JP2010087392A - Optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing electronic device - Google Patents
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本発明は、露光装置等に用いて好適な光学系、該光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いる電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical system suitable for use in an exposure apparatus or the like, an exposure apparatus including the optical system, and an electronic device manufacturing method using the exposure apparatus.
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えてこれより短い波長(5〜50nm程度)のEUV(Extreme UltraViolet)光(極端紫外線)を使用した露光技術が開発されている。これにより、約22〜45nmのパターンサイズの露光が可能になるものと期待されている。EUV光の波長領域での物質の屈折率は1に近いため、従来のレンズのような透過屈折型の光学素子を使用することができず、反射型の光学素子であるミラーが使用される。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, EUV (Extreme UltraViolet) having a shorter wavelength (about 5 to 50 nm) is used instead of conventional ultraviolet rays in order to improve the resolution of an optical system limited by the diffraction limit of light. ) Exposure technology using light (extreme ultraviolet) has been developed. This is expected to enable exposure with a pattern size of about 22 to 45 nm. Since the refractive index of a substance in the wavelength region of EUV light is close to 1, a transmission-refractive optical element such as a conventional lens cannot be used, and a mirror that is a reflective optical element is used.
EUV光を露光光とする露光装置(以下、EUV露光装置という)は、EUV光を発生する光源、光を整形する照明光学系、反射型のマスク、該マスク上の回路パターンをウエハ上に縮小投影する投影光学系等を備えて構成されている。光源としては、レーザプラズマ方式、放電プラズマ方式等が使用される。 An exposure apparatus that uses EUV light as exposure light (hereinafter referred to as EUV exposure apparatus) is a light source that generates EUV light, an illumination optical system that shapes the light, a reflective mask, and a circuit pattern on the mask that is reduced on the wafer. A projection optical system for projecting is provided. As the light source, a laser plasma method, a discharge plasma method, or the like is used.
照明光学系及び投影光学系としては、上述した通り、反射鏡(ミラー)を組み合わせた反射光学系が用いられる。投影光学系は、例えば、多層膜がコーティングされた4枚又は6枚のEUV反射鏡を備えている。これらの反射鏡は、多層膜の各界面における反射光の位相を一致させ、干渉効果によって高い反射率を実現するものである。 As the illumination optical system and the projection optical system, as described above, a reflection optical system in which a reflecting mirror (mirror) is combined is used. The projection optical system includes, for example, four or six EUV reflecting mirrors coated with a multilayer film. These reflecting mirrors achieve a high reflectance by the interference effect by matching the phases of reflected light at each interface of the multilayer film.
投影光学系の瞳面又はその近傍には、露光転写するパターンに応じて最適な開口数(NA:Numerical Aperture)を規定するために、開口径を変更可能な可変タイプのNA絞りが設けられている。また、照明光学系のマスクのパターン面と共役な面又はその近傍には、露光光の形状を規定するため、あるいは走査型の露光装置では露光量制御(Does Control)を行うため、可変タイプの照明視野絞りが設けられている。 In order to define an optimum numerical aperture (NA) according to the pattern to be exposed and transferred, a variable type NA diaphragm whose aperture diameter can be changed is provided on or near the pupil plane of the projection optical system. Yes. Further, in order to define the shape of the exposure light on the surface conjugate with the pattern surface of the mask of the illumination optical system or in the vicinity thereof, or in order to perform exposure amount control (Does Control) in the scanning type exposure apparatus, the variable type An illumination field stop is provided.
露光光の光路は、光の吸収を抑制するため、真空とされる必要があり、光学系を構成するミラー群は真空チャンバ内に収容されている。このようなEUV露光装置は、例えば、下記特許文献1に記載されている。
The optical path of the exposure light needs to be evacuated in order to suppress light absorption, and the mirror group constituting the optical system is accommodated in a vacuum chamber. Such an EUV exposure apparatus is described in
ところで、露光光(EUV光)が光学系を構成する光学素子としてのミラーやマスクに照射されると、当該光学素子の反射面は高精度に仕上げられてはいるものの、その加工精度に応じて迷光(反射面の微小凹凸による乱反射等に起因する光)が発生する。この迷光のうちフレア光(露光光の本来の光束の外側に飛び出した光)が結像面に到達すると、該結像面における像のコントラストが低下する等、光学系の結像性能が悪化する。このようなフレア光を伴う露光光でウエハ(感光性基板)上にパターンを露光転写すると、高精度なパターンを形成することができない。 By the way, when exposure light (EUV light) is irradiated onto a mirror or mask as an optical element constituting the optical system, the reflection surface of the optical element is finished with high accuracy, but depending on the processing accuracy. Stray light (light resulting from irregular reflection due to minute irregularities on the reflecting surface) is generated. When flare light (light that protrudes outside the original light flux of exposure light) of this stray light reaches the imaging plane, the imaging performance of the optical system deteriorates, such as the contrast of the image on the imaging plane being reduced. . If a pattern is exposed and transferred onto a wafer (photosensitive substrate) with exposure light accompanied by such flare light, a highly accurate pattern cannot be formed.
