JP2005268265A - Collimator optical system and illumination optical system - Google Patents

Collimator optical system and illumination optical system Download PDF

Info

Publication number
JP2005268265A
JP2005268265A JP2004074197A JP2004074197A JP2005268265A JP 2005268265 A JP2005268265 A JP 2005268265A JP 2004074197 A JP2004074197 A JP 2004074197A JP 2004074197 A JP2004074197 A JP 2004074197A JP 2005268265 A JP2005268265 A JP 2005268265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
collimator optical
illumination
collimator
divided
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004074197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Suzuki
健司 鈴木
Masahiro Furuta
正寛 古田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2004074197A priority Critical patent/JP2005268265A/en
Publication of JP2005268265A publication Critical patent/JP2005268265A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection member or collimator optical system which performs deformed illumination only by itself without installing any mechanism which needs replacement such as a shading plate and a fly eye mirror. <P>SOLUTION: The collimator optical system which is used in a reflection type illumination optical system, etc. to convert incident flux of light into parallel flux of light is constructed by a parabolic reflector divided into a plurality of parts, and performs deformed illumination by changing the arrangements of the divided parts of the parabolic reflector. Specifically, the parabolic reflector is divided into four parts, each of which is equipped with a driving mechanism, and the positions of the divided parts of the parabolic reflector are adjusted by the driving mechanisms. Thus, parallel flux of light which is necessary for various deformed illuminations such as zonal illumination and multipolar illumination is obtained by just one collimator optical system. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は主として線幅60nm以下の次世代半導体の製造に用いる照明光学装置、並び当該照明装置を含んだ投影露光装置、当該投影露光装置によりマイクロデバイスの製造方法に関する。
The present invention mainly relates to an illumination optical apparatus used for manufacturing a next-generation semiconductor having a line width of 60 nm or less, a projection exposure apparatus including the illumination apparatus, and a method of manufacturing a micro device using the projection exposure apparatus.

半導体用投影露光装置の開口数、使用波長は半導体素子の高密度化、対象線幅の細線化に伴って年々大口径化、短波長化する傾向にある。使用する光線の波長は水銀のi線(波長365.015nm)から、KrFエキシマレーザー(波長248nm)へ移り、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を光源とした縮小投影露光装置も実用化されている。   The numerical aperture and operating wavelength of a projection exposure apparatus for semiconductors tend to become larger and shorter with the increase in the density of semiconductor elements and the thinning of the target line width. The wavelength of light used shifts from mercury i-line (wavelength 365.015 nm) to KrF excimer laser (wavelength 248 nm), and a reduction projection exposure apparatus using an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) as a light source has been put into practical use.

しかし、従来の屈折光学素子を用いた投影光学系では、レンズ等を構成する硝材の透過率の面から、波長157nmのF2エキシマレーザーを光源として使用したものが限界であり、これより波長が短くなると光学系は屈折部材を一切含まない反射型光学系により構成する必要がある。 However, in the conventional projection optical system using the refractive optical element, the use of an F 2 excimer laser having a wavelength of 157 nm as a light source is the limit in terms of the transmittance of the glass material constituting the lens and the like. If it is shortened, the optical system must be constituted by a reflective optical system that does not include any refractive member.

現在、波長が60nmよりも短いEUV光(極端紫外光)を光源として用いた露光装置が次世代の半導体リソグラフィの手段として研究されている。
EUV光源としてはプラズマ光源が用いられており、レーザープラズマ光源、放電プラズマ光源の2種類が存在する。EUV光源より発せられたEUV光束はコレクター光学系により、容器に設けられたピンホールに集光される。
Currently, an exposure apparatus using EUV light (extreme ultraviolet light) having a wavelength shorter than 60 nm as a light source is being studied as a means for next-generation semiconductor lithography.
A plasma light source is used as the EUV light source, and there are two types of laser plasma light source and discharge plasma light source. The EUV light beam emitted from the EUV light source is collected by a collector optical system in a pinhole provided in the container.

EUV照明光学系の容器は、プラズマ光源より発生する飛散物が他の光学系に影響を与えないように設けられたものであり、この後の光路に存在するミラー等の光学系の表面に飛散物が付着し、反射率が低下することを防ぐものである。   The EUV illumination optical system container is provided so that the scattered matter generated from the plasma light source does not affect other optical systems, and is scattered on the surface of the optical system such as a mirror in the subsequent optical path. This prevents the object from adhering and the reflectivity from decreasing.

容器に設けられたピンホールを通過したEUV光束は、コリメーター光学系により平行光束に変換され、この平行光束は反射型フライアイ光学系に入射し、二次光源群を形成する。この反射型フライアイ光学系より射出された光束は、必要に応じ遮光板を介した後コンデンサー光学系を経由し、レチクル(マスク)面を照明する。   The EUV light beam that has passed through the pinhole provided in the container is converted into a parallel light beam by a collimator optical system, and this parallel light beam is incident on a reflective fly-eye optical system to form a secondary light source group. The light beam emitted from the reflective fly's eye optical system illuminates the reticle (mask) surface via a light shielding plate and a condenser optical system as necessary.

