JP2009130366A - 照明光学装置、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射光学素子に対するデブリ等の微粒子の付着量を減少できる照明技術を提供する。
【解決手段】露光光ELを曲面ミラー24、凹面ミラー25等を介してレチクル面Raに導く反射型の照明光学装置は、曲面ミラー24、凹面ミラー25等を収容する真空チャンバ1と、真空チャンバ1内に配置され、曲面ミラー24を収容するサブチャンバ4Dとを備える。サブチャンバ4Dは、曲面ミラー24に入射して射出される露光光ELが通過する開口4Da,4Dbを有し、開口4Da,4Dbはそれぞれ光束の断面積が最も小さい位置の近傍に配置される。真空排気機構の能力を必要以上に向上させることなく、反射光学素子に対するデブリ等の微粒子の付着量を減少させることができる。
【選択図】図1
【解決手段】露光光ELを曲面ミラー24、凹面ミラー25等を介してレチクル面Raに導く反射型の照明光学装置は、曲面ミラー24、凹面ミラー25等を収容する真空チャンバ1と、真空チャンバ1内に配置され、曲面ミラー24を収容するサブチャンバ4Dとを備える。サブチャンバ4Dは、曲面ミラー24に入射して射出される露光光ELが通過する開口4Da,4Dbを有し、開口4Da,4Dbはそれぞれ光束の断面積が最も小さい位置の近傍に配置される。真空排気機構の能力を必要以上に向上させることなく、反射光学素子に対するデブリ等の微粒子の付着量を減少させることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、照明光を被照射面に導く反射型の照明光学装置、この照明光学装置を備えた露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
露光波長を短波長化して解像度を高めるために、最近では、露光ビームとして波長が例えば100nm程度以下の極端紫外光(Extreme Ultraviolet Light:以下、EUV光という)を用いて、レチクル(マスク)を介してウエハ等の基板を露光する露光装置(以下、EUV露光装置という。)が開発されている。EUV露光装置においては、EUV光を透過する光学部材がないため、照明光学系及び投影光学系等は、特定の光学フィルタ等を除いて反射光学部材を用いて構成され、レチクルも反射型で構成される。
また、EUV光は気体によって吸収されるため、EUV露光装置は、大気圧よりもかなり低い気圧の真空雰囲気を維持する真空チャンバ内に設置されている(例えば、特許文献1参照)。さらに、レーザプラズマ光源等の光源部に関しては、より真空度を高めるために独立の小型の真空チャンバ内に設けられることがある。
特開2004−152843号公報
EUV露光装置においては、露光を継続すると、光源部で発生するデブリ(飛散粒子)が照明光学系を構成する反射光学部材の反射面に付着して、この反射面の反射率が次第に低下することが知られている。この場合、反射率が許容範囲より低下した反射光学部材については、別の反射光学部材に交換する必要がある。また、反射光学部材を交換するときには、光学調整を行う必要があるため、特に反射光学部材の交換頻度が高くなると、露光装置の稼働率が大きく低下する。
また、反射光学部材の反射面の反射率の低下を抑制するために、露光装置全体が収容されている真空チャンバの真空度を向上させることは、必要以上に真空排気機構が大型化して、露光装置の運転コストが上昇する。
本発明はかかる事情に鑑み、真空排気機構の能力を必要以上に向上させることなく、反射光学素子に対するデブリ等の微粒子の付着量を減少できる反射型の照明技術、この照明技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術を提供することを目的とする。
本発明はかかる事情に鑑み、真空排気機構の能力を必要以上に向上させることなく、反射光学素子に対するデブリ等の微粒子の付着量を減少できる反射型の照明技術、この照明技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術を提供することを目的とする。
本発明による第1の態様に従えば、照明光を被照射面(Ra)に導く反射型の照明光学装置(ISL)であって、複数の反射光学素子(21〜25)を収容する第1チャンバ(1)と、その第1チャンバ内に配置され、その複数の反射光学素子のうちの第1の反射光学素子(24)を収容する第2チャンバ(4D)とを備え、その第2チャンバは、その第1の反射光学素子に入射する照明光の光束が通過する第1開口部(4Da)と、その第1の反射光学素子で反射した照明光の光束が通過する第2開口部(4Db)とを有し、その第1開口部は、その第1の反射光学素子に入射する光束の断面積が最も小さい位置又はその近傍に配置され、その第2開口部は、その第1の反射光学素子で反射した光束の断面積が最も小さい位置又はその近傍に配置される照明光学装置が提供される。
また、本発明の第2の態様に従えば、照明光を被照射面(Ra)に導く反射型の照明光学装置(ISL)であって、複数の反射光学素子(21〜25)を収容する第1チャンバ(1,4)と、その複数の反射光学素子のうちの第1の反射光学素子(24)の反射面の近傍に配置された第1の排気ノズル(37D,39D)と、その第1の排気ノズルを介して、その第1の反射光学素子の反射面の近傍を排気する第1の排気装置(33D,40B)と、を備える照明光学装置(ISL)が提供される。
本発明の第3の態様に従えば、照明光を被照射面に導く反射型の照明光学装置(ISL)であって、複数の反射光学素子を収容する第1チャンバ(1,4)と、前記第1チャンバ内に配置され、前記複数の反射光学素子のうちの第1の反射光学素子(24)を収容する第2チャンバ(4D)とを備え、第2チャンバ(4D)に設けられた円筒部(37D,38D)であって、前記第1の反射光学素子に入射または反射する前記照明光の光束が円筒部(37D,38D)の内部を通過するように前記第2チャンバから延在するとともに、前記第1の反射光学素子に入射または反射する光束の断面積が最も小さくなる位置(27、28)が前記円筒部内に存在する照明光学装置(ISL)が提供される。
本発明に従えば、上記本発明の照明光学装置(ISL)と、前記被照射面に配置可能な反射型原版の像を投影面に投影する投影光学系(PO)とを備え、前記投影光学系(PO)は、前記第1チャンバとは別の投影系チャンバ(6)内に収納される露光装置(100)が提供される。さらに、本発明に従えば、本発明に従う露光装置を用いて前記投影面上に設置される基板を露光することと、前記露光された基板を処理すること(224)と、を含むデバイス製造方法が提供される。
なお、以上の本発明の所定要素に付した括弧付き符号は、本発明の一実施形態を示す図面中の部材に対応しているが、各符号は本発明を分かり易くするために本発明の要素を例示したに過ぎず、本発明をその実施形態の構成に限定するものではない。
本発明の第1の照明光学装置によれば、第1の反射光学素子は、照明光の光路に開口部が形成された個別のチャンバ内に収容される。また、その開口部の位置は照明光の断面積が小さい位置であるため、その開口部を小さくできる。
本発明の第2の照明光学装置によれば、第1の反射光学素子の反射面の近傍で第1の排気ノズルを介して局所的に真空排気又は微粒子を含む気体の吸引が行われる。
本発明の第2の照明光学装置によれば、第1の反射光学素子の反射面の近傍で第1の排気ノズルを介して局所的に真空排気又は微粒子を含む気体の吸引が行われる。