これに対策するための技術として、従来のフレア絞りは、例えば、図13に示されるように、光学系の最終光学素子(結像面に最も近い光学素子)L2と結像面(ウエハWの表面)との間の光路中に設けられた板状の固定絞り板110により構成されている。
As a technique for coping with this, the conventional flare stop is, for example, as shown in FIG. 13, the final optical element (optical element closest to the imaging surface) L2 of the optical system and the imaging surface (wafer W). It is constituted by a plate-shaped
固定絞り板110は開口部110aを有しており、この開口部110aは、結像面に到達するフレア光をより確実に遮蔽するため、光学系の瞳面又はその近傍に設けられる可変NA絞り120によって規定される最大NAに対応し、最終光学素子L2により収斂される光線101の該固定絞り板110に対応する位置(高さ)における断面形状に略一致する形状となっている。
The
なお、同図では、光学素子としてレンズL1,L2を備える透過屈折型の光学系を表示しているが、これは説明又は図示を簡略にするためであり、複数のミラーを備える反射型の光学系であっても同様である。なお、同図において、Mは転写すべきパターンが形成されたマスクである。 In the figure, a transmission / refraction type optical system including lenses L1 and L2 as optical elements is shown, but this is for the purpose of simplifying the explanation or illustration, and a reflection type optical system including a plurality of mirrors. The same applies to systems. In the figure, M is a mask on which a pattern to be transferred is formed.
しかしながら、NA絞り120によりNAがより小さい値(小NA値)に変更されると、図14に示されるように、光学系の最終光学素子L2により収斂される光線102は、図13における光線101よりも細くなり、従来のフレア絞りでは、固定絞り板110の開口部110aの形状を変更することができないため、該開口部110aと光線102との間にギャップGAが生じる。このため、このギャップGAを介して結像面にフレア光が到達してしまい、結像特性を悪化させる原因となっていた。なお、ここでは、可変NA絞りによりNA値が変更された場合について説明したが、照明光学系に設けられる可変照明視野絞りの絞り値(形状)が変更された場合等においても、同様のことが言える。
However, when the NA is changed to a smaller value (small NA value) by the
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フレア光の結像面への到達をより確実に抑制して、結像性能の高い光学系を提供することを目的とする。また、そのような光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いる電子デバイスの製造方法を提供することも目的とする。
本発明の第1の態様に係る光学系は、極端紫外線を反射する複数の多層膜ミラーと、前記極端紫外線を通過させる開口部を有し、前記極端紫外線のフレア光を遮光するフレア絞りとを備える光学系であって、前記フレア絞りは、前記開口部の形状を変更する可変機構を有することを特徴とする。 An optical system according to a first aspect of the present invention includes a plurality of multilayer mirrors that reflect extreme ultraviolet rays, and a flare stop that has an opening that allows the extreme ultraviolet rays to pass therethrough and blocks flare light of the extreme ultraviolet rays. The flare stop has a variable mechanism for changing the shape of the opening.
本発明の第1の態様に係る光学系において、前記光学系の開口数を規定するNA絞りを更に備え、前記可変機構は前記NA絞りの開口数に応じて前記開口部の形状を変更するようにできる。この場合において、前記NA絞りは可変NA絞りであって、前記可変機構は前記可変NA絞りの開口数と連動して前記開口部の形状を変更するようにできる。 The optical system according to the first aspect of the present invention further includes an NA stop that defines a numerical aperture of the optical system, and the variable mechanism changes the shape of the opening according to the numerical aperture of the NA stop. Can be. In this case, the NA aperture is a variable NA aperture, and the variable mechanism can change the shape of the aperture in conjunction with the numerical aperture of the variable NA aperture.
また、本発明の第1の態様に係る光学系において、照明視野を規定する照明視野絞りを更に備え、前記可変機構は前記照明視野絞りの絞り値に応じて前記開口部の形状を変更するようにできる。この場合において、前記照明視野絞りは可変照明視野絞りであって、前記可変機構は前記可変照明視野絞りの絞り値と連動して前記開口部の形状を変更するようにできる。 The optical system according to the first aspect of the present invention further includes an illumination field stop for defining an illumination field, and the variable mechanism changes the shape of the opening according to the aperture value of the illumination field stop. Can be. In this case, the illumination field stop may be a variable illumination field stop, and the variable mechanism may change the shape of the opening in conjunction with the aperture value of the variable illumination field stop.
本発明の第2の態様に係る光学系は、極端紫外線を反射する複数の多層膜ミラーと、前記極端紫外線を通過させる開口部を有し、前記極端紫外線のフレア光を遮光するフレア絞りとを備える光学系であって、前記フレア絞りの前記光学系の光軸に沿う方向の位置を変更する可変機構を備えることを特徴とする。 An optical system according to a second aspect of the present invention includes a plurality of multilayer mirrors that reflect extreme ultraviolet rays, and a flare stop that has an opening that allows the extreme ultraviolet rays to pass therethrough and blocks flare light from the extreme ultraviolet rays. An optical system comprising a variable mechanism that changes a position of the flare stop in a direction along an optical axis of the optical system.
本発明の第2の態様に係る光学系において、前記光学系の開口数を規定するNA絞りを更に備え、前記可変機構は前記NA絞りの開口数に応じて前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更するようにできる。この場合において、前記NA絞りは可変NA絞りであって、前記可変機構は前記可変NA絞りの開口数と連動して前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更するようにできる。 In the optical system according to the second aspect of the present invention, the optical system further includes an NA stop that defines the numerical aperture of the optical system, and the variable mechanism follows the optical axis of the flare stop in accordance with the numerical aperture of the NA stop. You can change the position of the direction. In this case, the NA stop is a variable NA stop, and the variable mechanism can change the position of the flare stop along the optical axis in conjunction with the numerical aperture of the variable NA stop.
また、本発明の第2の態様に係る光学系において、照明視野を規定する照明視野絞りを更に備え、前記可変機構は前記照明視野絞りの絞り値に応じて前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更するようにできる。この場合において、前記照明視野絞りは可変照明視野絞りであって、前記可変機構は前記可変照明視野絞りの絞り値と連動して前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更するようにできる。 The optical system according to the second aspect of the present invention may further include an illumination field stop that defines an illumination field, and the variable mechanism follows the optical axis of the flare stop according to an aperture value of the illumination field stop. You can change the position of the direction. In this case, the illumination field stop is a variable illumination field stop, and the variable mechanism changes the position of the flare stop along the optical axis in conjunction with the stop value of the variable illumination field stop. it can.
