JP2003168642A - 極紫外光露光装置 - Google Patents
極紫外光露光装置Info
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Abstract
し、より短時間で効率的に露光を行うことができる極紫
外光露光装置を提供することを課題とする。 【解決手段】真空槽1と、真空槽1内に設けたターゲッ
ト2と、真空槽1に設けたレーザー光入射窓を通過して
前記真空槽外部より高エネルギーのレーザー光をターゲ
ットに照射する励起レーザー光集光光学系3と、レーザ
ー光照射により発光する極紫外光を通過させるピンホー
ル板4と、ピンホール板4を通過した極紫外光を最適光
束の露光用波長に選択する少なくとも1組みの多層膜反
射鏡5とからなる露光光学系と、露光光学系を通過した
極紫外光を受ける受光部6とで構成され、多層膜反射鏡
5を収納し、前記極紫外光の入射と反射を許す通過窓を
持つデブリ付着防止ホルダを有することを特徴とする極
紫外光露光装置。
Description
ターゲットに照射してレーザープラズマを生成し、その
レーザープラズマからの極紫外光を用いてレジストなど
を露光させる極紫外光露光装置に関する。
る)の露光装置としては、スプリング8やフォトンファ
クトリー等の大型放射光からの光をベリリウムフィルタ
と多層膜反射鏡を用いて適宜波長を選択してEUV光を
取り出すか、レーザープラズマで発生したEUV光をE
UV光用多層膜反射鏡等で取出す方法が採用されてい
る。
おこなう場合、レーザー光を収束させる集光レンズを持
つ励起レーザー集光光学系が必要となり、蒸着などを行
う場合にはレーザー光の入射窓を持つ真空槽が必要であ
る。そして励起レーザー光を用いてターゲットに照射し
てプラズマを発生させる処理を行うと、励起レーザー光
によりターゲット部材の蒸発、燃焼、分解等が生じ、そ
の蒸散物や燃焼分解物、破砕物が周囲に飛散する。これ
をデブリと称している。
ソグラフィ用のレジストに露光する光源とするには、E
UV光の波長を調整するEUV光用多層膜反射鏡を備え
た露光光学系を通過させなければならない。さらに、レ
ーザープラズマで発生したEUV光を用いて露光を行う
場合には、露光光学系および露光を受ける受光部にデブ
リが付着してEUV光の透過率および反射率が減少する
のを避ける必要がある。
V光を使用する場合は、上記のデブリの付着による露光
光学系の多層膜反射鏡が消耗することを考慮する必要が
あった。通常使用されているMo/Si多層膜の露光光
学系は、高価であるため上記の消耗を避けるため、デブ
リの発生源であるターゲットからできるだけ離し、デブ
リの飛来量の少ない位置に設置することが考えられてい
る。
ら遠ざけると受光部も光源となるターゲットから離れ、
露光面に到達する光量が距離の2乗に比例して弱くなる
ことが知られている。その結果、受光部で所望の露光光
量を得るためには長時間の露光が必要となり露光工程の
能率が低下するという不具合がある。
鑑みてなされたもので、受光部でのEUV光の露光光量
の低下を少なくし、より短時間で効率的に露光を行うこ
とができる極紫外光露光装置を提供することを課題とす
る。
置は、真空槽と、前記真空槽内に設けたターゲットと、
前記真空槽に設けたレーザー光入射窓を通過して前記真
空槽外部より高エネルギーのレーザー光をターゲットに
照射する励起レーザー光集光光学系と、レーザー光照射
により発光する極紫外光を通過させるピンホール板と、
前記ピンホール板を通過した極紫外光を最適光束の露光
用波長に選択する少なくとも1組みの多層膜反射鏡とか
らなる露光光学系と、前記露光光学系を通過した極紫外
光を受ける受光部とで構成され、前記多層膜反射鏡を収
納し、前記極紫外光の入射と反射を許す通過窓を持つデ
ブリ付着防止ホルダを有することを特徴とする。
受ける前記極紫外光の入射位置を変える移動手段を持つ
ものとするのが好ましい。多層膜反射鏡は、Mo/S
i、Mo/C/Si、MoRu/Si、MoBe/S
i、MoAg/Si、Ru/C、Cr/C、W/C、N
i/C多層膜とすることができる。また、多層膜反射鏡
は、長尺状あるいは複数の短冊状の形状とし、基部に固
定されたものとすることができる。そしてデブリ付着防
止ホルダ内でその基部を移動手段により移動し、通過窓
に表出する多層膜反射鏡の部分を変えられるようにする
ことができる。
設けることができる。これにより受光部に所定パターン
の露光ができる。
離が、50〜500mmの範囲とするのが好ましい。
に励起レーザーを照射してレーザープラズマで発生する
EUV光を用いて露光させる装置であり、ターゲットと
受光面との間の光路をできる限り短縮して受光部での照
射光量を高めた露光装置である。
ーゲットと、励起レーザー光集光光学系と、ピンホール
板と、多層膜反射鏡をもつ露光光学系と、受光部とで構