従って、これらの照明光学装置によれば、光源から拡散してくるデブリ等の微粒子がその第1の反射光学素子に付着しにくくなる。また、局所的に真空排気等を行うため、全体の雰囲気をより高真空にする場合に比べて、真空排気機構の能力を必要以上に向上させる必要がない。
1…真空チャンバ、2…光源チャンバ、4…照明系チャンバ、4A〜4E…照明系のサブチャンバ、6…投影系チャンバ、10…レーザプラズマ光源、ILS…照明光学系、R…レチクル、PO…投影光学系、W…ウエハ、32,33A〜33E,40A,40B…真空ポンプ、33Aa〜33Ea,39A〜39E…排気ノズル、37A〜37E,38A,38D…ノズル部材、100,100A…露光装置
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態につき図1〜図3を参照して説明する。
図1は、本実施形態の露光光EL(露光ビーム又は照明光)として波長が3〜50nm程度の範囲内で例えば11nm又は13nm等のEUV光を用いる露光装置(EUV露光装置)100の全体構成を概略的に示す断面図である。図1において、露光装置100は、露光光ELを発生するレーザプラズマ光源10と、露光光ELでレチクルR(マスク)を照明する照明光学系(光学系)ILSと、レチクルRを移動するレチクルステージRSTと、レチクルRのパターン面(以下、レチクル面という)Raに形成されたパターンの像を、レジスト(感光材料)が塗布されたウエハ(感応基板)W上に投影する投影光学系POとを備えている。さらに、露光装置100は、ウエハWを移動するウエハステージWSTと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含む主制御系31と、真空ポンプ等とを備えている。
本発明の第1の実施形態につき図1〜図3を参照して説明する。
図1は、本実施形態の露光光EL(露光ビーム又は照明光)として波長が3〜50nm程度の範囲内で例えば11nm又は13nm等のEUV光を用いる露光装置(EUV露光装置)100の全体構成を概略的に示す断面図である。図1において、露光装置100は、露光光ELを発生するレーザプラズマ光源10と、露光光ELでレチクルR(マスク)を照明する照明光学系(光学系)ILSと、レチクルRを移動するレチクルステージRSTと、レチクルRのパターン面(以下、レチクル面という)Raに形成されたパターンの像を、レジスト(感光材料)が塗布されたウエハ(感応基板)W上に投影する投影光学系POとを備えている。さらに、露光装置100は、ウエハWを移動するウエハステージWSTと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含む主制御系31と、真空ポンプ等とを備えている。
本実施形態では、露光光ELとしてEUV光が使用されているため、照明光学系ILS及び投影光学系POは、特定のフィルタ等(不図示)を除いて複数の反射光学部材(反射光学素子)より構成され、レチクルRも反射型で構成される。これらの反射光学部材の反射面及びレチクル面Ra(反射面)には、EUV光を反射する多層の反射膜が形成されている。レチクル面Ra上の反射膜上には、吸収層によって回路パターンが形成されている。また、露光光ELの気体による吸収を防止するため、露光装置100はほぼ全体として箱状の真空チャンバ1内に収容され、真空チャンバ1内の空間を排気管32aを介して真空排気するための大型の真空ポンプ32が備えられている。さらに、真空チャンバ1内で露光光ELの光路上の真空度をより高めるために光源チャンバ2、照明系のサブチャンバ4A〜4E、投影系チャンバ6(詳細後述)が設けられている。
以下、図1において、ウエハステージWSTが移動するガイド面(真空チャンバ1の底面)の法線方向にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に垂直にX軸を、図1の紙面に平行にY軸を取って説明する。本実施形態では、レチクル面Ra上での露光光ELの照明領域は、X方向に細長い円弧状であり、露光時にレチクルR及びウエハWは投影光学系POに対してY方向に同期して走査される。
先ず、レーザプラズマ光源10は、高出力のレーザ光源11と、レーザ光源11から真空チャンバ1の窓部材15を介して供給されるレーザ光を集光する集光レンズ12と、キセノン又はクリプトン等のターゲットガスを噴出するノズル14と、楕円形状の反射面を持つ集光ミラー(楕円反射鏡)13とを備えた、ガスジェットクラスタ方式の光源である。レーザプラズマ光源10から放射された露光光ELは、集光ミラー13の第2焦点に集光する。その第2焦点に集光した露光光ELは、凹面ミラー(コリメータ光学系)21を介してほぼ平行光束となり、一対のフライアイ光学系22及び23からなるオプティカルインテグレータに導かれる。
一例として、第1フライアイ光学系22は、図2(A)に示すように、二次元的に配列された多数の円弧状の外形を有する反射ミラー要素22aより構成されている。第2フライアイ光学系23は、第1フライアイ光学系22の多数の反射ミラー要素22aに対応して、図2(B)に示すように、二次元的に配列された多数の矩形状の外形を有する反射ミラー要素23aより構成されている。フライアイ光学系22及び23のより具体的な構成及び作用については、例えば米国特許第6,452,661号明細書に開示されており、指定国または選択国の法令が許す範囲において米国特許第6,452,661号の開示を援用して本文の記載の一部とする。
図1において、第2フライアイ光学系23の反射面の近傍(オプティカルインテグレータの射出面の近傍)には、所定形状を有する実質的な面光源が形成される。即ち、その実質的な面光源が形成される面は、照明光学系ILSの瞳面であり、この瞳面又はこの近傍の位置に開口絞りASが配置されている。開口絞りASは、種々の形状の開口を有する複数の開口絞りを代表的に表しており、主制御系31の制御のもとで、開口絞りASを交換することによって、照明条件を通常照明、輪帯照明、2極照明、又は4極照明等に切り換えることができる。
開口絞りASを通過した露光光ELは、一度集光した後に曲面ミラー24に入射し、曲面ミラー24で反射された露光光ELは、凹面ミラー25で反射された後、視野絞り26の開口を介して、レチクル面Raの円弧状の照明領域を下方から斜めに均一な照度分布で照明する。曲面ミラー24と凹面ミラー25とからコンデンサ光学系が構成されている。コンデンサ光学系によって、第2フライアイ光学系23の多数の反射ミラー要素からの光がレチクル面Raの照明領域を重畳的に照明する。なお、図1の例では、曲面ミラー24は凸面ミラーであるが、曲面ミラー24を凹面ミラーより構成し、その分だけ凹面ミラー25の曲率を小さくするようにしてもよい。凹面ミラー21、フライアイ光学系22,23、開口絞りAS、曲面ミラー24、及び凹面ミラー25を含んで照明光学系ILSが構成されている。凹面ミラー21から凹面ミラー25までの反射光学部材は、不図示のミラー保持部材を介して真空チャンバ1内に設けられたフレーム(不図示)に固定されている。
本実施形態の照明光学系ILSでは、コンデンサ光学系が、第2フライアイ光学系23とレチクルRとの間の光路中、言い換えれば、第2フライアイ光学系23と曲面ミラー25との間の光路中に、レチクルRと光学的に共役な位置を形成している。すなわち、コンデンサ光学系は、この共役な位置にレチクルR上を照明する照明領域の倒立像を形成する結像光学系として機能している。また、照明光学系ILSを構成する反射光学部材(凹面ミラー21、一対のフライアイ光学系22及び23、曲面ミラー24、凹面ミラー25)のうち、レチクルRに最も近い反射光学部材(凹面ミラー25)の反射面は、凹面状に形成されている。
