JP2005243771A - Aligner - Google Patents

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light
exposure
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preheating
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Masayuki Shiraishi
雅之 白石
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Nikon Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform preheating of an optical element without shortening the lifetime of a light source for exposure. <P>SOLUTION: The pattern image of a mask 111 is projected to a photosensitive substrate 112 through a plurality of optical elements by exposure light 108 from a light source 101. At least two of the plurality of optical elements are irradiated with preheating light from a second light source L. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、投影露光装置に関し、例えば、X線を用いてミラープロジェクション方式によりマスク上のパターンを感光性基板上に転写するX線投影露光装置に用いて好適な投影露光装置に関するものである。   The present invention relates to a projection exposure apparatus, for example, a projection exposure apparatus suitable for use in an X-ray projection exposure apparatus that transfers a pattern on a mask onto a photosensitive substrate by using a mirror projection method using X-rays.

従来、半導体素子などの製造に使用される露光装置は、マスク(レチクル)上に形成された回路パターンを、投影光学系を介してウエハ等の感光性基板上に投影転写する。感光性基板上にはレジストが塗布されており、投影光学系を介した投影露光によりレジストを感光させてマスクパターンに対応したレジストパターンを得ている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element projects and transfers a circuit pattern formed on a mask (reticle) onto a photosensitive substrate such as a wafer via a projection optical system. A resist is applied on the photosensitive substrate, and the resist is exposed by projection exposure through a projection optical system to obtain a resist pattern corresponding to the mask pattern.

ここで、露光装置の解像力Wは、露光光の波長λと投影光学系の開口数NAとに依存し、次式で表される。
W=k×λ/NA (k;定数)
従って、露光装置の解像力を向上させるためには、露光光の波長λを短くするか、あるいは投影光学系の開口数NAを所定値以上に大きくすることが必要となる。
一般に、投影光学系の開口数NAを所定値以上に大きくすることは光学設計の観点から困難であるため、今後は露光光の短波長化が必要となる。例えば、露光光として波長が248nmのKrFエキシマレーザを用いると0.25μmの解像力が得られ、波長が193nmのArFエキシマレーザを用いると0.18μmの解像力が得られる。
Here, the resolving power W of the exposure apparatus depends on the wavelength λ of the exposure light and the numerical aperture NA of the projection optical system, and is expressed by the following equation.
W = k × λ / NA (k: constant)
Therefore, in order to improve the resolving power of the exposure apparatus, it is necessary to shorten the wavelength λ of the exposure light or increase the numerical aperture NA of the projection optical system to a predetermined value or more.
In general, since it is difficult to increase the numerical aperture NA of the projection optical system to a predetermined value or more from the viewpoint of optical design, it is necessary to shorten the wavelength of exposure light in the future. For example, when a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm is used as exposure light, a resolution of 0.25 μm can be obtained, and when an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm is used, a resolution of 0.18 μm can be obtained.

また、露光光としてさらに波長の短いX線を用いた場合には、例えば波長が13nmで0.1μm以下の解像力が得られることになる。この技術は、最近ではEUV(Extreme Ultraviolet、極紫外線、軟X線)リソグラフィとも呼ばれており、従来の光リソグラフィでは実現不可能な45nm以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。   Further, when X-rays having a shorter wavelength are used as the exposure light, for example, a resolution of 0.1 μm or less at a wavelength of 13 nm can be obtained. This technique is also recently called EUV (Extreme Ultraviolet, Soft X-ray) lithography, and is expected as a lithography technique having a resolution of 45 nm or less that cannot be realized by conventional optical lithography.

この種のEUVリソグラフィを行うEUV露光装置においては、全ての光学素子は反射系であり、その表面にはEUV光を反射する多層膜などが施されている。EUV光用の多層膜には、Mo/Siなどが用いられているが、その反射率は概ね70%程度であり、残り30%は多層膜に吸収されて熱に変わる。そのため、各ミラーはEUV光の照射により発熱し、ミラーの熱変形(熱膨張)を引き起こして光学系の特性を劣化させる懸念がある。そのため、ミラーの熱変形を抑制するための方策や、効率よくミラーを冷却するための方策が検討されており、ミラーで熱が発生しても光学系の特性を劣化させない工夫が種々検討されている(例えば特許文献1参照)。
特開平5−190409号公報
In an EUV exposure apparatus that performs this type of EUV lithography, all optical elements are reflective systems, and a multilayer film that reflects EUV light is applied to the surface thereof. Mo / Si or the like is used for the EUV light multilayer film, but its reflectance is approximately 70%, and the remaining 30% is absorbed by the multilayer film and converted to heat. For this reason, each mirror generates heat upon irradiation with EUV light, and there is a concern that the mirror may be thermally deformed (thermal expansion) to deteriorate the characteristics of the optical system. For this reason, measures for suppressing thermal deformation of the mirror and measures for efficiently cooling the mirror have been studied, and various devices that do not deteriorate the characteristics of the optical system even if heat is generated in the mirror have been studied. (For example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-190409

しかしながら、上述したような従来技術は、主として熱的な定常状態における特性に対するものであって、EUV光を照射し始めた非定常状態においてはその挙動はさらに複雑であり、定常状態に到達するまでの間に光学系の特性も大きく変動すると考えられる。
従って、その間(非定常状態)に露光動作を行うと、光学系の熱的な非定常状態による特性劣化に起因して良好な像が得られない虞がある。
However, the above-described prior art is mainly for the characteristics in the thermal steady state, and the behavior is more complicated in the unsteady state where the EUV light starts to be irradiated until the steady state is reached. It is considered that the characteristics of the optical system fluctuate greatly during
Therefore, if the exposure operation is performed during that period (unsteady state), there is a possibility that a good image cannot be obtained due to the characteristic deterioration due to the thermal unsteady state of the optical system.

そこで、露光前に熱的に安定状態にしておくためにEUV光を照射して光学系を予備加熱する、いわゆる暖機運転を行うことも考えられるが、暖機運転で露光用光源を運転した場合、高価な光源の短寿命化を引き起こすとともに、照明光学系を汚染してしまう虞がある。   Therefore, it is conceivable to perform a so-called warm-up operation in which the optical system is preheated by irradiating EUV light in order to keep it in a thermally stable state before exposure, but the exposure light source was operated in the warm-up operation. In this case, there is a possibility that the lifetime of the expensive light source is shortened and the illumination optical system is contaminated.

