JP2004101335A - Method and apparatus for measuring interference, optical element, optical system, and projection aligner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉測定方法、干渉測定装置、光学素子、光学系、および投影露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
投影露光装置は、マスクに描かれた微細な回路パターンをウェハ表面に精度良く投影露光させる装置である。特に最近では、真空紫外光と呼ばれる波長200nm以下の光を光源とする装置が開発されており、投影露光装置によって製造される回路パターンの加工精度はますます高くなっている。
【0003】
これらの投影露光装置に組み込まれる光学素子や光学系は、光学特性を高精度に測定したうえで使用する必要がある。この光学特性の測定精度が、加工される半導体の精度に大きく影響するからである。
【0004】
投影露光装置に使用する光学素子や光学系の光学特性を高精度に測定する装置として、干渉測定装置が挙げられる。干渉測定装置は、光学素子や光学系の光学特性を光の干渉を利用して測定する装置である。具体的には、波面の形状の整った参照光と、光学素子や光学系を経由した測定光とを重ね合わせ、それらの位相のずれから生じる干渉縞により、光学素子や光学系の光学特性を測定する。
【0005】
これらの光学素子や光学系の光学特性には、波長依存性があるため、使用波長と異なる波長で光学特性を測定しても、使用波長における光学特性とは誤差が生じてしまう。そのため、光学素子や光学系の光学特性は、使用する波長を用いて測定する。したがって、真空紫外光を光源とする投影露光装置に使用される光学素子や光学系の光学特性を測定する場合には、真空紫外光を使用する必要がある。
【0006】
しかし、真空紫外光は、酸素によってそのエネルギーが吸収されて減衰してしまう。干渉測定装置においては、特に参照光と測定光が減衰してしまうと干渉作用が弱まってしまうことによって精度よく測定することが困難となるため、真空紫外光を光源として用いる干渉測定装置では、少なくとも参照光と測定光に関与する干渉光学系は大気中に配置することを避ける必要がある。
【0007】
そこで、真空紫外光を光源として用いる干渉光学系の雰囲気用として真空紫外光を吸収しにくい気体を用いる必要がある。このような気体として、窒素ガスやヘリウムガスなどがある。具体的には、干渉光学系を密閉可能な容器に入れ、容器内部の大気を排気した後、窒素ガス等を容器内に導入することで干渉光学系の雰囲気を大気から窒素に置換した後、光学特性の測定を行う。
【0008】
図4は、従来の干渉測定装置の概念図である。図4で、51は容器、52は透明光学窓、50、56はハーフミラー、53、54および55は折り曲げミラーである。図4で容器51に収納された部分が干渉光学系であり、この部分に含まれる光路の雰囲気を大気から窒素ガス等に置換する必要がある。
【0009】
図4に示した装置による測定方法について以下に説明する。干渉光学系が内部にセットされた容器51を、気密シール59を介してボルト58で蓋57を締め付けて容器51を密閉状態とする。容器51の内部の大気を図示していない排気装置により排気する。次に、排気された容器51内に、窒素ガスを導入する。このようにして、容器51内部の雰囲気を窒素ガスとした状態で、被測定光学系の光学特性を測定する。具体的な測定は以下の様に行う。
【0010】
光源2から発射された光は、透明光学窓52を通過し、ハーフミラー50によって、2つの光束に分割される。ハーフミラー50を通過した方の光束が測定光であり、ハーフミラー50で反射した方の光束が参照光である。測定光の光束は、透明光学窓52を通過し、集光レンズ20を経由して被測定光学系に到る。被測定光学系を透過した光束は、折り返し反射ミラー21によって反射され、再び被測定光学系、集光レンズ20を経由し、透明光学窓52を通過して容器51に戻る。容器51内に戻った光束は、ハーフミラー50によって、部分的に折り曲げミラー55の方向へ反射され、折り曲げミラー55により反射された後、ハーフミラー56へ入射する。
【0011】
一方、参照光の光束は、折り曲げミラー53、54を経由した後、ハーフミラー56へ入射する。ハーフミラー56においては、参照光はハーフミラー56に部分的に反射されて検出部8の方向へ向い、測定光はハーフミラー56を部分的に透過し検出部8の方向へ向う。参照光と測定光とが重ねあわされた光が、透明光学窓52を通過して検出部8に到達するので、検出器8により両者の位相差に応じた干渉縞を観察できる。
【0012】
この干渉縞の状態は、被測定光学系による波面の乱れに相当するため、被測定光学系の光学特性を測定することができる。
また、図5の概念図で示したような構成も提案された。図5で、容器61には開口部が設けられており、また窒素ガスの供給を行なうためのガス供給部63が設けられている。測定光学系については、図4に示したものと同様のものを用いている。
【0013】