EUV照明光学系で用いられるミラーとしては、多層膜により形成されたブラッグ反射を利用した多層膜ミラーとミラー反射面に対して浅い入射角度で入射させることにより高い反射率を得ることのできる斜入射型ミラーの2種類がある。   As a mirror used in an EUV illumination optical system, an oblique incidence that can obtain a high reflectivity by making it incident at a shallow incident angle on a multilayer mirror using a Bragg reflection formed by a multilayer film and a mirror reflection surface. There are two types of type mirrors.

コリメーター光学系では、光量ロスをできるだけ抑える必要があることから反射率が70%程度と低く、プラズマ光源から発生するデブリによる汚染に弱い多層膜ミラーをコリメーター光学系に用いるのは不適である。従って、一般には浅い入射角度で高い反射率が得られる斜入射型ミラーによりコリメーター光学系を構成することが考えられている。   In the collimator optical system, since it is necessary to suppress the loss of light amount as much as possible, the reflectance is as low as about 70%, and it is unsuitable to use a multilayer mirror that is vulnerable to contamination by debris generated from the plasma light source for the collimator optical system. . Therefore, it is generally considered that the collimator optical system is composed of an oblique incidence type mirror that can obtain a high reflectance at a shallow incident angle.

また、EUV照明光学系を露光装置に用いて、極めて微細パターンを形成する場合、いわゆる輪帯照明や多極照明等をする必要性が生じる場合がある。このようなEUV照明光学系において変形照明を行う手法としては、EUV光源を複数設ける手法や、遮光板を用いて所望の照明パターンを形成する手法がある。   In addition, when an extremely fine pattern is formed using an EUV illumination optical system in an exposure apparatus, it may be necessary to perform so-called annular illumination or multipolar illumination. As a method of performing modified illumination in such an EUV illumination optical system, there are a method of providing a plurality of EUV light sources and a method of forming a desired illumination pattern using a light shielding plate.

しかしながら、EUV光源を複数設ける手法は、EUV光源が通常の光源に比べ大きく高価であることから、装置の大型化やコストアップにつながり実用的でない。また、遮光板により所望の照明パターンを得る手法では、輪帯照明、2極照明、4極照明等の複数の照明パターンを得るためには、複数の遮光板が必要となり、装置が大型化してしまうといった問題点がある。

特開2001−68410 特開2003−45784
However, the method of providing a plurality of EUV light sources is not practical because the EUV light sources are larger and more expensive than ordinary light sources, leading to an increase in size and cost of the apparatus. Moreover, in the method of obtaining a desired illumination pattern with a light shielding plate, a plurality of light shielding plates are required to obtain a plurality of illumination patterns such as annular illumination, dipole illumination, quadrupole illumination, etc. There is a problem such as.

JP 2001-68410 A JP 2003-45784 A

また、この他の変形照明の形成方法としては、フライアイ光学系を構成する個々の微小ミラーの位置及び向きを各々変えることにより、輪帯照明や多極照明を形成する手法も考えられるが、この場合フライアイ光学系が複雑化し、制御面、価格面からも実用的ではない。   In addition, as another modified illumination forming method, a method of forming annular illumination or multipolar illumination by changing the position and orientation of individual micromirrors constituting the fly-eye optical system can be considered, In this case, the fly-eye optical system becomes complicated, and it is not practical from the viewpoint of control and cost.

よって、本発明では、遮光板やフライアイミラー等の交換機構を設けることなく、一つの反射部材或いはコリメーター光学系において変形照明可能な反射部材或いはコリメーター光学系を提供するものである。又、このコリメーター光学系或いは反射部材を露光装置に用いることにより、簡素で小型な変形照明可能な露光装置を提供するものである。
Therefore, the present invention provides a reflecting member or collimator optical system that can be deformed and illuminated in one reflecting member or collimator optical system without providing a replacement mechanism such as a light shielding plate or a fly-eye mirror. Further, by using the collimator optical system or the reflecting member in the exposure apparatus, a simple and small exposure apparatus capable of modified illumination is provided.

本発明は上記課題を解決するためになされたものである。
第1の発明は、光源からの光束を平行光束に変換するコリメーター光学系において、前記コリメーター光学系が分割された放物面鏡により構成されており、前記放物面鏡を分離することにより多極照明を行なうことが可能であることを特徴とするコリメーター光学系である。
The present invention has been made to solve the above problems.
A first invention is a collimator optical system for converting a light beam from a light source into a parallel light beam, wherein the collimator optical system is constituted by a split paraboloid mirror, and the paraboloid mirror is separated. This is a collimator optical system characterized in that multipolar illumination can be performed.

第2の発明は、第1の発明のコリメーター光学系において、前記放物面鏡が2分割、または4分割されていることを特徴とするコリメーター光学系である。
第3の発明は、第1または第2のいずれかの発明のコリメーター光学系において、前記光源の波長が60nm以下であることを特徴とするコリメーター光学系である。
A second invention is a collimator optical system according to the first invention, wherein the parabolic mirror is divided into two or four parts.
A third invention is a collimator optical system according to any one of the first and second inventions, wherein the wavelength of the light source is 60 nm or less.