また、暖機用EUV光によりウエハが感光しないように、ステージにウエハが搭載されていない状態で光学系にEUV光を導入する必要がある。露光を開始するためには、一旦光源の運転を停止し、その後、ウエハをステージに搭載した後に、再度光源の運転を開始する必要がある。
この場合、ウエハをステージに搭載している間にEUV光の照射を停止する時間が存在するため、この間に光学系が冷めてしまい、露光開始時には再び熱的に非定常状態に陥っているという問題が生じる。
Further, it is necessary to introduce EUV light into the optical system in a state where the wafer is not mounted on the stage so that the wafer is not exposed to the warm-up EUV light. In order to start the exposure, it is necessary to once stop the operation of the light source, and then start the operation of the light source again after mounting the wafer on the stage.
In this case, there is a time to stop the irradiation of the EUV light while the wafer is mounted on the stage, so that the optical system cools down during this time, and at the start of exposure, it is said to be in a thermally unsteady state again. Problems arise.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、露光用光源の短寿命化を招くことなく、光学素子に対する予備加熱を実施できる露光装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、光学素子が熱的に安定した状態での露光処理を可能にする露光装置を提供することである。
なお、本明細書で記載する定常状態とは、光学系(光学素子)の特性変動が露光性能を劣化させない範囲(仕様範囲)に収まっている状態のことである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of preheating the optical element without reducing the life of the exposure light source. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus that enables exposure processing in a state in which an optical element is thermally stable.
In addition, the steady state described in this specification is a state in which the characteristic variation of the optical system (optical element) is within a range (specification range) that does not deteriorate the exposure performance.

上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図1ないし図3に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置は、光源(101)からの露光光(108)によりマスク(111)のパターン像を、複数の光学素子(CM1〜CM6)を介して感光性基板(112)に投影する露光装置(100)であって、複数の光学素子(CM1〜CM6)に対して予備加熱用の光を照射する第2光源(L)を有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 3 showing the embodiment.
The exposure apparatus of the present invention exposes a pattern image of a mask (111) onto a photosensitive substrate (112) via a plurality of optical elements (CM1 to CM6) by exposure light (108) from a light source (101). The apparatus (100) has a second light source (L) that irradiates a plurality of optical elements (CM1 to CM6) with preheating light.

従って、本発明の露光装置では、露光前に第2光源(L)から予備加熱用の光(予備加熱光)を照射し、複数の光学素子(CM1〜CM6)を予備加熱することにより、光学素子(CM1〜CM6)を熱的に定常状態(安定状態)とすることができる。このとき、本発明では露光光用の光源(101)については運転を停止させることができるので、光源(101)の短寿命化を防止することができる。また、予備加熱に光を用いているため、1つの光源により複数の光学素子を加熱することが可能である。実際の露光装置では装置内に加熱手段を配置するスペースは限られる。本発明では光学素子の数よりも少ない数の予備加熱用の光源によって光学素子を温めることができるため、装置設計の自由度が増す。   Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, before the exposure, light for preheating (preheating light) is irradiated from the second light source (L), and the plurality of optical elements (CM1 to CM6) are preheated, so that the optical The elements (CM1 to CM6) can be thermally brought into a steady state (stable state). At this time, in the present invention, since the operation of the light source (101) for exposure light can be stopped, it is possible to prevent the life of the light source (101) from being shortened. Further, since light is used for preheating, it is possible to heat a plurality of optical elements with one light source. In an actual exposure apparatus, the space for arranging the heating means in the apparatus is limited. In the present invention, since the optical elements can be warmed by the number of light sources for preheating smaller than the number of optical elements, the degree of freedom in designing the apparatus is increased.

第2光源(L)としては、感光性基板(112)に対して非感光の波長域を有する光を出射することが好ましい。
予備加熱時には光学素子(CM1〜CM6)に照射された予備加熱光が光学素子(CM1〜CM6)から感光基板(112)へ向けて出射されるが、本発明では、予備加熱光により感光基板(112)を感光させることがないため、基板(112)をステージに搭載する際にも予備加熱光を継続して照射できるため、光学素子(CM1〜CM6)が冷めてしまい再度熱的に非定常状態に陥ってしまうことを回避できる。
The second light source (L) preferably emits light having a non-photosensitive wavelength region with respect to the photosensitive substrate (112).
In the preliminary heating, the preliminary heating light applied to the optical elements (CM1 to CM6) is emitted from the optical elements (CM1 to CM6) toward the photosensitive substrate (112). 112) is not exposed to light, so that the preheating light can be continuously irradiated even when the substrate (112) is mounted on the stage. Therefore, the optical elements (CM1 to CM6) are cooled down and thermally unsteady again. It is possible to avoid falling into a state.

また、予備加熱用の光の光路範囲としては、露光光(108)の光路範囲の一部と略同一であることが好ましい。
光路範囲とは有効な光束の大きさとその光路のことを意味する。つまり、有効なビームの大きさとそのビームの光路の一部を予備加熱用の光と露光光とで共通とすることにより、例えば光学素子(CM1〜CM6)の温度分布等について露光光の照射時と略同一の状態で光学素子を定常状態とすることができ、より熱的に安定した状態で露光処理を開始することが可能になる。
The optical path range of the preheating light is preferably substantially the same as a part of the optical path range of the exposure light (108).
The optical path range means an effective luminous flux size and its optical path. That is, by making the effective beam size and a part of the optical path of the beam common to the preheating light and the exposure light, for example, the temperature distribution of the optical elements (CM1 to CM6) is irradiated with the exposure light. Thus, the optical element can be brought into a steady state in substantially the same state, and the exposure process can be started in a more thermally stable state.

また、露光光がマスク(111)で反射した後の当該露光光のエネルギ量に基づいて、第2光源(L)の出力を設定することが好ましい。
これにより、露光時に光学素子(CM1〜CM6)に照射されるエネルギ量と略同一のエネルギ量で光学素子(CM1〜CM6)を予備加熱することができ、より熱的に安定した状態で露光処理を開始することが可能になる。
Moreover, it is preferable to set the output of the second light source (L) based on the energy amount of the exposure light after the exposure light is reflected by the mask (111).
As a result, the optical elements (CM1 to CM6) can be preheated with an energy amount substantially the same as the amount of energy irradiated to the optical elements (CM1 to CM6) during exposure, and the exposure process is performed in a more thermally stable state. It becomes possible to start.