図5に示した装置の動作について以下に説明する。干渉光学系が内部にセットされた容器61の開口部に蓋で塞ぐ。このとき、容器61を密閉しないように、蓋と容器とは、ボルト等で締め付けない。このため、容器61には、蓋と開口部の間に隙間が存在する。次に、容器61内に、大気圧より高い圧力でガス供給部63から窒素ガスを導入する。容器61内部の大気は、導入された窒素ガスにより蓋と開口部との隙間から外部に排出され、容器61内部は窒素ガスで置換される。容器61内部が窒素ガスで置換された後も、開口部と蓋との隙間からの大気の侵入を防ぐため窒素ガスの供給は継続する。このようにして、容器61内部の雰囲気を窒素ガスとした状態で、被測定光学系の光学特性を測定する。測定方法は、図4に示した装置と同様であるので省略する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図4に示した構成の場合、ボルト58を締め付けて蓋57を介して気密シール59に圧力をかけるため、容器51に歪が発生する。容器51に歪が発生すると、容器51の内部に収納されている干渉光学系にも歪が発生するため、被測定光学系の光学特性の測定結果に誤差が生じるという問題があった。
【0015】
また、図5に示した装置では、測定中にも、窒素ガスの供給によって、容器61内部の窒素ガスが流動しているため、干渉光学系の光路にゆらぎが発生する。干渉光学系に発生したゆらぎは、参照光や測定光の位相を乱すため、被測定光学系の測定結果に誤差が生じるという問題があった。測定中にガス供給を止めてゆらぎの発生を抑制しようとすると、この場合には酸素が容器51に侵入し、それにより測定結果に誤差が生じるという問題点があった。
【0016】
本発明は、このような問題点を解決し、干渉光学系の歪み、干渉光学系内のゆらぎおよび干渉光学系内への酸素の混入を防止することによって、誤差の発生しない干渉測定装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、第一の容器と、前記第一の容器に収納され、内部に被測定光学系または被測定光学素子の干渉測定を行うための干渉光学系が配置された第二の容器と、光源と、検出器と、からなる干渉測定装置を用いて、被測定光学素子または被測定光学系の干渉測定を行う干渉測定方法であって、前記第一の容器内部に大気と異なる第一の気体を供給する第一の供給工程と、前記第二の容器内部に大気と異なる第二の気体を供給する第二の供給工程と、前記被測定光学素子または被測定光学系の干渉測定を行う干渉測定工程とを有し、前記干渉測定工程は、前記第二の供給工程の終了後に行うことを特徴としている。
【0018】
このような構成により、誤差がほとんど生じない干渉測定方法を提供することができる。
第2の発明は、請求項1に記載の干渉測定方法において、前記干渉測定工程中は、前記第一の供給工程を行うことを特徴としている。
【0019】
このような構成により、酸素の干渉光学系への侵入を確実に防止できるため、より誤差が生じない干渉測定方法を提供することができる。
第3の発明は、請求項1に記載の干渉測定方法において、前記第一の気体および前記第二の気体は、それぞれ窒素、ヘリウム及びアルゴンのうちのいずれかの気体であることを特徴としている。
【0020】
このような構成により、干渉光学系における光の減衰が無くなるため、より誤差が生じない干渉測定方法を提供することができる。
第4の発明は、請求項3に記載の干渉測定方法において、前記第一の気体は、前記第二の気体と同一の種類であることを特徴としている。
【0021】
このような構成により、気体の混合による気流の乱れが生じないため、より誤差が生じない干渉測定方法を提供することができる。
第5の発明は、請求項1に記載の干渉測定方法において、前記光源からの光の波長は、200nm以下であることを特徴としている。
【0022】
このような構成により、200nm以下の波長の光に対応した光学素子および光学系の干渉測定において、より誤差が生じない干渉測定方法を提供することができる。
【0023】
第6の発明は、請求項1に記載の干渉測定方法において、前記第二の供給工程は、前記第二の容器の内部に、前記第一の容器の内部の気体を供給する工程であることを特徴としている。
【0024】
このような構成により、干渉光学系における光の減衰が無くなるため、より誤差が生じない干渉測定方法を提供することができる。
第7の発明は、被測定光学系または被測定光学素子の干渉測定を行う干渉測定装置であって、第一の容器と、前記第一の容器に収納され、内部に前記被測定光学系または前記被測定光学素子の干渉測定を行うための干渉光学系が配置された第二の容器と、光源と、検出器と、前記第一の容器内部に気体を供給する第一の気体供給手段とを有し、前記第一の容器は、前記第一の容器の外部に通じる開口部を有し、前記第二の容器は、前記第一の容器に通じる開口部を有することを特徴としている。
【0025】
このような構成により、誤差がほとんど生じない干渉測定装置を提供することができる。
第8の発明は、請求項7に記載の干渉測定装置において、前記第二の容器内部に前記気体を供給する第二の気体供給手段を設けたことを特徴としている。
【0026】
このような構成により、確実に第二の容器内の気体を置換できるため、より誤差の生じない干渉測定装置を提供することができる。
第9の発明は、請求項7に記載の干渉測定装置において、前記光源から照射する光の波長は、200nm以下であることを特徴としている。
【0027】
このような構成により、200nm以下の波長の光に対応した光学素子および光学系の干渉測定において、より誤差の生じない干渉測定装置を提供することができる。
【0028】
第10の発明は、請求項1から請求項6のいずれかの方法により光学素子の光学特性を測定することを特徴としている。
このような構成により、光学特性の測定精度の良好な光学素子を提供することができる。
【0029】
第11の発明は、請求項1から請求項6のいずれかの方法により光学系の光学特性を測定することを特徴としている。
このような構成により、光学特性の測定精度の良好な光学系を提供することができる。
第12の発明は、投影露光装置に請求項11に記載の光学系を使用したことを特徴としている。
【0030】