成される。
露光光学系と、受光部とが収納されレーザープラズマの
発生に適した真空度を保持できる構成の容器であればい
ずれも利用できる。
に設けた励起レーザー光集光光学系で照射される位置に
配備されている。このターゲットは通常、レーザープラ
ズマが発生できるものが利用できる。例えば金属の銅、
アルミニウム、錫などが挙げられる。
を励起させた高エネルギーの励起レーザー光をレンズで
集光し焦点をターゲット表面に合わせて、真空槽のレー
ザー光入射窓から集光照射される。この集光照射により
レーザープラズマが生起されEUV光が発光する。高エ
ネルギーの励起レーザーとしては、半導体レーザー励起
によるYAGレーザーやエキシマレーザなどが使用でき
る。
トで生じたターゲットの分解物がデブリとなって真空槽
内を飛散して周囲の器壁に付着してEUV光の透過率も
しくは反射率を低下させる。
得られたEUV光を通過させるピンホール板と、ピンホ
ール板を通過したEUV光を、露光用に最適な波長に選
択するため少なくとも1組の多層膜反射鏡とからなる。
多層膜反射鏡はピンホール板を通過したEUV光を所定
の入射角で受け多層膜反射鏡を透過反射する間に最適波
長に選択して反射によりEUV光を受光部に送る。EU
V光を露光に適した最適波長にするためには少なくとも
1組以上の多層膜反射鏡を、特定の入射角度を保持する
ように配置する。通常EUV光のの多層膜反射鏡への入
射角度は45゜とするのが比較的反射率が高く、光学装
置を簡単にできるため好ましい。
に収納されている。このデブリ付着防止ホルダはEUV
光の入射・反射を許す通過窓をもつ。デブリはこの通過
窓からデブリ付着防止ホルダ内の多層反射膜に到達す
る。しかしデブリが付着する部分は通過窓に対向してい
る部分に限られ、その他の部分にはデブリが付着せず、
デブリ付着防止ホルダはデブリが多層膜反射鏡全体に付
着するのを防止する。
デブリが付着して多層反射膜としての機能が低下する。
従って、通過窓に対向する部分は、デブリが付着してE
UV光の最適波長への選択能力が低下する前に、通過窓
に対向する部分を変える。これにより多層膜反射鏡全体
にデブリが付着するまで長く1枚の多層膜反射鏡を使用
できる。
持される多層膜反射鏡の通過窓に対向する部分を変更で
きるようにする移動手段を設けることが好ましい。移動
手段としてはデブリ付着防止ホルダの通過窓を有するハ
ウジングとこのハウジング内移動可能に設けられたホル
ダーとこのホルダーを駆動するモーター等で構成でき
る。ホルダーはX・Y軸の2軸方向に位置決めできる2
軸直交装置を用いることができる。そして1枚あるいは
2枚以上の多層膜反射鏡をこの2軸直交装置に取り付
け、多層膜反射鏡の所定部分を通過窓に対向位置させる
ことができる。
ゾアクチエータ等を採用できる。
ーゲットからの距離と方向を特定した時、多層膜反射鏡
面にデブリが付着して多層膜反射鏡の性能低下が認めら
れるまでの時間を予め測定して目安とし、この目安に基
づいてデブリ付着防止ホルダ内部の移動手段を作動させ
て多層膜反射鏡の表面部分を更新するするようにするの
が好ましい。
ホルダ中に収納してホルダの通過窓以外はデブリの付着
を防いで、通過窓の多層膜反射鏡の表面部分を適宜更新
することで、デブリの付着で反射率が低下した多層膜反
射鏡を交換するために、真空槽の真空系を解除して多層
膜反射鏡を交換する必要が無くなる。ホルダ内に更新で
きる新しい多層膜反射鏡の表面部分が存在する間は連続
して露光できるため露光工程の効率を高めることができ
る。
に選択して透過させるもので、例えばMo/Si、Mo
/C/Si、MoRu/Si、MoBe/Si、MoA
g/Si、Ru/C、Cr/C、W/C、Ni/Cが交
互に積層された多層膜が使用できる。この多層膜反射鏡
は、EUV光光路に少なくとも1組もしくは、複数組み
設けて所望の波長に選択する。
した様にEUV光に対し、それぞれ45゜の入射角に設
定すると図2に示した連続スペクトルEUV光が、図3
に示す波長13nm±1nmの波長に選択された単波長のス
ペクトルにすることができる。
の光路上に配置したサンプルホルダに取り付けたリソグ
ラフィ用のレジストなどの露光を受ける試料が固定され
る。波長を調整された光量の高いEUV光を所望の時間
の露光されることで試料にEUV光の像が形成できる。
この受光部は、露光光学系がデブリ付着防止ホルダで保
護されているので、従来のデブリ付着防止ホルダがない
露光装置に比べてターゲットに接近して配置できる。そ
のためEUV光の全体の光路距離が短くなり、EUV光
の光路の長さに基づく損失を少なくして露光光量を高め
ることが可能となる。また、EUV光がサンプルホルダ
に達する前に反射マスクを配置してマスク露光すること
ができる。
膜反射鏡をデブリ付着防止ホルダで被覆保護し、デブリ