本発明の第1又は第2の態様に係る光学系において、前記フレア絞りを前記複数のミラーのうち前記光学系の結像面に最も近いミラーと該結像面との間に配置することができる。この場合において、前記フレア絞りは前記結像面の近傍に配置することができる。また、前記フレア絞りは前記結像面に最も近いミラーの近傍に配置してもよい。 In the optical system according to the first or second aspect of the present invention, the flare stop may be arranged between a mirror closest to the imaging plane of the optical system and the imaging plane among the plurality of mirrors. it can. In this case, the flare stop can be disposed in the vicinity of the imaging plane. The flare stop may be disposed in the vicinity of a mirror closest to the imaging plane.
本発明の第1又は第2の態様に係る光学系において、前記光学系が少なくとも1つの中間結像面を有する場合には、前記フレア絞りを、前記複数のミラーのうち前記中間結像面を挟む一対のミラーの間に配置することができる。この場合において、前記フレア絞りは前記中間結像面の近傍に配置することができる。また、前記フレア絞りは前記中間結像面を挟む一対のミラーのうち一方のミラーの近傍に配置してもよい。 In the optical system according to the first or second aspect of the present invention, when the optical system has at least one intermediate imaging plane, the flare stop is set to the intermediate imaging plane among the plurality of mirrors. It can arrange | position between a pair of mirrors which pinch | interpose. In this case, the flare stop can be disposed in the vicinity of the intermediate imaging plane. The flare stop may be disposed in the vicinity of one of the pair of mirrors sandwiching the intermediate image plane.
本発明の第1又は第2の態様に係る光学系において、前記多層膜ミラーとしては、少なくとも2つの材料が交互に積層された多層膜が形成されているものを用いることができる。 In the optical system according to the first or second aspect of the present invention, as the multilayer mirror, one in which a multilayer film in which at least two materials are alternately laminated is formed can be used.
本発明の第3の態様に係る露光装置は、第1面の像を第2面上に投影露光する露光装置であって、上述した本発明に係る光学系を備えることを特徴とする。 An exposure apparatus according to a third aspect of the present invention is an exposure apparatus that projects and exposes an image of a first surface onto a second surface, and includes the above-described optical system according to the present invention.
本発明の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法は、上述した本発明に係る露光装置を用いて基板を露光する工程と、露光された前記基板を現像する工程とを含むことを特徴とする。 An electronic device manufacturing method according to a fourth aspect of the present invention includes a step of exposing a substrate using the above-described exposure apparatus according to the present invention, and a step of developing the exposed substrate. To do.
本発明の第1の態様に係る光学系によれば、フレア絞りの開口部の形状を変更する可変機構を有しているので、例えば、NA絞りの開口形状や照明視野絞りの開口形状の変更等に伴い、フレア絞りを通過する光線の断面形状が変化した場合には、これに応じて、フレア絞りの開口部の形状を変更することができるため、フレア光の結像面への到達を、より確実に抑制することができ、結像性能の高い光学系を実現することができる。 Since the optical system according to the first aspect of the present invention has the variable mechanism for changing the shape of the opening of the flare stop, for example, the change of the opening shape of the NA stop or the shape of the illumination field stop is changed. If the cross-sectional shape of the light beam that passes through the flare stop changes with this, the shape of the opening of the flare stop can be changed accordingly, so that the flare light reaches the imaging plane. Therefore, it is possible to realize an optical system that can be more reliably suppressed and has high imaging performance.
本発明の第2の態様に係る光学系によれば、フレア絞りの光学系の光軸に沿う方向の位置を変更する可変機構を備えているので、例えば、NA絞りの開口形状や照明視野絞りの開口形状の変更等に伴い、フレア絞りを通過する光線の断面形状が変化した場合には、これに応じて、フレア絞りの光軸に沿う方向の位置を変更することができるため、フレア光の結像面への到達を、より確実に抑制することができ、結像性能の高い光学系を実現することができる。 The optical system according to the second aspect of the present invention includes the variable mechanism that changes the position of the flare stop along the optical axis of the optical system. For example, the aperture shape of the NA stop and the illumination field stop When the cross-sectional shape of the light beam passing through the flare stop changes due to the change in the aperture shape, the position of the flare stop along the optical axis can be changed accordingly. Can be more reliably suppressed, and an optical system with high imaging performance can be realized.
また、本発明の第3の態様に係る露光装置によれば、このような結像性能の高い光学系を備えているので、露光精度を向上することができる。 Moreover, according to the exposure apparatus which concerns on the 3rd aspect of this invention, since the optical system with such a high imaging performance is provided, exposure precision can be improved.
さらに、本発明の第4の態様に係る電子デバイスの製造方法によれば、このような露光精度の高い露光装置を用いているので、高集積、高性能、高信頼な電子デバイスを製造することができる。 Furthermore, according to the method for manufacturing an electronic device according to the fourth aspect of the present invention, since such an exposure apparatus with high exposure accuracy is used, a highly integrated, high-performance and highly reliable electronic device is manufactured. Can do.
以下、投影露光装置の投影光学系に、本発明の光学系を適用した実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the optical system of the present invention is applied to a projection optical system of a projection exposure apparatus will be described with reference to the drawings.
〔露光装置の全体構成〕
図1は、本例の露光装置の概要を示す図である。本例の露光装置は、波長5nm〜100nm程度の極紫外線光であるEUV(Extreme UltraViolet)光を露光光として使用するEUV露光装置である。
[Overall configuration of exposure apparatus]
FIG. 1 is a view showing an outline of the exposure apparatus of this example. The exposure apparatus of this example is an EUV exposure apparatus that uses EUV (Extreme UltraViolet) light, which is extreme ultraviolet light having a wavelength of about 5 nm to 100 nm, as exposure light.
