部とを有するデブリ除去装置を提供
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造における微
細なパターンを転写するためのX線投影露光装置及びX
線近接露光装置用のX線光源に関わるものである。
細なパターンを転写するためのX線投影露光装置及びX
線近接露光装置用のX線光源に関わるものである。
【0002】
【従来の技術】近年の電子機器の小型化及び薄型化の要
請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への
要求はますます高くなってきている。従来、半導体素子
を製造するための焼付け(リソグラフィー)方法として
は紫外線を用いた縮小投影露光が行われているが、縮小
投影露光で転写できる最小の寸法は転写に用いる光の波
長に比例し、投影光学系の開口数に反比例することか
ら、より微細な回路パターンを転写するために水銀ラン
プi線(波長365nm)、KrFエキシマレーザー
(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長1
93nm)というように用いられる露光光の短波長化が
進んでいた。
請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への
要求はますます高くなってきている。従来、半導体素子
を製造するための焼付け(リソグラフィー)方法として
は紫外線を用いた縮小投影露光が行われているが、縮小
投影露光で転写できる最小の寸法は転写に用いる光の波
長に比例し、投影光学系の開口数に反比例することか
ら、より微細な回路パターンを転写するために水銀ラン
プi線(波長365nm)、KrFエキシマレーザー
(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長1
93nm)というように用いられる露光光の短波長化が
進んでいた。
【0003】しかし、半導体素子は急速に微細化してお
り、紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そ
こで0.1μmを下回るような非常に微細な回路パター
ンを効率よく焼き付けるために、紫外線よりも更に波長
が短い波長10乃至15nm程度の極端紫外光(EUV
光)を露光光に用いた投影露光装置が開発されている。
り、紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そ
こで0.1μmを下回るような非常に微細な回路パター
ンを効率よく焼き付けるために、紫外線よりも更に波長
が短い波長10乃至15nm程度の極端紫外光(EUV
光)を露光光に用いた投影露光装置が開発されている。
【0004】EUV光源としては、例えば、レーザープ
ラズマ光源が用いられる。これは真空容器中に置かれた
ターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高
温のプラズマを発生させ、これから放射される例えば波
長13nm程度のEUV光を利用するものである。ター
ゲット材としては、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが
用いられ、ガスジェット等の手段で真空容器内に供給さ
れる。ターゲットから放射されるEUV光の平均強度を
高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高
い方が良く、通常数kHzの繰り返し周波数で運転され
る。
ラズマ光源が用いられる。これは真空容器中に置かれた
ターゲット材に高強度のパルスレーザー光を照射し、高
温のプラズマを発生させ、これから放射される例えば波
長13nm程度のEUV光を利用するものである。ター
ゲット材としては、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが
用いられ、ガスジェット等の手段で真空容器内に供給さ
れる。ターゲットから放射されるEUV光の平均強度を
高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高
い方が良く、通常数kHzの繰り返し周波数で運転され
る。
【0005】しかし、EUV光源の一方式であるレーザ
ープラズマは、ターゲットに高強度のパルスレーザー光
を照射することでターゲットからEUV光を発生する
が、それとともにデブリと呼ばれる飛散粒子を発生して
しまい、それが光学素子を汚染、損傷し、反射率の低下
を引き起こしてしまう。そこで、デブリがターゲットか
ら光学素子に到達することを防止するデブリ除去装置が
従来から提案されている。
ープラズマは、ターゲットに高強度のパルスレーザー光
を照射することでターゲットからEUV光を発生する
が、それとともにデブリと呼ばれる飛散粒子を発生して
しまい、それが光学素子を汚染、損傷し、反射率の低下
を引き起こしてしまう。そこで、デブリがターゲットか
ら光学素子に到達することを防止するデブリ除去装置が
従来から提案されている。
【0006】図11及び図12に従来のデブリ除去装置
500及び600を一例を示す。同図に示すように、デ
ブリ除去装置500又は600は、回転体510又は6
10の開口部520又は620が光軸を横切るタイミン
グになるように制御回路570又は670により同期制
御しモーター540又は640によりシャフト530又
は630を介して回転体510又は610を回転させ
て、パルスレーザー550又は650をターゲット56
0又は660に当ててEUV光580又は680を発生
させ、デブリ590又は690とEUV光580又は6
80の速度差を利用してデブリ590又は690を阻止
し、EUV光580又は680だけを取り出すことがで
きる。
500及び600を一例を示す。同図に示すように、デ
ブリ除去装置500又は600は、回転体510又は6
10の開口部520又は620が光軸を横切るタイミン
グになるように制御回路570又は670により同期制
御しモーター540又は640によりシャフト530又
は630を介して回転体510又は610を回転させ
て、パルスレーザー550又は650をターゲット56
0又は660に当ててEUV光580又は680を発生
させ、デブリ590又は690とEUV光580又は6
80の速度差を利用してデブリ590又は690を阻止
し、EUV光580又は680だけを取り出すことがで
きる。
【0007】また、公開特許平成9年第320792号
公報に開示されているデブリ除去装置を図13に示す。
同図に示すように、励起エネルギービーム904をター
ゲット材902に当てプラズマ906を発生させたこと
により、プラズマ906から放出された飛散粒子を飛散
粒子遮蔽部材908及び飛散粒子阻止部材910により
阻止し、更にX線を取り出す範囲に相当する立体角領域
912を通過可能な羽根916と軸914からなる可動
部を有する飛散粒子拡散・阻止部材918を、軸914
を回転軸として羽根916を回転させることによって飛
散粒子を羽根916に付着させるという装置が開示され
ている。また、その他にも、発光に同期して開閉するシ
ャッタ機構や、フィルタによりデブリを除去するという
方式が提案されている。
公報に開示されているデブリ除去装置を図13に示す。
同図に示すように、励起エネルギービーム904をター
ゲット材902に当てプラズマ906を発生させたこと
により、プラズマ906から放出された飛散粒子を飛散
粒子遮蔽部材908及び飛散粒子阻止部材910により
阻止し、更にX線を取り出す範囲に相当する立体角領域
912を通過可能な羽根916と軸914からなる可動
部を有する飛散粒子拡散・阻止部材918を、軸914
を回転軸として羽根916を回転させることによって飛
散粒子を羽根916に付着させるという装置が開示され
ている。また、その他にも、発光に同期して開閉するシ
ャッタ機構や、フィルタによりデブリを除去するという
方式が提案されている。
【0008】デブリの問題はレーザープラズマ方式のみ
ならず、電極にXe等のガスを流して放電させることで
プラズマを生成し、EUV光を発生させるディスチャー
ジ方式に関しても共通の課題とされている。
ならず、電極にXe等のガスを流して放電させることで
プラズマを生成し、EUV光を発生させるディスチャー
ジ方式に関しても共通の課題とされている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のデブリ
除去装置は良好なデブリ除去と良好なEUV光の利用効
率を両立することは困難であるという問題を有してい
た。露光装置において、スループットは基本性能の一つ
であり、それを高めるためには、照明光強度を高めなけ
ればならない。そこで、EUV光を効率よく利用するた
めに集光ミラーを用いて、取り込み角を約πステラジア
ン程度に大きくしたい要求がある。しかしシャッタ方式
で、取り込み角を大きくするためには開口部を広げなけ
ればならず、結果としてデブリの除去効率も低下してし
まう。また、フィルタ方式では、発光点からの熱的な影
響を減らすためにある程度距離を保つ必要があり、取り
込み角を大きくすると、フィルタも大きく且つ厚くせざ
るを得ない。そうなるとEUV光がフィルタに吸収され
ることによる減衰が大きい上に定期的にフィルタの交換
をすることが必要となり好ましくない。
除去装置は良好なデブリ除去と良好なEUV光の利用効
率を両立することは困難であるという問題を有してい
た。露光装置において、スループットは基本性能の一つ
であり、それを高めるためには、照明光強度を高めなけ
ればならない。そこで、EUV光を効率よく利用するた