また、複数の光学素子の一部(CM5、CM6)に対して予備加熱用の光を照射する第3光源(LL)を有する構成も好適である。
従って、本発明では、第2光源(L)から照射された予備加熱光が複数の光学素子のいくつか(CM1〜CM4)を反射するうちに途中で照射エネルギ量が低下した場合でも、第3光源(LL)から照射された予備加熱光により、低下した照射エネルギ量を補うことが可能になる。
なお、第3光源(LL)を用いる場合も、感光性基板(112)に対して非感光の波長を有する光を出射する構成や、その光路が露光光の光路の一部と略同一である構成であることが好ましい。
第2光源(L)からの予備加熱用の光は、複数の光学素子のうちマスク(111)からの光を最初に入射する光学素子(CM1)と、マスク(111)との間から光学素子(CM1〜CM6)へ導入される構成を採用可能である。
マスク(111)と投影光学系との間は相対的に光束を入射させる空間を確保しやすいため、ここから予備加熱用の光を導入することが好ましい。
また、予備加熱用の光はマスク(111)にも照射され、光学素子(CM1〜CM6)と同時にマスク(111)も予備加熱する構成も好適である。
本手段によれば、マスクも予備加熱するため、熱的過渡状態から定常状態になったマスク(111)を用いて露光を行うことが可能となる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
A configuration having a third light source (LL) that irradiates a part of the plurality of optical elements (CM5, CM6) with preheating light is also preferable.
Therefore, in the present invention, even if the amount of irradiation energy decreases while the preheating light irradiated from the second light source (L) reflects some of the plurality of optical elements (CM1 to CM4), the third The preheated light emitted from the light source (LL) can compensate for the reduced irradiation energy amount.
Even when the third light source (LL) is used, the configuration in which light having a non-photosensitive wavelength is emitted to the photosensitive substrate (112) and the optical path thereof are substantially the same as part of the optical path of the exposure light. A configuration is preferred.
The preheating light from the second light source (L) is an optical element between the optical element (CM1) that first enters the light from the mask (111) and the mask (111) among the plurality of optical elements. A configuration introduced into (CM1 to CM6) can be adopted.
Since it is relatively easy to secure a space for allowing the light beam to enter between the mask (111) and the projection optical system, it is preferable to introduce preheating light from here.
In addition, a configuration in which the preheating light is also applied to the mask (111) and the mask (111) is preheated simultaneously with the optical elements (CM1 to CM6) is also preferable.
According to this means, since the mask is also preheated, it is possible to perform exposure using the mask (111) that has changed from a thermal transient state to a steady state.
In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings showing one embodiment, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.

本発明では、照明光学系の汚染を抑制できるとともに、高価な光源の寿命を延ばすことが可能になり、コスト的にも有益となる。また、本発明では、光学素子を定常状態とした後に露光処理を実施できるため、安定した良好なパターン像を基板上に転写することが可能になる。   In the present invention, contamination of the illumination optical system can be suppressed, and the lifetime of an expensive light source can be extended, which is beneficial in terms of cost. In the present invention, since the exposure process can be performed after the optical element is in a steady state, a stable and good pattern image can be transferred onto the substrate.

以下、本発明の露光装置の実施の形態を、図1ないし図4を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。
この図に示すEUV露光装置(露光装置)100は、EUV光発生装置(レーザープラズマ光源、光源)101を備えている。このEUV光発生装置101は、球状の真空容器102を備えており、この真空容器102の内部は、図示しない真空ポンプで排気(真空吸引)されている。
真空容器102内の図中上側には、多層膜放物面ミラー104が反射面104aを図中下方(+Z方向)に向けて設置されている。
Hereinafter, an embodiment of an exposure apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
(First embodiment)
FIG. 1 schematically shows an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
An EUV exposure apparatus (exposure apparatus) 100 shown in this figure includes an EUV light generation apparatus (laser plasma light source, light source) 101. The EUV light generation apparatus 101 includes a spherical vacuum vessel 102, and the inside of the vacuum vessel 102 is exhausted (vacuum suction) by a vacuum pump (not shown).
A multilayer parabolic mirror 104 is installed on the upper side of the vacuum vessel 102 in the drawing with the reflecting surface 104a facing downward (+ Z direction) in the drawing.

真空容器102の図中右方(+Y方向)には、レンズ106が配置されており、このレンズの右方には図示しないレーザー光源が配置されている。このレーザー光源は、−Y方向に向けてパルスレーザー光105を放出する。このパルスレーザー光105は、レンズ106によって多層膜放物面ミラー104の焦点位置に集光する。この焦点位置には、ノズル先端から噴き出すキセノン(Xe)ガスが供給されており、集光されたパルスレーザー光105が噴き出したキセノンガス(標的材料103)に照射されるとプラズマ107が生成される。このプラズマ107は、13nm付近の波長帯のEUV光(露光光)108を放射する。   A lens 106 is arranged on the right side (+ Y direction) of the vacuum vessel 102 in the drawing, and a laser light source (not shown) is arranged on the right side of the lens. This laser light source emits pulsed laser light 105 in the −Y direction. The pulsed laser beam 105 is condensed at the focal position of the multilayer parabolic mirror 104 by the lens 106. Xenon (Xe) gas ejected from the nozzle tip is supplied to the focal position, and plasma 107 is generated when the condensed pulse laser beam 105 is irradiated to the ejected xenon gas (target material 103). . The plasma 107 emits EUV light (exposure light) 108 in a wavelength band near 13 nm.

真空容器102の下部には、可視光をカット(遮光)するEUV光フィルター109が設けられている。EUV光108は、多層膜放物面ミラー104によって+Z方向に反射されてEUV光フィルター109を通過し、露光チャンバ110に導かれる。このとき、EUV光108の可視光帯域のスペクトルがカットされる。   An EUV light filter 109 that cuts (shields) visible light is provided below the vacuum container 102. The EUV light 108 is reflected in the + Z direction by the multilayer parabolic mirror 104, passes through the EUV light filter 109, and is guided to the exposure chamber 110. At this time, the spectrum of the visible light band of the EUV light 108 is cut.

なお、本実施の形態においては、標的材料としてキセノンガスを用いているが、キセノンクラスターや液滴等でもよく、ズズ(Sn)等の物質であってもよい。またEUV光発生装置101としてレーザープラズマ光源を用いているが、放電プラズマ光源を採用することもできる。放電プラズマ光源とは、パルス高電圧の放電により標的材料をプラズマ化し、このプラズマからEUV光を放射させるものである。   In this embodiment, xenon gas is used as a target material, but a xenon cluster, a droplet, or the like may be used. Further, although a laser plasma light source is used as the EUV light generation apparatus 101, a discharge plasma light source can also be adopted. The discharge plasma light source is a device that turns a target material into plasma by pulse high voltage discharge and emits EUV light from the plasma.

EUV光発生装置101の図中下方には、露光チャンバ110が設置されている。露光チャンバ110の内部には、照明光学系113が配置されている。照明光学系113は、コンデンサ系の反射鏡、フライアイ光学系の反射鏡等で構成されており(図では簡略化して示されている)、EUV光発生装置101から入射したEUV光108を円弧状に成形し、図中左方(−Y方向)に向けて照射する。   An exposure chamber 110 is installed below the EUV light generation apparatus 101 in the drawing. An illumination optical system 113 is disposed inside the exposure chamber 110. The illumination optical system 113 includes a condenser mirror, a fly-eye optical mirror, and the like (shown in a simplified manner in the drawing), and the EUV light 108 incident from the EUV light generation apparatus 101 is circular. It is shaped into an arc and irradiated toward the left (-Y direction) in the figure.