本露光装置は、光源装置1からの露光用の照明光(露光光)ILで反射型のマスクMのパターン面(マスク面)を照明する照明光学系ILSと、マスクMを載置し、マスクMの位置決めを行うマスクステージMSと、マスクMのパターン像をウエハW(感光性基板)上に投影する投影光学系(結像光学系)PLと、ウエハWを載置し、ウエハWの位置決めを行うウエハステージWSを備える。
This exposure apparatus mounts an illumination optical system ILS that illuminates a pattern surface (mask surface) of a reflective mask M with illumination light (exposure light) IL for exposure from the
図1においては、ウエハWの載置面の法線方向をZ方向とし、Z方向に垂直な平面内において図1の紙面に平行な方向をY方向、紙面に垂直な方向をX方向としている。なお、本露光装置は、マスクMとウエハWとを図1のY方向(以下、走査方向Yともいう)に走査移動させつつ、マスクM上のマスクパターンをウエハWに投影する走査型露光装置である。 In FIG. 1, the normal direction of the mounting surface of the wafer W is the Z direction, the direction parallel to the paper surface of FIG. 1 in the plane perpendicular to the Z direction is the Y direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the X direction. . The exposure apparatus is a scanning exposure apparatus that projects the mask pattern on the mask M onto the wafer W while scanning and moving the mask M and the wafer W in the Y direction in FIG. It is.
本例の露光装置は、その内部が真空雰囲気に維持される真空チャンバ10を有しており、EUV光の発光点からウエハWまでの光路の全体は、真空チャンバ10内に収められる。また、マスクステージMSには、不図示の静電チャック方式のマスクホルダが設けられ、そのマスクホルダによってマスクMが保持される。同様に、ウエハステージWSには、不図示の静電チャック方式のウエハホルダが設けられ、そのウエハホルダによってウエハWが保持される。さらに、マスクステージMS及びウエハステージWSは、それぞれマスクステージ駆動部(不図示)及びウエハステージ駆動部(不図示)によって、Y方向に所定ストロークで駆動可能であるとともに、X方向、Z方向、X方向周りの回転方向であるθX方向、Y方向回りの回転方向であるθY方向及びZ方向回りの回転方向であるθZ方向にも駆動可能である。
The exposure apparatus of this example has a
なお、不図示の制御部が配置されており、その制御部からマスクステージMSやウエハステージWS等の本露光装置の各部に対して各種の指令を与える。レーザ励起型プラズマ光源又は放電励起型プラズマ光源等の光源装置1から射出された露光光は、コリメータミラー2により略平行光束とされ、照明光学系ILSに入射される。
A control unit (not shown) is arranged, and various commands are given from the control unit to each part of the exposure apparatus such as the mask stage MS and the wafer stage WS. The exposure light emitted from the
照明光学系ILSに入射された露光光(照明光IL)は、オプティカルインテグレータ3に入射する。すなわち、照明光ILは、反射型のオプティカルインテグレータ3を構成する第1のフライアイミラー3a(第1の均一化光学素子)と第2のフライアイミラー3b(第2の均一化光学素子)とにより順次反射され、第2のフライアイミラー3b上(又はその近傍)である照明光学系ILSの瞳面(照明光学系瞳面)に、所定の形状を有する実質的な面光源を形成する。
The exposure light (illumination light IL) incident on the illumination optical system ILS enters the
その後、照明光ILは、フライアイミラー3aとコンデンサミラー4との間の光路中であって、マスクMのパターン面と共役な位置又はその近傍に配置された照明視野絞りS1によって円弧スリット状に整形される。照明視野絞りSは、特に限定されないが、この実施形態では、照明光ILを円弧スリット状又は矩形スリット状(この実施形態では円弧スリット状とする)に整形するための開口部を絞り値に応じて連続的に又は段階的に変更できるタイプの可変照明視野絞りである。照明視野絞りS1により整形された照明光ILは、次いで、コンデンサミラー4によって集光され、光路折り曲げ用の平面ミラー5によって偏向されて、マスクMのパターン面を円弧スリット状の照明光ILとしてほぼ均一に照明する。
After that, the illumination light IL is in the shape of an arc slit by the illumination field stop S1 arranged in the optical path between the fly-
マスクMのパターン面により反射されて投影光学系PLに入射した照明光IL(露光光)は、第1ミラーPM1によって反射され、投影光学系PLの瞳面又はその近傍に配置された開口絞りS2を介した後、第2ミラーPM2に入射する。第2ミラーPM2で反射された照明光IL(露光光)は、第3ミラーPM3、第4ミラーPM4、第5ミラーPM5、第6ミラーPM6の順に反射されて、ウエハW上の露光領域にマスクパターンの像を形成する。 Illumination light IL (exposure light) reflected by the pattern surface of the mask M and incident on the projection optical system PL is reflected by the first mirror PM1, and the aperture stop S2 disposed on or near the pupil plane of the projection optical system PL. Then, the light enters the second mirror PM2. The illumination light IL (exposure light) reflected by the second mirror PM2 is reflected in the order of the third mirror PM3, the fourth mirror PM4, the fifth mirror PM5, and the sixth mirror PM6, and masks the exposure area on the wafer W. An image of the pattern is formed.