めに集光ミラーを用いて、取り込み角を約πステラジア
ン程度に大きくしたい要求がある。しかしシャッタ方式
で、取り込み角を大きくするためには開口部を広げなけ
ればならず、結果としてデブリの除去効率も低下してし
まう。また、フィルタ方式では、発光点からの熱的な影
響を減らすためにある程度距離を保つ必要があり、取り
込み角を大きくすると、フィルタも大きく且つ厚くせざ
るを得ない。そうなるとEUV光がフィルタに吸収され
ることによる減衰が大きい上に定期的にフィルタの交換
をすることが必要となり好ましくない。
【0010】そこで、本発明は、良好なデブリ除去と良
好なEUV光の利用効率を両立することができるデブリ
除去装置及び方法、並びに、当該デブリ除去装置を用い
た露光装置を提供することを本発明の例示的目的とす
る。
好なEUV光の利用効率を両立することができるデブリ
除去装置及び方法、並びに、当該デブリ除去装置を用い
た露光装置を提供することを本発明の例示的目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一側面としてのデブリ除去装置は、プラズ
マを発生し、X線を発生させるX線光源の前記X線の発
光点で発生したデブリが光学系に到達することを防止す
るデブリ除去装置であって、前記光源から放射される光
線に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを吸着する吸着
面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学系との間で、
前記吸着部の吸着面を軸回りに回転させる回転部とを有
し、前記吸着部は、発散光方向の長さd(m)のn枚の
フィンからなり、前記回転部は、前記フィンを前記光軸
周りに回転速度ω(rad/sec)で回転させ、速度
vc=100(m/sec)のデブリが除去できるよう
に、vc=100≦ndω/(2π)の関係が成立す
る。かかるデブリ除去装置によれば、吸着面を軸回りに
回転させることで発光点から光学系に向って飛散するデ
ブリを吸着面に吸着させることができる。また、吸着部
が光源から放射される光線に平行もしくはほぼ平行に配
置されているのでEUV光を遮ることがなく利用効率を
減らさずにデブリ除去を行うことができ、上記の関係式
を満たすとき速度vc=100(m/sec)以下のデ
ブリを完全に除去することができる。
に、本発明の一側面としてのデブリ除去装置は、プラズ
マを発生し、X線を発生させるX線光源の前記X線の発
光点で発生したデブリが光学系に到達することを防止す
るデブリ除去装置であって、前記光源から放射される光
線に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを吸着する吸着
面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学系との間で、
前記吸着部の吸着面を軸回りに回転させる回転部とを有
し、前記吸着部は、発散光方向の長さd(m)のn枚の
フィンからなり、前記回転部は、前記フィンを前記光軸
周りに回転速度ω(rad/sec)で回転させ、速度
vc=100(m/sec)のデブリが除去できるよう
に、vc=100≦ndω/(2π)の関係が成立す
る。かかるデブリ除去装置によれば、吸着面を軸回りに
回転させることで発光点から光学系に向って飛散するデ
ブリを吸着面に吸着させることができる。また、吸着部
が光源から放射される光線に平行もしくはほぼ平行に配
置されているのでEUV光を遮ることがなく利用効率を
減らさずにデブリ除去を行うことができ、上記の関係式
を満たすとき速度vc=100(m/sec)以下のデ
ブリを完全に除去することができる。
【0012】本発明の別の一側面としてのデブリ除去装
置は、プラズマを発生し、X線を発生させるX線光源の
前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に到達する
ことを防止するデブリ除去装置であって、前記光源から
放射される光線に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを
吸着する吸着面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学
系との間で、前記吸着部の吸着面を前記発光点を通る軸
回りに回転させる回転部とを有する。かかるデブリ除去
装置装置によれば、吸着面を光源から放射される光線に
平行もしくはほぼ平行に配置していることで、光を遮る
ことなくデブリを吸着することができる。また、吸着面
を発光点を通る軸回りに回転させることから軸で光を遮
ることもないので利用効率を減らすことがない。
置は、プラズマを発生し、X線を発生させるX線光源の
前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に到達する
ことを防止するデブリ除去装置であって、前記光源から
放射される光線に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを
吸着する吸着面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学
系との間で、前記吸着部の吸着面を前記発光点を通る軸
回りに回転させる回転部とを有する。かかるデブリ除去
装置装置によれば、吸着面を光源から放射される光線に
平行もしくはほぼ平行に配置していることで、光を遮る
ことなくデブリを吸着することができる。また、吸着面
を発光点を通る軸回りに回転させることから軸で光を遮
ることもないので利用効率を減らすことがない。
【0013】前記吸着部は、デブリ発散光方向の長さd
(m)のn枚のフィンからなり、前記回転部は、前記フ
ィンを前記光軸周りに回転速度ω(rad/sec)で
回転させ、速度vc=100(m/sec)のデブリが
除去できるように、vc=100≦ndω/(2π)の
関係が成立する。この関係式を満たすとき、速度vc=
100(m/sec)以下のデブリを完全に除去するこ
とができる。
(m)のn枚のフィンからなり、前記回転部は、前記フ
ィンを前記光軸周りに回転速度ω(rad/sec)で
回転させ、速度vc=100(m/sec)のデブリが
除去できるように、vc=100≦ndω/(2π)の
関係が成立する。この関係式を満たすとき、速度vc=
100(m/sec)以下のデブリを完全に除去するこ
とができる。
【0014】前記吸着部は、デブリ発散光方向の長さd
(m)のn枚のフィンからなり、前記回転部は、前記フ
ィンを前記光軸周りに回転速度ω(rad/sec)で
回転させ、前記デブリの平均速度をvm(m/sec)
とすると、{ndω/(2πvm)}≧1/2の関係が
成立する。この関係式を満たすときX線の利用効率が5
0%以上になる。
(m)のn枚のフィンからなり、前記回転部は、前記フ
ィンを前記光軸周りに回転速度ω(rad/sec)で
回転させ、前記デブリの平均速度をvm(m/sec)
とすると、{ndω/(2πvm)}≧1/2の関係が
成立する。この関係式を満たすときX線の利用効率が5
0%以上になる。
【0015】本発明の別の一側面としてのデブリ除去装
置は、プラズマを発生し、X線を発生させるX線光源の
前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に到達する
ことを防止するデブリ除去装置であって、前記光学系の
光軸に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを吸着する吸
着面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学系との間
で、前記吸着部の吸着面を軸回りに回転させる回転部と
を有し、前記吸着部のデブリ発散光方向の長さをd、前
記回転軸を中心とした前記回転部の半径をr0、回転軸
を中心とした吸着部の半径をr1、X線が通過できる面
積をS0、回転軸上での前記回転部の中点と前記発光点
を結ぶ直線と前記回転軸とのなす傾斜角をφ(0≦φ<
π/2)、前記吸着部のフィンの枚数をn、n枚のフィ
ンが遮光する面積S1、回転軸と光軸が一致したときの
利用効率が100%となるように定義した時の利用効率
をE(%)、としたとき以下の条件式を満たすデブリ除
去装置。
置は、プラズマを発生し、X線を発生させるX線光源の
前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に到達する
ことを防止するデブリ除去装置であって、前記光学系の
光軸に平行もしくはほぼ平行な前記デブリを吸着する吸
着面を含む吸着部と、前記発光点と前記光学系との間
で、前記吸着部の吸着面を軸回りに回転させる回転部と
を有し、前記吸着部のデブリ発散光方向の長さをd、前
記回転軸を中心とした前記回転部の半径をr0、回転軸
を中心とした吸着部の半径をr1、X線が通過できる面
積をS0、回転軸上での前記回転部の中点と前記発光点
を結ぶ直線と前記回転軸とのなす傾斜角をφ(0≦φ<
π/2)、前記吸着部のフィンの枚数をn、n枚のフィ
ンが遮光する面積S1、回転軸と光軸が一致したときの
利用効率が100%となるように定義した時の利用効率
をE(%)、としたとき以下の条件式を満たすデブリ除
去装置。
【0016】S0=π(r1 2−r0 2)
S1=(n/2)(r1−r0)dsinφ
E=(1−S1/S0)*100
E≧50
0≦φ≦arcsin(π(r1+r0)/(nd))
かかるデブリ除去装置によれば、吸着面を光源から放射
される光線に平行もしくはほぼ平行に配置していること
で、光を遮ることなくデブリを吸着することができ、吸