本実施形態では、第2フライアイ光学系23から曲面ミラー24に向かう光路上で露光光ELが一度集光する位置が、レチクル面Raとの共役面(以下、レチクル共役面という)27となる。なお、例えば曲面ミラー24を第2フライアイ光学系23に近付けることによって、レチクル共役面27は、曲面ミラー24から凹面ミラー25に向かう光路上に形成することも可能である。また、視野絞り26は、レチクル面Raの近傍に配置されているが、視野絞り26をレチクル共役面27に配置することも可能である。
本実施形態では、第2フライアイ光学系23から曲面ミラー24に向かう光路上で露光光ELが一度集光する位置が、レチクル面Raとの共役面(以下、レチクル共役面という)27となる。なお、例えば曲面ミラー24を第2フライアイ光学系23に近付けることによって、レチクル共役面27は、曲面ミラー24から凹面ミラー25に向かう光路上に形成することも可能である。また、視野絞り26は、レチクル面Raの近傍に配置されているが、視野絞り26をレチクル共役面27に配置することも可能である。
また、曲面ミラー24と凹面ミラー25との間の光路上に、照明光学系ILSの瞳面と共役な面28が形成される。本実施形態では、曲面ミラー24と凹面ミラー25との間に形成される照明光学系ILSの瞳面と共役な位置(共役面28)が曲面ミラー24で反射した露光光ELの光束のうち、断面積が最も小さくなる位置とみなすことができる。
なお、この照明光学系ILSのより具体的な構成及び作用については、米国仮出願番号60/935375(出願日2007年8月9日)とその本出願12/170933(出願日2008年7月10日)及び、米国仮出願番号60/935377(出願日2007年8月9日)とその本出願12/170236(出願日2008年7月9日)に開示された内容を参照することができる。
次に、レチクルRは、レチクルステージRSTの底面に静電チャックRHを介して吸着保持されている。レチクルステージRSTは、レーザ干渉計(不図示)の計測値及び主制御系31の制御情報に基づいて、真空チャンバ1の外面のXY平面に平行なガイド面に沿って駆動系(不図示)によってY方向に所定ストロークで駆動されるとともに、X方向及びθz方向(Z軸回りの回転方向)等にも微小量駆動される。レチクルRは、真空チャンバ1の上面の開口を通して真空チャンバ1で囲まれた空間内に設置されている。レチクルステージRSTを真空チャンバ1側に覆うようにパーティション8が設けられ、パーティション8内は不図示の真空ポンプによって大気圧と真空チャンバ1内の気圧との間の気圧に維持されている。
なお、この照明光学系ILSのより具体的な構成及び作用については、米国仮出願番号60/935375(出願日2007年8月9日)とその本出願12/170933(出願日2008年7月10日)及び、米国仮出願番号60/935377(出願日2007年8月9日)とその本出願12/170236(出願日2008年7月9日)に開示された内容を参照することができる。
次に、レチクルRは、レチクルステージRSTの底面に静電チャックRHを介して吸着保持されている。レチクルステージRSTは、レーザ干渉計(不図示)の計測値及び主制御系31の制御情報に基づいて、真空チャンバ1の外面のXY平面に平行なガイド面に沿って駆動系(不図示)によってY方向に所定ストロークで駆動されるとともに、X方向及びθz方向(Z軸回りの回転方向)等にも微小量駆動される。レチクルRは、真空チャンバ1の上面の開口を通して真空チャンバ1で囲まれた空間内に設置されている。レチクルステージRSTを真空チャンバ1側に覆うようにパーティション8が設けられ、パーティション8内は不図示の真空ポンプによって大気圧と真空チャンバ1内の気圧との間の気圧に維持されている。
レチクル面Raで反射された露光光ELが視野絞り26の開口を通過して投影光学系POに向かう。投影光学系POは、一例として、6枚のミラーM1〜M6を不図示の鏡筒で保持することによって構成され、物体(レチクルR)側に非テレセントリックで、像(ウエハW)側にテレセントリックの反射系であり、投影倍率は1/4倍等の縮小倍率である。レチクルRで反射された露光光ELは、投影光学系POを介してウエハW上の露光領域に投射され、レチクルRのパターンの縮小像がウエハWに転写される。投影光学系POにおいて、レチクルRからの露光光ELは、ミラーM1で上方(+Z方向)に反射され、続いてミラーM2で下方に反射された後、ミラーM3で上方に反射され、ミラーM4で下方に反射される。次にミラーM5で上方に反射された露光光ELは、ミラーM6で下方に反射されて、ウエハW上にレチクルRのパターンの像を形成する。一例として、ミラーM1,M2,M4,M6は凹面鏡であり、他のミラーM3,M5は凸面鏡である。なお、投影光学系POは、図1の構成には限定されず、反射光学部材の枚数も6枚以外、例えば8枚であってもよい。
一方、ウエハWは、静電チャックWHを介してウエハステージWST上に吸着保持されている。ウエハステージWSTは、XY平面に沿って配置されたガイド面上に配置されている。ウエハステージWSTは、レーザ干渉計(不図示)の計測値及び主制御系31の制御情報に基づいて、駆動機構(不図示)によってX方向及びY方向に所定ストロ−クで駆動され、必要に応じて、Z軸の周りの回転方向等にも駆動される。
ウエハW上の1つのダイ(ショット領域)を露光するときには、露光光ELが照明光学系ILSによりレチクルRの照明領域に照射され、レチクルRとウエハWとは投影光学系POに対して投影光学系POの縮小倍率に従った所定の速度比でY方向に同期して移動する(同期走査される)。このようにして、レチクルパターンはウエハW上の一つのダイに露光される。その後、ウエハステージWSTを駆動してウエハWをステップ移動した後、ウエハW上の次のダイに対してレチクルRのパターンが走査露光される。このようにステップ・アンド・スキャン方式でウエハW上の複数のダイに対して順次レチクルRのパターンが露光される。
露光の際には、ウエハW上のレジストから生じるガスが投影光学系POのミラーM1〜M6に悪影響を与えないように、ウエハWはパーティション7の内部に配置される。パーティション7には露光光ELを通過させる開口が形成され、パーティション7内の空間は、主制御系31の制御のもとで真空ポンプ36により排気管36aを介して真空排気されている。
次に、本実施形態の露光装置100の真空チャンバ1内の光源チャンバ2、照明系のサブチャンバ4A〜4E、及び投影系チャンバ6につき詳細に説明する。
図1の真空チャンバ1内の空間において、レーザプラズマ光源10の集光レンズ12、集光ミラー13、及びノズル14の先端部は光源チャンバ2内に収容され、光源チャンバ2は不図示の真空ポンプによって真空排気されている。光源チャンバ2の端部は、集光ミラー13の第2焦点の近傍であり、その端部に露光光ELをケラレがない状態で通過させる開口が形成されたアパーチャ板3が設置されている。その第2焦点では露光光ELの断面積が最も小さいため、その開口を小さくすることができ、アパーチャ板3によってレーザプラズマ光源10で発生したデブリ(飛散粒子)の照明光学系ILS側への通過量が抑制される。
図1の真空チャンバ1内の空間において、レーザプラズマ光源10の集光レンズ12、集光ミラー13、及びノズル14の先端部は光源チャンバ2内に収容され、光源チャンバ2は不図示の真空ポンプによって真空排気されている。光源チャンバ2の端部は、集光ミラー13の第2焦点の近傍であり、その端部に露光光ELをケラレがない状態で通過させる開口が形成されたアパーチャ板3が設置されている。その第2焦点では露光光ELの断面積が最も小さいため、その開口を小さくすることができ、アパーチャ板3によってレーザプラズマ光源10で発生したデブリ(飛散粒子)の照明光学系ILS側への通過量が抑制される。