投影光学系PLを構成する各ミラーPM1〜PM6は、低熱膨張ガラス製のミラー基板の表面に、少なくとも2つの材料が互いに積層された多層膜を有する反射型光学素子である。多層膜としては、波長13.5nmに反射ピークを有するモリブデン(Mo)とシリコン(Si)を例えば40〜50層程度交互に積層して構成されるものを用いることができる。なお、照明光学系ILSを構成するミラー等も同様に構成されている。 Each of the mirrors PM1 to PM6 constituting the projection optical system PL is a reflective optical element having a multilayer film in which at least two materials are laminated on the surface of a mirror substrate made of low thermal expansion glass. As the multilayer film, a film formed by alternately stacking, for example, about 40 to 50 layers of molybdenum (Mo) and silicon (Si) having a reflection peak at a wavelength of 13.5 nm can be used. Note that the mirrors and the like constituting the illumination optical system ILS are similarly configured.
第2ミラーPM2と第3ミラーPM3との間の光路中であって、投影光学系PLの瞳面又はその近傍には、NA絞りS2が設けられている。NA絞りS2は、投影光学系PLの瞳を通過する光束について、NA(Numerical Aperture:開口数)を規定するものであり、この実施形態のNA絞りS2は、円形又は楕円形の開口を形成するための複数の遮光羽根とこれらを適宜移動させる駆動部とを備え、その開口径を連続的に又は段階的に変更可能な可変NA絞りである。なお、NA絞りS2としては、このような複数の遮光羽根と駆動部とを備える構成のもの以外に、互いに開口形状の異なる開口がそれぞれ形成された複数の絞り板を、当該光路中に交換して配置するような構成のものであってもよい。この場合において、各絞り板の交換は、駆動部を設けて自動的に行い得るようにしてもよいし、手動で交換し得るようにしてもよい。また、NA絞りS2の構成は、その他の構成であってもよい。 An NA stop S2 is provided in the optical path between the second mirror PM2 and the third mirror PM3 and on or near the pupil plane of the projection optical system PL. The NA stop S2 defines an NA (Numerical Aperture) for the light beam passing through the pupil of the projection optical system PL, and the NA stop S2 of this embodiment forms a circular or elliptical opening. This is a variable NA diaphragm that includes a plurality of light shielding blades for driving and a drive unit that moves them appropriately, and whose opening diameter can be changed continuously or stepwise. In addition to the configuration including the plurality of light-shielding blades and the drive unit, the NA diaphragm S2 is replaced with a plurality of diaphragm plates each having openings having different opening shapes in the optical path. It may be configured to be arranged. In this case, each of the diaphragm plates may be replaced automatically by providing a drive unit, or may be replaced manually. Further, the configuration of the NA aperture S2 may be other configurations.
なお、光源装置1から射出される光には、露光に寄与するEUV光(極端紫外線)以外にも、可視光や紫外光、赤外光などの露光に寄与しない非露光光(OutOfBand光)も含まれることがあり、これらの非露光光も後段に配置されるミラー等により反射され、フレア光の原因になるとともに、特に可視光や赤外光は、後段に配置されるミラーに熱変形などをもたらすことがあり、好ましくない。このため、図示は省略するが、照明光学系ILSの上流側に、これらの非露光光をカットするフィルタを設けるとよい。このようなフィルタは、例えば、コリメータミラー2と第1のフライアイミラー3aの間の光路中に設けることができる。
The light emitted from the
このようなフィルタを設けることにより、下流側のミラー等に到達する非露光光の量を低減でき、従って該非露光光に起因するフレア光の発生も少なくすることができるとともに、ミラーの熱変形なども小さくすることができる。但し、本実施形態では、後述するフレア絞りを設けているため、このようなフィルタを設けない場合においても、当該非露光光に起因するフレア光も含めて、EUV光に起因するフレア光を、確実に遮光することができる。 By providing such a filter, it is possible to reduce the amount of non-exposure light that reaches the downstream mirror, etc., and therefore it is possible to reduce the occurrence of flare light due to the non-exposure light, and to thermally deform the mirror, etc. Can also be reduced. However, in this embodiment, since a flare stop to be described later is provided, even when such a filter is not provided, flare light caused by EUV light, including flare light caused by non-exposure light, The light can be reliably shielded.
なお、本願特許請求の範囲及び明細書中で用いている「極端紫外線」という用語は、上述したような光源の性能等に起因して付随的に発生する可視光や紫外光、赤外光などの光を含まない厳密な意味での極端紫外線を言う場合と、そのような可視光や紫外光、赤外光などの光を含む極端紫外線を言う場合とがある。 Note that the term “extreme ultraviolet” used in the claims and the specification of the present application refers to visible light, ultraviolet light, infrared light, etc. incidentally generated due to the performance of the light source as described above. There are cases where extreme ultraviolet rays in a strict sense that do not include the above-mentioned light are mentioned, and extreme ultraviolet rays including light such as visible light, ultraviolet light, and infrared light.
投影光学系PLの最終光学素子としての第6ミラーPM6とウエハWとの間の光路中には、フレア絞りS3又はS5が設けられている。フレア絞りS3又はS5は、上述した視野形状を規定する照明視野絞りS1やNAを規定するNA絞りS2とは目的が異なり、上流側のミラー(3〜5,PM1〜PM6)やマスクMの反射面での乱反射などによって発生するフレア光が結像面(ウエハWの表面)に到達することを防止ないし抑制するための装置である。以下に、第1実施形態としてフレア絞りS3について、及び第2実施形態としてフレア絞りS5について、詳細に説明する。 In the optical path between the sixth mirror PM6 as the final optical element of the projection optical system PL and the wafer W, a flare stop S3 or S5 is provided. The flare stop S3 or S5 has a different purpose from the illumination field stop S1 that defines the field shape and the NA stop S2 that defines the NA, and is reflected by the upstream mirrors (3 to 5, PM1 to PM6) and the mask M. This is an apparatus for preventing or suppressing flare light generated by irregular reflection on the surface from reaching the imaging surface (the surface of the wafer W). Hereinafter, the flare stop S3 as the first embodiment and the flare stop S5 as the second embodiment will be described in detail.