第4の発明は、第1から3のいずれかの発明のコリメーター光学系において、
前記コリメーター光学系が、分割された放物面鏡と中心部に設けられた遮光部材により構成されていることを特徴とするコリメーター光学系である。
A fourth invention is the collimator optical system according to any one of the first to third inventions,
The collimator optical system includes a split paraboloid mirror and a light shielding member provided at a central portion.

第5の発明は、第1から4のいずれかの発明のコリメーター光学系において、前記放物面鏡が、Ru、Mo又はMoSi2或いはこれらを含む材料から構成されているものであることを特徴とするコリメーター光学系である。 According to a fifth invention, in the collimator optical system according to any one of the first to fourth inventions, the parabolic mirror is made of Ru, Mo, MoSi 2 or a material containing them. This is a characteristic collimator optical system.

第6の発明は、第1から5のいずれかの発明のコリメーター光学系において、前記コリメーター光学系を構成する分割された各々の放物面鏡に駆動機構が設けられており、前記各々の放物面鏡が移動可能であることを特徴とするコリメーター光学系である。   According to a sixth invention, in the collimator optical system according to any one of the first to fifth inventions, a drive mechanism is provided in each of the divided paraboloid mirrors constituting the collimator optical system. The collimator optical system is characterized in that the parabolic mirror is movable.

第7の発明は、第6の発明のコリメーター光学系において、前記駆動機構が、油を用いていない駆動機構であることを特徴とするコリメーター光学系である。
第8の発明は、波長60nm以下のEUV光を発生させる光源と、前記EUV光の光束を平行光束に変換するコリメーター光学系を有する照明光学装置において、前記コリメーター光学系が、第1から7のいずれかの発明のコリメーター光学系により構成されていることを特徴とする照明光学装置である。
A seventh invention is a collimator optical system according to the sixth invention, wherein the drive mechanism is a drive mechanism not using oil.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an illumination optical apparatus including a light source that generates EUV light having a wavelength of 60 nm or less and a collimator optical system that converts a light beam of the EUV light into a parallel light beam. An illumination optical device comprising the collimator optical system according to any one of the inventions.

第9の発明は、マスク上に設けられたパターン像を感光性基板上へ転写する露光装置において、前記マスクを照明するための第8の発明における照明光学装置と、前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置である。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for transferring a pattern image provided on a mask onto a photosensitive substrate, the illumination optical apparatus according to the eighth aspect for illuminating the mask, and an image of the mask pattern. An exposure apparatus comprising: a projection optical system for forming on the photosensitive substrate.

第10の発明は、第9の発明の露光装置を用いて、前記マスクのパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法である。
A tenth aspect of the invention is an exposure step of exposing the pattern of the mask onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus of the ninth aspect of the invention, and a developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposure step A method for manufacturing a microdevice.

本発明に係るコリメーター光学系は、簡単な構造で、一つのコリメーター光学系で複数の変形照明パターンの形成が可能となる。
このため、本発明に係るコリメーター光学系を露光装置に用いた場合、複数の変形照明を形成する素子を必要とせず、変形照明を行うことができる効果がある。よって、微細パターン形成可能なEUV露光装置を簡素化、小型化そして安価にすることができる効果がある。
The collimator optical system according to the present invention has a simple structure, and a plurality of modified illumination patterns can be formed with a single collimator optical system.
For this reason, when the collimator optical system according to the present invention is used in an exposure apparatus, there is an effect that a modified illumination can be performed without requiring an element for forming a plurality of modified illuminations. Therefore, there is an effect that an EUV exposure apparatus capable of forming a fine pattern can be simplified, downsized, and made inexpensive.

以下、本発明に係るコリメーター光学系の実施例を説明する。   Examples of the collimator optical system according to the present invention will be described below.

図2は、本実施例に係るコリメーター光学系を示す。
図2(a)は、本実施例に係るコリメーター光学系の側面からみた光束のたどる光路を示しており、図2(b)は、破線MNで切断したときのコリメーター光学系の断面を示す。本実施例のコリメーター光学系は、モリブデン(Mo)からなる一つの放物面鏡を4分割にした各々の放物面鏡41,42,43,44により構成されている。図2に示すように分割した放物面鏡を配置した場合には、集光点Sから広がる光束は、4つの分割された放物面鏡41,42,43,44により、4つの平行光束に変換され各々の照明光源を形成し、また、中心部分を通過する光束も照明に利用することができ、5極照明の光源となる。
FIG. 2 shows a collimator optical system according to the present embodiment.
FIG. 2A shows an optical path followed by a light beam viewed from the side of the collimator optical system according to the present embodiment, and FIG. 2B shows a cross-section of the collimator optical system when cut by a broken line MN. Show. The collimator optical system of the present embodiment is constituted by paraboloidal mirrors 41, 42, 43 and 44 obtained by dividing one parabolic mirror made of molybdenum (Mo) into four parts. When the divided parabolic mirrors are arranged as shown in FIG. 2, the light beams spreading from the condensing point S are four parallel light beams by the four divided parabolic mirrors 41, 42, 43, 44. Each of the illumination light sources is converted into a light source, and a light beam passing through the central portion can be used for illumination.