照明光学系113の左方には、反射鏡115が配置されている。この反射鏡115は、円形の凹面鏡であり、反射面115aが図中右方(+Y方向)に向くように、図示しない保持部材により垂直に(Z軸に平行に)保持されている。反射鏡115の図中右方には、光路折り曲げ反射鏡116が配置されている。この光路折り曲げ反射鏡116の図中上方には、反射型マスク111が反射面111aが下向き(+Z方向)になるように水平(XY平面に平行)に配置されている。照明光学系113から放出されたEUV光は、反射鏡115により反射集光された後に、光路折り曲げ反射鏡116を介して、反射型マスク111の反射面111aに達する。   A reflecting mirror 115 is disposed on the left side of the illumination optical system 113. The reflecting mirror 115 is a circular concave mirror, and is held vertically (parallel to the Z axis) by a holding member (not shown) so that the reflecting surface 115a faces rightward in the drawing (+ Y direction). An optical path bending reflecting mirror 116 is arranged on the right side of the reflecting mirror 115 in the drawing. Above the optical path bending reflecting mirror 116, the reflective mask 111 is disposed horizontally (parallel to the XY plane) so that the reflecting surface 111a faces downward (+ Z direction). The EUV light emitted from the illumination optical system 113 is reflected and collected by the reflecting mirror 115 and then reaches the reflecting surface 111 a of the reflective mask 111 via the optical path bending reflecting mirror 116.

反射鏡115、116は、反射面が高精度に加工された熱変形の少ない低熱膨張ガラス製の基板から構成されている。反射鏡115の反射面115aには、EUV光発生装置101の多層膜放物面ミラー104の反射面104aと同様に、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)とが交互に積層されたMo/Si多層膜が形成されている。
なお、波長が10〜15nmのEUV光を用いる場合には、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)等の物質と、シリコン(Si)、ベリリウム(Be)、4ホウ化炭素(BC)等の物質とを組み合わせた多層膜であってもよい。
The reflecting mirrors 115 and 116 are formed of a substrate made of low thermal expansion glass having a reflective surface processed with high accuracy and low thermal deformation. Similar to the reflective surface 104a of the multilayer parabolic mirror 104 of the EUV light generation apparatus 101, Mo / Si in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked on the reflective surface 115a of the reflective mirror 115. A multilayer film is formed.
When EUV light having a wavelength of 10 to 15 nm is used, a substance such as molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), silicon (Si), beryllium (Be), carbon tetraboride ( It may be a multilayer film combined with a substance such as B 4 C).

反射型マスク111の反射面111aにも多層膜からなる反射膜が形成されている。反射型マスク111の反射膜には、ウエハ(感光性基板)112に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。反射型マスク111は、図中上方に図示されたマスクステージ117に取り付けられている。マスクステージ117は、少なくともY方向に移動可能であり、光路折り曲げ反射鏡116で反射されたEUV光は、反射型マスク111上で順次走査される。   A reflective film made of a multilayer film is also formed on the reflective surface 111 a of the reflective mask 111. A mask pattern corresponding to the pattern to be transferred to the wafer (photosensitive substrate) 112 is formed on the reflective film of the reflective mask 111. The reflective mask 111 is attached to a mask stage 117 shown in the upper part of the drawing. The mask stage 117 is movable at least in the Y direction, and the EUV light reflected by the optical path bending reflecting mirror 116 is sequentially scanned on the reflective mask 111.

反射型マスク111の図中下方には、上から順に投影光学系114、ウエハ(感光性樹脂を塗布した基板)112がそれぞれ配置されている。ウエハ112は、露光面112aが図中上方(−Z方向)を向くように、XYZ方向に移動可能なウエハステージ118上に固定されている。反射型マスク111によって反射されたEUV光は、投影光学系114により所定の縮小倍率(例えば1/4)に縮小されてウエハ112上に結像する。ウエハ112上には、EUV光により感光するレジストが塗布されており、このレジストがマスク111のパターン像に応じて感光することでマスク111上のパターンがウエハ112上に転写される。   A projection optical system 114 and a wafer (a substrate coated with a photosensitive resin) 112 are disposed in order from the top below the reflective mask 111 in the drawing. The wafer 112 is fixed on a wafer stage 118 that can move in the XYZ directions so that the exposure surface 112a faces upward (−Z direction) in the drawing. The EUV light reflected by the reflective mask 111 is reduced to a predetermined reduction magnification (for example, ¼) by the projection optical system 114 and imaged on the wafer 112. A resist that is sensitive to EUV light is applied on the wafer 112, and the resist is exposed according to the pattern image of the mask 111, whereby the pattern on the mask 111 is transferred onto the wafer 112.

図2は、6枚の反射鏡で構成された投影光学系114を示す図である。
この図に示す投影光学系114は、6枚の反射鏡(光学素子)CM1〜CM6を備えており、反射型マスク111で反射されたEUV光をウエハ112に投影する。上流側(反射型マスク111に近い側)の4枚の反射鏡CM1〜CM4は、マスク111上のマスクパターンの中間像を形成する第1反射結像光学系G1を構成し、下流側(ウエハ112に近い側)の2つの反射鏡CM5、CM6は、マスクパターンの中間像をウエハ112上に縮小投影する第2反射結像光学系G2を構成している。
FIG. 2 is a diagram showing a projection optical system 114 composed of six reflecting mirrors.
The projection optical system 114 shown in this figure includes six reflecting mirrors (optical elements) CM1 to CM6, and projects the EUV light reflected by the reflective mask 111 onto the wafer 112. The four reflecting mirrors CM1 to CM4 on the upstream side (side close to the reflective mask 111) constitute a first reflective imaging optical system G1 that forms an intermediate image of the mask pattern on the mask 111, and the downstream side (wafer) The two reflecting mirrors CM5 and CM6 on the side close to 112 constitute a second reflective imaging optical system G2 that projects the intermediate image of the mask pattern on the wafer 112 in a reduced scale.

マスク111で反射されたEUV光は、第1凹面反射鏡CM1の反射面R1で反射されて、第2凹面反射鏡CM2の反射面R2で反射される。反射面R2で反射されたEUV光は、開口絞りASを通過して、第3凸面反射鏡CM3の反射面R3及び第4凹面反射鏡CM4の反射面R4で順次反射された後、マスクパターンの中間像を形成する。そして、第1反射結像光学系G1を介して形成されたマスクパターンの中間像からのEUV光は、第5凸面反射鏡CM5の反射面R5及び第6凹面反射鏡CM6の反射面R6で順次反射された後、ウエハ112上にマスクパターンの縮小像を形成する。
すなわち、本実施の形態においてEUV光は、反射鏡CM1〜CM6等の複数の光学素子(以下、単に光学素子と称する)を介してウエハ112上にパターン像を形成する構成となっている。
The EUV light reflected by the mask 111 is reflected by the reflecting surface R1 of the first concave reflecting mirror CM1, and is reflected by the reflecting surface R2 of the second concave reflecting mirror CM2. The EUV light reflected by the reflecting surface R2 passes through the aperture stop AS and is sequentially reflected by the reflecting surface R3 of the third convex reflecting mirror CM3 and the reflecting surface R4 of the fourth concave reflecting mirror CM4, and then the mask pattern. An intermediate image is formed. Then, EUV light from the intermediate image of the mask pattern formed through the first reflective imaging optical system G1 is sequentially reflected on the reflective surface R5 of the fifth convex reflector CM5 and the reflective surface R6 of the sixth concave reflector CM6. After the reflection, a reduced image of the mask pattern is formed on the wafer 112.
That is, in the present embodiment, the EUV light is configured to form a pattern image on the wafer 112 via a plurality of optical elements (hereinafter simply referred to as optical elements) such as the reflecting mirrors CM1 to CM6.