〔第1実施形態〕
図2〜図4は本発明の第1実施形態に係るフレア絞りS3の構成を説明するための図である。
[First Embodiment]
2 to 4 are diagrams for explaining the configuration of the flare stop S3 according to the first embodiment of the present invention.
フレア絞りS3は、第6ミラーPM6とウエハWとの間の光路中に設けられている。フレア絞りS3のZ方向の位置は、第6ミラーPM6とウエハWとの間の光路中であれば、何れの位置でもよく、結像面(ウエハWの表面)の近傍でも、ミラーPM6の近傍でも、これらの中間位置でもよい。フレア光の除去の観点からは、なるべく結像面に近いことが望ましいが、結像面近傍には、オートフォーカス系(不図示)やアライメントセンサ(不図示)の光路などが存在しているため、あるいは光学系の設計によってはミラーPM5等が存在することがあるため、この実施形態では、これらに干渉ないし影響を与えない程度であって、該結像面になるべく近い位置(図2及び図3では符号Z1で表示された位置)に設定されている。但し、このような事情がない場合には、結像面近傍に位置させるとよい。 The flare stop S3 is provided in the optical path between the sixth mirror PM6 and the wafer W. The position of the flare stop S3 in the Z direction may be any position in the optical path between the sixth mirror PM6 and the wafer W, and may be in the vicinity of the imaging plane (the surface of the wafer W) or in the vicinity of the mirror PM6. However, these intermediate positions may be used. From the viewpoint of removing flare light, it is desirable to be as close as possible to the image plane, but there are auto-focus systems (not shown) and optical paths of alignment sensors (not shown) near the image plane. Alternatively, the mirror PM5 or the like may be present depending on the design of the optical system. In this embodiment, the mirror PM5 or the like is not interfered with or influenced by the mirror PM5, and the position is as close as possible to the image plane (FIGS. 2 and 3 is set to the position indicated by the symbol Z1. However, if there is no such circumstance, it is preferable to locate it near the image plane.
このフレア絞りS3は、フレア光以外の光を透過させる開口部を規定するため、それぞれ薄い板状体からなる4枚の遮光板21〜24(図2及び図3では、遮光板21及び遮光板22の2枚のみ表示)を備えている。遮光板21〜24はそれぞれの板面がX−Y平面に略平行する面に設定されている。遮光板21〜24の材料としては、熱伝導率の高い金属などが望ましく、例えばステンレス鋼を用いることができる。また、遮光板21〜24の材料は、露光光のみを遮蔽させる材料であればよく、アライメントに使用されるアライメント光やオートフォーカスに使用されるオートフォーカス光などは透過させる材料でもよく、例えば石英などのガラスを用いることができる。
The flare stop S3 defines four openings for
遮光板21は、駆動部21aにより、Y方向に沿ってそれぞれスライド(進退)可能に保持されるとともに、Y方向の任意の位置で位置決め可能にスライド駆動される。遮光板22は、駆動部22aにより、Y方向に沿ってそれぞれスライド(進退)可能に保持されるとともに、Y方向の任意の位置で位置決め可能にスライド駆動される。遮光板23は、駆動部23aにより、X方向に沿ってそれぞれスライド(進退)可能に保持されるとともに、X方向の任意の位置で位置決め可能にスライド駆動される。遮光板24は、駆動部24aにより、X方向に沿ってそれぞれスライド(進退)可能に保持されるとともに、X方向の任意の位置で位置決め可能にスライド駆動される。
The
各駆動部21a,22a,23a,24aとしては、ピエゾ素子と変位拡大機構等を備えるピエゾアクチュエータ、リニアモータ、あるいはステッピングモータとラックアンドピニオンからなるもの等を用いることができる。また、各駆動部21a,22a,23a,24aは、各遮光板21〜24のそれぞれの位置を検出するための位置検出センサを備えており、各遮光板21〜24を高精度に位置決めできるようになっている。
As each drive
この実施形態では、遮光板21及び遮光板22の互いに相対する内辺21b,22bは円弧状となっており、遮光板23及び遮光板24の互いに相対する内側の辺23b,24bは直線状となっている。照明光学系ILSの照明視野絞りS1によって規定される照明領域の形状(すなわち、ウエハWの表面における露光光の形状)がこの実施形態では円弧スリット状であるため、これらの辺21b,22b,23b,24bによって規定される開口部SHの形状が、該円弧スリット状の照明領域の形状に略相似する形状を画成できるようになっている。なお、当該照明領域の形状が矩形スリット状である場合には、図5に示されるように、遮光板21及び遮光板22の互いに対応する辺は21b,22bは、直線状に形成される。すなわち、これらの遮光板21〜24のそれぞれの内辺21b,22b,23b,24bは、照明視野絞りS1の開口形状に略相似する形状を画成できるように形成されている。
In this embodiment, the
また、この実施形態では、フレア絞りS3には、ペルチェ素子等を備える冷却機構(不図示)が付設されている。EUV露光装置の光学系内部は真空とされるため、フレア絞りS3は断熱状態に近い環境下に配置されることとなる。そのため、フレア絞りS3にEUV光の一部が照射されると温度上昇をきたし易く、熱変形が起こることも想定されるが、この冷却機構で冷却することで、フレア絞りS3の温度上昇が抑制できる。冷却機構としては、冷媒を循環させるタイプのものを用いてもよい。 In this embodiment, the flare stop S3 is provided with a cooling mechanism (not shown) including a Peltier element or the like. Since the inside of the optical system of the EUV exposure apparatus is evacuated, the flare stop S3 is disposed in an environment close to a heat insulation state. For this reason, when a part of the EUV light is irradiated to the flare stop S3, the temperature easily rises and thermal deformation is assumed to occur. However, cooling with this cooling mechanism suppresses the temperature increase of the flare stop S3. it can. As the cooling mechanism, a type of circulating refrigerant may be used.