次に、照明光学系ILS内の凹面ミラー21、第1フライアイ光学系22、第2フライアイ光学系23、曲面ミラー24、及び凹面ミラー25は、それぞれ小型の箱状のサブチャンバ4A,4B,4C,4D,及び4E内に収容されている。これらのサブチャンバ4A,4B,4C,4D,及び4Eは、それぞれ排気ノズル33Aa,33Ba,33Ca,33Da,及び33Eaを介して真空ポンプ33A,33B,33C,33D,及び33Eによって真空排気されている。一例として、サブチャンバ4A〜4Eは、対応する凹面ミラー21〜凹面ミラー25の不図示のミラー保持部材とともに真空チャンバ1内に設けられたフレーム(不図示)に固定されている。
また、凹面ミラー21を収容するサブチャンバ4Aの露光光ELが入射する部分及び射出する部分にはそれぞれ開口4Aa及び4Abが形成され、開口4Aa及び4Abを囲むように、円筒状のノズル部材37A及び38Aが設けられている。また、フライアイ光学系22,23を収容するサブチャンバ4B,4Cの露光光ELが入射して射出する部分にはそれぞれ開口が形成され、これらの開口を囲むように円筒状のノズル部材37B及び37Cが設けられている。
代表的に図3(A)に示すように、第2フライアイ光学系23を収容するサブチャンバ4Cの開口4Caを囲むように設けられるノズル部材37Cは、入射光及び射出光を遮光しないように、次第に先端部が広がっている。
さらに、図1の曲面ミラー24を収容するサブチャンバ4Dの露光光ELが入射する部分及び射出する部分にはそれぞれ開口4Da及び4Dbが形成されている。入射側の開口4Daは、レチクル共役面27又はこの近傍に配置され、射出側の開口4Dbは照明光学系ILSの瞳面と共役な面28又はこの近傍に配置されている。言い換えると、開口4Da及び4Dbはそれぞれ曲面ミラー24に入射する光束及び曲面ミラー24から反射される光束の断面積が最も小さい位置又はこの近傍に配置されている。そして、開口4Da及び4Dbを囲むように、かつ露光光ELを囲むように円筒状のノズル部材37D及び38Dが設けられている。なお、「光束の断面積が最も小さい位置の近傍」とは、例えば、「光束の断面積が最も小さい位置」における光束の径φとしたときに2φまでの位置をいい、このような範囲とすることで、開口の断面積を光束に応じて小さくして反射光学素子を収容する個別チャンバへのデブリ等の微粒子の浸入を抑制できる。なお、図1では、レチクル共役面27が開口4Daより光入射側に位置するように例示されているが、ミラー21〜25などの配置を調整することによってレチクル共役面27が開口4Daに位置することは容易に理解されよう。
さらに、図1の曲面ミラー24を収容するサブチャンバ4Dの露光光ELが入射する部分及び射出する部分にはそれぞれ開口4Da及び4Dbが形成されている。入射側の開口4Daは、レチクル共役面27又はこの近傍に配置され、射出側の開口4Dbは照明光学系ILSの瞳面と共役な面28又はこの近傍に配置されている。言い換えると、開口4Da及び4Dbはそれぞれ曲面ミラー24に入射する光束及び曲面ミラー24から反射される光束の断面積が最も小さい位置又はこの近傍に配置されている。そして、開口4Da及び4Dbを囲むように、かつ露光光ELを囲むように円筒状のノズル部材37D及び38Dが設けられている。なお、「光束の断面積が最も小さい位置の近傍」とは、例えば、「光束の断面積が最も小さい位置」における光束の径φとしたときに2φまでの位置をいい、このような範囲とすることで、開口の断面積を光束に応じて小さくして反射光学素子を収容する個別チャンバへのデブリ等の微粒子の浸入を抑制できる。なお、図1では、レチクル共役面27が開口4Daより光入射側に位置するように例示されているが、ミラー21〜25などの配置を調整することによってレチクル共役面27が開口4Daに位置することは容易に理解されよう。
図3(B)に示すように、ノズル部材37D及び38Dは、それぞれ露光光ELを遮光しないように、露光光ELの断面形状にならって広がっている。すなわち、ノズル部材37D及び38Dは、サブチャンバ4Dから露光光ELのミラー24への入射光束又は反射光束に沿って延在する円筒であり、円筒の内径はサブチャンバ4D(ミラー24)に近づくほど小さくなっている。図3(B)には図示していないが、光束の断面積が最も小さい位置(光束の収束部)、ここでは、レチクル共役面27がノズル部材(円筒)37D及び38D内に位置している。あるいは、光束の収束部は、ノズル部材(円筒)37D及び38Dのサブチャンバ4D側端部、すなわち、開口4Da及び4Dbに位置していてもよい。なお、サブチャンバ4Aのノズル部材37Aのように、露光光ELの断面形状にならってサブチャンバ4A(ミラー21)に近づくほどその内径が大きくなっていてもよい。 図1に戻り、凹面ミラー25を収容するサブチャンバ4Eの露光光ELが入射及び射出する部分にも開口が形成され、この開口を囲むように、かつ露光光を囲むように円筒状のノズル部材37Eが設けられている。
アパーチャ板3、サブチャンバ4A〜4E、及びノズル部材37A〜37E,38A,38Dは、高耐熱性の材料であるモリブデン(Mo)、又はクロム−モリブデン鋼のようなモリブデン合金等から形成することが好ましい。
なお、例えばサブチャンバ4Aには露光光ELの入射用及び射出用に2つの開口が設けられているが、これらの開口を1つの開口にまとめることも可能である。逆に、サブチャンバ4C、4Eの開口を、入射用及び射出用の2つの開口に分離して形成することも可能である。
なお、例えばサブチャンバ4Aには露光光ELの入射用及び射出用に2つの開口が設けられているが、これらの開口を1つの開口にまとめることも可能である。逆に、サブチャンバ4C、4Eの開口を、入射用及び射出用の2つの開口に分離して形成することも可能である。
図1において、ターボポンプ等からなる真空ポンプ32,33A〜33Eはそれぞれ気圧計を備えており、この気圧計の計測値に基づいて主制御系31が真空チャンバ1内の空間、及びサブチャンバ4A〜4E内の空間が所定の真空度となるように真空ポンプ32,33A〜33Eを制御する。一例として、真空チャンバ1内の空間の気圧は10-5Pa程度、光源チャンバ2内の気圧は10-6〜10-7Pa程度、サブチャンバ4A〜4E内の空間の気圧は10-6Pa程度である。即ち、真空チャンバ1内の空間に比べてサブチャンバ4A〜4E内の真空度は高く設定されている。なお、サブチャンバ4A〜4Eはそれぞれ開口を介して真空チャンバ1内の空間と連通しているが、真空チャンバ1内も高真空であるため、サブチャンバ4A〜4Eの外部からサブチャンバ4A〜4Eの内部に流入して来る気体の量は僅かである。
本実施形態では、真空ポンプ33A〜33Eによってサブチャンバ4A〜4E内を常時真空排気(吸引)することによって、サブチャンバ4A〜4E内の凹面ミラー21から凹面ミラー25までの各反射光学部材の反射面の近傍のデブリ等の微粒子を効率的に外部に排除することができる。さらに、露光光ELがそれらの反射面の多層膜等に照射されることによって発生する微粒子も、同時に排除される。従って、これらの反射光学部材の反射面に対する微粒子の付着量が減少して、これらの反射光学部材の反射率が許容範囲より小さくなるまでの時間が長くなり、照明光学系ILSのメンテナンス間隔を長くでき、露光装置100の稼働率が向上する。なお、真空ポンプ32,33A〜33Eは、露光装置100や照明光学系ILSに備え付ける必要はなく、露光装置が設けられる現場に設けられた真空ポンプを用いてもよい。
