JP2003214987A - 真空紫外光散乱率測定装置 - Google Patents
真空紫外光散乱率測定装置Info
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- JP2003214987A JP2003214987A JP2002012850A JP2002012850A JP2003214987A JP 2003214987 A JP2003214987 A JP 2003214987A JP 2002012850 A JP2002012850 A JP 2002012850A JP 2002012850 A JP2002012850 A JP 2002012850A JP 2003214987 A JP2003214987 A JP 2003214987A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】真空紫外波長における光散乱率測定において、
光散乱率測定装置自体を構成する光学部品がプローブ光
である真空紫外光の照射により蛍光を発し、その蛍光が
試料の散乱光に混入して計測されるという問題がある。 【解決手段】２００ｎｍ以下の波長を有するプローブ光
を投影光学系により被測定試料に照射し、前記被測定試
料からの散乱光を集光鏡または積分球により光検出器に
集光させる散乱率測定装置において、前記投影光学系と
前記被測定試料との間に反射鏡を配置し、前記反射鏡
は、前記プローブ光を反射し、かつ前記プローブ光より
長波長の光を透過する分光特性を有する真空紫外光散乱
率測定装置を提供する。
光散乱率測定装置自体を構成する光学部品がプローブ光
である真空紫外光の照射により蛍光を発し、その蛍光が
試料の散乱光に混入して計測されるという問題がある。 【解決手段】２００ｎｍ以下の波長を有するプローブ光
を投影光学系により被測定試料に照射し、前記被測定試
料からの散乱光を集光鏡または積分球により光検出器に
集光させる散乱率測定装置において、前記投影光学系と
前記被測定試料との間に反射鏡を配置し、前記反射鏡
は、前記プローブ光を反射し、かつ前記プローブ光より
長波長の光を透過する分光特性を有する真空紫外光散乱
率測定装置を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は真空紫外光をプロー
ブ光として用いる光散乱率測定装置に関するものであ
る。
ブ光として用いる光散乱率測定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の発明】近年、半導体集積回路の高集積化、高密
度化が進んできている。回路の線幅を更に細くするた
め、またはパターンを更に精細にするために、半導体回
路製造用縮小投影露光装置についても解像度のますます
の向上が求められている。
度化が進んできている。回路の線幅を更に細くするた
め、またはパターンを更に精細にするために、半導体回
路製造用縮小投影露光装置についても解像度のますます
の向上が求められている。
【０００３】解像度を上げるために露光光源波長はこれ
までにｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、フッ
化クリプトンエキシマレーザ（２４８ｎｍ）へと短波長
化してきており、今後はフッ化アルゴンエキシマレーザ
（１９３ｎｍ）、フッ素レーザ（１５７ｎｍ）へと更な
る短波長化が進んでいくことは必至である。
までにｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、フッ
化クリプトンエキシマレーザ（２４８ｎｍ）へと短波長
化してきており、今後はフッ化アルゴンエキシマレーザ
（１９３ｎｍ）、フッ素レーザ（１５７ｎｍ）へと更な
る短波長化が進んでいくことは必至である。
【０００４】露光光の短波長化に伴って、露光装置を構
成するレンズ・ミラー等の光学部品に起因する光散乱が
問題となっている。レンズを構成する部材の内部散乱や
研磨面の表面散乱、反射防止コーティング等の薄膜によ
る散乱は露光光学系における光量損失となり露光装置の
スループット低下の原因となる他、フレアによる解像度
の低下をもたらす。このためこれら露光装置用光学部品
の開発においては、その光散乱率（入射光量に対する散
乱光量の比率）の評価が不可欠である。
成するレンズ・ミラー等の光学部品に起因する光散乱が
問題となっている。レンズを構成する部材の内部散乱や
研磨面の表面散乱、反射防止コーティング等の薄膜によ
る散乱は露光光学系における光量損失となり露光装置の
スループット低下の原因となる他、フレアによる解像度
の低下をもたらす。このためこれら露光装置用光学部品
の開発においては、その光散乱率（入射光量に対する散
乱光量の比率）の評価が不可欠である。
【０００５】図３は、積分球を用いた光散乱率の測定装
置を説明するための図である。光源１から発した光はビ
ーム整形光学系・光量調整光学系２により適当な形状と
強度に調整され、投影光学系３により被測定試料７面に
プローブ光９として照射される。プローブ光９の一部は
分割されて照射光量のモニターに用いられる。試料７に
より散乱された光は積分球１０内面で拡散反射を繰り返
し、最終的に積分球１０内に一様に拡がった散乱光の強
度が光検出器８により測定される。
置を説明するための図である。光源１から発した光はビ
ーム整形光学系・光量調整光学系２により適当な形状と
強度に調整され、投影光学系３により被測定試料７面に
プローブ光９として照射される。プローブ光９の一部は
分割されて照射光量のモニターに用いられる。試料７に
より散乱された光は積分球１０内面で拡散反射を繰り返
し、最終的に積分球１０内に一様に拡がった散乱光の強