着面は発光点を通る軸回りに回転していることから軸で
光を遮ることもないので利用効率を減らすことがない。
また、上記の関係式を満たすときデブリを完全に除去す
ることができる。
される光線に平行もしくはほぼ平行に配置していること
で、光を遮ることなくデブリを吸着することができ、吸
着面は発光点を通る軸回りに回転していることから軸で
光を遮ることもないので利用効率を減らすことがない。
また、上記の関係式を満たすときデブリを完全に除去す
ることができる。
【0017】本発明の別の側面としての照明装置は、パ
ターンが形成されたマスクを照明する照明装置であっ
て、デブリ除去装置と、前記デブリ除去装置を経た前記
X線を使用する光学系とを有する。かかる照明装置によ
れば、デブリ除去装置によりデブリが除去されることで
ミラーにデブリが付着するのを妨げ、照明系の反射率を
低下させることなくパターンが形成されたマスクを照明
することができる。
ターンが形成されたマスクを照明する照明装置であっ
て、デブリ除去装置と、前記デブリ除去装置を経た前記
X線を使用する光学系とを有する。かかる照明装置によ
れば、デブリ除去装置によりデブリが除去されることで
ミラーにデブリが付着するのを妨げ、照明系の反射率を
低下させることなくパターンが形成されたマスクを照明
することができる。
【0018】本発明の別の側面としての光源部は、レー
ザープラズマ方式又はガスディスチャージ方式でX線を
発生させるX線光源と、上述のデブリ除去装置とを有す
る。デブリ除去装置を設けることで発光点で発生したデ
ブリを効果的に除去することができ、集光ミラーの反射
率の低下を大幅に緩和することができる。また、吸着面
が光学系の光軸に平行もしくはほぼ平行になっているこ
とで光を遮らずにデブリを吸着させることができる。
ザープラズマ方式又はガスディスチャージ方式でX線を
発生させるX線光源と、上述のデブリ除去装置とを有す
る。デブリ除去装置を設けることで発光点で発生したデ
ブリを効果的に除去することができ、集光ミラーの反射
率の低下を大幅に緩和することができる。また、吸着面
が光学系の光軸に平行もしくはほぼ平行になっているこ
とで光を遮らずにデブリを吸着させることができる。
【0019】本発明の更に別の側面としてのデバイス製
造方法は、上述の露光装置を用いて前記被処理体を投影
露光するステップと、前記投影露光された前記被処理体
に所定のプロセスを行うステップとを有する。上述の露
光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の
請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にも
その効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、LSIやV
LSIなどの半導体チップ、CCD、LCD、磁気セン
サー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
造方法は、上述の露光装置を用いて前記被処理体を投影
露光するステップと、前記投影露光された前記被処理体
に所定のプロセスを行うステップとを有する。上述の露
光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の
請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にも
その効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、LSIやV
LSIなどの半導体チップ、CCD、LCD、磁気セン
サー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【0020】本発明の更なる目的又はその他の特徴は、
以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例に
よって明らかにされるであろう。
以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例に
よって明らかにされるであろう。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の例示的なデブリ除去装置100を用いた露光装置10
について説明する。なお、各図において同一の参照番号
は同一部材を表している。図1は、露光装置10の概略
平面図である。露光装置10は露光光としてEUV光
(例えば、波長13.4nm)を用いて、ステップ・ア
ンド・スキャン方式の露光を行うX線投影露光装置であ
る。
の例示的なデブリ除去装置100を用いた露光装置10
について説明する。なお、各図において同一の参照番号
は同一部材を表している。図1は、露光装置10の概略
平面図である。露光装置10は露光光としてEUV光
(例えば、波長13.4nm)を用いて、ステップ・ア
ンド・スキャン方式の露光を行うX線投影露光装置であ
る。
【0022】図1を参照するに、露光装置10は、EU
V光源800、デブリ除去装置100、照明光学系81
0、反射型レチクル820、アライメント光学系83
0、投影光学系840、レチクルステージ824、ウェ
ハステージ854を有し、照明光学系810からウェハ
ステージ854までを真空容器860に収納する。
V光源800、デブリ除去装置100、照明光学系81
0、反射型レチクル820、アライメント光学系83
0、投影光学系840、レチクルステージ824、ウェ
ハステージ854を有し、照明光学系810からウェハ
ステージ854までを真空容器860に収納する。
【0023】本実施形態のEUV光源800は、例え
ば、レーザープラズマ光源を使用する。レーザープラズ
マ光源800は真空容器860中に置かれたターゲット
供給装置802によって供給されたターゲット材803
に高強度のパルスレーザー光をパルスレーザー804か
ら集光レンズ805を介して照射し、高温のプラズマ8
06を発生させ、これから放射される、波長13nm程
度のEUV光を利用するものである。ターゲット材80
3は、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが用いられ、ガ
スジェット等のターゲット供給装置802により真空容
器内860に供給される。放射されるEUV光の平均強
度を高くするためにはパルスレーザー804の繰り返し
周波数は高い方が良く、通常数kHzの繰り返し周波数
で運転される。あるいは、放電プラズマ光源が用いられ
る。これは真空容器中860に置かれた電極周辺にガス
を放出し、電極にパルス電圧を印加し放電を起こし高温
のプラズマ806を発生させ、これから放射される例え
ば波長13nm程度のEUV光を利用するものである。
ば、レーザープラズマ光源を使用する。レーザープラズ
マ光源800は真空容器860中に置かれたターゲット
供給装置802によって供給されたターゲット材803
に高強度のパルスレーザー光をパルスレーザー804か
ら集光レンズ805を介して照射し、高温のプラズマ8
06を発生させ、これから放射される、波長13nm程
度のEUV光を利用するものである。ターゲット材80
3は、金属薄膜、不活性ガス、液滴などが用いられ、ガ
スジェット等のターゲット供給装置802により真空容
器内860に供給される。放射されるEUV光の平均強
度を高くするためにはパルスレーザー804の繰り返し
周波数は高い方が良く、通常数kHzの繰り返し周波数
で運転される。あるいは、放電プラズマ光源が用いられ
る。これは真空容器中860に置かれた電極周辺にガス
を放出し、電極にパルス電圧を印加し放電を起こし高温
のプラズマ806を発生させ、これから放射される例え
ば波長13nm程度のEUV光を利用するものである。
【0024】照明光学系810はEUV光を伝播してマ
スク又はレチクル(本出願では両者を交換可能に使用す
る。)820を照明する。本実施形態では、照明光学系
810は、第1乃至第3ミラー812、816及び81
8と、オプティカルインテグレータ814と、アパーチ
ャ817とを有する。第1ミラー812はプラズマ80
6からほぼ等方的に放射されるEUV光を集める。オプ
ティカルインテグレータ814はレチクル820を均一
に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照
明光学系810のレチクル820と共役な位置にはレチ
クル820面で照明される領域を円弧状に限定するため
のアパーチャ817が設けられる。
スク又はレチクル(本出願では両者を交換可能に使用す
る。)820を照明する。本実施形態では、照明光学系
810は、第1乃至第3ミラー812、816及び81
8と、オプティカルインテグレータ814と、アパーチ
ャ817とを有する。第1ミラー812はプラズマ80
6からほぼ等方的に放射されるEUV光を集める。オプ
ティカルインテグレータ814はレチクル820を均一
に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照
明光学系810のレチクル820と共役な位置にはレチ
クル820面で照明される領域を円弧状に限定するため
のアパーチャ817が設けられる。
【0025】デブリ除去装置100は発光点と光学系の
間に配置されている。図2に、図1に示す露光装置10
に適用可能な、レーザープラズマ光源804及びデブリ
除去装置100の構成例を示す。図2(a)はデブリ除
去装置100の正面図であり、図2(b)はデブリ除去
装置100と光源800との配置を示す平面図である
が、図2(b)に示すデブリ除去装置100は、図2