特に曲面ミラー24を収容するサブチャンバ4Dにおいては、開口4Da及び4Dbはそれぞれ曲面ミラー24に入射する光束及び曲面ミラー24から反射される光束の断面積が最も小さい位置又はその近傍にあるため、開口4Da及び4Dbを小さくできる。従って、外部からサブチャンバ4D内に拡散する微粒子の量が減少して、曲面ミラー24の反射面に対する微粒子の付着量が減少する。さらに、真空チャンバ1の内部とサブチャンバ4Dの内部との気圧差を大きくできるため、露光光ELの透過率が向上し、露光装置100のウエハ上での照度を向上できるため、スループットを向上できる。
また、サブチャンバ4A〜4Eにはそれぞれノズル部材37Aと38A;37B;37C;37Dと38D;37Eが設けられているため、真空ポンプ33A〜33Eの真空排気によって露光光ELの光路上の気圧が低下する。従って、露光光ELの透過率が向上し、スループットを向上できる。なお、光束収束部がノズル部材との関係で規定される場合を除いて、ノズル部材37A〜37E,38A,38Dは必ずしも設ける必要はない。ノズル部材37A〜37E,38A,38Dのいくつかを省略してもよい。例えば、サブチャンバ4Dのノズル部材37D及び38Dの一方のみを設けてもよい。 また、投影光学系POが投影系チャンバ6内に収容され、投影系チャンバ6内の空間は、真空ポンプ35によって排気管35aを介して真空排気されている。投影系チャンバ6のレチクルRと対向する部分には露光光ELを通過させる開口が形成され、投影系チャンバ6のウエハWと対向する部分にも、露光光ELを通過させる開口が形成されている。
真空ポンプ35も気圧計を備えており、この気圧計の計測値に基づいて主制御系31が投影系チャンバ6内が所定の真空度となるように真空ポンプ35を制御する。一例として、投影系チャンバ6内の空間の気圧は10-5〜10-6Pa程度である。
本実施形態の作用効果は以下の通りである。
(1)図1の露光装置100の照明光学装置(レーザプラズマ光源10及び照明光学系ILS)は、レーザプラズマ光源10からの露光光EL(照明光)をレチクル面Ra(被照射面)に導く反射型の照明光学装置において、凹面ミラー21から凹面ミラー25までの複数の反射光学素子を収容する真空チャンバ1(第1のチャンバ)と、真空チャンバ1内に配置され、曲面ミラー24(第1の反射光学素子)を収容するサブチャンバ4D(第2のチャンバ)とを備えている。そして、サブチャンバ4Dは、曲面ミラー24に入射する露光光ELが通過する開口4Daと、曲面ミラー24で反射した露光光ELが通過する開口4Dbとを有し、開口4Daは、曲面ミラー24に入射する光束の断面積が最も小さい位置(レチクル共役面27)又はその近傍に配置され、開口4Dbは、曲面ミラー24で反射した光束の断面積が最も小さい位置又はその近傍(面28)に配置される。
本実施形態の作用効果は以下の通りである。
(1)図1の露光装置100の照明光学装置(レーザプラズマ光源10及び照明光学系ILS)は、レーザプラズマ光源10からの露光光EL(照明光)をレチクル面Ra(被照射面)に導く反射型の照明光学装置において、凹面ミラー21から凹面ミラー25までの複数の反射光学素子を収容する真空チャンバ1(第1のチャンバ)と、真空チャンバ1内に配置され、曲面ミラー24(第1の反射光学素子)を収容するサブチャンバ4D(第2のチャンバ)とを備えている。そして、サブチャンバ4Dは、曲面ミラー24に入射する露光光ELが通過する開口4Daと、曲面ミラー24で反射した露光光ELが通過する開口4Dbとを有し、開口4Daは、曲面ミラー24に入射する光束の断面積が最も小さい位置(レチクル共役面27)又はその近傍に配置され、開口4Dbは、曲面ミラー24で反射した光束の断面積が最も小さい位置又はその近傍(面28)に配置される。
本実施形態によれば、曲面ミラー24は露光光ELの光路に開口4Da,4Dbが形成された個別のサブチャンバ4D内に収容される。また、その開口4Da,4Dbの位置は露光光ELの断面積が小さい位置であるため、それらの開口を小さくできる。
従って、レーザプラズマ光源10から拡散してくるデブリ等の微粒子が曲面ミラー24の反射面に付着しにくくなるため、曲面ミラー24の反射率が高く維持されて、照明光学系ILSのメンテナンス間隔を長くできる。また、局所的に真空空間を維持するため、真空チャンバ1内の全部の空間をより高真空にする場合に比べて、真空排気機構の能力を必要以上に向上させる必要がない。
従って、レーザプラズマ光源10から拡散してくるデブリ等の微粒子が曲面ミラー24の反射面に付着しにくくなるため、曲面ミラー24の反射率が高く維持されて、照明光学系ILSのメンテナンス間隔を長くできる。また、局所的に真空空間を維持するため、真空チャンバ1内の全部の空間をより高真空にする場合に比べて、真空排気機構の能力を必要以上に向上させる必要がない。
(2)また、サブチャンバ4D内の圧力を真空チャンバ1内の圧力より低く制御する主制御系31及び真空ポンプ32,33D(圧力制御装置)を備えているため、微粒子が吸引によって排除されるとともに、露光光ELの透過率を高く維持できる。
また、照明光学系ILSは、多数の反射ミラー要素23aを有する第2フライアイ光学系23(オプティカルインテグレータ)と、凹面ミラー25(第2の反射光学素子)とを含み、曲面ミラー24は、多数の反射ミラー要素23aの各々で反射された露光光ELを開口4Daを介して入射すると共に、開口4Dbを介して射出し、凹面ミラー25は、曲面ミラー24で反射された露光光ELをレチクル面に導いている。
この場合、曲面ミラー24の反射率が高く維持されるため、多数の反射ミラー要素23aからの露光光ELを正確に重畳してレチクル面を照明でき、レチクル面での照度分布の均一性が高く維持される。
また、照明光学系ILSは、多数の反射ミラー要素23aを有する第2フライアイ光学系23(オプティカルインテグレータ)と、凹面ミラー25(第2の反射光学素子)とを含み、曲面ミラー24は、多数の反射ミラー要素23aの各々で反射された露光光ELを開口4Daを介して入射すると共に、開口4Dbを介して射出し、凹面ミラー25は、曲面ミラー24で反射された露光光ELをレチクル面に導いている。
この場合、曲面ミラー24の反射率が高く維持されるため、多数の反射ミラー要素23aからの露光光ELを正確に重畳してレチクル面を照明でき、レチクル面での照度分布の均一性が高く維持される。
(3)また、照明光学系ILSは、レチクル面までの間にレチクル共役面27を形成する光学系を構成し、図1では、サブチャンバ4Dの開口4Daはレチクル共役面27の近傍(レチクル共役面27上がより好ましい)に配置されている。レチクル共役面27は、光束の断面積が最も小さいため、開口4Daをほぼ最も小さくでき、微粒子の付着防止効果がより高くなる。
なお、仮に曲面ミラー24の位置によって、曲面ミラー24から凹面ミラー25に向かう光路上で、かつ曲面ミラー24の近傍にレチクル共役面27が形成されるような場合には、開口4Daは、曲面ミラー24の反射面との間で必要な間隔(サブチャンバ4D内の気圧を真空チャンバ1内の気圧よりも低くできる間隔)を維持した上で、できるだけ曲面ミラー24に近い位置に配置し、射出側の開口4Dbをレチクル共役面27に近い位置に配置してもよい。