図1のNA絞りS2が例えば最大NAに設定された状態では、図2に示されているように、投影光学系PLの最終光学素子としてのミラーPM6により収斂される光線IL1の主光線ILMに対する最大角度θ1は比較的に大きい。このため、フレア絞りS3の遮光板21及び遮光板22、遮光板23及び遮光板24は、これらを駆動する駆動部21a,22a,23a,24aによって、それぞれ互いに離間する方向に駆動され、それぞれの内辺21b,22b,23b,24bが、フレア絞りS3のミラーPM6により収斂される光線IL1の符号Z1で示す位置におけるX−Y平面に平行な断面の形状に略一致するように、広げられた状態で位置決めされている。
In a state where the NA stop S2 in FIG. 1 is set to the maximum NA, for example, as shown in FIG. 2, the light beam IL1 converged by the mirror PM6 as the final optical element of the projection optical system PL with respect to the principal ray ILM The maximum angle θ1 is relatively large. For this reason, the
従って、NA絞りS2が最大NAに設定された場合において、該フレア絞りS3よりも前側で発生しているフレア光は、各遮光板21〜24によって遮光され、結像面(ウエハWの表面)に到達するフレア光を最小限に抑制することができる。
Therefore, when the NA stop S2 is set to the maximum NA, flare light generated in front of the flare stop S3 is blocked by the respective
一方、図1のNA絞りS2が例えば最小NAに設定された状態では、図3に示されているように、投影光学系PLの最終光学素子としてのミラーPM6により収斂される光線IL2の主光線ILMに対する最大角度θ2はθ1よりも小さくなる。このため、フレア絞りS3の遮光板21及び遮光板22、遮光板23及び遮光板24は、これらを駆動する駆動部21a,22a,23a,24aによって、それぞれ互いに近接する方向に駆動され、それぞれの内辺21b,22b,23b,24bが、フレア絞りS3のミラーPM6により収斂される光線IL2の位置Z1におけるX−Y平面に平行な断面の形状に略一致するように、狭められた位置に位置決めされる。従って、NA絞りが最小NAに設定された場合においても、該フレア絞りS3よりも前側に存在しているフレア光は、各遮光板21〜24によって遮光され、結像面(ウエハWの表面)に到達するフレア光を最小限にすることができる。
On the other hand, in the state in which the NA stop S2 in FIG. 1 is set to the minimum NA, for example, as shown in FIG. 3, the principal ray of the light beam IL2 converged by the mirror PM6 as the final optical element of the projection optical system PL. The maximum angle θ2 with respect to the ILM is smaller than θ1. For this reason, the
なお、ここでは、NAが最大NAに設定された場合と最小NAに設定された場合について説明したが、最大NAと最小NAとの間の任意の中間NAに設定された場合であっても、これに対応(連動)して開口部SHの形状が変更されることは同様であるので、その詳細説明は省略する。 Here, the case where the NA is set to the maximum NA and the case where the NA is set to the minimum NA has been described. However, even if the NA is set to any intermediate NA between the maximum NA and the minimum NA, Corresponding to (interlocking) with this, it is the same that the shape of the opening SH is changed, and therefore detailed description thereof is omitted.
このように、NA絞りS2により、NAが変更された場合には、そのNA値の変更に連動させて、フレア絞りS3の各遮光板21〜24を、これらを駆動する駆動部21a,22a,23a,24aを介して適宜にスライド駆動させるようにしている。これにより、NAの変更により、ミラーPM6によって収斂される光線IL1,IL2の形状が変化しても、常に最適な状態でフレア光を遮光することができる。従って、高精度な露光が可能となる。
As described above, when the NA is changed by the NA stop S2, the
なお、照明視野絞りS1の絞り値の変化、すなわち開口形状の変化によっても、ミラーPM6によって収斂される光線の形状が変化するが、NAの変更の場合と同様に対応すればよいので、これについてもその詳細説明は省略する。なお、NA絞りS2によるNA値及び照明視野絞りS1による絞り値の両方が変更される場合には、これらの両方の変更に伴う、ミラーPM6によって収斂される光線の形状変化に応じて、フレア絞りS3を作動させればよい。 Note that the shape of the light beam converged by the mirror PM6 also changes depending on the change of the aperture value of the illumination field stop S1, that is, the change of the aperture shape, but this may be handled in the same manner as in the case of changing the NA. Detailed description thereof will be omitted. When both the NA value by the NA stop S2 and the stop value by the illumination field stop S1 are changed, the flare stop is changed according to the change in the shape of the light beam converged by the mirror PM6 due to the change of both. What is necessary is just to operate S3.