また、本実施の形態では、露光チャンバ110の内部に、ウエハ112上のレジストに対して非感光の波長域を有する光を予備加熱用の光として照射するランプ(第2光源)Lと、ランプLから照射された光、つまり予備加熱光を反射する反射鏡2とが設けられている。ランプLとしては、可視光、紫外線、赤外線等、レジストに対して非感光の波長域を有するものであればよく、理想的には反射鏡CM1〜CM6におけるMo/Si多層膜による反射率がEUV光の反射率と同等であるような波長域を有するものが好ましい。   In the present embodiment, a lamp (second light source) L for irradiating the exposure chamber 110 with light having a non-photosensitive wavelength region for the resist on the wafer 112 as preheating light, and a lamp A reflecting mirror 2 that reflects the light irradiated from L, that is, the preheating light, is provided. The lamp L may be any lamp having a non-photosensitive wavelength range with respect to the resist, such as visible light, ultraviolet light, and infrared light. Ideally, the reflectance by the Mo / Si multilayer film in the reflecting mirrors CM1 to CM6 is EUV. What has a wavelength range which is equivalent to the reflectance of light is preferable.

また、ランプLの出射する光の拡がり及び反射鏡2の配置は、反射鏡2で反射した予備加熱光が、少なくとも投影光学系114で露光時のEUV光の光路範囲と略同一の光路範囲を進行するように設定されている。さらに、ランプLは、各反射鏡CM1〜CM6への入射光量がEUV光の場合の入射光量(入射エネルギ量)と同等になる強さに設定されている。より詳細には、EUV光がマスク111で反射した後のEUV光の光量(エネルギ量)を予め計測しておき、計測した光量と同等になるようにランプLの出力が設定されている。なお、反射型マスク111も予備加熱をしておく必要がある場合には、ランプLの光をマスク111に入射させ、マスク111から反射した予備加熱光を投影光学系114へ導く構成とすることも可能である。この場合は、マスク111に入射するEUV光の光量を測定し、計測された光量による光学素子の加熱とランプLによる加熱が同等になるようにランプLの出力を設定する。
また、反射鏡2は、駆動装置3によってEUV光の光路上で予備加熱光を反射する予備加熱位置(図1に示す位置)と、EUV光の光路から退避した退避位置との間で移動自在となっている。
Further, the spread of the light emitted from the lamp L and the arrangement of the reflecting mirror 2 are such that the preheating light reflected by the reflecting mirror 2 has an optical path range substantially the same as the optical path range of EUV light at the time of exposure by the projection optical system 114 at least. It is set to progress. Further, the lamp L is set to have such an intensity that the amount of incident light on each of the reflecting mirrors CM1 to CM6 is equal to the amount of incident light (incident energy amount) in the case of EUV light. More specifically, the light amount (energy amount) of the EUV light after the EUV light is reflected by the mask 111 is measured in advance, and the output of the lamp L is set so as to be equal to the measured light amount. When the reflective mask 111 needs to be preheated, the light of the lamp L is incident on the mask 111 and the preheated light reflected from the mask 111 is guided to the projection optical system 114. Is also possible. In this case, the amount of EUV light incident on the mask 111 is measured, and the output of the lamp L is set so that heating of the optical element by the measured amount of light is equivalent to heating by the lamp L.
Further, the reflecting mirror 2 is movable between a preheating position (position shown in FIG. 1) where the driving device 3 reflects the preheating light on the optical path of the EUV light and a retreat position retracted from the optical path of the EUV light. It has become.

上記の構成の露光装置においては、運転開始前にウエハ112をウエハステージ118に搭載し、露光開始位置へ移動させる間に、EUV光の照射を停止させるとともに、反射鏡2を予備加熱位置に移動させてランプLを運転させる。これにより、予備加熱光が投影光学系114内に導入され、反射鏡(光学素子)CM1〜CM6を予備加熱する。
このとき、投影光学系114の直下にウエハ112が位置している場合であっても、当該ウエハ112(のレジスト)が感光しないため、上記の光学素子に対して予備加熱を継続的に行うことができ、暖機運転を実施できる。
In the exposure apparatus having the above configuration, the wafer 112 is mounted on the wafer stage 118 before the operation is started, and during the movement to the exposure start position, the irradiation of the EUV light is stopped and the reflecting mirror 2 is moved to the preheating position. The lamp L is operated. Thereby, preheating light is introduced into the projection optical system 114, and the reflecting mirrors (optical elements) CM1 to CM6 are preheated.
At this time, even when the wafer 112 is positioned directly under the projection optical system 114, the wafer 112 (resist thereof) is not exposed to light, and thus the above-described optical element is continuously preheated. Can be warmed up.

そして、これらの光学素子が熱的な定常状態(安定状態)となるまでに必要な予備加熱光の照射時間を予め実験やシミュレーション等で求めておき、この必要照射時間に達するまで暖機運転を実施する。ウエハ112の準備が完了してウエハ112が露光開始位置へ移動し、且つ暖機運転を所定時間実施して、光学素子が定常状態となったら、ランプLの運転を停止するとともに、駆動装置3の駆動により反射鏡2を退避位置まで移動させEUV光の照射を開始する。これにより、マスク111に形成されたパターン像をウエハ112上に投影することができる。
このときの予備加熱光とEUV光との切り替えは極めて短時間で行えるため、その間の光学素子CM1〜CM6の定常状態の乱れは無視できる程度に抑えることができる。
Then, the irradiation time of the preheating light necessary for these optical elements to be in a thermal steady state (stable state) is obtained in advance by experiments, simulations, etc., and the warm-up operation is performed until the required irradiation time is reached. carry out. When the preparation of the wafer 112 is completed, the wafer 112 moves to the exposure start position, and the warm-up operation is performed for a predetermined time and the optical element is in a steady state, the operation of the lamp L is stopped and the driving device 3 By moving the reflecting mirror 2 to the retracted position, the irradiation of EUV light is started. Thereby, the pattern image formed on the mask 111 can be projected onto the wafer 112.
At this time, the switching between the preheating light and the EUV light can be performed in a very short time, so that the disturbance in the steady state of the optical elements CM1 to CM6 can be suppressed to a negligible level.