なお、仮に曲面ミラー24の位置によって、曲面ミラー24から凹面ミラー25に向かう光路上で、かつ曲面ミラー24の近傍にレチクル共役面27が形成されるような場合には、開口4Daは、曲面ミラー24の反射面との間で必要な間隔(サブチャンバ4D内の気圧を真空チャンバ1内の気圧よりも低くできる間隔)を維持した上で、できるだけ曲面ミラー24に近い位置に配置し、射出側の開口4Dbをレチクル共役面27に近い位置に配置してもよい。
(4)また、照明光学系ILSは、曲面ミラー24と凹面ミラー25との間に、照明光学系ILSの瞳面と共役な面28を形成し、開口4Dbはその面28の近傍(瞳面又は面28上がより好ましい)に配置されている。これによって、開口4Dbを小さくできる。
また、サブチャンバ4D内の曲面ミラー24の反射面の近傍に設けられた排気口を持つ排気ノズル33Daを含み、サブチャンバ4D内を真空チャンバ1内とは個別に減圧する真空ポンプ33D(減圧装置)を備えている。従って、曲面ミラー24の反射面の近傍のデブリ等の微粒子は吸引によって排除されるため、その反射面の反射率が高く維持される。また、その反射面の反射膜と露光光EL(EUV光)との相互作用で発生する微粒子も吸引で排除されるため、他の光学部材に対する悪影響が減少する。
また、サブチャンバ4D内の曲面ミラー24の反射面の近傍に設けられた排気口を持つ排気ノズル33Daを含み、サブチャンバ4D内を真空チャンバ1内とは個別に減圧する真空ポンプ33D(減圧装置)を備えている。従って、曲面ミラー24の反射面の近傍のデブリ等の微粒子は吸引によって排除されるため、その反射面の反射率が高く維持される。また、その反射面の反射膜と露光光EL(EUV光)との相互作用で発生する微粒子も吸引で排除されるため、他の光学部材に対する悪影響が減少する。
(5)また、図1では、サブチャンバ4A〜4Eが独立に真空ポンプ33A〜33Eによって真空排気されているが、例えば複数のサブチャンバ(例えばサブチャンバ4D,4E)を共通の真空ポンプ(ターボポンプ等)によって真空排気してもよい。
(6)また、サブチャンバ4Dの2つの開口を通過する露光光ELの光路を取り囲むノズル部材37D,38D(周囲部材)が設けられているため、露光光ELの光路上の微粒子を吸引によって効率的に排除できるとともに、露光光ELの光路の気圧を下げることができ、露光光ELの透過率が向上する。ノズル部材37D,38Dのうちの一方を設けるだけでも、光路上からの微粒子の排除効果が向上する。また、ノズル部材37D,38Dの先端(サブチャンバ4Dと反対側)は、サブチャンバ4Dとその外部との物質(微粒子)及び光の出入口とみなすことができるので、ノズル部材37D,38D内に露光光ELのミラー24への入射光束又は反射光束の収束部が存在することにより、ノズル部材37D,38Dの内径を小さくして、ノズル部材37D,38Dの先端からのデブリ等の微粒子がサブチャンバ4D内に入りにくくすることができる。
(6)また、サブチャンバ4Dの2つの開口を通過する露光光ELの光路を取り囲むノズル部材37D,38D(周囲部材)が設けられているため、露光光ELの光路上の微粒子を吸引によって効率的に排除できるとともに、露光光ELの光路の気圧を下げることができ、露光光ELの透過率が向上する。ノズル部材37D,38Dのうちの一方を設けるだけでも、光路上からの微粒子の排除効果が向上する。また、ノズル部材37D,38Dの先端(サブチャンバ4Dと反対側)は、サブチャンバ4Dとその外部との物質(微粒子)及び光の出入口とみなすことができるので、ノズル部材37D,38D内に露光光ELのミラー24への入射光束又は反射光束の収束部が存在することにより、ノズル部材37D,38Dの内径を小さくして、ノズル部材37D,38Dの先端からのデブリ等の微粒子がサブチャンバ4D内に入りにくくすることができる。
(7)また、真空チャンバ1内に配置され、凹面ミラー25を収容するサブチャンバ4E(第3チャンバ)を有し、サブチャンバ4Eは、凹面ミラー25に入射する光束及び凹面ミラー25で反射した光束が通過する開口部を有し、真空ポンプ32,33E(圧力制御装置)は、サブチャンバ4E内の圧力を真空チャンバ1内の圧力より低く制御する。これによって、レチクル面に近い凹面ミラー25の反射面に対する微粒子の付着量も減少し、かつサブチャンバ4E内の露光光ELの透過率が高く維持される。また、後続の投影光学系等に向かう微粒子の量が減少する。
このように複数の反射光学部材の反射面の近傍を局所的に真空排気する方式では、個々の真空ポンプ33A〜33Eの能力(容量)は低くできるため、真空排気機構の能力を必要以上に高めることがない。
なお、サブチャンバ4A,4Dに対する露光光ELの入射角及び反射角が小さい場合には、サブチャンバ4Dの2つの開口4Ea,4Db及びサブチャンバ4Aの2つの開口4Aa,4Abは、一つの開口で兼用することも可能である。
なお、サブチャンバ4A,4Dに対する露光光ELの入射角及び反射角が小さい場合には、サブチャンバ4Dの2つの開口4Ea,4Db及びサブチャンバ4Aの2つの開口4Aa,4Abは、一つの開口で兼用することも可能である。
(8)また、図1の露光装置100は、上記の照明光学装置と、レチクル面Raに配置可能な反射型原版の像をウエハWの表面(投影面)に投影する投影光学系POとを備え、投影光学系POは、その照明光学装置の複数の反射光学素子が収納されるサブチャンバ4A〜4Eとは別の投影系チャンバ6内に収納される。
この場合、照明光学装置の透過率が高いとともに、照明光学装置を通過したデブリ等の微粒子が投影光学系PO内に拡散しにくいため、投影光学系POの透過率も高く維持され、高いスループットで露光を行うことができる。
この場合、照明光学装置の透過率が高いとともに、照明光学装置を通過したデブリ等の微粒子が投影光学系PO内に拡散しにくいため、投影光学系POの透過率も高く維持され、高いスループットで露光を行うことができる。
上記実施例において、ミラー21〜25についてそれぞれサブチャンバを設けたが、サブチャンバ4D以外のサブチャンバのすべてまたはいくつかを省略してもよい。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態につき図4を参照して説明する。図4において、図1に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図4は、本実施形態の露光装置100Aの概略構成を示す断面図である。図4において、照明光学系ILSを構成する凹面ミラー21から凹面ミラー25までの全部の反射光学部材は真空チャンバ1内に設けられた照明系チャンバ4内に収容されている。光源チャンバ2と照明系チャンバ4とはアパーチャ板3によって連結されている。また、凹面ミラー25からレチクル面Raに向かう露光光ELの光路上の照明系チャンバ4の隔壁に、露光光ELを通過させる小さい開口が設けられている。
本発明の第2の実施形態につき図4を参照して説明する。図4において、図1に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図4は、本実施形態の露光装置100Aの概略構成を示す断面図である。図4において、照明光学系ILSを構成する凹面ミラー21から凹面ミラー25までの全部の反射光学部材は真空チャンバ1内に設けられた照明系チャンバ4内に収容されている。光源チャンバ2と照明系チャンバ4とはアパーチャ板3によって連結されている。また、凹面ミラー25からレチクル面Raに向かう露光光ELの光路上の照明系チャンバ4の隔壁に、露光光ELを通過させる小さい開口が設けられている。