図3には、本実施例に係るコリメーター光学系を用いて3極照明する場合の放物面鏡の配置を示す。図3(a)は、本実施例に係るコリメーター光学系の側面からみた光束のたどる光路を示しており、図3(b)は、破線PQで切断したときのコリメーター光学系の断面を示す。具体的には、図3(b)に示すように4分割された放物面鏡41と43とが結合し、また、放物面鏡42と44とが結合し、2つの放物面鏡により構成されたコリメーター光学系となる。このような構成のコリメーター光学系では、集光点Sから広がる光は、組合された2つの放物面鏡により、2つの平行光束に変換され各々の照明光源を形成するため、また、中心部分を通過する光束も照明に利用することができ3極照明の光源となる。   FIG. 3 shows an arrangement of parabolic mirrors when tripolar illumination is performed using the collimator optical system according to the present embodiment. FIG. 3A shows an optical path followed by a light beam as viewed from the side of the collimator optical system according to the present embodiment, and FIG. 3B shows a cross section of the collimator optical system when cut by a broken line PQ. Show. Specifically, as shown in FIG. 3B, the parabolic mirrors 41 and 43 divided into four parts are combined, and the parabolic mirrors 42 and 44 are combined to form two parabolic mirrors. It becomes the collimator optical system comprised by these. In the collimator optical system having such a configuration, the light spreading from the condensing point S is converted into two parallel light fluxes by the two parabolic mirrors combined to form respective illumination light sources. The light beam passing through the part can also be used for illumination, and becomes a light source for tripolar illumination.

図4には、本実施例に係るコリメーター光学系を用いてコンベンショナルな照明をする場合の放物面鏡の配置を示す。図4(a)は、本実施例に係るコリメーター光学系の側面からみた光束のたどる光路を示しており、図4(b)は、破線RTで切断したときのコリメーター光学系の断面を示す。本実施例のコリメーター光学系は、コンベンショナルな照明を行う場合、図4(b)に示すように4分割された放物面鏡41,42,43,44の全てを結合し、1つの放物面鏡により構成されたコリメーター光学系となる。このような構成のコリメーター光学系では、集光点Sから広がる光は、放物面鏡により均一な平行光束に変換され、コンベンショナルな照明の光源となる。この際、集光点S或いはコリメーター光学系全体のどちらかを移動して最適な平行光束を得ることができる。   FIG. 4 shows the arrangement of parabolic mirrors when conventional illumination is performed using the collimator optical system according to the present embodiment. 4A shows an optical path followed by a light beam as viewed from the side of the collimator optical system according to the present embodiment, and FIG. 4B shows a cross section of the collimator optical system when cut along a broken line RT. Show. When performing conventional illumination, the collimator optical system of this embodiment combines all the parabolic mirrors 41, 42, 43, 44 divided into four as shown in FIG. It becomes a collimator optical system constituted by an object mirror. In the collimator optical system having such a configuration, the light spreading from the condensing point S is converted into a uniform parallel light beam by a parabolic mirror, and becomes a light source for conventional illumination. At this time, an optimal parallel light beam can be obtained by moving either the condensing point S or the entire collimator optical system.

以上のように、4分割された放物面鏡の配置を変えることにより、コンベンショナルな照明、3極照明、5極照明と照明条件を変化させることができる。
尚、本実施例では、コリメーター光学系は、放物面鏡を4分割にしたものを用いているが、分割される数はこれに限定されず、6分割、8分割、12分割、16分割等であってもよい。
As described above, by changing the arrangement of the parabolic mirrors divided into four, it is possible to change the illumination conditions such as conventional illumination, tripolar illumination, and pentapolar illumination.
In this embodiment, the collimator optical system uses a parabolic mirror divided into four parts. However, the number of parts divided is not limited to this, and is divided into six parts, eight parts, 12 parts, 16 parts. It may be divided or the like.

次に、実施例1に係るコリメーター光学系を4分割した放物面鏡41,42,43,44の各々に駆動機構を設け、制御系からの自動制御により変形照明が可能なコリメーター光学系の実施例を示す。   Next, each of the parabolic mirrors 41, 42, 43, and 44 obtained by dividing the collimator optical system according to the first embodiment into four is provided with a drive mechanism, and collimator optics capable of deformed illumination by automatic control from the control system. An example of the system is shown.