この発明により、光学特性の精度が良好な投影露光装置を提供することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
【0032】
【実施例1】
図1は本発明における第一の実施の形態を示す概念図である。以下、図1に沿って、発明の実施の形態について説明する。
【0033】
図1で、2は200nm以下の波長の光を発生させる真空紫外光源、3および7はハーフミラー、4、5および6は折り曲げミラー、20は集光レンズ、21は折り返し反射ミラー、12は透明光学窓、8は真空紫外光の二次元画像を検出できる検出器である。1は測定光学系の一部を収納した容器、15は容器1を収納した別の容器である。また、97および98は、それぞれ容器1および容器15に窒素ガスを供給するガス供給部、81、82、83および84はバルブである。容器1および容器15には開口部を設けてある。ここで、開口部とは、容器1および容器15とそれぞれの蓋との間の部分を含んでいる。
【0034】
次に、図1に示した干渉測定装置を用いて、光学系の光学特性を測定する方法を説明する。まず、測定光学系の各光学要素を調整した後、容器1および容器15の開口部をそれぞれの蓋で覆う。このとき、容器1および容器15に歪を発生させないように、蓋と容器本体とは、ボルト等で締め付けない。
【0035】
次に、バルブ83およびバルブ84を開き、ガス供給部97およびガス供給部98から容器1および容器15に窒素ガスを供給する。同時に、バルブ81およびバルブ82を開き、容器1および容器15内の大気をそれぞれバルブ81および82を通じて容器外部に排出させる。次に、容器1および容器15の内部の気体が、窒素ガスで充分置換された後、バルブ81およびバルブ82を閉じる。次に、バルブ83を閉じ、容器1へのガス供給を停止する。
【0036】
この状態で被測定光学系の干渉縞の測定を行う。測定中は、バルブ84を開いておき、ガス供給部98は容器15へ大気圧より高い圧力でガスを供給する。これにより、容器15に存在する隙間からは、窒素ガスが容器15から大気へ放出される。容器15内部の圧力は大気圧よりも高いので、容器15には大気は侵入できず、容器15内に酸素のない状態が保たれる。
【0037】
ここで、干渉縞の測定について具体的に以下に説明する。光源2から発射させた光を、透明光学窓12を通過させた後、ハーフミラー3によって、2つの光束に分割させる。ハーフミラー3で部分的に反射した方の光束は、参照光であり、ハーフミラー3を部分的に透過した方の光束は、測定光である。参照光の光束は、折り曲げミラー4、5を経由した後、ハーフミラー7へ入射する。
【0038】
一方、測定光の光束は、透明光学窓12を通過して容器15を一旦通り抜けた後、集光レンズ20を経由して被測定光学系に入射する。被測定光学系を通過した光束は、折り返し反射ミラー21によって反射し、再び被測定光学系、集光レンズ20を経由し、透明光学窓12を通過して容器15に戻る。容器15内に戻った光束は、ハーフミラー3によって部分的に反射し、折り曲げミラー6により反射した後、ハーフミラー7へ入射する。
【0039】
ハーフミラー7において、部分的に反射した参照光と部分的に透過した測定光とを重ね合わせた光は、透明光学窓12を通過し、検出部8に到達する。検出器8により両者の位相差に応じた干渉縞を観察する。位相差は被測定光学系による波面の乱れに相当するので、干渉縞の状態により被測定光学系の光学特性を測定することができる。
【0040】
このような構成においては、既に説明したように酸素の混入による光の減衰・干渉光学系内の光路のゆらぎが生じない。また、容器1の変形が無いため干渉光学系の歪みによる誤差も生じない。
【0041】
したがって、本実施形態では、干渉光学系の歪み、干渉光学系内のゆらぎおよび干渉光学系内への酸素の混入を防止することによって、誤差の発生しない干渉測定装置を提供できる。
【0042】
なお、以上説明した構成から窒素ガス供給部97およびバルブ84を省いた構成にしても良い。その場合には、容器15の内部を窒素ガスに置換する際、容器1の隙間より容器15と容器1との内部ガスの交換が行われるので、容器15内部の窒素ガス置換を行うことにより、容器1内部も窒素ガスに置換される。
【0043】
【実施例2】
図2は本発明における第二の実施の形態を示す概念図である。以下、図2に沿って、発明の実施の形態について説明する。
【0044】
図2で、13、14および17はハーフミラー、19および16は折り曲げミラーである。25は集光レンズ、26はピンホール、27はコリメータレンズである。その他の構成については、実施例1と同様であるので説明は省略する。
【0045】
本実施形態は、被測定光学系を経由した測定光の光量が低下することによって生じる干渉縞のコントラスト低下を防止するため、測定光から参照光を生成する構成になっている。
【0046】
本実施例の干渉測定装置を用いて、光学系の光学特性を測定する方法を説明する。まず、容器1および容器15の開口部を介して干渉光学系を調整し、開口部に蓋をする工程を実施例1と同様に行い、容器1および容器15の内部を窒素に置換する。
【0047】
ここで、干渉縞の測定について具体的に以下に説明する。光源2から発射した光を、透明光学窓12を通過させ、ハーフミラー13に入射させる。ハーフミラー13を部分的に透過した光束は、透明光学窓12、集光レンズ20を経由して被測定光学系に到達する。被測定光学系を透過した光束は、折り返し反射ミラー21によって反射し、再び被測定光学系、集光レンズ20、透明光学窓12を経由し、容器15内に戻り、再びハーフミラー13に達する。ハーフミラー13によって部分的に反射された光束は、ハーフミラー14により、2つの光束に分割される。