また、主制御系41によって制御される真空ポンプ40A及び40Bが設置され、真空ポンプ40Aに3つの排気ノズル39A,39C,39Eが接続され、真空ポンプ40Bに2つの排気ノズル39B,39Dが接続されている。さらに、排気ノズル39A,39B,39C,39D,39Eの先端の排気口は、それぞれ照明系チャンバ4内の凹面ミラー21、第1フライアイ光学系22、第2フライアイ光学系23、曲面ミラー24、及び凹面ミラー25の反射面の近傍に配置されている。この他の構成は、図1の実施形態と同様である。
図4において、照明系チャンバ4内の凹面ミラー21から凹面ミラー25までの全部の反射光学部材の反射面の近傍の気体を真空ポンプ40A及び40Bによって吸引(真空排気)することによって、照明系チャンバ4内の気圧は真空チャンバ1内の気圧よりも低く設定されている。さらに、レーザプラズマ光源10から照明系チャンバ4内に拡散してくるデブリ等の微粒子が、その反射面に付着する前に効率的に排除されるため、凹面ミラー21から凹面ミラー25までの反射面の反射率が高く維持される。
本実施形態の作用効果は以下の通りである。
(1)図4の実施形態の露光装置100Aの照明光学装置(レーザプラズマ光源10及び照明光学系ILS)は、露光光EL(照明光)をレチクル面Ra(被照射面)に導く反射型の照明光学装置において、凹面ミラー21から凹面ミラー25までの複数の反射光学素子を収容する照明系チャンバ4(又は真空チャンバ1)と、曲面ミラー24(第1の反射光学素子)の反射面の近傍に排気口が配置された排気ノズル39Dと、排気ノズル39Dから排気を行う真空ポンプ40Bと、を備えている。
(1)図4の実施形態の露光装置100Aの照明光学装置(レーザプラズマ光源10及び照明光学系ILS)は、露光光EL(照明光)をレチクル面Ra(被照射面)に導く反射型の照明光学装置において、凹面ミラー21から凹面ミラー25までの複数の反射光学素子を収容する照明系チャンバ4(又は真空チャンバ1)と、曲面ミラー24(第1の反射光学素子)の反射面の近傍に排気口が配置された排気ノズル39Dと、排気ノズル39Dから排気を行う真空ポンプ40Bと、を備えている。
本実施形態によれば、曲面ミラー24の反射面の近傍で排気ノズル39Dを介して局所的に真空排気及び/又は微粒子を含む気体の吸引が行われる。従って、レーザプラズマ光源10から拡散してくるデブリ等の微粒子が曲面ミラー24の反射面に付着しにくくなる。また、特にその反射面の近傍で露光光ELの透過率が高く維持される。また、局所的に真空排気等を行うため、全体の雰囲気をより高真空にする場合に比べて、真空排気機構の能力を必要以上に向上させる必要がない。
(2)なお、図4において、点線で示すように、照明系チャンバ4内で曲面ミラー24を収容する箱状のサブチャンバ4D(第2チャンバ)を備えてもよい。これは他の凹面ミラー21等も同様である。これによって、曲面ミラー24に微粒子がさらに付着しにくくなる。
(3)また、凹面ミラー25(第2の反射光学素子)の反射面の近傍に配置された排気口を有する排気ノズル39Eと、排気ノズル39Eから排気を行う真空ポンプ40Aとを備えている。従って、凹面ミラー25においても反射率が高く維持されるとともに、特に凹面ミラー25の反射面の近傍で露光光ELの透過率が高く維持される。
(3)また、凹面ミラー25(第2の反射光学素子)の反射面の近傍に配置された排気口を有する排気ノズル39Eと、排気ノズル39Eから排気を行う真空ポンプ40Aとを備えている。従って、凹面ミラー25においても反射率が高く維持されるとともに、特に凹面ミラー25の反射面の近傍で露光光ELの透過率が高く維持される。
また、上記の実施形態は以下のような変形が可能である。
(1)上述の実施形態では、露光光源としてレーザプラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、SOR(Synchrotron Orbital Radiation)リング、ベータトロン光源、ディスチャージド光源、X線レーザなどのいずれを用いても良い。
(2)また、上記実施形態では、露光ビームとしてEUV光を用い、6枚のミラーのみから成るオール反射の投影光学系を用いる場合について説明したが、これは一例である。例えば、特開平11−345761号公報に開示されるような4枚のミラーのみから成る投影光学系を備えた露光装置は勿論、光源に波長100〜160nmのVUV光源、例えばAr2 レーザ(波長126nm)を用い、4〜8枚等のミラーを有する投影光学系を備えた露光装置などにも本発明を適用することができる。
(1)上述の実施形態では、露光光源としてレーザプラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、SOR(Synchrotron Orbital Radiation)リング、ベータトロン光源、ディスチャージド光源、X線レーザなどのいずれを用いても良い。
(2)また、上記実施形態では、露光ビームとしてEUV光を用い、6枚のミラーのみから成るオール反射の投影光学系を用いる場合について説明したが、これは一例である。例えば、特開平11−345761号公報に開示されるような4枚のミラーのみから成る投影光学系を備えた露光装置は勿論、光源に波長100〜160nmのVUV光源、例えばAr2 レーザ(波長126nm)を用い、4〜8枚等のミラーを有する投影光学系を備えた露光装置などにも本発明を適用することができる。
(3)また、照明光学系ILSの構成は、図1のように凹面ミラー21から凹面ミラー25を含む構成に限られず、要は複数の反射光学部材を含んでいればよい。
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス(又はマイクロデバイス)を製造する場合、電子デバイスは、図5に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ221、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222、デバイスの基材である基板(ウエハ)を製造してレジストを塗布するステップ223、前述した実施形態の露光装置(EUV露光装置)によりマスクのパターンを基板(感応基板)に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ224、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)225、並びに検査ステップ226等を経て製造される。
また、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス(又はマイクロデバイス)を製造する場合、電子デバイスは、図5に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ221、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222、デバイスの基材である基板(ウエハ)を製造してレジストを塗布するステップ223、前述した実施形態の露光装置(EUV露光装置)によりマスクのパターンを基板(感応基板)に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ224、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)225、並びに検査ステップ226等を経て製造される。