の付着を露光光学系の通過窓の多層膜反射鏡の部分のみ
とし、デブリの付着でEUV光の反射率が著しく低下す
る前に、新しい多層膜反射鏡面に順次更新する構成とし
ている。その結果、露光光学系をデブリの付着などの悪
影響を避けてターゲットの近くに配置することができ、
光源から受光部に到るEUV光の光路距離を大幅に短縮
でき、受光部でのEUV光量が高くなり、受光部での露
光時間を大幅に短縮することができる露光装置が得られ
た。
る。
す。この露光装置は、真空槽1と、前記真空槽1内に設
けたターゲット2と、前記真空槽1に設けたレーザー光
入射窓を通過して前記真空槽外部より高エネルギーのレ
ーザー光をターゲットに照射する励起レーザー光集光光
学系3と、レーザー光照射により発光するEUV光を通
過させるピンホール板4と、前記ピンホール板4を通過
した極紫外光を最適光束の露光用波長に選択する少なく
とも1組みの多層膜反射鏡とからなる露光光学系と、前
記露光光学系5を通過した極紫外光を受ける受光部6と
からなる。
よりレーザープラズマ発生を発生する銅またはアルミニ
ウムを用いる。ターゲット2を照射する励起レーザー光
集光光学系3は、真空槽1外で形成された励起レーザー
光をレンズで集光し真空槽1の窓を通してターゲット2
に焦点を合わせて照射する。
装置からの2倍の高調波でパルスあたりのエネルギーが
1J、パルス幅7ナノ秒のレーザービームをレンズを用
いて集光し、ターゲット上でφ200マイクロメーター
程度に絞ることにより照射強度5×1011/cm2とし
た。
ーゲットにレーザー照射したときに発生したレーザープ
ラズマからのEUV光の持つスペクトルを示した。図2
に示したようにEUV光は連続したスペクトルである。
この連続したスペクトルを持つEUV光を、露光用の単
波長のEUV光にするために、EUV光に対してそれぞ
れ45゜入射で設定された2組のMo/Si多層膜反射
鏡を通すことにより、図3に示すように波長13nm±1
nmの波長に選択されたスペクトルを持ち露光に適した波
長のEUV光とした。
3で励起レーザーを照射して発生したEUV光は図1に
示したようにピンホール板4を通過しEUV光に対し
て、それぞれ45゜で多層膜反射鏡に入射するように配
置された2つの多層膜反射鏡を持つデブリ付着防止ホル
ダ5が配置されている。
れた多層膜で形成されている。
ルダ5は、図示しないが直方体形状の金属製であり入射
・反射光の通過窓7が開口し、通過窓7には多層膜反射
鏡が保持されている。最初の多層膜反射鏡の通過窓7を
通過したEUV光は次のデブリ付着防止ホルダの通過窓
7を通過することで、上記の様に波長が調整されて受光
部6に達する。このデブリ付着防止ホルダは、通過窓7
に対向する部分以外の多層膜反射鏡の部分にデブリが付
着するのを防いでいる。窓部の多層膜反射鏡の更新はデ
ブリの付着で性能が低下したと判断された時点で新しい
多層膜反射鏡面を順次更新して、長時間、多層膜反射鏡
の性能を低下させることなく連続運転することが可能と
なる。
置から受光部6までのEUV光の光路距離が合計で20
0mmとし受光部6にレジストを置き、5分間露光した
後、現像して得られ像が図4である。図4の様に数分の
露光でリソグラフィ用レジストの評価が可能であること
が分かる。
以上にすると、受光部6で同じ露光量を得るには80分
以上の時間を要した。
は銅を用い、ターゲットから多層膜反射鏡を持つ露光光
学系を通過する総光路距離を200mmとして、200,
000回レーザー照射したときに、多層膜反射鏡に付着
したデブリの厚さとターゲット法線に対するデブリの飛
来方向の角度依存性を求めた結果である。
ると、ターゲット法線に対するデブリの飛来方向が60
度から90度の間でデブリの付着厚さが薄くなり、アル
ミニウムで300nm〜350nm、銅で20nm〜30nmの
厚さであった。また、図6はターゲットがアルミニウム
の時のデブリが150nm付着したとき、ターゲットが銅
の時のデブリが20nm付着した時のEUV光の透過率を
示したものである。ターゲットが銅の場合でも波長13
nmのEUV光に対してデブリの付着厚さが20nm〜30
nmの厚さとなると、透過するEUV光はデブリの付着し
ない透過率の約30%程度に低下することを示してい
る。
鏡を使用する場合は、EUV光の反射率はデブリの膜を
2回透過するため2乗で低下する。そのため、上記の比
較的デブリの少ない銅をターゲットに使用した場合で
も、EUV光の反射率が低下すると、反射光量が大きく
低下してしまう。このため、同一の多層膜反射鏡の表面
部分で200,000回以上になると透過率の低下が大
きく、使用できないことが分かる。したがって、多層膜
反射鏡の表面部分は50,000〜100,000回毎
に照射される表面部分を更新移動させることにより、光
量低下による露光時間が長くなるのを防ぐことができ
る。