【0048】
分割された光束のうち、ハーフミラー14を部分的に透過した光束は、折り曲げミラー16を経由してハーフミラー17に入射し、ハーフミラー17を部分的に透過する。この光束は測定光である。
【0049】
一方、ハーフミラー14を部分的に反射した光束は、折り曲げミラー19を経由し、集光レンズ25によって集光され、ピンホール26に入射する。ピンホール26から射出した光の波面は、ほぼ理想的な球面波となり、参照光となる。この参照光はコリメータレンズ27を経由したのちハーフミラー17に入射し、部分的に反射される。
【0050】
ハーフミラー17において、部分的に反射した参照光と部分的に透過した測定光とが重なり合った光は、透明光学窓12を通過し、検出部8に到達する。検出器8により両者の位相差に応じた干渉縞を観察する。位相差は被測定光学系による波面の乱れに相当するので、干渉縞の状態により被測定光学系の光学特性を測定することができる。
【0051】
このような構成においても、酸素の混入による光の減衰・干渉光学系内の光路のゆらぎが生じない。また、容器1の変形が無いため干渉光学系の歪みによる誤差も生じない。
【0052】
したがって、本実施形態では、干渉光学系の歪み、干渉光学系内のゆらぎおよび干渉光学系内への酸素の混入を防止することによって、誤差の発生しない干渉測定装置を提供できる。
【0053】
【実施例3】
図1に示した構成では、測定光の光路長は、被測定光学系を経由するため参照光の光路長より長い。このような構成の場合、光源としてエキシマレーザなどの短パルスレーザを用いると、測定光と参照光の光路差が光源光のパルス長よりも長くなることがある。こうなると、測定光と参照光が検出部で重ならなくなり、干渉縞が生成しなくなる。図3は、このような場合に対応して、測定光の光路と、参照光の光路とが実質的に同じ距離になるように、両者の光路長を調整した構成である。
【0054】
即ち、図3は本発明における第三の実施の形態を示す概念図である。以下、図3に沿って、発明の実施の形態について説明する。図3で、31および34はハーフミラー、32および33は折り曲げミラー、42は光源である。光源42は真空紫外領域の短パルス光を発振するエキシマレーザである。その他の構成については、実施例1と同様である。
【0055】
本構成では、光源42からの光は、ハーフミラー31で分岐される。分岐された光束のうち、ハーフミラー31を部分的に透過した光束は、測定光として使用する。一方ハーフミラー31で部分的に反射された光束は、折り曲げミラー32,33およびハーフミラー34を経由させる。この光束は参照光として使用する。このような構成により、参照光の光路長を延長し、測定光の光路と参照光の光路とを実質的に同じ距離にできるので、干渉縞を生成させることができる。
【0056】
本実施例の干渉測定装置を用いて、光学系の光学特性を測定する方法を説明する。まず、容器1および容器15の開口部を介して干渉光学系を調整し、開口部に蓋をする工程を実施例1と同様に行い、容器1および容器15の内部を窒素に置換する。
【0057】
ここで、干渉縞の測定について具体的に以下に説明する。光源42から発射された光束を、透明光学窓12を通過させた後、ハーフミラー31によって、2つの光束に分割する。
【0058】
分割した光束のうち、ハーフミラー31を部分的に透過した光束、即ち測定光は、ハーフミラー34およびハーフミラー3を部分的に透過し、更に透明光学窓12を通過して、集光レンズ20を経由して被測定光学系に入射する。被測定光学系を通過した光束は、折り返し反射ミラー21によって反射し、再び被測定光学系、集光レンズ20を経由し、透明光学窓12を通過する。更に、ハーフミラー3によって部分的に反射し、折り曲げミラー6により反射した後、ハーフミラー7へ入射する。
【0059】
一方、ハーフミラー31を部分的に反射した光束、即ち参照光は、折り曲げミラー32および折り曲げミラー33を経由し、ハーフミラー34で部分的に反射し、ハーフミラー3で部分的に反射される。更に、折り曲げミラー4、5を経由した後、ハーフミラー7へ入射する。
【0060】
ハーフミラー7を部分的に透過した測定光と、ハーフミラー7で部分的に反射した参照光とを重ね合わせて干渉縞を生成する。そして、その干渉縞を観測することによって、被測定光学系の光学特性を測定する。
【0061】
本実施形態でも、干渉光学系の歪み、干渉光学系内のゆらぎおよび干渉光学系内への酸素の混入を防止することによって、誤差の発生しない干渉測定装置を提供できる。
【0062】
以上、光学系の光学特性を測定する場合について説明したが、いずれの実施形態を用いて光学素子の光学特性を測定した場合においても、測定結果は良好である。
【0063】
【実施例4】
図6は、本発明の光学系を用いた投影露光装置の概念図である。投影露光装置は、フォトレジストを表面に塗布したウェハ上にレチクルのマスクパターンを縮小投影露光する装置である。
【0064】
図6で、100はエキシマレーザ等の真空紫外光を射出する光源、Rはマスクパターンを備えたレチクル、101は光源100からの光をレチクルRに照射する照明光学系、Wはフォトレジスト701を表面に塗布したウェハ、500はレチクルRのマスクパターンをウェハW上に縮小投影露光する投影光学系、301はウェハWを移動させるウェハステージ、201はレチクルRを移動させるレチクルステージである。
【0065】
光源100から射出された真空紫外光は、照明光学系101で整形・均一化された後、レチクルRに照射され、レチクルRを透過する。投影光学系500は、レチクルRを透過した光をウェハWに照射することによって、レチクルRのマスクパターンをウェハWの表面に縮小投影露光する。