(a)に示す点線における断面として表示されている。
間に配置されている。図2に、図1に示す露光装置10
に適用可能な、レーザープラズマ光源804及びデブリ
除去装置100の構成例を示す。図2(a)はデブリ除
去装置100の正面図であり、図2(b)はデブリ除去
装置100と光源800との配置を示す平面図である
が、図2(b)に示すデブリ除去装置100は、図2
(a)に示す点線における断面として表示されている。
【0026】図2に示すレーザープラズマ光源804
は、ターゲット材供給ノズル260によってXeなどの
ターゲット材270を発光点210に供給し、パルスレ
ーザー804を集光レンズ805を介してターゲット材
270に照射してEUV光を発生させるというレーザー
プラズマ方式を用いる。EUV光が発生する際に同時に
生じるデブリ230はデブリ除去装置100によって除
去される。
は、ターゲット材供給ノズル260によってXeなどの
ターゲット材270を発光点210に供給し、パルスレ
ーザー804を集光レンズ805を介してターゲット材
270に照射してEUV光を発生させるというレーザー
プラズマ方式を用いる。EUV光が発生する際に同時に
生じるデブリ230はデブリ除去装置100によって除
去される。
【0027】デブリ除去装置100は、図2に示すよう
に、モーター110と、シャフト120と、複数のフィ
ン130とを有する。フィン130は、発光点210
と、図1の第1ミラー812に相当する集光ミラー24
0の間に配置される。モーター110は集光ミラー24
0の後部に配置され、シャフト120を穴242より貫
通させている。そして、モーターにより回転数ω(ra
d/sec)でシャフトを介してフィン130を回転す
る。
に、モーター110と、シャフト120と、複数のフィ
ン130とを有する。フィン130は、発光点210
と、図1の第1ミラー812に相当する集光ミラー24
0の間に配置される。モーター110は集光ミラー24
0の後部に配置され、シャフト120を穴242より貫
通させている。そして、モーターにより回転数ω(ra
d/sec)でシャフトを介してフィン130を回転す
る。
【0028】モーター110は、シャフト120を介し
てシャフト120に取り付けられているフィン130を
回転させる。シャフト120には複数の同一形状のフィ
ン130が取り付けられており、フィン130を回転す
るための回転軸として機能する。特徴的に、回転軸は、
図1における806に相当する発光点210を通るよう
に配置されている。これにより、シャフト120と光軸
との軸ずれによる遮光部分の発生を最小限にとどめるこ
とができる。
てシャフト120に取り付けられているフィン130を
回転させる。シャフト120には複数の同一形状のフィ
ン130が取り付けられており、フィン130を回転す
るための回転軸として機能する。特徴的に、回転軸は、
図1における806に相当する発光点210を通るよう
に配置されている。これにより、シャフト120と光軸
との軸ずれによる遮光部分の発生を最小限にとどめるこ
とができる。
【0029】フィン130は、デブリ230を吸着する
吸着部である。フィン130は、本実施形態において
は、扇形形状を有する8枚の薄い板が等間隔でシャフト
120に設けられている。フィン130は、発光点21
0及び集光点220から見た投影面積分で遮光されてし
まう分を最小化するようにできる限り厚みが薄くしてあ
る。フィン130はシャフト120を中心として、シャ
フト120のまわりに一定の角度(45度)おきに取り
付けられている。図2においては、フィン130は8枚
設置してあるが、フィン130の枚数は限定しない。ま
たフィン130の形状も扇形に限定されない。但し、扇
形であれば、発光点210から見た角度方向のデブリ除
去性能が等しくなるという特徴がある。もちろん全ての
フィン130が同一形状でなくてもよい。
吸着部である。フィン130は、本実施形態において
は、扇形形状を有する8枚の薄い板が等間隔でシャフト
120に設けられている。フィン130は、発光点21
0及び集光点220から見た投影面積分で遮光されてし
まう分を最小化するようにできる限り厚みが薄くしてあ
る。フィン130はシャフト120を中心として、シャ
フト120のまわりに一定の角度(45度)おきに取り
付けられている。図2においては、フィン130は8枚
設置してあるが、フィン130の枚数は限定しない。ま
たフィン130の形状も扇形に限定されない。但し、扇
形であれば、発光点210から見た角度方向のデブリ除
去性能が等しくなるという特徴がある。もちろん全ての
フィン130が同一形状でなくてもよい。
【0030】フィン130は、発光点210から光学系
に向う光軸に対して平行またはほぼ平行に配置されてい
る。「ほぼ平行」とは、シャフト120が光軸から傾斜
する場合、フィン130の面132が曲面やねじれ面の
場合などを広く含む。本方式では、発光点210から光
学系に向って飛散しているデブリ230のみを面132
において横たたきにより吸着及び捕獲する。
に向う光軸に対して平行またはほぼ平行に配置されてい
る。「ほぼ平行」とは、シャフト120が光軸から傾斜
する場合、フィン130の面132が曲面やねじれ面の
場合などを広く含む。本方式では、発光点210から光
学系に向って飛散しているデブリ230のみを面132
において横たたきにより吸着及び捕獲する。
【0031】デブリ除去装置100はEUV光250と
デブリ230の速度差を利用して、デブリ230のみを
遮蔽するものである。デブリ230は100m/sec
以下の低速なものから、10000m/sec程度の高
速なものまで存在すると一般に考えられている。また、
低速なデブリほど粒子が大きく、ミラーの汚染に対する
寄与が大きい。以下に設計例を示す。
デブリ230の速度差を利用して、デブリ230のみを
遮蔽するものである。デブリ230は100m/sec
以下の低速なものから、10000m/sec程度の高
速なものまで存在すると一般に考えられている。また、
低速なデブリほど粒子が大きく、ミラーの汚染に対する
寄与が大きい。以下に設計例を示す。
【0032】フィン130の発散光方向の長さをd
(m)とし、フィン130の枚数をn枚(図2では8
枚)、回転速度をω(rad/sec)とする。発光点
210からの距離r(m)を縦軸に取り、時間t(se
c)を横軸に取ったとき、図4に示す通り、速度は傾き
で表される。速度(傾き)が大きいとデブリ230はフ
ィン130の間を抜ける確率が高くなり、速度(傾き)
が小さいとデブリ230はフィン130に吸着される。
ある空間上の一点をフィン130が横切ってから、次の
フィン130が横切るまでの時間t(sec)は2π/
(nω)で表され、その時間内に長さd(m)のフィン
130の間を抜けるかどうかでデブリ230を吸着でき
るか、抜けるかが決まる。よって、完全除去できるデブ
リの最高速度vc(m/sec)は、
(m)とし、フィン130の枚数をn枚(図2では8
枚)、回転速度をω(rad/sec)とする。発光点
210からの距離r(m)を縦軸に取り、時間t(se
c)を横軸に取ったとき、図4に示す通り、速度は傾き
で表される。速度(傾き)が大きいとデブリ230はフ
ィン130の間を抜ける確率が高くなり、速度(傾き)
が小さいとデブリ230はフィン130に吸着される。
ある空間上の一点をフィン130が横切ってから、次の
フィン130が横切るまでの時間t(sec)は2π/
(nω)で表され、その時間内に長さd(m)のフィン
130の間を抜けるかどうかでデブリ230を吸着でき
るか、抜けるかが決まる。よって、完全除去できるデブ
リの最高速度vc(m/sec)は、
【0033】
【数1】
【0034】と表すことができる。仮に、n=8、d=
0.1(m)、ω=250π(rad/sec)(=7
500rmp)とすると、vcは、100m/secと
なり、ミラーの汚染に主として寄与する大きなデブリを
阻止することができる。また、n=100、d=0.1
(m)、ω=2000π(rad/sec)(=600
00rpm)とすると、vcは、10000m/sec
となる。また、vc以上の速度のデブリ230に関して
は、完全には除去できない。デブリ230が抜けるか、
吸着されるかは、図4の”through”と”sto
p”で示される領域のようにフィン130の可動範囲に
デブリ230が進入するタイミング(位相)で決まる。
あるデブリ230の速度をv(m/sec)としたと
き、”stop”の領域の角度は、dω/v(rad)
で表される。フィン130の間隔は2π/n(rad)
なので、そのときの除去率R(%)はそれらの比で表す
ことができる。
0.1(m)、ω=250π(rad/sec)(=7
500rmp)とすると、vcは、100m/secと
なり、ミラーの汚染に主として寄与する大きなデブリを
阻止することができる。また、n=100、d=0.1
(m)、ω=2000π(rad/sec)(=600
00rpm)とすると、vcは、10000m/sec
となる。また、vc以上の速度のデブリ230に関して
は、完全には除去できない。デブリ230が抜けるか、
吸着されるかは、図4の”through”と”sto
p”で示される領域のようにフィン130の可動範囲に
デブリ230が進入するタイミング(位相)で決まる。
あるデブリ230の速度をv(m/sec)としたと
き、”stop”の領域の角度は、dω/v(rad)
で表される。フィン130の間隔は2π/n(rad)
なので、そのときの除去率R(%)はそれらの比で表す
ことができる。
【0035】
【数2】
【0036】つまりv>vcにおいて、除去率Rはデブ
リ速度vと反比例になっている。図5に除去率のグラフ