また、ウエハ112に対する露光処理が終了すると、EUV光の照射を停止状態とした後に、反射鏡2を予備加熱位置に移動させランプLの運転を再開させる。そして、露光が終了したウエハを搬出し、次に露光処理を施すウエハをウエハステージ118に搭載して露光処理のための準備を行う。この間、光学素子への予備加熱光の照射は継続して行われているため、光学素子の熱的定常状態は維持される。そして、次処理のウエハの準備が整ったところで、予備加熱光の照射を停止状態とし、反射鏡2を退避位置に移動させた後にEUV光の照射を行いパターン像をウエハ上に投影する。   When the exposure process on the wafer 112 is completed, after the EUV light irradiation is stopped, the reflecting mirror 2 is moved to the preheating position, and the operation of the lamp L is resumed. Then, the exposed wafer is unloaded, and the wafer to be subjected to the next exposure process is mounted on the wafer stage 118 to prepare for the exposure process. During this time, since the preheating light is continuously applied to the optical element, the thermal steady state of the optical element is maintained. Then, when the wafer for the next processing is ready, the irradiation of the preheating light is stopped, the reflecting mirror 2 is moved to the retracted position, and then the EUV light is irradiated to project the pattern image on the wafer.

また、EUV露光装置100あるいは露光処理に関して軽微なトラブルが発生して一時的にレーザー光源あるいはEUV光発生装置101が停止した場合、短時間であっても光学素子は徐々に冷めてしまうが、この場合も上述したウエハ交換時と同様に予備加熱光で光学素子CM1〜CM6を予備加熱しておくことで光学素子CM1〜CM6の熱的定常状態を維持できる。   In addition, when a minor trouble occurs in the EUV exposure apparatus 100 or the exposure process and the laser light source or the EUV light generation apparatus 101 is temporarily stopped, the optical element gradually cools even in a short time. Also in this case, the optical steady state of the optical elements CM1 to CM6 can be maintained by preheating the optical elements CM1 to CM6 with preheating light in the same manner as in the wafer exchange described above.

このように、本実施の形態では、一基のランプLにより複数の光学素子CM1〜CM6を予備加熱できるので、各光学素子毎に予備加熱する場合に比べて効率的であるとともに、EUV光発生装置101を暖機運転で稼働させる必要がなくなる。EUV光発生装置101は、EUV光を発するターゲット材料(Xeガスターゲットや錫製ターゲット等)を消費し、またEUV光源は変換効率が低く投入パワーが非常に大きいため、ターゲット材料をプラズマ化するレーザーエネルギを消費する。さらに、EUV光発生装置101は、ターゲットの種類によってはデブリと称される物質によって照明光学系を汚染し、またプラズマに近い反射鏡ではプラズマや高速イオンにより多層膜にダメージを与える等、非常に消耗が激しい光源(装置)であるが、本実施形態のように暖機運転では運転を停止させるため、高価なEUV光発生装置101の寿命を延ばすことが可能になり、コスト的にも有益となる。   As described above, in this embodiment, since the plurality of optical elements CM1 to CM6 can be preheated by one lamp L, it is more efficient than the case of preheating each optical element, and EUV light is generated. There is no need to operate the apparatus 101 in warm-up operation. The EUV light generation apparatus 101 consumes a target material (such as a Xe gas target or a tin target) that emits EUV light, and the EUV light source has a low conversion efficiency and a very high input power, so that the laser that converts the target material into plasma is used. Consume energy. Furthermore, the EUV light generation apparatus 101 contaminates the illumination optical system with a substance called debris depending on the type of target, and damages the multilayer film by plasma or high-speed ions in a reflector close to plasma. Although the light source (apparatus) is heavily consumed, since the operation is stopped in the warm-up operation as in this embodiment, it is possible to extend the life of the expensive EUV light generation apparatus 101, which is beneficial in terms of cost. Become.

また、本実施の形態では、ウエハ112のレジストに対して非感光な波長域を有する予備加熱光を用いているので、ウエハ112が投影光学系114の直下に位置している場合であっても、暖機運転を停止させることなく、光学素子を定常状態とした後にウエハ112に対する露光処理を実施できる。そのため、従来のように、特に露光処理の初期に光学素子が非定常状態のまま処理を開始することがなくなり、安定した良好なパターン像をウエハ112上に転写することが可能になる。
加えて、本実施の形態では、EUV光の光路範囲と予備加熱光の光路範囲とを略同一とし、また光学素子CM1〜CM6への入射光量も再現精度が要求されるマスク111で反射した後のエネルギ量に基づきEUV光の場合と同等としているので、露光時とほぼ同じ状態で予備加熱することが可能となり、光学素子CM1〜CM6に対する定常状態を容易、且つ迅速に作り出すことができる。
In the present embodiment, since preheating light having a wavelength region that is non-photosensitive to the resist of the wafer 112 is used, even when the wafer 112 is positioned directly below the projection optical system 114. Without stopping the warm-up operation, the exposure process for the wafer 112 can be performed after the optical element is brought into a steady state. Therefore, unlike the prior art, the optical element is not started in an unsteady state particularly in the initial stage of the exposure process, and a stable and good pattern image can be transferred onto the wafer 112.
In addition, in this embodiment, the optical path range of the EUV light and the optical path range of the preheating light are made substantially the same, and the amount of incident light on the optical elements CM1 to CM6 is also reflected by the mask 111 that requires reproduction accuracy. Since it is equivalent to the case of EUV light based on the amount of energy, it becomes possible to pre-heat in almost the same state as during exposure, and a steady state for the optical elements CM1 to CM6 can be created easily and quickly.

(第2実施形態)
続いて、本発明の露光装置の第2実施形態について図3を参照して説明する。
第2実施形態では、予備加熱用のランプLLをさらに追加配置している点で上記第1実施形態と異なっている。
以下、詳細に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the exposure apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in that a preheating lamp LL is additionally arranged.
Details will be described below.

図3は、第2実施形態における投影光学系114を示す構成図である。
この図に示すように、投影光学系114には、第4凹面反射鏡CM4の近傍にランプLLが配置され、第6凹面反射鏡の近傍に反射鏡4が配置されている。ランプLLは、ランプL同様にウエハ112に対して非感光な波長域を有する予備加熱光を出射するものである。反射鏡4は、ランプLLから照射された予備加熱光を反射するものである。
FIG. 3 is a configuration diagram showing the projection optical system 114 in the second embodiment.
As shown in this figure, in the projection optical system 114, the lamp LL is disposed in the vicinity of the fourth concave reflecting mirror CM4, and the reflecting mirror 4 is disposed in the vicinity of the sixth concave reflecting mirror. The lamp LL emits preheating light having a wavelength region that is non-photosensitive to the wafer 112 as in the case of the lamp L. The reflecting mirror 4 reflects the preheating light emitted from the lamp LL.