【0066】
投影光学系500は、レチクルRのパターンを非常に正確にウェハW上に縮小投影露光する光学系であり、高い解像度が必要である。高い解像度の投影光学系500を製造するためには、投影光学系500の光学特性を高精度に測定し、調整する必要がある。本発明の光学系は、その光学特性の測定誤差が無いので、調整は良好であり、その光学系を用いた投影露光装置は高い結像性能を確保できる。
【0067】
また、投影光学系500以外の光学系についても、本発明によるもので構成すれば、高い結像性能を有する投影露光装置となることは言うまでもない。
【0068】
【発明の効果】
本発明によれば、外部に通じる開口部を有する第一の容器の内部に、第一の容器に通じる開口部を有する第二の容器を設け、第二の容器に収めた干渉光学系の歪み、干渉光学系内のゆらぎおよび干渉光学系内への酸素の混入を防止することによって、誤差の発生しない干渉測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に係る干渉測定装置の概念図である。
【図2】本発明の第二の実施形態に係る干渉測定装置の概念図である。
【図3】本発明の第三の実施形態に係る干渉測定装置の概念図である。
【図4】従来の干渉測定装置を示す概念図である。
【図5】従来の別の干渉測定装置を示す概念図である。
【図6】投影露光装置の概念図である。
【符号の説明】
1 第二の容器
15 第一の容器
2、42 光源
3、7、13、14、17、31、34 ハーフミラー
4、5、6、16、19、32、33 折り曲げミラー
8 検出器
12 透明光学窓
20、25 集光レンズ
21 折り返し反射ミラー
26 ピンホール
27 コリメータレンズ
81,82,83,84 バルブ
97,98 ガス供給部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interference measurement method, an interference measurement device, an optical element, an optical system, and a projection exposure device.
[0002]
[Prior art]
The projection exposure apparatus is an apparatus that accurately projects and exposes a fine circuit pattern drawn on a mask onto a wafer surface. In particular, recently, an apparatus using light having a wavelength of 200 nm or less called vacuum ultraviolet light as a light source has been developed, and the processing accuracy of a circuit pattern manufactured by a projection exposure apparatus has been increasingly higher.
[0003]
It is necessary to use optical elements and optical systems incorporated in these projection exposure apparatuses after measuring optical characteristics with high precision. This is because the accuracy of the measurement of the optical characteristics greatly affects the accuracy of the semiconductor to be processed.
[0004]
As an apparatus for measuring optical characteristics of an optical element or an optical system used in a projection exposure apparatus with high accuracy, an interference measuring apparatus is exemplified. 2. Description of the Related Art An interference measurement apparatus is an apparatus that measures optical characteristics of an optical element or an optical system by using light interference. Specifically, the reference light having a uniform wavefront shape is superimposed on the measurement light passing through the optical element or the optical system, and the optical characteristics of the optical element or the optical system are changed by interference fringes resulting from the phase shift. Measure.