を示す。光の速度は3*108m/secであるため、
フィン130に当たる確率は、0.0033%で実質的
な損失はない。むしろフィン130の断面積分や、シャ
フト120と光軸との軸ずれにより、発光点210及び
集光点220から見た投影面積分で遮光されてしまう分
を最小化するようにできる限りフィン130を薄く、シ
ャフト120を精度良く光軸と合わせることが利用効率
を上げるために重要である。デブリ230の平均速度を
vmとし、その速度のデブリ230を50%阻止できれ
ば、光学系の寿命はおよそ2倍に伸ばすことができ、本
件のデブリ230除去効果は十分あると言える。そのと
き、以下の関係式を満足することでデブリ除去率50%
を実現できる。
リ速度vと反比例になっている。図5に除去率のグラフ
を示す。光の速度は3*108m/secであるため、
フィン130に当たる確率は、0.0033%で実質的
な損失はない。むしろフィン130の断面積分や、シャ
フト120と光軸との軸ずれにより、発光点210及び
集光点220から見た投影面積分で遮光されてしまう分
を最小化するようにできる限りフィン130を薄く、シ
ャフト120を精度良く光軸と合わせることが利用効率
を上げるために重要である。デブリ230の平均速度を
vmとし、その速度のデブリ230を50%阻止できれ
ば、光学系の寿命はおよそ2倍に伸ばすことができ、本
件のデブリ230除去効果は十分あると言える。そのと
き、以下の関係式を満足することでデブリ除去率50%
を実現できる。
【0037】
【数3】
【0038】図3は、回転軸ずれによるEUV光の利用
効率を簡単なモデルで説明したものである。ここでは、
簡便のため、フィン形状は長方形で、EUV光の発散は
考慮せず、平行光で考える。フィン(投光部)のデブリ
発散方向の長さをd、遮蔽部となるシャフトの半径をr
0、シャフトを含めたフィンの半径r1としたとき、フ
ィンの厚さが無視できるほど薄いとき、EUV光が通過
できる面積はS0は、
効率を簡単なモデルで説明したものである。ここでは、
簡便のため、フィン形状は長方形で、EUV光の発散は
考慮せず、平行光で考える。フィン(投光部)のデブリ
発散方向の長さをd、遮蔽部となるシャフトの半径をr
0、シャフトを含めたフィンの半径r1としたとき、フ
ィンの厚さが無視できるほど薄いとき、EUV光が通過
できる面積はS0は、
【0039】
【数4】
【0040】で表される。一方、この部材が回転軸上で
のフィンの端部からの長さがd/2(フィンの回転方向
の中点)点と発光点を結ぶ直線と回転軸とがなす傾斜角
度をφ(0≦φ<π/2)とすると、1枚のフィンが遮
光する面積は、フィンの放射される角度で異なり、0〜
(r1−r0)dsinφの値を取る。フィンがn枚あ
るとき、この最大値にn/2をかけた値がフィン全体が
遮光する面積S1で、
のフィンの端部からの長さがd/2(フィンの回転方向
の中点)点と発光点を結ぶ直線と回転軸とがなす傾斜角
度をφ(0≦φ<π/2)とすると、1枚のフィンが遮
光する面積は、フィンの放射される角度で異なり、0〜
(r1−r0)dsinφの値を取る。フィンがn枚あ
るとき、この最大値にn/2をかけた値がフィン全体が
遮光する面積S1で、
【0041】
【数5】
【0042】となる。シャフトとEUV光軸が完全に一
致したときの利用効率が100%となるように定義する
と、利用効率E(%)は、
致したときの利用効率が100%となるように定義する
と、利用効率E(%)は、
【0043】
【数6】
【0044】と表される。利用効率Eを仮に50%以上
にしたいとき、E≧50となり、この条件のもとに
(4)、(5)、(6)式を傾斜角φについて整理する
と、
にしたいとき、E≧50となり、この条件のもとに
(4)、(5)、(6)式を傾斜角φについて整理する
と、
【0045】
【数7】
【0046】となる。例として、n=8、d=0.1
(m)、r1=0.1(m)、r0=0.05(m)と
したとき、φ≦36°となる。また、フィン枚数を増や
して、n=100としたとき、φ≦2.7°となり、か
なり軸ずれの影響度が大きくなる。
(m)、r1=0.1(m)、r0=0.05(m)と
したとき、φ≦36°となる。また、フィン枚数を増や
して、n=100としたとき、φ≦2.7°となり、か
なり軸ずれの影響度が大きくなる。
【0047】また、本実施例は全体が軸対称な構成にな
っていて、反射光が回転軸の延長上に集光し、デブリス
トッパでは遮られないため、光の利用効率が最も高い実
施形態である。
っていて、反射光が回転軸の延長上に集光し、デブリス
トッパでは遮られないため、光の利用効率が最も高い実
施形態である。
【0048】また、この方式はポイントソースX線源を
用いたアプリケーション、例えば、反射率計測器、波面
計測器、顕微鏡、形状計測器、医療器、組成分析器、構
造解析器にも有用であることは言うまでも無い。
用いたアプリケーション、例えば、反射率計測器、波面
計測器、顕微鏡、形状計測器、医療器、組成分析器、構
造解析器にも有用であることは言うまでも無い。
【0049】投影光学系840は、投影系第1ミラー8
42と投影系第2ミラー844と投影系第3ミラー84
6と投影系第4ミラー848とから構成されパターンを
ウェハ面上に結像する。ミラー枚数は少ないほうがEU
V光の利用効率が高いが、収差補正が難しくなる。収差
補正に必要なミラー枚数は4枚から6枚程度である。ミ
ラーの反射面の形状は凸面または凹面の球面または非球
面である。開口数NAは0.1〜0.2程度である。ミ
ラーは低膨張率ガラスやシリコンカーバイド等の剛性が
高く硬度が高く、熱膨張率が小さい材料からなる基板
を、研削、研磨して所定の反射面形状を創生した後、反
射面にモリブデン/シリコンなどの多層膜を成膜したも
のである。
42と投影系第2ミラー844と投影系第3ミラー84
6と投影系第4ミラー848とから構成されパターンを
ウェハ面上に結像する。ミラー枚数は少ないほうがEU
V光の利用効率が高いが、収差補正が難しくなる。収差
補正に必要なミラー枚数は4枚から6枚程度である。ミ
ラーの反射面の形状は凸面または凹面の球面または非球
面である。開口数NAは0.1〜0.2程度である。ミ
ラーは低膨張率ガラスやシリコンカーバイド等の剛性が
高く硬度が高く、熱膨張率が小さい材料からなる基板
を、研削、研磨して所定の反射面形状を創生した後、反
射面にモリブデン/シリコンなどの多層膜を成膜したも
のである。
【0050】レチクルステージ824とウェハステージ
854は、縮小倍率に比例した速度比で同期して走査す
る機構をもつ。ここで、レチクル820又はウェハ85
0面内で走査方向をX、それに垂直な方向をY、レチク
ル820又はウェハ850面に垂直な方向をZとする。
854は、縮小倍率に比例した速度比で同期して走査す
る機構をもつ。ここで、レチクル820又はウェハ85
0面内で走査方向をX、それに垂直な方向をY、レチク
ル820又はウェハ850面に垂直な方向をZとする。
【0051】レチクル820には所望のパターンが形成
され、レチクルステージ824上のレチクルチャック8
22に保持される。レチクルステージ824はX方向に
移動する機構をもつ。また、X方向、Y方向、Z方向、
及び各軸の回りの回転方向に微動機構をもち、レチクル
820の位置決めができるようになっている。レチクル
ステージ824の位置と姿勢はレーザ干渉計によって計
測され、その結果に基づいて位置と姿勢が制御される。
され、レチクルステージ824上のレチクルチャック8
22に保持される。レチクルステージ824はX方向に
移動する機構をもつ。また、X方向、Y方向、Z方向、
及び各軸の回りの回転方向に微動機構をもち、レチクル
820の位置決めができるようになっている。レチクル
ステージ824の位置と姿勢はレーザ干渉計によって計
測され、その結果に基づいて位置と姿勢が制御される。
【0052】ウェハ850は、ウェハチャック852に
よってウェハステージ854に保持される。ウェハステ
ージ854はレチクルステージ824と同様にX方向に
移動する移動機構をもつ。また、X方向、Y方向、Z方
向、及び各軸の回りの回転方向に微動機構をもち、ウェ
ハ850の位置決めができるようになっている。ウェハ
ステージ854の位置と姿勢はレーザ干渉計によって計
測され、その結果に基づいて位置と姿勢が制御される。
よってウェハステージ854に保持される。ウェハステ
ージ854はレチクルステージ824と同様にX方向に
移動する移動機構をもつ。また、X方向、Y方向、Z方
向、及び各軸の回りの回転方向に微動機構をもち、ウェ
ハ850の位置決めができるようになっている。ウェハ
ステージ854の位置と姿勢はレーザ干渉計によって計
測され、その結果に基づいて位置と姿勢が制御される。
【0053】アライメント検出光学系830によってレ
チクル820の位置と投影光学系840の光軸との位置
関係、及びウェハ850の位置と投影光学系840の光
軸との位置関係が計測され、レチクル820の投影像が
ウェハ850の所定の位置に一致するようにレチクルス
テージ824及びウェハステージ854の位置と角度が
設定される。また、フォーカス検出光学系832によっ
てウェハ850面でZ方向のフォーカス位置が計測さ
れ、ウェハステージ854の位置及び角度を制御するこ
とによって、露光中は常時ウェハ面を投影光学系840
による結像位置に保つ。
チクル820の位置と投影光学系840の光軸との位置
関係、及びウェハ850の位置と投影光学系840の光
軸との位置関係が計測され、レチクル820の投影像が
ウェハ850の所定の位置に一致するようにレチクルス
テージ824及びウェハステージ854の位置と角度が
設定される。また、フォーカス検出光学系832によっ