言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いてその投影面上に設置される基板(ウエハ)を露光することと、露光された基板を処理すること(ステップ224)とを含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光装置によれば、レーザプラズマ光源10で発生するデブリ等が照明光学系ILSのミラー等に付着しにくく、照明光学系ILSの透過率が高く維持されて、露光装置のメンテナンスコストが低減される。さらに、露光光ELの強度が高く維持されるため、高機能のデバイスを高スループットに製造できる。
また、上記の実施形態の露光装置100,100A(EUV露光装置)は、本願の特許請求の範囲に挙げられた照明光学装置(レーザプラズマ光源10、照明光学系ILS)等の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及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。
本発明の照明光学装置及びそれを有する露光装置によれば、デブリ等が照明光学系のミラー等に付着しにくいため、照明光学装置及び露光装置のメンテナンスコストが低減される。このため、本発明を用いることにより高機能デバイスを高スループットで製造するでき、それゆえ、本発明は、半導体産業を含む精密機器産業の国際的な発展に著しく貢献するであろう。
Claims (24)
- 照明光を被照射面に導く反射型の照明光学装置であって、
複数の反射光学素子を収容する第1チャンバと、
前記第1チャンバ内に配置され、前記複数の反射光学素子のうちの第1の反射光学素子を収容する第2チャンバとを備え、
前記第2チャンバは、前記第1の反射光学素子に入射する前記照明光の光束が通過する第1開口部と、前記第1の反射光学素子で反射した前記照明光の光束が通過する第2開口部とを有し、
前記第1開口部は、前記第1の反射光学素子に入射する光束の断面積が最も小さい位置又はその近傍に配置され、
前記第2開口部は、前記第1の反射光学素子で反射した光束の断面積が最も小さい位置又はその近傍に配置される照明光学装置。 - 前記第2チャンバ内の圧力を前記第1チャンバ内の圧力より低く制御する圧力制御装置を備える請求項1に記載の照明光学装置。
- 前記複数の反射光学素子は、多数の反射ミラー要素を有するオプティカルインテグレータと、第2の反射光学素子とを含み、
前記第1の反射光学素子は、前記多数の反射ミラー要素の各々で反射された前記照明光を前記第1開口部を介して入射すると共に、前記第2開口部を介して射出し、
前記第2の反射光学素子は、前記第1の反射光学素子で反射された前記照明光を前記被照射面に導く請求項1または請求項2に記載の照明光学装置。 - 前記複数の反射光学素子は、前記被照射面との間に、前記被照射面と共役な位置を形成する光学系を構成し、
前記第1開口部は、前記共役な位置又はこの近傍の位置に配置される請求項3に記載の照明光学装置。 - 前記光学系は、前記第1の反射光学素子と前記第2の反射光学素子との間に、かつ前記光学系の瞳面の位置若しくは該瞳面と共役な位置を形成し、
前記第2開口部は、前記光学系の瞳面の位置若しくは該瞳面と共役な位置に配置される請求項4に記載の照明光学装置。 - 前記第2チャンバ内の前記第1の反射光学素子の反射面の近傍に設けられた排気口を含み、前記第2チャンバ内を前記第1チャンバとは個別に減圧する減圧装置を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 前記減圧装置は、前記第2チャンバ内の前記排気口に接続される第1の真空ポンプを有する請求項6に記載の照明光学装置。
- 前記第1開口部及び前記第2開口部の少なくとも一方に設けられ、前記第1開口部及び前記第2開口部の少なくとも一方を通過する前記照明光の光路を取り囲む周囲部材が設けられた請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 前記第2の反射光学素子を収容する第3チャンバを有し、
前記第3チャンバは、前記第2の反射光学素子に入射する前記照明光の光束及び前記第2の反射光学素子で反射した前記照明光の光束が通過する開口部を有し、
前記圧力制御装置は、前記第3チャンバ内の圧力を前記第1チャンバ内の圧力より低く制御する請求項3に記載の照明光学装置。 - 照明光を被照射面に導く反射型の照明光学装置であって、
複数の反射光学素子を収容する第1チャンバと、
前記複数の反射光学素子のうちの第1の反射光学素子の反射面の近傍に配置された第1の排気ノズルと、
前記第1の排気ノズルを介して、前記第1の反射光学素子の反射面の近傍を排気する第1の排気装置と、
を備える照明光学装置。 - 前記第1チャンバ内に配置され、前記第1の反射光学素子を収容する第2チャンバを備える請求項10に記載の照明光学装置。
- 前記第1チャンバ内に配置され、前記複数の反射光学素子のうちの第2の反射光学素子を収容する第3のチャンバを備える請求項11に記載の照明光学装置。
- 前記複数の反射光学素子のうちの第2の反射光学素子の反射面の近傍に配置された第2の排気ノズルと、
前記第2の排気ノズルを介して、前記第2の反射光学素子の反射面の近傍を排気する第2の排気装置とを備える請求項10又は請求項11に記載の照明光学装置。 - 照明光を被照射面に導く反射型の照明光学装置であって、
複数の反射光学素子を収容する第1チャンバと、
前記第1チャンバ内に配置され、前記複数の反射光学素子のうちの第1の反射光学素子を収容する第2チャンバとを備え、
第2チャンバに設けられた円筒部であって、前記第1の反射光学素子に入射または反射する前記照明光の光束が円筒部の内部を通過するように前記第2チャンバから延在するとともに、前記第1の反射光学素子に入射または反射する光束の断面積が最も小さくなる位置が前記円筒部内に存在する照明光学装置。 - 前記円筒部が、前記第1の反射光学素子に入射する前記照明光の光束が円筒部の内部を通過する第1円筒部と前記第1の反射光学素子から反射する前記照明光の光束が円筒部の内部を通過する第2円筒部とを備える請求項14に記載の照明光学装置。
- 円筒部の内径は第2チャンバに近づくに従って小さくなる請求項14に記載の照明光学装置。
- 第1円筒部と第2円筒部の延在方向が異なる請求項15に記載の照明光学装置。
- 前記第2チャンバ内の圧力を前記第1チャンバ内の圧力より低く制御する圧力制御装置を備えることを特徴とする請求項14に記載の照明光学装置。
- 前記第2チャンバが、モリブデンまたはその合金から形成されている請求項1から請求項18のいずれか一項に記載の照明光学装置。
- 請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の照明光学装置と、
前記被照射面に配置可能な反射型原版の像を投影面に投影する投影光学系とを備え、
前記投影光学系は、前記第1チャンバとは別の投影系チャンバ内に収納される露光装置。 - 前記第1チャンバが前記投影系チャンバを収容する請求項20に記載の露光装置。
- 前記第1チャンバと前記投影系チャンバを収容する装置チャンバを有する請求項20に記載の露光装置。
- さらに、EUV光源を備える請求項20に記載の露光装置。
- 請求項20から22のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記投影面上に設置される基板を露光することと、
前記露光された基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。
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