[0005]
Since the optical characteristics of these optical elements and optical systems have wavelength dependence, even if the optical characteristics are measured at a wavelength different from the used wavelength, an error will occur from the optical characteristics at the used wavelength. Therefore, the optical characteristics of the optical element and the optical system are measured using the wavelength to be used. Therefore, when measuring the optical characteristics of an optical element or an optical system used in a projection exposure apparatus using vacuum ultraviolet light as a light source, it is necessary to use vacuum ultraviolet light.
[0006]
However, the energy of vacuum ultraviolet light is attenuated by the absorption of energy by oxygen. In the interference measurement device, it is difficult to perform accurate measurement because the interference effect is weakened particularly when the reference light and the measurement light are attenuated, and therefore, at least in the interference measurement device using vacuum ultraviolet light as a light source, It is necessary to avoid disposing the interference optical system relating to the reference light and the measurement light in the atmosphere.
[0007]
Therefore, it is necessary to use a gas which does not easily absorb the vacuum ultraviolet light for the atmosphere of the interference optical system using the vacuum ultraviolet light as a light source. Examples of such a gas include a nitrogen gas and a helium gas. Specifically, after placing the interference optical system in a sealable container, exhausting the atmosphere inside the container, and then replacing the atmosphere of the interference optical system with nitrogen from the atmosphere by introducing nitrogen gas or the like into the container, The optical characteristics are measured.
[0008]
FIG. 4 is a conceptual diagram of a conventional interference measurement device. In FIG. 4, 51 is a container, 52 is a transparent optical window, 50 and 56 are half mirrors, and 53, 54 and 55 are folding mirrors. In FIG. 4, the portion accommodated in the container 51 is the interference optical system, and the atmosphere of the optical path included in this portion needs to be replaced from the atmosphere with nitrogen gas or the like.
[0009]
The measuring method using the apparatus shown in FIG. 4 will be described below. The container 51 in which the interference optical system is set is tightened with the
[0010]
The light emitted from the
[0011]
On the other hand, the light beam of the reference light enters the
[0012]
Since the state of the interference fringes corresponds to the disturbance of the wavefront caused by the measured optical system, the optical characteristics of the measured optical system can be measured.
A configuration as shown in the conceptual diagram of FIG. 5 has also been proposed. In FIG. 5, an opening is provided in the
[0013]
The operation of the device shown in FIG. 5 will be described below. The opening of the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the configuration shown in FIG. 4, the container 58 is distorted because the bolt 58 is tightened and pressure is applied to the
[0015]
Further, in the apparatus shown in FIG. 5, even during the measurement, the nitrogen gas in the
[0016]
The present invention solves the above problems and provides an interference measurement device that does not generate an error by preventing distortion of the interference optical system, fluctuation in the interference optical system, and mixing of oxygen into the interference optical system. The purpose is to do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A first invention provides a first container, and a second container housed in the first container, in which an interference optical system for measuring interference of the measured optical system or the measured optical element is disposed. And a light source, and a detector, using an interference measurement device including: an interference measurement method for performing interference measurement of the optical element to be measured or the optical system to be measured; A first supply step of supplying one gas, a second supply step of supplying a second gas different from the atmosphere into the second container, and interference measurement of the measured optical element or the measured optical system. And performing the interference measurement step after the end of the second supply step.
[0018]
With such a configuration, it is possible to provide an interference measurement method in which an error hardly occurs.
A second invention is characterized in that, in the interference measurement method according to the first aspect, the first supply step is performed during the interference measurement step.
[0019]
With such a configuration, the intrusion of oxygen into the interference optical system can be reliably prevented, so that it is possible to provide an interference measurement method with less error.
According to a third aspect of the present invention, in the interference measurement method according to the first aspect, the first gas and the second gas are any one of nitrogen, helium, and argon, respectively. .
[0020]
With such a configuration, since the light is not attenuated in the interference optical system, it is possible to provide an interference measurement method with less error.
A fourth aspect of the present invention is the interference measurement method according to the third aspect, wherein the first gas is of the same type as the second gas.
[0021]
With such a configuration, since an airflow is not disturbed due to mixing of gases, an interference measurement method that does not cause an error can be provided.
A fifth aspect of the present invention is the interference measurement method according to the first aspect, wherein the wavelength of the light from the light source is 200 nm or less.
[0022]
With such a configuration, it is possible to provide an interference measurement method in which an error does not occur in the interference measurement of the optical element and the optical system corresponding to light having a wavelength of 200 nm or less.
[0023]
According to a sixth aspect, in the interference measurement method according to
[0024]
With such a configuration, since the light is not attenuated in the interference optical system, it is possible to provide an interference measurement method with less error.
A seventh invention is an interference measurement apparatus that performs interference measurement of an optical system to be measured or an optical element to be measured, wherein the first container and the optical system to be measured are housed in the first container. A second container in which an interference optical system for performing interference measurement of the measured optical element is arranged, a light source, a detector, and a first gas supply unit that supplies gas to the inside of the first container. Wherein the first container has an opening communicating with the outside of the first container, and the second container has an opening communicating with the first container.