てウェハ850面でZ方向のフォーカス位置が計測さ
れ、ウェハステージ854の位置及び角度を制御するこ
とによって、露光中は常時ウェハ面を投影光学系840
による結像位置に保つ。
【0054】ウェハ850上で1回のスキャン露光が終
わると、ウェハステージ854はX、Y方向にステップ
移動して次の走査露光開始位置に移動し、再びレチクル
ステージ824及びウェハステージ854が投影光学系
の縮小倍率に比例した速度比でX方向に同期走査する。
わると、ウェハステージ854はX、Y方向にステップ
移動して次の走査露光開始位置に移動し、再びレチクル
ステージ824及びウェハステージ854が投影光学系
の縮小倍率に比例した速度比でX方向に同期走査する。
【0055】このようにして、レチクル820の縮小投
影像がウェハ850上に結像した状態でそれらを同期走
査するという動作が繰り返される。(ステップ・アンド
・スキャン)。こうしてウェハ850全面にレチクル8
20の転写パターンが転写される。
影像がウェハ850上に結像した状態でそれらを同期走
査するという動作が繰り返される。(ステップ・アンド
・スキャン)。こうしてウェハ850全面にレチクル8
20の転写パターンが転写される。
【0056】また、EUV光がガスにより吸収されるの
を防止するため、EUV光が照射される光学素子が置か
れた空間に残留していた炭素を含む分子を付着させない
ために、EUV光が伝播する空間や光学素子が置かれた
空間は、一定の圧力以下に保たれている必要がある。よ
って、光源や照明光学系810や投影光学系840の光
学素子、レチクル820、ウェハ850などは真空容器
860に入れられ真空度を満たすように排気される。
を防止するため、EUV光が照射される光学素子が置か
れた空間に残留していた炭素を含む分子を付着させない
ために、EUV光が伝播する空間や光学素子が置かれた
空間は、一定の圧力以下に保たれている必要がある。よ
って、光源や照明光学系810や投影光学系840の光
学素子、レチクル820、ウェハ850などは真空容器
860に入れられ真空度を満たすように排気される。
【0057】図6は本発明に係るレーザープラズマ光源
及びデブリ除去装置の概要図である。本実施例では、レ
ーザープラズマ方式のうち、例えばCu等の金属ターゲ
ット310をテープ状にし、リール320で送ることで
新たな面を利用するものである。この方式だと発光部の
機構がある程度大きくなってしまうため、図2のように
同じ軸上に発光点210と集光点220を設けることが
難しい。そこで図6のように軸外しの光学系になる。こ
の構成だと、フィン130は反射光を妨げないような配
置にする必要があり、フィン130の発散光方向の長さ
d(m)を大きく取ると、集光ミラー240を離さざる
を得ず、ミラーが大きくなってしまう。また、集光効率
もデブリ除去率もノズル260でターゲット材270を
供給する方式ほどには上げられないが、光源の構成に自
由度が高い実施形態である。
及びデブリ除去装置の概要図である。本実施例では、レ
ーザープラズマ方式のうち、例えばCu等の金属ターゲ
ット310をテープ状にし、リール320で送ることで
新たな面を利用するものである。この方式だと発光部の
機構がある程度大きくなってしまうため、図2のように
同じ軸上に発光点210と集光点220を設けることが
難しい。そこで図6のように軸外しの光学系になる。こ
の構成だと、フィン130は反射光を妨げないような配
置にする必要があり、フィン130の発散光方向の長さ
d(m)を大きく取ると、集光ミラー240を離さざる
を得ず、ミラーが大きくなってしまう。また、集光効率
もデブリ除去率もノズル260でターゲット材270を
供給する方式ほどには上げられないが、光源の構成に自
由度が高い実施形態である。
【0058】露光装置の光源部は、本実施例のみに限定
されない。図7は本発明に係るディスチャージ方式の一
つであるZピンチ方式の光源及びデブリ除去装置の概要
図である。410は高電圧電源で、そのエネルギーをコ
ンデンサ420に蓄え、スイッチ430をオンにする
と、エンクロージャー440内にプラズマ450が発生
し、EUV光250が発光する。それとともにデブリ2
30が発生するが、デブリ除去装置のフィン130Aに
より吸着される。ディスチャージ方式では、取り込む立
体角が小さいので、回転軸の延長線上から発光点が多少
ずれても、集光効率はさほど変わらない。なお、本実施
形態のフィン130Aの形状はフィン130とは異な
り、台形形状に加工されている。
されない。図7は本発明に係るディスチャージ方式の一
つであるZピンチ方式の光源及びデブリ除去装置の概要
図である。410は高電圧電源で、そのエネルギーをコ
ンデンサ420に蓄え、スイッチ430をオンにする
と、エンクロージャー440内にプラズマ450が発生
し、EUV光250が発光する。それとともにデブリ2
30が発生するが、デブリ除去装置のフィン130Aに
より吸着される。ディスチャージ方式では、取り込む立
体角が小さいので、回転軸の延長線上から発光点が多少
ずれても、集光効率はさほど変わらない。なお、本実施
形態のフィン130Aの形状はフィン130とは異な
り、台形形状に加工されている。
【0059】ディスチャージ方式には、この他にプラズ
マ・フォーカス、キャピラリー・ディスチャージ、ホロ
ウカソード・トリガードZピンチ等の方式があるが、同
様なデブリ除去装置で実現可能である。
マ・フォーカス、キャピラリー・ディスチャージ、ホロ
ウカソード・トリガードZピンチ等の方式があるが、同
様なデブリ除去装置で実現可能である。
【0060】図8は、ポイントソース光源を用いたプロ
キシミティX線露光装置の概念図である。プロキシミテ
ィX線露光(PXL)は、波長1nm程度の軟X線を用
いて、原版であるマスクをウェハに10μm程度に近接
させて、等倍で露光する方法である。光源はEUV用の
光源と基本的な構成は同様で、所望の波長が得られるよ
うに最適化されている。
キシミティX線露光装置の概念図である。プロキシミテ
ィX線露光(PXL)は、波長1nm程度の軟X線を用
いて、原版であるマスクをウェハに10μm程度に近接
させて、等倍で露光する方法である。光源はEUV用の
光源と基本的な構成は同様で、所望の波長が得られるよ
うに最適化されている。
【0061】図8で701は光源チャンバで高真空に保
たれている。702は本体チャンバでHeを20kPa
程度に制御されている。703は構造体で装置を構成す
る各部材を剛に支持している。704は除振機構で、床
からの外乱振動の伝達を遮断している。
たれている。702は本体チャンバでHeを20kPa
程度に制御されている。703は構造体で装置を構成す
る各部材を剛に支持している。704は除振機構で、床
からの外乱振動の伝達を遮断している。
【0062】705は発光点でそこから放射されたX線
706がX線取り出し窓707を透過して、コリメータ
708に入射され、平行化される。平行化されたX線は
マスキングブレード709で画角が規制されて、マスク
710に入射され、レジストが塗布されたウェハ711
にマスクパターンが転写される。ウェハ711はウェハ
ステージ712に保持され、ステップ駆動することで、
ウェハ全面に露光される。
706がX線取り出し窓707を透過して、コリメータ
708に入射され、平行化される。平行化されたX線は
マスキングブレード709で画角が規制されて、マスク
710に入射され、レジストが塗布されたウェハ711
にマスクパターンが転写される。ウェハ711はウェハ
ステージ712に保持され、ステップ駆動することで、
ウェハ全面に露光される。
【0063】プロキシミティX線露光でも光源からデブ
リが発生し、X線取り出し窓を汚染、損傷するので、前
実施例と同様にフィン130Aを有する駆動部材を駆動
することでデブリを効果的に除去することが可能であ
る。なお、本実施形態のフィン130Aの形状はフィン
130とは異なり、台形形状に加工されている。
リが発生し、X線取り出し窓を汚染、損傷するので、前
実施例と同様にフィン130Aを有する駆動部材を駆動
することでデブリを効果的に除去することが可能であ
る。なお、本実施形態のフィン130Aの形状はフィン
130とは異なり、台形形状に加工されている。
【0064】次に、図9及び図10を参照して、上述の
露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明
する。図9は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チ
ップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフロ
ーチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例
に説明する。ステップ1(回路設計)ではデバイスの回
路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計し
た回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ
3(ウェハ製造)ではシリコンなどの材料を用いてウェ
ハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は前工程
と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィ技術に
よってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5
(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作