度が光検出器８により測定される。
【０００６】光源１に使用される波長が真空紫外波長域
において、有効な拡散反射率を持つ積分球内面材料が知
られておらず、フッ化アルゴンエキシマレーザ波長付近
でフッ素樹脂製積分球が一部で用いられている他は、拡
散反射でなく正反射により散乱光を検出器に導く構成が
とられる。図４は、Coblentz球を用いた光散乱率の測定
装置を説明するための図である。図４において、図３と
同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略
する。光源１から発した光はビーム整形光学系・光量調
整光学系２により適当な形状と強度に調整され、投影光
学系３により被測定試料７面にプローブ光９として照射
される。試料７により散乱された散乱光は集光鏡（Cobl
entz球）６で一度反射され、検出器８により測定され
る。
において、有効な拡散反射率を持つ積分球内面材料が知
られておらず、フッ化アルゴンエキシマレーザ波長付近
でフッ素樹脂製積分球が一部で用いられている他は、拡
散反射でなく正反射により散乱光を検出器に導く構成が
とられる。図４は、Coblentz球を用いた光散乱率の測定
装置を説明するための図である。図４において、図３と
同じ構成については同一の番号を付し、その説明は省略
する。光源１から発した光はビーム整形光学系・光量調
整光学系２により適当な形状と強度に調整され、投影光
学系３により被測定試料７面にプローブ光９として照射
される。試料７により散乱された散乱光は集光鏡（Cobl
entz球）６で一度反射され、検出器８により測定され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】真空紫外波長における
光散乱率測定において、光散乱率測定装置自体を構成す
る光学部品がプローブ光である真空紫外光の照射により
蛍光を発し、その蛍光が試料の散乱光に混入して計測さ
れるという問題がある。
光散乱率測定において、光散乱率測定装置自体を構成す
る光学部品がプローブ光である真空紫外光の照射により
蛍光を発し、その蛍光が試料の散乱光に混入して計測さ
れるという問題がある。
【０００８】ここでいう蛍光とは、物体に光が入射した
際に不純物準位等の内部準位が励起され、その緩和過程
で入射光よりも低エネルギーすなわち長波長の光を発光
する現象を指す。蛍光が発生する場所は、石英ガラスや
各種フッ化物結晶材料などのプローブ光が直接通過する
光学系部品、これらの光学部品を支持する部材や筐体内
面、光路上の各部品表面で反射もしくは散乱された真空
紫外光により照射されうる範囲に配置された部位であ
る。
際に不純物準位等の内部準位が励起され、その緩和過程
で入射光よりも低エネルギーすなわち長波長の光を発光
する現象を指す。蛍光が発生する場所は、石英ガラスや
各種フッ化物結晶材料などのプローブ光が直接通過する
光学系部品、これらの光学部品を支持する部材や筐体内
面、光路上の各部品表面で反射もしくは散乱された真空
紫外光により照射されうる範囲に配置された部位であ
る。
【０００９】このように測定装置内で発生した蛍光は、
Coblentz球上の入射孔を通って試料に照射され、または
Coblentz球内の試料保持具等の部材で反射されて、散乱
光検出器に入射されることがある。特に散乱率が微小で
ある半導体露光装置用光学部品を評価する場合、散乱光
検出器への蛍光の混入は散乱率の測定値を大きくくるわ
せ、正しい散乱率が得られないという問題がある。
Coblentz球上の入射孔を通って試料に照射され、または
Coblentz球内の試料保持具等の部材で反射されて、散乱
光検出器に入射されることがある。特に散乱率が微小で
ある半導体露光装置用光学部品を評価する場合、散乱光
検出器への蛍光の混入は散乱率の測定値を大きくくるわ
せ、正しい散乱率が得られないという問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため、本発明では、２００ｎｍ以下の波長を有するプロ
ーブ光を投影光学系により被測定試料に照射し、前記被
測定試料からの散乱光を集光鏡または積分球により光検
出器に集光させる散乱率測定装置において、前記投影光
学系と前記被測定試料との間に反射鏡を配置し、前記反
射鏡は、前記プローブ光を反射し、かつ前記プローブ光
より長波長の光を透過する分光特性を有する真空紫外光
散乱率測定装置を提供する。
ため、本発明では、２００ｎｍ以下の波長を有するプロ
ーブ光を投影光学系により被測定試料に照射し、前記被
測定試料からの散乱光を集光鏡または積分球により光検
出器に集光させる散乱率測定装置において、前記投影光
学系と前記被測定試料との間に反射鏡を配置し、前記反
射鏡は、前記プローブ光を反射し、かつ前記プローブ光
より長波長の光を透過する分光特性を有する真空紫外光
散乱率測定装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による光散乱率測
定機の概略を示す図である。光源１から発した真空紫外
光は、ビーム整形光学系・光量調整光学系２を経て、投
影光学系３により被測定試料７に照射される。プローブ
光は投影光学系３と被測定試料７との間に配置された反
射鏡４により反射され被測定試料７に入射するが、光学
系内部で発生したプローブ光より長波長の蛍光は反射鏡
４を透過しビームトラップ５により吸収される。したが
って、被測定試料７には、測定したい波長のみが到達す
ることになり、真の散乱率を出力することができる。
定機の概略を示す図である。光源１から発した真空紫外
光は、ビーム整形光学系・光量調整光学系２を経て、投
影光学系３により被測定試料７に照射される。プローブ