[0025]
With such a configuration, it is possible to provide an interference measurement device in which an error hardly occurs.
According to an eighth aspect of the present invention, in the interferometer according to the seventh aspect, a second gas supply unit that supplies the gas into the second container is provided.
[0026]
With such a configuration, the gas in the second container can be surely replaced, so that it is possible to provide an interference measurement device with less error.
According to a ninth aspect, in the interferometer according to the seventh aspect, the wavelength of the light emitted from the light source is 200 nm or less.
[0027]
With such a configuration, it is possible to provide an interference measurement device that does not cause an error in interference measurement of an optical element and an optical system corresponding to light having a wavelength of 200 nm or less.
[0028]
A tenth invention is characterized in that the optical characteristics of the optical element are measured by the method according to any one of the first to sixth aspects.
With such a configuration, it is possible to provide an optical element with good measurement accuracy of optical characteristics.
[0029]
An eleventh invention is characterized in that the optical characteristics of the optical system are measured by any one of the first to sixth methods.
With such a configuration, it is possible to provide an optical system with good measurement accuracy of optical characteristics.
According to a twelfth aspect, an optical system according to the eleventh aspect is used in a projection exposure apparatus.
[0030]
According to the present invention, it is possible to provide a projection exposure apparatus having good optical characteristic accuracy.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0032]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of the present invention. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0033]
In FIG. 1,
[0034]
Next, a method for measuring the optical characteristics of the optical system using the interference measurement device shown in FIG. 1 will be described. First, after adjusting each optical element of the measurement optical system, the openings of the
[0035]
Next, the
[0036]
In this state, the interference fringes of the measured optical system are measured. During the measurement, the
[0037]
Here, the measurement of interference fringes will be specifically described below. After the light emitted from the
[0038]
On the other hand, the luminous flux of the measurement light passes through the transparent
[0039]
In the half mirror 7, the light obtained by superimposing the partially reflected reference light and the partially transmitted measurement light passes through the transparent
[0040]
In such a configuration, as described above, fluctuation of the optical path in the optical attenuation / interference optical system due to mixing of oxygen does not occur. Further, since the
[0041]
Therefore, in the present embodiment, by preventing distortion of the interference optical system, fluctuation in the interference optical system, and entry of oxygen into the interference optical system, it is possible to provide an interference measurement device in which no error occurs.
[0042]
It should be noted that a configuration in which the nitrogen
[0043]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the present invention. Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
[0044]
In FIG. 2, 13, 14 and 17 are half mirrors, and 19 and 16 are bending mirrors. 25 is a condenser lens, 26 is a pinhole, and 27 is a collimator lens. Other configurations are the same as in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
[0045]
The present embodiment is configured to generate reference light from measurement light in order to prevent a decrease in contrast of interference fringes caused by a decrease in the amount of measurement light passing through the measured optical system.
[0046]
A method for measuring the optical characteristics of the optical system using the interference measurement device according to the present embodiment will be described. First, the process of adjusting the interference optical system through the openings of the
[0047]
Here, the measurement of interference fringes will be specifically described below. The light emitted from the
[0048]
Of the split light beams, the light beam partially transmitted through the half mirror 14 is incident on the
[0049]
On the other hand, the light beam partially reflected by the half mirror 14 is condensed by the condensing lens 25 via the bending mirror 19 and enters the pinhole 26. The wavefront of the light emitted from the pinhole 26 becomes a substantially ideal spherical wave, and becomes the reference light. The reference light enters the
[0050]
In the
[0051]
Even in such a configuration, the optical path in the optical attenuation / interference optical system does not fluctuate due to mixing of oxygen. Further, since the
[0052]
Therefore, in the present embodiment, by preventing distortion of the interference optical system, fluctuation in the interference optical system, and entry of oxygen into the interference optical system, it is possible to provide an interference measurement device in which no error occurs.
[0053]
In the configuration shown in FIG. 1, the optical path length of the measurement light is longer than the optical path length of the reference light because it passes through the optical system to be measured. In such a configuration, if a short pulse laser such as an excimer laser is used as the light source, the optical path difference between the measurement light and the reference light may be longer than the pulse length of the light source light. In this case, the measurement light and the reference light do not overlap in the detection unit, and no interference fringe is generated. FIG. 3 shows a configuration in which the optical path lengths of the measurement light and the reference light are adjusted so that the optical path of the measurement light and the optical path of the reference light have substantially the same distance.
[0054]
That is, FIG. 3 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the present invention. Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, 31 and 34 are half mirrors, 32 and 33 are bending mirrors, and 42 is a light source. The light source 42 is an excimer laser that oscillates short pulse light in a vacuum ultraviolet region. Other configurations are the same as in the first embodiment.