6’との間に、反射マスク8を配置して反射パターンの
露光が可能であることを説明した概略図である。この場
合、反射マスクの配置により光路距離は多少長くなる
が、光量を大きく低下させることなく露光することがで
きる。
光部6’との間に縮小光学系を設けて反射マスクの像を
縮小して受光部に送る場合のした概略図である。この場
合、縮小光学系9の配置により光路距離は多少長くなる
が、光量を低下させることなく露光することができる。
V光用光学系は高価であるため、レーザープラズマで発
生飛散するデブリの付着を避けるため光源よりできるだ
け離すことが考えられている。そのため、露光光学系を
光源から離すと、光源物と露光部間の距離が長くなり、
光量が弱くなり単位面積当たり、単位時間当たりの露光
量が少なくなる。
る表面部分を最小面積に限定し、デブリの付着していな
い表面部分に更新できるようにしたため、デブリの付着
が多くとも1枚の多層膜反射鏡を長時間に亘って使用で
きる。また、光源のターゲットに対して露光光学系を接
近して配置できるため、EUV光をその光量が大きく低
下する前に受光部に送れる。即ち、光源から露光サンプ
ルとの間の距離を最短にして露光量を大幅に増やすこと
ができる。
能となり、大量露光ができ効率の高い露光光源となる。
模式図である。
た銅のプラズマからのEUVスペクトルである。
選択を行った時のスペクトルである。
5分間露光した後、現像して得られた像である。
線に対する角度の依存性を示すグラフである。
たデブリが多層膜反射鏡に堆積した時の厚みEUV光波
長の透過率を示すグラフである。
した場合の模式図である。
した場合の模式図である。
集光光学系 4.ピンホール板 5.デブリ付着防止ホルダ
6、6’.受光部ホルダ 7.デブリ付着防止ホルダ
の入射・反射光窓 8.8’反射マスク 9.縮小光学系
Claims (6)
- 【請求項1】真空槽と、前記真空槽内に設けたターゲッ
トと、前記真空槽に設けたレーザー光入射窓を通過して
前記真空槽外部より高エネルギーのレーザー光をターゲ
ットに照射する励起レーザー光集光光学系と、レーザー
光照射により発光する極紫外光を通過させるピンホール
板と、前記ピンホール板を通過した極紫外光を最適光束
の露光用波長に選択する少なくとも1組の多層膜反射鏡
とからなる露光光学系と、前記露光光学系を通過した極
紫外光を受ける受光部とで構成され、 前記多層膜反射鏡を収納し、前記極紫外光の入射と反射
を許す通過窓を持つデブリ付着防止ホルダを有すること
を特徴とする極紫外光露光装置。 - 【請求項2】前記多層膜反射鏡は、Mo/Si、Mo/
C/Si、MoRu/Si、MoBe/Si、MoAg
/Si、Ru/C、Cr/C、W/C、Ni/C多層膜
である請求項1に記載の極紫外光露光装置。 - 【請求項3】前記デブリ付着防止ホルダは、前記多層膜
反射鏡が受ける前記極紫外光の入射位置を変える移動手
段を持つ請求項1に記載の極紫外光露光装置。 - 【請求項4】前記多層膜反射鏡は、長尺状あるいは複数
の短冊状で基部に固定されている請求項3に記載の極紫
外光露光装置。 - 【請求項5】前記露光光学系と前記受光部との間に反射
マスクを設けた請求項1に記載の極紫外光露光装置。 - 【請求項6】前記ターゲットから前記受光部までの光路
距離が、50〜500mmである請求項1に記載の極紫
外光露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001369710A JP2003168642A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 極紫外光露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001369710A JP2003168642A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 極紫外光露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003168642A true JP2003168642A (ja) | 2003-06-13 |
Family
ID=19179059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2001369710A Pending JP2003168642A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 極紫外光露光装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2003168642A (ja) |
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