図5は、本実施例に係るコリメーター光学系の断面図を示す。4つに分割された各々の放物面鏡41,42,43,44には、オイルフリーの真空モーターによりリニアに移動可能な駆動機構51a,51b,52a,52b,53a,53b,54a,54bが設けられている。具体的には、放物面鏡41には、リニアに左右に駆動可能な駆動機構51aとリニアに上下に駆動可能な51bとが設けられ、放物面鏡41と放物面鏡42とが結合する場合は、駆動機構51bと放物面鏡42に設けられた駆動機構52bにより、放物面鏡41と42とが結合する。また、放物面鏡41と放物面鏡43とが結合する場合は、駆動機構51aと放物面鏡43に設けられた駆動機構53aとにより、放物面鏡41と43とが結合する。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the collimator optical system according to the present embodiment. Each of the four parabolic mirrors 41, 42, 43, 44 is divided into drive mechanisms 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b that can be moved linearly by an oil-free vacuum motor. Is provided. Specifically, the parabolic mirror 41 is provided with a driving mechanism 51a that can be linearly driven left and right and a 51b that can be linearly driven up and down, and the parabolic mirror 41 and the parabolic mirror 42 are provided. In the case of coupling, the parabolic mirrors 41 and 42 are coupled by the driving mechanism 51 b and the driving mechanism 52 b provided on the parabolic mirror 42. Further, when the parabolic mirror 41 and the parabolic mirror 43 are coupled, the parabolic mirrors 41 and 43 are coupled by the driving mechanism 51 a and the driving mechanism 53 a provided in the parabolic mirror 43. .

これら、駆動機構51a等の駆動機構は外部の信号により制御されており、変形照明の光源を連続的に形成可能である。尚、これらの駆動機構ににあわせて、必要に応じて光源も移動し平行光束を供給する。
These drive mechanisms such as the drive mechanism 51a are controlled by an external signal, and a light source for modified illumination can be formed continuously. Note that the light source moves as necessary to supply parallel light beams in accordance with these drive mechanisms.

図6は、本発明に係るコリメーター光学系の別の実施例を示す。
本実施例では、実施例1のコリメーター光学系において、中心部分に遮光部材45を設けた構成である。このような構成にすることにより、輪帯照明から多極照明への自由に変形照明を行うことが可能となる。
FIG. 6 shows another embodiment of the collimator optical system according to the present invention.
In this embodiment, in the collimator optical system of Embodiment 1, a light shielding member 45 is provided at the central portion. By adopting such a configuration, it becomes possible to freely perform modified illumination from annular illumination to multipolar illumination.

図6(a)は、本実施例に係るコリメーター光学系の側面からみた光束のたどる光路を示している。本実施例のコリメーター光学系は、実施例1のコリメーター光学系と同様に、モリブデンからなる一つの放物面鏡を4分割にした各々の放物面鏡41,42,43,44と遮光部材45により構成されている。   FIG. 6A shows an optical path followed by a light beam as viewed from the side of the collimator optical system according to the present embodiment. Similar to the collimator optical system of the first embodiment, the collimator optical system of the present embodiment has four parabolic mirrors 41, 42, 43, and 44 each made of one parabolic mirror made of molybdenum. The light shielding member 45 is used.

図6(a)では、2極照明或いは4極照明する際の分割された放物面鏡の配置を示す。4極照明を行う場合は、4つに分割された放物面鏡がそれぞれ、分離して配置され、2極照明を行う場合は、4つに分割された放物面鏡のうち、隣接する各々2つの放物面鏡が結合し、結合した2枚の放物面鏡からなるコリメーター光学系となる。尚、本実施例では、実施例1の場合とは異なり集光点Sからコリメーター光学系の中心部を通過していた光束は遮光部材45により遮光される。   FIG. 6A shows the arrangement of the parabolic mirrors divided when performing dipole illumination or quadrupole illumination. When performing quadrupole illumination, the parabolic mirrors divided into four are arranged separately, and when performing dipole illumination, the parabolic mirrors divided into four are adjacent to each other. Each of the two parabolic mirrors is combined to form a collimator optical system including two combined parabolic mirrors. In this embodiment, unlike the case of the first embodiment, the light beam that has passed through the central portion of the collimator optical system from the condensing point S is blocked by the light blocking member 45.

図6(b)では、輪帯照明を行う場合の4分割された放物面鏡の配置を示す。分割されていた4つの放物面鏡は、全て結合し1つの放物面鏡を形成する。集光点Sからコリメーター光学系の中心部を通過していた光束は、反射され放物面鏡により平行光束となる。従って、これにより得られる照明の形状は輪帯照明となる。   FIG. 6B shows an arrangement of the parabolic mirrors divided into four when performing annular illumination. The four parabolic mirrors that have been divided all combine to form one parabolic mirror. The light beam that has passed through the central portion of the collimator optical system from the condensing point S is reflected and becomes a parallel light beam by the parabolic mirror. Therefore, the shape of the illumination obtained by this is annular illumination.

以上のように、分割された放物面鏡を移動させることにより、輪帯照明、二極照明、四極照明と可変することができる。また、図5に示される各々の放物面鏡41等に設けられた駆動機構51a等を外部制御とすることにより、真空チャンバー内で用いることも可能である。
As described above, by moving the divided paraboloidal mirror, it is possible to vary the annular illumination, the dipole illumination, and the quadrupole illumination. Moreover, it is also possible to use in the vacuum chamber by externally controlling the drive mechanism 51a provided in each parabolic mirror 41 shown in FIG.