成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、
パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ス
テップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体
デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を
行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、こ
れが出荷(ステップ7)される。
露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明
する。図9は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チ
ップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフロ
ーチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例
に説明する。ステップ1(回路設計)ではデバイスの回
路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計し
た回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ
3(ウェハ製造)ではシリコンなどの材料を用いてウェ
ハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は前工程
と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィ技術に
よってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5
(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作
成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、
パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ス
テップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体
デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を
行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、こ
れが出荷(ステップ7)される。
【0065】図10は、ステップ4のウェハプロセスの
詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)で
はウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)
では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13
(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって
形成する。ステップ14(イオン打ち込み)ではウェハ
にイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)で
はウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)で
は、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハ
に露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像
したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19
(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となっ
たレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行
うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成さ
れる。
詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)で
はウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)
では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13
(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって
形成する。ステップ14(イオン打ち込み)ではウェハ
にイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)で
はウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)で
は、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハ
に露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像
したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19
(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となっ
たレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行
うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成さ
れる。
【0066】本実施例の製造方法によれば従来よりも高
品位のデバイスを製造することができる。また、従来例
のように発光周期が量産レベル時の数kHzとなったと
きには、非常に難易度の高い技術となるパルス発光との
同期を取る必要も無く、制御が簡単である。
品位のデバイスを製造することができる。また、従来例
のように発光周期が量産レベル時の数kHzとなったと
きには、非常に難易度の高い技術となるパルス発光との
同期を取る必要も無く、制御が簡単である。
【0067】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様
々な変形や変更が可能である。
が、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様
々な変形や変更が可能である。
【0068】
【発明の効果】本発明によれば、良好なデブリ除去と良
好なEUV光の利用効率を両立することができるデブリ
除去装置及び方法、並びに、当該デブリ除去装置を用い
た露光装置を提供することができる。
好なEUV光の利用効率を両立することができるデブリ
除去装置及び方法、並びに、当該デブリ除去装置を用い
た露光装置を提供することができる。
【図1】 EUV露光装置の概略図である。
【図2】 本発明に係るレーザープラズマ光源及びデブ
リ除去装置の概略図である。
リ除去装置の概略図である。
【図3】 回転軸ずれによるEUV光の利用効率の簡単
なモデル図である。
なモデル図である。
【図4】 デブリの吸着条件を表すグラフである。
【図5】 デブリ速度とデブリ除去率の関係を表すグラ
フである。
フである。
【図6】 本発明に係るレーザープラズマ光源及びデブ
リ除去装置の概略図である。
リ除去装置の概略図である。
【図7】 本発明に係るデブリ除去装置の概略図であ
る。
る。
【図8】 本発明に係るプロキシミティX線露光装置の
概略図である。
概略図である。
【図9】 本発明の露光工程を有するデバイス製造方法
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
【図10】 図9に示すステップ4の詳細なフローチャ
ートである。
ートである。
【図11】 従来のデブリ除去装置の概略図である。
【図12】 従来のデブリ除去装置の概略図である。
【図13】 従来のデブリ除去装置の概略図である。
10 露光装置
100 デブリ除去装置
110 モーター
120 シャフト
130 フィン
132 吸着面
210 発光点
220 集光点
230 デブリ
806 プラズマ
810 照明光学系
840 投影光学系
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 渡辺 豊
東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ
ノン株式会社内
Fターム(参考) 2H095 BA10
2H097 BA04 CA15 LA10
4C038 FF01 FF05 FG00
5F046 GB07 GC03
Claims (14)
- 【請求項1】 プラズマを発生し、X線を発生させるX
線光源の前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に
到達することを防止するデブリ除去装置であって、 前記光源から放出される光線に平行もしくはほぼ平行な
前記デブリを吸着する吸着面を含む吸着部と、 前記発光点と前記光学系との間で、前記吸着部の吸着面