ランプLLの出射する光の拡がり及び反射鏡4の配置は、反射鏡4で反射した予備加熱光が、第4凹面反射鏡CM4で反射して第5凸面反射鏡CM5へ向かう露光時のEUV光の光路範囲と略同一の光路範囲を進行するように設定されている。さらに、ランプLLは、ランプLが照射した予備加熱光が反射鏡CM1〜CM4で吸収されて低下した光量に相当する光量を出射する強さに設定されている。この反射鏡CM1〜CM4で吸収される予備加熱光の光量は、予め実験やシミュレーション等により求められている。
また、ランプLからの光が反射鏡CM5、CM6に届かないようにして、ランプLによる反射鏡CM1〜CM4の予備加熱と、ランプLLによる反射鏡CM5、CM6の予備加熱を独立させてもよい。
The spread of the light emitted from the lamp LL and the arrangement of the reflecting mirror 4 are arranged such that the preheating light reflected by the reflecting mirror 4 is reflected by the fourth concave reflecting mirror CM4 and is exposed to the fifth convex reflecting mirror CM5 during the exposure. The optical path range is set so as to travel in substantially the same optical path range. Further, the lamp LL is set to have such intensity that the preheating light irradiated by the lamp L emits a light amount corresponding to the light amount that is reduced by being absorbed by the reflecting mirrors CM1 to CM4. The amount of preheating light absorbed by the reflecting mirrors CM1 to CM4 is obtained in advance by experiments, simulations, and the like.
Further, the preheating of the reflecting mirrors CM1 to CM4 by the lamp L and the preheating of the reflecting mirrors CM5 and CM6 by the lamp LL may be made independent so that the light from the lamp L does not reach the reflecting mirrors CM5 and CM6. .

上記の構成のEUV露光装置100においては、予備加熱光として例えば反射鏡CM1〜CM6による吸収が大きい赤外線を用いた場合には、ランプLから射出された予備加熱光の光路の後半部分(ここでは反射鏡CM5、CM6)では光量低下が大きくなり光学素子に十分な加熱ができなくなる可能性があるが、本実施の形態ではランプLLから射出された予備加熱光で反射鏡CM5、CM6を照射することで、反射鏡CM1〜CM4における反射で低下したランプLからの予備加熱光の光量を補完することができ、露光時とほぼ同じ状態で予備加熱することが可能になる。
また、本実施の形態では、ランプLLから射出される予備加熱光もウエハ112のレジストに非感光の波長域を有しているので、ウエハ112が投影光学系114の直下に位置している場合であっても暖機運転を継続させることができ生産効率の向上を期待できる。
In the EUV exposure apparatus 100 having the above-described configuration, for example, when infrared rays having a large absorption by the reflecting mirrors CM1 to CM6 are used as the preheating light, the latter half of the optical path of the preheating light emitted from the lamp L (here, In the reflecting mirrors CM5 and CM6), there is a possibility that the decrease in the amount of light becomes large and the optical element cannot be heated sufficiently. In this embodiment, the reflecting mirrors CM5 and CM6 are irradiated with the preheating light emitted from the lamp LL. Thus, it is possible to supplement the amount of preheating light from the lamp L that has been reduced by reflection at the reflecting mirrors CM1 to CM4, and it is possible to perform preheating in substantially the same state as during exposure.
In the present embodiment, since the preheating light emitted from the lamp LL also has a non-photosensitive wavelength region in the resist of the wafer 112, the wafer 112 is located immediately below the projection optical system 114. Even so, the warm-up operation can be continued and an improvement in production efficiency can be expected.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

例えば、上記実施の形態では、ランプL、LLがウエハ112のレジストに対して非感光な波長域を有する予備加熱光を射出する構成としたが、例えば投影光学系114から出射してウエハ112へ向かう予備加熱光を遮光するシャッタを設ければEUV光を射出する光源を第2光源、第3光源として用いてもよい。   For example, in the above embodiment, the lamps L and LL emit preheating light having a wavelength region that is non-photosensitive to the resist of the wafer 112. For example, the lamps L and LL are emitted from the projection optical system 114 to the wafer 112. A light source that emits EUV light may be used as the second light source and the third light source as long as a shutter that blocks the preheating light that travels is provided.

また、ランプLの配置も上記実施形態で示した配置に限定されるものではなく、投影光学系114の内部に予備加熱光を導入できる位置であればどこでも構わない。例えばEUV光の光源近傍にランプLと反射鏡2と同様の構成を有する反射鏡とを配置し、この反射鏡を駆動することでEUV光の光源とランプLとを切り替え、既存の照明光学系113を介して予備加熱光を投影光学系114の内部に導く構成としてもよい。さらに、照明光学系113の近傍にランプLと反射鏡とを配置し、この反射鏡を駆動することでEUV光の光源とランプLとを切り替える構成や、マスク111の近傍にランプLと反射鏡とを配置し、この反射鏡を駆動することでEUV光の光源とランプLとを切り替える構成、あるいはマスク111の近傍(例えばマスク111の−Z側)にランプLを配置し、マスクステージ117を駆動することでマスク111を一時的に退避させた状態で直接予備加熱光を投影光学系114の内部に導く構成としてもよい。   Further, the arrangement of the lamps L is not limited to the arrangement shown in the above embodiment, and any position can be used as long as the preheating light can be introduced into the projection optical system 114. For example, a lamp L and a reflector having the same configuration as that of the reflector 2 are arranged in the vicinity of the EUV light source, and the existing illumination optical system is switched by switching the EUV light source and the lamp L by driving the reflector. The preheating light may be guided to the inside of the projection optical system 114 via the 113. Further, a lamp L and a reflecting mirror are arranged in the vicinity of the illumination optical system 113, and a configuration in which the EUV light source and the lamp L are switched by driving the reflecting mirror, or the lamp L and the reflecting mirror in the vicinity of the mask 111 are arranged. And driving the reflecting mirror to switch between the EUV light source and the lamp L, or arranging the lamp L in the vicinity of the mask 111 (for example, the −Z side of the mask 111), and the mask stage 117 A configuration may be adopted in which the preliminary heating light is directly guided into the projection optical system 114 while the mask 111 is temporarily retracted by driving.

なお、上記実施の形態で照度を調整して光学素子の暖機運転を実施する場合、暖機運転が露光処理以外(例えばウエハ交換)の処理時間内で終了するように、初期段階では大きな照度で光学素子を照射し、その後整定のために露光処理時と同等の照度で光学素子を照射することが好ましい。   When adjusting the illuminance in the above embodiment and performing the warm-up operation of the optical element, the illuminance is large at the initial stage so that the warm-up operation is completed within the processing time other than the exposure process (for example, wafer exchange). It is preferable to irradiate the optical element with, and then irradiate the optical element with an illuminance equivalent to that during the exposure process for settling.

なお、上記各実施形態の基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。   The substrate of each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus ( Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.

露光装置100としては、マスク111と基板112とを同期移動してマスク111のパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスク111と基板112とを静止した状態でマスク111のパターンを一括露光し、基板112を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明は基板112上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。   As the exposure apparatus 100, in addition to a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask 111 by moving the mask 111 and the substrate 112 synchronously, the mask 111 and the substrate 112 It can also be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask 111 is collectively exposed while the substrate is stationary and the substrate 112 is sequentially moved stepwise. The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that partially transfers at least two patterns on the substrate 112.