以下、本発明に係る照明光学装置の実施例について図1に基づき説明する。
本実施例は、EUV光を使用することから照明光学装置全体が真空チャンバー内部に組み込まれ真空ポンプにより排気されている(不図示)。このような真空チャンバー内に、EUV光源1としてプラズマ光源を設置する。このプラズマ光源はXeガスを流しながら電極に電界を印加して放電させることによりプラズマを発生させるものである。このプラズマ光源からは、波長13.4nmのEUV光が放出されている。尚、本実施例ではEUV光源1として放電プラズマ光源を使用しているが、レーザープラズマ光源を用いても良い。
An embodiment of an illumination optical apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG.
In the present embodiment, since the EUV light is used, the entire illumination optical device is incorporated into the vacuum chamber and exhausted by a vacuum pump (not shown). A plasma light source is installed as the EUV light source 1 in such a vacuum chamber. This plasma light source generates plasma by applying an electric field to an electrode and discharging it while flowing Xe gas. From this plasma light source, EUV light having a wavelength of 13.4 nm is emitted. In the present embodiment, a discharge plasma light source is used as the EUV light source 1, but a laser plasma light source may be used.

このEUV光源1により発光したEUV光は、斜入射型のコレクター光学系2により集光する。このコレクター光学系2は、同心円状に円錐面を複数配置したモリブデン(Mo)からなる斜入射型ミラーである。このEUV光源1とコレクター光学系2は、一つの容器3の内部に収められており、コレクター光学系2によりEUV光が集光された位置の近傍にはピンホールPが設けられ、EUV光源1から発生したEUV光を取り出すことができる構成となっている。また、この容器3内部は容器外部よりも圧力が低圧に設定され、EUV光源1より発生した飛散物が容器3の外に飛散しないように圧力調整がなされている。この容器3のピンホールPから射出したEUV光は、コリメーター光学系4に入射する。   The EUV light emitted from the EUV light source 1 is collected by a grazing incidence collector optical system 2. The collector optical system 2 is an oblique incidence type mirror made of molybdenum (Mo) having a plurality of conical surfaces arranged concentrically. The EUV light source 1 and the collector optical system 2 are housed in one container 3, and a pinhole P is provided in the vicinity of the position where the EUV light is collected by the collector optical system 2. EUV light generated from the can be extracted. Further, the pressure inside the container 3 is set to be lower than that outside the container, and the pressure is adjusted so that the scattered matter generated from the EUV light source 1 is not scattered outside the container 3. The EUV light emitted from the pinhole P of the container 3 enters the collimator optical system 4.

前記コリメーター光学系4は、実施例1に記載したように4つの分割された放物面鏡により構成されており、各々の分割された放物面鏡には駆動機構がそれぞれ設けられている。   The collimator optical system 4 is composed of four divided parabolic mirrors as described in the first embodiment, and each of the divided parabolic mirrors is provided with a driving mechanism. .

本実施例では、ミラーを構成する材料として、モリブデンを用いているが、この他、ルテニウム(Ru)や、MoSi2を用いても良い。入射角度の幅を広くしたい場合には、材料としてモリブデンやルテニウムが適しているが、偏光を減らしたい場合は、材料としてMoSi2が適している。 In this embodiment, molybdenum is used as a material constituting the mirror, but ruthenium (Ru) or MoSi 2 may also be used. Molybdenum or ruthenium is suitable as a material when it is desired to increase the width of the incident angle, but MoSi 2 is suitable as a material when it is desired to reduce polarization.

このコリメーター光学系4により入射したEUV光は分布が均一な平行光束に変換され射出される。本実施例では、コリメーター光学系4内のミラーは、全て斜入射型ミラーであり、光束の入射角度が各々のミラー面に対し約10度の角度で入射するように配置されている。この角度でモリブデンの斜入射型ミラーにEUV光束を入射させた場合では反射率は約90%であり、多層膜ミラーの反射率が70%程度であるのに対し高い反射率を示す。   The EUV light incident by the collimator optical system 4 is converted into a parallel light beam having a uniform distribution and emitted. In this embodiment, the mirrors in the collimator optical system 4 are all oblique incidence type mirrors, and are arranged so that the incident angle of the light beam is incident on each mirror surface at an angle of about 10 degrees. When the EUV light beam is incident on the molybdenum oblique incidence type mirror at this angle, the reflectivity is about 90%, and the reflectivity of the multilayer mirror is about 70%, whereas the reflectivity is high.

コリメーター光学系4から射出した平行光束のEUV光は、その後、斜入射型の反射型フライアイ光学系5に入射し二次光源を生成する。斜入射型の反射型フライアイ光学系5は、入射側のフライアイミラーと出射側のフライアイミラーの二枚一組で構成されたモリブデンからなる斜入射型ミラーであり、光束の入射角度がミラー面に対し10度の角度で入射されるように設置されている。   The parallel EUV light emitted from the collimator optical system 4 is then incident on an oblique incidence type reflective fly-eye optical system 5 to generate a secondary light source. The oblique incidence type reflective fly-eye optical system 5 is an oblique incidence type mirror made of molybdenum composed of a pair of a fly-eye mirror on the incident side and a fly-eye mirror on the exit side. It is installed so as to be incident at an angle of 10 degrees with respect to the mirror surface.