光は投影光学系３と被測定試料７との間に配置された反
射鏡４により反射され被測定試料７に入射するが、光学
系内部で発生したプローブ光より長波長の蛍光は反射鏡
４を透過しビームトラップ５により吸収される。したが
って、被測定試料７には、測定したい波長のみが到達す
ることになり、真の散乱率を出力することができる。
【００１２】図２は、反射鏡に入射角４５度で光を入射
した場合の波長と反射率の関係を示す図である。本反射
鏡は、フッ化カルシウム基板の上にフッ化ランタン及び
フッ化アルミニウムの薄膜を全４６層に積層した誘電体
多層膜で構成されている。図２に示すように、フッ素ガ
スレーザー波長（１５７ｎｍ）の光に対する反射率は、
ほぼ１００％であるのに対して、可視光領域（４００ｎ
ｍ）の光に対する反射率は、ほぼ０％となっている。
した場合の波長と反射率の関係を示す図である。本反射
鏡は、フッ化カルシウム基板の上にフッ化ランタン及び
フッ化アルミニウムの薄膜を全４６層に積層した誘電体
多層膜で構成されている。図２に示すように、フッ素ガ
スレーザー波長（１５７ｎｍ）の光に対する反射率は、
ほぼ１００％であるのに対して、可視光領域（４００ｎ
ｍ）の光に対する反射率は、ほぼ０％となっている。
【００１３】本反射鏡によれば、波長１５７ｎｍの入力
光は、ほぼ１００％反射するが、この入力光により発生
する蛍光は、透過させた。
光は、ほぼ１００％反射するが、この入力光により発生
する蛍光は、透過させた。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、真空紫外光をプローブ
光とする光散乱率測定において、光散乱率測定機自身が
発する蛍光の影響を排除し、微小光散乱率の測定が可能
になる。
光とする光散乱率測定において、光散乱率測定機自身が
発する蛍光の影響を排除し、微小光散乱率の測定が可能
になる。
【図１】図１は、本発明による光散乱率測定機の概略を
示す図である。
示す図である。
【図２】図２は、反射鏡に入射角４５度で光を入射した
場合の波長と反射率の関係を示す図である。
場合の波長と反射率の関係を示す図である。
【図３】図３は、積分球を用いた従来の光散乱率の測定
装置を説明するための図である。
装置を説明するための図である。
【図４】図４は、Coblentz球を用いた従来の光散乱率の
測定装置を説明するための図である。
測定装置を説明するための図である。
１…光源
２…ビーム整形光学系・光量調整光学系
３…投影光学系
４…反射鏡
５…ビームトラップ
６：Coblentz球（集光鏡）
７…被測定試料
８…光検出器
９…プローブ光
１０…積分球
Claims (2)
- 【請求項１】２００ｎｍ以下の波長を有するプローブ光
を投影光学系により被測定試料に照射し、前記被測定試
料からの散乱光を集光鏡または積分球により光検出器に
集光させる散乱率測定装置において、 前記投影光学系と前記被測定試料との間に反射鏡を配置
し、 前記反射鏡は、前記プローブ光を反射し、かつ前記プロ
ーブ光より長波長の光を透過する分光特性を有すること
を特徴とする真空紫外光散乱率測定装置。 - 【請求項２】前記２００ｎｍ以下の波長を有するプロー
ブ光は、フッ化アルゴンエキシマレーザーまたはフッ素
レーザーであることを特徴とする請求項１に記載の真空
紫外光散乱率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002012850A JP2003214987A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 真空紫外光散乱率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002012850A JP2003214987A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 真空紫外光散乱率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003214987A true JP2003214987A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=27649945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002012850A Pending JP2003214987A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 真空紫外光散乱率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003214987A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103712777A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-04-09 | 西安电子科技大学 | 检测紫外光电成像系统性能参数的装置及检测方法 |
-
2002
- 2002-01-22 JP JP2002012850A patent/JP2003214987A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103712777A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-04-09 | 西安电子科技大学 | 检测紫外光电成像系统性能参数的装置及检测方法 |
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