[0055]
In this configuration, light from the light source 42 is split by the
[0056]
A method for measuring the optical characteristics of the optical system using the interference measurement device according to the present embodiment will be described. First, the process of adjusting the interference optical system through the openings of the
[0057]
Here, the measurement of interference fringes will be specifically described below. After the light beam emitted from the light source 42 passes through the transparent
[0058]
Of the divided light beams, the light beam partially transmitted through the
[0059]
On the other hand, the light beam partially reflected by the
[0060]
The measurement light partially transmitted through the half mirror 7 and the reference light partially reflected by the half mirror 7 are overlapped to generate an interference fringe. Then, the optical characteristics of the measured optical system are measured by observing the interference fringes.
[0061]
Also in the present embodiment, it is possible to provide an interference measurement device that does not generate an error by preventing distortion of the interference optical system, fluctuation in the interference optical system, and mixing of oxygen into the interference optical system.
[0062]
The case where the optical characteristics of the optical system are measured has been described above, but the measurement results are good even when the optical characteristics of the optical element are measured using any of the embodiments.
[0063]
FIG. 6 is a conceptual diagram of a projection exposure apparatus using the optical system of the present invention. The projection exposure apparatus is an apparatus that performs a reduced projection exposure of a mask pattern of a reticle on a wafer having a surface coated with a photoresist.
[0064]
6,
[0065]
The vacuum ultraviolet light emitted from the
[0066]
The projection
[0067]
It is needless to say that an optical system other than the projection
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, inside the first container having an opening communicating with the outside, a second container having an opening communicating with the first container is provided, and distortion of the interference optical system housed in the second container is provided. By preventing fluctuations in the interference optical system and the incorporation of oxygen into the interference optical system, it is possible to provide an interference measurement device that does not generate an error.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an interference measurement device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of an interference measurement device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of an interference measurement device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a conventional interference measurement device.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing another conventional interference measurement device.
FIG. 6 is a conceptual diagram of a projection exposure apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第一の容器内部に大気と異なる第一の気体を供給する第一の供給工程と、前記第二の容器内部に大気と異なる第二の気体を供給する第二の供給工程と、前記被測定光学素子または被測定光学系の干渉測定を行う干渉測定工程とを有し、前記干渉測定工程は、前記第二の供給工程の終了後に行うことを特徴とする干渉測定方法。A first container, a second container housed in the first container, in which an interference optical system for performing interference measurement of an optical system to be measured or an optical element to be measured is arranged, a light source, and detection. An interference measurement method for performing interference measurement of an optical element to be measured or an optical system to be measured, using an interference measurement device comprising:
A first supply step of supplying a first gas different from the atmosphere into the first container; a second supply step of supplying a second gas different from the atmosphere into the second container; An interference measurement step of performing interference measurement of the measurement optical element or the optical system to be measured, wherein the interference measurement step is performed after the second supply step is completed.
前記干渉測定工程中は、前記第一の供給工程を行うことを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to claim 1,
The interference measurement method, wherein the first supply step is performed during the interference measurement step.
前記第一の気体および前記第二の気体は、それぞれ窒素、ヘリウム及びアルゴンのうちのいずれかの気体であることを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to claim 1,
The first gas and the second gas are each one of nitrogen, helium, and argon.
前記第一の気体は、前記第二の気体と同一の種類であることを特徴とする干渉測定方法。The interference measurement method according to claim 3,
The said 1st gas is the same kind as the said 2nd gas, The interference measuring method characterized by the above-mentioned.
前記光源からの光の波長は、200nm以下であることを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to claim 1,
The wavelength of light from the light source is 200 nm or less.
前記第二の供給工程は、前記第二の容器の内部に、前記第一の容器の内部の気体を供給する工程であることを特徴とする干渉測定方法。In the interference measurement method according to claim 1,
The said 2nd supply process is a process of supplying the gas inside the said 1st container inside the said 2nd container, The interference measurement method characterized by the above-mentioned.
第一の容器と、前記第一の容器に収納され、内部に前記被測定光学系または前記被測定光学素子の干渉測定を行うための干渉光学系が配置された第二の容器と、光源と、検出器と、前記第一の容器内部に気体を供給する第一の気体供給手段とを有し、
前記第一の容器は、前記第一の容器の外部に通じる開口部を有し、
前記第二の容器は、前記第一の容器に通じる開口部を有することを特徴とする干渉測定装置。An interference measurement apparatus that performs interference measurement of the measured optical system or the measured optical element,
A first container, housed in the first container, a second container in which an interference optical system for performing interference measurement of the measured optical system or the measured optical element is disposed, and a light source. Having a first gas supply means for supplying a gas to the inside of the first container,
The first container has an opening communicating with the outside of the first container,
The said 2nd container has an opening part connected to the said 1st container, The interference measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
前記第二の容器内部に前記気体を供給する第二の気体供給手段を設けたことを特徴とする干渉測定装置。The interference measurement apparatus according to claim 7,
An interferometer having a second gas supply means for supplying the gas inside the second container.
前記光源から照射する光の波長は、200nm以下であることを特徴とする干渉測定装置。The interference measurement apparatus according to claim 7,
The wavelength of light emitted from the light source is 200 nm or less.
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