を軸回りに回転させる回転部とを有し、 前記吸着部は、発散光方向の長さd(m)のn枚のフィ
ンからなり、前記回転部は、前記フィンを前記光軸周り
に回転速度ω(rad/sec)で回転させ、速度vc
=100(m/sec)のデブリが除去できるように、
vc=100≦ndω/(2π)の関係が成立するデブ
リ除去装置。 - 【請求項2】 プラズマを発生し、X線を発生させるX
線光源の前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に
到達することを防止するデブリ除去装置であって、 前記光源から放射される光線に平行もしくはほぼ平行な
前記デブリを吸着する吸着面を含む吸着部と、 前記発光点と前記光学系との間で、前記吸着部の吸着面
を前記発光点を通る軸回りに回転させる回転部とを有す
るデブリ除去装置。 - 【請求項3】 前記吸着部は、デブリ発散光方向の長さ
d(m)のn枚のフィンからなり、 前記回転部は、前記フィンを前記光軸周りに回転速度ω
(rad/sec)で回転させ、 速度vc=100(m/sec)のデブリが除去できる
ように、vc=100≦ndω/(2π)の関係が成立
する請求項2記載のデブリ除去装置。 - 【請求項4】 前記吸着部は、デブリ発散光方向の長さ
d(m)のn枚のフィンからなり、 前記回転部は、前記フィンを前記光軸周りに回転速度ω
(rad/sec)で回転させ、 前記デブリの平均速度をvm(m/sec)とすると、
{ndω/(2πvm)}≧1/2の関係が成立する請
求項2記載のデブリ除去装置。 - 【請求項5】 プラズマを発生し、X線を発生させるX
線光源の前記X線の発光点で発生したデブリが光学系に
到達することを防止するデブリ除去装置であって、 前記光学系の光軸に平行もしくはほぼ平行な前記デブリ
を吸着する吸着面を含む吸着部と、 前記発光点と前記光学系との間で、前記吸着部の吸着面
を軸回りに回転させる回転部とを有し、 前記吸着部のデブリ発散光方向の長さをd、前記回転軸
を中心とした前記回転部の半径をr0、回転軸を中心と
した吸着部の半径をr1、X線が通過できる面積を
S0、回転軸上での前記回転部の中点と前記発光点を結
ぶ直線と前記回転軸とのなす傾斜角をφ(0≦φ<π/
2)、前記吸着部のフィンの枚数をn、n枚のフィンが
遮光する面積S1、回転軸と光軸が一致したときの利用
効率が100%となるように定義した時の利用効率をE
(%)、としたとき以下の条件式を満たすデブリ除去装
置。 S0=π(r1 2−r0 2) S1=(n/2)(r1−r0)dsinφ E=(1−S1/S0)*100 E≧50 0≦φ≦arcsin(π(r1+r0)/(nd)) - 【請求項6】 前記吸着部はデブリ発散光方向の長さd
(m)のn枚のフィンからなり、 前記回転部は、前記フィンを前記光軸周りに回転速度ω
(rad/sec)で回転させ、 速度vc=100(m/sec)のデブリが除去できる
ように、vc=100≦ndω/(2π)の関係が成立
する請求項5記載のデブリ除去装置。 - 【請求項7】 前記吸着部は、デブリ発散光方向の長さ
d(m)のn枚のフィンからなり、 前記回転部は、前記フィンを前記光軸周りに回転速度ω
(red/sec)で回転させ、 前記デブリの平均速度をvm(m/sec)とすると、
{ndω/(2πvm)}≧1/2の関係が成立する請
求項5記載のデブリ除去装置。 - 【請求項8】 パターンが形成されたマスクを照明する
照明装置であって、請求項乃至のうちいずれか一項記載
のデブリ除去装置と、前記デブリ除去装置を経た前期前
記X線を使用する請求項1乃至7のうちいずれか一項記
載の光学系とを有する照明装置。 - 【請求項9】 請求項1乃至8のうちいずれか一項記載
の照明装置と、前記パターンを被処理体に結像する投影
光学系とを有する露光装置。 - 【請求項10】 請求項1乃至8のうちいずれか一項記
載の照明装置を有し、前記マスクを被処理体に近接して
露光する露光装置。 - 【請求項11】 請求項1乃至10のうちいずれか一項
記載のデブリ除去装置と、前記X線光源が電極にガスを
流して放電することによってプラズマを発生させてX線
を発生させるX線光源を有するデブリ除去装置とを有す
る光源部。 - 【請求項12】 請求項1乃至10のうちいずれか一項
記載のデブリ除去装置と、前記X線光源がレーザー光を
利用してプラズマを発生させてX線を発生させるX線光
源を有するデブリ除去装置とを有する光源部。 - 【請求項13】 請求項1乃至12のうちいずれか一項
記載の露光装置を用いて前記被処理体を投影露光する工
程と、 前記投影露光された前期被処理体に所定のプロセスを行
う工程とを有するデバイス製造方法。 - 【請求項14】 請求項1乃至13記載のうちいずれか
一項記載の露光装置を用いて投影露光された被処理体に
より製造されるデバイス。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001205319A JP2003022950A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | X線光源用デブリ除去装置及び、デブリ除去装置を用いた露光装置 |
EP02254687A EP1274287B1 (en) | 2001-07-05 | 2002-07-03 | Debris removing system for use in X-ray source |
US10/187,852 US6867843B2 (en) | 2001-07-05 | 2002-07-03 | Debris removing system for use in X-ray light source |
DE60204389T DE60204389T2 (de) | 2001-07-05 | 2002-07-03 | Vorrichtung zur Entfernung von Debris zur Verwendung in einer Röntgenquelle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001205319A JP2003022950A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | X線光源用デブリ除去装置及び、デブリ除去装置を用いた露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003022950A true JP2003022950A (ja) | 2003-01-24 |
Family
ID=19041654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001205319A Pending JP2003022950A (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | X線光源用デブリ除去装置及び、デブリ除去装置を用いた露光装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6867843B2 (ja) |
EP (1) | EP1274287B1 (ja) |
JP (1) | JP2003022950A (ja) |
DE (1) | DE60204389T2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2005020006A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Asml Netherlands Bv | フォイル・トラップを備えたレーザー生成プラズマ放射システム |
JP2006529057A (ja) * | 2003-05-22 | 2006-12-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 少なくとも一つの光学要素を洗浄する方法および装置 |
US7247866B2 (en) | 2002-12-23 | 2007-07-24 | Asml Netherlands B.V. | Contamination barrier with expandable lamellas |
JP2008513995A (ja) * | 2004-09-20 | 2008-05-01 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | 汚染物トラップシステムを有するリソグラフィ装置、汚染物トラップシステム、デバイス製造方法、および、リソグラフィ装置内の汚染物のトラップ方法 |
JP2008166772A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Asml Netherlands Bv | デブリ低減システム及びリソグラフィ装置 |
JP2008288590A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Asml Netherlands Bv | 放射源、反射器及び汚染物バリアを備えるアセンブリ |
US7489385B2 (en) | 2003-04-17 | 2009-02-10 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic projection apparatus with collector including concave and convex mirrors |
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