また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。   The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-163099, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783, and Japanese Translation of PCT International Publication No. 2000-505958.

露光装置100の種類としては、基板112に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。   The type of the exposure apparatus 100 is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate 112. An exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD) ) Or an exposure apparatus for manufacturing reticles or masks.

基板ステージ118やマスクステージ117にリニアモータ(USP5,623,853またはUSP5,528,118参照)を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ117、118は、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。   When a linear motor (see USP 5,623,853 or USP 5,528,118) is used for the substrate stage 118 and the mask stage 117, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using a Lorentz force or reactance force is used. Also good. Each stage 117, 118 may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not provide a guide.

各ステージ117、118の駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージ117、118を駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージ117、118に接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージ117、118の移動面側に設ければよい。   As a driving mechanism for each stage 117, 118, a planar motor that drives each stage 117, 118 by electromagnetic force with a magnet unit having a two-dimensionally arranged magnet and an armature unit having a two-dimensionally arranged coil facing each other is provided. It may be used. In this case, either the magnet unit or the armature unit may be connected to the stages 117 and 118, and the other of the magnet unit and the armature unit may be provided on the moving surface side of the stages 117 and 118.

基板ステージ118の移動により発生する反力は、投影光学系114に伝わらないように、特開平8−166475号公報(USP 5,528,118)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
マスクステージ117の移動により発生する反力は、投影光学系114に伝わらないように、特開平8−330224号公報(USP 5,874,820)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。また、特開平8−63231号公報(USP 6,255,796)に記載されているように運動量保存則を用いて反力を処理してもよい。
As described in JP-A-8-166475 (USP 5,528,118), the reaction force generated by the movement of the substrate stage 118 is not transmitted to the projection optical system 114, and is mechanically floored using a frame member. You may escape to (earth).
As described in JP-A-8-330224 (USP 5,874,820), the reaction force generated by the movement of the mask stage 117 is not transmitted to the projection optical system 114, but mechanically using a frame member. You may escape to (earth). Further, as described in JP-A-8-63231 (USP 6,255,796), the reaction force may be processed using a momentum conservation law.

本願実施形態の露光装置100は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   The exposure apparatus 100 according to the embodiment of the present application is manufactured by assembling various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図4に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置100によりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。   As shown in FIG. 4, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for performing a function / performance design of the microdevice, a step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate which is a base material of the device. Manufacturing step 203, exposure processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus 100 of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, packaging process) 205, inspection step 206, etc. It is manufactured after.

本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the exposure apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 6枚の反射鏡で構成された投影光学系を示す図である。It is a figure which shows the projection optical system comprised with six reflective mirrors. 第2実施形態に係る投影光学系を示す図である。It is a figure which shows the projection optical system which concerns on 2nd Embodiment. 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example of the manufacturing process of a semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

CM1〜CM6 反射鏡(光学素子)
CM1 第1凹面反射鏡(光学素子)
CM2 第2凹面反射鏡(光学素子)
CM3 第3凸面反射鏡(光学素子)
CM4 第4凹面反射鏡(光学素子)
CM5 第5凸面反射鏡(光学素子)
CM6 第6凹面反射鏡(光学素子)
L ランプ(第2光源)
LL ランプ(第3光源)
2 反射鏡
100 EUV露光装置(露光装置)
101 EUV光発生装置(レーザープラズマ光源、光源)
108 EUV光(露光光)
111 マスク
112 ウエハ(感光性基板)
114 投影光学系
CM1 to CM6 reflectors (optical elements)
CM1 First concave reflector (optical element)
CM2 Second concave reflector (optical element)
CM3 Third convex reflector (optical element)
CM4 Fourth concave reflector (optical element)
CM5 Fifth convex mirror (optical element)
CM6 6th concave reflecting mirror (optical element)
L lamp (second light source)
LL lamp (third light source)
2 Reflector 100 EUV exposure equipment (exposure equipment)
101 EUV light generator (laser plasma light source, light source)
108 EUV light (exposure light)
111 mask 112 wafer (photosensitive substrate)
114 Projection optical system

Claims (9)

光源からの露光光によりマスクのパターン像を、複数の光学素子を介して感光性基板に投影する露光装置であって、
前記複数の光学素子の少なくとも2つ以上の光学素子に対して予備加熱用の光を照射する第2光源を有することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that projects a pattern image of a mask onto a photosensitive substrate through a plurality of optical elements with exposure light from a light source,
An exposure apparatus comprising: a second light source that irradiates at least two or more of the plurality of optical elements with preheating light.
請求項1記載の露光装置において、
前記第2光源は、前記感光性基板に対して非感光の波長域を有する光を出射することを特徴とする露光装置。
The exposure apparatus according to claim 1, wherein
The exposure apparatus, wherein the second light source emits light having a non-photosensitive wavelength range with respect to the photosensitive substrate.
請求項1または2記載の露光装置において、
前記予備加熱用の光の光路範囲は、前記露光光の光路範囲の一部と略同一であることを特徴とする露光装置。
The exposure apparatus according to claim 1 or 2,
An exposure apparatus characterized in that an optical path range of the preheating light is substantially the same as a part of the optical path range of the exposure light.
請求項1から3のいずれかに記載の露光装置において、
前記露光光が前記マスクで反射した後の当該露光光のエネルギ量に基づいて、前記第2光源の出力が設定されることを特徴とする露光装置。
In the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An exposure apparatus, wherein an output of the second light source is set based on an energy amount of the exposure light after the exposure light is reflected by the mask.
請求項1から4のいずれかに記載の露光装置において、
前記複数の光学素子の一部に対して予備加熱用の光を照射する第3光源を有することを特徴とする露光装置。
In the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An exposure apparatus comprising: a third light source that irradiates a part of the plurality of optical elements with preheating light.
請求項5記載の露光装置において、
前記第3光源は、前記感光性基板に対して非感光の波長を有する光を出射することを特徴とする露光装置。
The exposure apparatus according to claim 5, wherein
The exposure apparatus, wherein the third light source emits light having a non-photosensitive wavelength with respect to the photosensitive substrate.
請求項1から6のいずれかに記載の露光装置において、
前記露光光がX線であることを特徴とする露光装置。
In the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6,
An exposure apparatus, wherein the exposure light is an X-ray.
前記第2光源からの予備加熱用の光は、前記複数の光学素子のうちマスクからの光を最初に入射する光学素子と、前記マスクとの間から前記光学素子へ導入されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の露光装置。   The preheating light from the second light source is introduced into the optical element from between the mask and the optical element that first enters light from the mask among the plurality of optical elements. An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7. 前記予備加熱用の光は前記マスクにも照射され、前記光学素子と同時に前記マスクも予備加熱することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の露光装置。
9. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the preheating light is also applied to the mask, and the mask is also preheated simultaneously with the optical element.
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