反射型フライアイ光学系5から射出したEUV光束は、モリブデンからなる斜入射型コンデンサーミラーにより構成されたコンデンサー光学系6を介した後、レチクル7を照明する。
The EUV light beam emitted from the reflective fly-eye optical system 5 illuminates the reticle 7 after passing through the condenser optical system 6 constituted by a grazing incidence condenser mirror made of molybdenum.

上述の照明光学装置を含む露光装置により、マイクロデバイスを露光する方法について以下に説明する。この露光装置は、照明光学装置によってマスク(またはレチクル)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用パターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。この露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例を図7のフローチャートに基づき説明する。   A method for exposing a micro device with the exposure apparatus including the illumination optical apparatus described above will be described below. This exposure apparatus illuminates a mask (or reticle) with an illumination optical apparatus (illumination process), and exposes a transfer pattern formed on the mask using a projection optical system onto a photosensitive substrate (exposure process). Micro devices (semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. An example of a technique for obtaining a semiconductor device as a microdevice by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using this exposure apparatus will be described based on the flowchart of FIG.

先ず、図7のステップ101において、1ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される、次のステップ102において、その1ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ103において、上述の実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系(投影光学モジュール)を介して、その1ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ104において、その1ロットについてウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ105において、その1ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤに回路パターンの形成を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスの製造も可能である。   First, in step 101 of FIG. 7, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 102, a photoresist is applied on the metal film on one lot of wafers. Thereafter, in step 103, using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system (projection optical module). Transcribed. Thereafter, in step 104, the photoresist on the wafer is developed for the lot, and in step 105, the resist pattern is etched on the wafer in the lot to obtain a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a circuit pattern is formed on the upper layer to manufacture a device such as a semiconductor element. According to the semiconductor device manufacturing method described above, it is possible to manufacture a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern.

また、上述の実施形態の露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。
In the exposure apparatus of the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate).

本発明に係るコリメーター光学系を用いた照明光学装置の構成図である。It is a block diagram of the illumination optical apparatus using the collimator optical system which concerns on this invention. 実施例1に係るコリメーター光学系の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a collimator optical system according to Example 1. FIG. 実施例1に係るコリメーター光学系について、放物面鏡を移動させた構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which moved the parabolic mirror about the collimator optical system which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係るコリメーター光学系について、放物面鏡を移動させた構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which moved the parabolic mirror about the collimator optical system which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係るコリメーター光学系を示す図である。6 is a diagram illustrating a collimator optical system according to Example 2. FIG. 実施例3に係るコリメーター光学系を示す図である。6 is a diagram illustrating a collimator optical system according to Example 3. FIG. 本発明に係る投影露光装置によりマイクロデバイスを作製するプロセスを示す図である。It is a figure which shows the process which produces a microdevice with the projection exposure apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

41,42,43,44 分割された放物面鏡
S 集光点
41, 42, 43, 44 Divided parabolic mirror S Condensing point

Claims (10)

光源からの光束を平行光束に変換するコリメーター光学系において、
前記コリメーター光学系が分割された放物面鏡により構成されており、前記放物面鏡を分離することにより多極照明を行なうことが可能であることを特徴とするコリメーター光学系。
In a collimator optical system that converts a light beam from a light source into a parallel beam,
A collimator optical system, wherein the collimator optical system is constituted by a divided parabolic mirror, and multipolar illumination can be performed by separating the parabolic mirror.
請求項1に記載されたコリメーター光学系において、
前記放物面鏡が2分割、または4分割されていることを特徴とするコリメーター光学系。
In the collimator optical system according to claim 1,
A collimator optical system, wherein the parabolic mirror is divided into two or four.
請求項1または2に記載されたいずれかのコリメーター光学系において、
前記光源の波長が60nm以下であることを特徴とするコリメーター光学系。
The collimator optical system according to any one of claims 1 and 2,
A collimator optical system, wherein the light source has a wavelength of 60 nm or less.
請求項1から3に記載されたいずれかのコリメーター光学系において、
前記コリメーター光学系が、分割された放物面鏡と中心部に設けられた遮光部材により構成されていることを特徴とするコリメーター光学系。
The collimator optical system according to any one of claims 1 to 3,
The collimator optical system includes a split paraboloid mirror and a light shielding member provided at a central portion.
請求項1から4に記載されたいずれかのコリメーター光学系において、
前記放物面鏡が、Ru、Mo又はMoSi2或いはこれらを含む材料から構成されているものであることを特徴とするコリメーター光学系。
The collimator optical system according to any one of claims 1 to 4,
A collimator optical system, wherein the parabolic mirror is made of Ru, Mo, MoSi 2 or a material containing them.
請求項1から5に記載されたいずれかのコリメーター光学系において、
前記コリメーター光学系を構成する分割された各々の放物面鏡に駆動機構が設けられており、前記各々の放物面鏡が移動可能であることを特徴とするコリメーター光学系。
The collimator optical system according to any one of claims 1 to 5,
A collimator optical system, wherein a drive mechanism is provided for each of the divided parabolic mirrors constituting the collimator optical system, and each of the parabolic mirrors is movable.
請求項6に記載されたコリメーター光学系において、
前記駆動機構が、油を用いていない駆動機構であることを特徴とするコリメーター光学系。
The collimator optical system according to claim 6,
A collimator optical system, wherein the drive mechanism is a drive mechanism that does not use oil.
波長60nm以下のEUV光を発生させる光源と、
前記EUV光の光束を平行光束に変換するコリメーター光学系を有する照明光学装置において、
前記コリメーター光学系が、請求項1から7のいずれかに記載されたコリメーター光学系により構成されていることを特徴とする照明光学装置。
A light source that generates EUV light having a wavelength of 60 nm or less;
In the illumination optical apparatus having a collimator optical system for converting the EUV light beam into a parallel beam,
An illumination optical apparatus, wherein the collimator optical system is configured by the collimator optical system according to any one of claims 1 to 7.
マスク上に設けられたパターン像を感光性基板上へ転写する露光装置において、
前記マスクを照明するための請求項8に記載された照明光学装置と、
前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系とを備えていることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus for transferring a pattern image provided on a mask onto a photosensitive substrate,
An illumination optical apparatus according to claim 8 for illuminating the mask;
An exposure apparatus comprising: a projection optical system for forming an image of the mask pattern on the photosensitive substrate.
請求項9に記載された露光装置を用いて、前記マスクのパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。





An exposure process for exposing the pattern of the mask onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 9 and a developing process for developing the photosensitive substrate exposed by the exposure process. A manufacturing method of a microdevice characterized by the above.





JP2004074197A 2004-03-16 2004-03-16 Collimator optical system and illumination optical system Withdrawn JP2005268265A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004074197A JP2005268265A (en) 2004-03-16 2004-03-16 Collimator optical system and illumination optical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004074197A JP2005268265A (en) 2004-03-16 2004-03-16 Collimator optical system and illumination optical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005268265A true JP2005268265A (en) 2005-09-29

Family

ID=35092546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004074197A Withdrawn JP2005268265A (en) 2004-03-16 2004-03-16 Collimator optical system and illumination optical system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005268265A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103545A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet light source apparatus and collector mirror
JP2008108822A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet-ray source device and collector mirror device
WO2010038780A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 株式会社 ニコン Exposure apparatus, supporting apparatus, and device manufacturing method
JP2011517101A (en) * 2008-04-11 2011-05-26 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Optical aperture device
JP2011222975A (en) * 2010-04-05 2011-11-04 Media Lario S.R.L. Euv radiation collector system with enhanced euv radiation collection
JP2012142460A (en) * 2011-01-01 2012-07-26 Canon Inc Illumination optical system, exposure equipment and device manufacturing method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008103545A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet light source apparatus and collector mirror
JP2008108822A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet-ray source device and collector mirror device
JP2011517101A (en) * 2008-04-11 2011-05-26 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Optical aperture device
WO2010038780A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 株式会社 ニコン Exposure apparatus, supporting apparatus, and device manufacturing method
JP2011222975A (en) * 2010-04-05 2011-11-04 Media Lario S.R.L. Euv radiation collector system with enhanced euv radiation collection
JP2012142460A (en) * 2011-01-01 2012-07-26 Canon Inc Illumination optical system, exposure equipment and device manufacturing method
US8891062B2 (en) 2011-01-01 2014-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Illumination optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI479271B (en) An exposure apparatus and an exposure method, and an element manufacturing method
JP2006216917A (en) Illumination optical system, exposure device, and manufacturing method thereof
JP4968589B2 (en) Substrate processing method, photomask manufacturing method and photomask, and device manufacturing method
JP4545874B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus provided with the illumination optical system, and device manufacturing method using the exposure apparatus
US9423686B2 (en) Mask for microlithography and scanning projection exposure method utilizing the mask
JPWO2008007632A1 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2006351586A (en) Lighting device, projection aligner, and method of manufacturing microdevice
WO2006054544A1 (en) Lighting apparatus, exposure apparatus and micro device manufacturing method
US20100033699A1 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and exposure method
JP2008270564A (en) Exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2008153401A (en) Exposure device and device manufacturing method
JP2006253487A (en) Illuminator, projection aligning method, projection aligner, and process for fabricating microdevice
JP4109648B2 (en) Tone reversal printing controlled by lighting equipment
JP2004048009A (en) Lithography system and device manufacturing method
WO2004077164A1 (en) Slm direct writer
JP2004363448A (en) Aligner
JP2005268265A (en) Collimator optical system and illumination optical system
JP2011077480A (en) Reflection type mask, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP4041791B2 (en) Method for manufacturing an optical element, lithographic apparatus, and device manufacturing method
JP2005209769A (en) Aligner
JP2005347757A (en) Grazing incidence mirror, lithography equipment comprising the grazing incidence mirror, method for providing the grazing incidence mirror, method for reinforcing euv reflection of the grazing incidence mirror, device manufacturing method, and device manufactured thereby
JP2005340244A (en) Lighting apparatus, exposure apparatus, and micro-device manufacturing method
WO2009150913A1 (en) Illumination apparatus, exposure apparatus, and device fabrication method
JP2010272631A (en) Lighting apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2005223007A (en) Lighting optical device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070117

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080620

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20081007

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20090730