上述した実施形態においては、NA絞りS2によるNA値及び/又は照明視野絞りS1による絞り値に応じて、4枚の遮光板21〜24及び駆動部21a,22a,23a,24aを有するフレア絞りS3で、その開口形状を自動的に変更するようにしたが、互いに開口形状の異なる開口部がそれぞれ形成された複数の遮光板、及び必要に応じてこれらの交換機構を設けて、NA絞りS2によるNA値及び/又は照明視野絞りS1による絞り値の変更に応じて、手動で又は自動で交換できるように構成してもよい。
In the above-described embodiment, the flare stop S3 having the four
また、上述した実施形態においては、ミラーPM6とウエハWとの間の光路中にフレア絞りS3を配置したが、投影光学系PLの光路中に中間結像面がある場合には、フレア絞りS3に代えて又はこれに加えて、該フレア絞りS3と同様の構成を有するフレア絞りを、当該中間結像面を有するミラー間の光路中に設けることができる。例えば、図1に示されるように、ミラーPM4とミラーPM5との間に中間結像面IPがある場合には、ミラーPM4とミラーPM5との間の光路中にフレア絞りS4を設けることができる。この場合において、該フレア絞りS4を設ける位置は、ミラーPM4の近傍、ミラーPM5の近傍、又はこれらの間の何れの位置であってもよいが、当該中間結像面IPの近傍に設けることが好ましい。 In the above-described embodiment, the flare stop S3 is disposed in the optical path between the mirror PM6 and the wafer W. However, when the intermediate imaging plane is present in the optical path of the projection optical system PL, the flare stop S3. Instead of or in addition to this, a flare stop having the same configuration as the flare stop S3 can be provided in the optical path between the mirrors having the intermediate imaging plane. For example, as shown in FIG. 1, when there is an intermediate imaging plane IP between the mirror PM4 and the mirror PM5, a flare stop S4 can be provided in the optical path between the mirror PM4 and the mirror PM5. . In this case, the position where the flare stop S4 is provided may be in the vicinity of the mirror PM4, in the vicinity of the mirror PM5, or between these positions, but in the vicinity of the intermediate imaging plane IP. preferable.
また、そのような中間結像面が投影光学系PL中に複数存在する場合には、当該複数の中間結像面のうちの2以上にそれぞれフレア絞りS3と同様の構成のフレア絞りを設けてもよい。なお、ここでは、投影光学系PLにフレア絞りを設ける場合について説明したが、照明光学系ILS内に中間結像面がある場合には、当該中間結像面の近傍に、フレア絞りS3と同様の構成を有するフレア絞りを設けてもよい。 Further, when there are a plurality of such intermediate image formation surfaces in the projection optical system PL, flare stops having the same configuration as the flare stop S3 are provided on two or more of the plurality of intermediate image formation surfaces, respectively. Also good. Here, the case where the flare stop is provided in the projection optical system PL has been described. However, when there is an intermediate image formation surface in the illumination optical system ILS, the same as the flare stop S3 in the vicinity of the intermediate image formation surface. A flare stop having the following structure may be provided.
フレア絞りを光学系中に複数設けることにより、フレア光の結像面(ウエハWの表面)への到達をさらに効果的に抑制することができる。 By providing a plurality of flare stops in the optical system, it is possible to more effectively suppress the arrival of flare light on the imaging plane (the surface of the wafer W).
〔第2実施形態〕
図6〜図8は本発明の第2実施形態に係るフレア絞りS5の構成を説明するための図である。
[Second Embodiment]
FIGS. 6-8 is a figure for demonstrating the structure of the flare stop S5 which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
フレア絞りS5は、第6ミラーPM6とウエハWとの間の光路中に設けられている。フレア絞りS5のZ方向の位置は、第6ミラーPM6とウエハWとの間の光路中であれば、何れの位置でもよく、結像面(ウエハWの表面)の近傍でも、ミラーPM6の近傍でも、これらの中間位置でもよい。フレア光の除去の観点からは、なるべく結像面に近いことが望ましいが、結像面近傍には、オートフォーカス系(不図示)やアライメントセンサの光路などが存在しているため、あるいは光学系の設計によってはミラーPM5等が存在することがあるため、この実施形態では、これらに干渉ないし影響を与えない程度であって、該結像面になるべく近い位置(図6及び図7では符号Z1〜Z3で表示された位置)に設定されている。但し、このような事情がない場合には、結像面近傍に位置させるとよい。なお、この第2実施形態のフレア絞りS5は、後述するようにZ方向にスライドされるため、そのストロークを考慮して、Z方向の位置が設定される。 The flare stop S5 is provided in the optical path between the sixth mirror PM6 and the wafer W. The position of the flare stop S5 in the Z direction may be any position in the optical path between the sixth mirror PM6 and the wafer W, and may be in the vicinity of the imaging plane (the surface of the wafer W) or in the vicinity of the mirror PM6. However, these intermediate positions may be used. From the viewpoint of removing flare light, it is desirable to be as close to the image plane as possible, but there is an autofocus system (not shown) and an optical path of an alignment sensor near the image plane, or an optical system. In this embodiment, the mirror PM5 or the like may be present depending on the design of the lens. In this embodiment, the mirror PM5 or the like does not interfere with or influence the mirror PM5. To the position indicated by Z3). However, if there is no such circumstance, it is preferable to locate it near the image plane. Since the flare stop S5 of the second embodiment is slid in the Z direction as will be described later, the position in the Z direction is set in consideration of the stroke.
このフレア絞りS5は、単一の薄い板状体からなる遮光板31を備えている。遮光板31はフレア光以外の光を透過させる開口部を有しており、その板面がX−Y平面に略平行する面に設定されている。遮光板31の材料としては、熱伝導率の高い金属などが望ましく、例えばステンレス鋼を用いることができる。また、遮光板31の材料は、露光光のみを遮蔽させる材料であればよく、アライメントに使用されるアライメント光やオートフォーカスに使用されるオートフォーカス光などは透過させる材料でもよく、例えば石英などのガラスを用いることができる。
The flare stop S5 includes a
遮光板31は、駆動部31aにより、Z方向に沿ってスライド(上下動)可能に保持されるとともに、Z方向の任意の位置で位置決め可能にスライド駆動される。
The
駆動部31aとしては、ピエゾ素子と変位拡大機構を備えるピエゾアクチュエータ、リニアモータ、ステッピングモータとラックアンドピニオンからなるもの等を用いることができる。また、駆動部31aは、遮光板31のZ方向の位置を検出するための位置検出センサを備えており、遮光板31をZ方向の任意の位置で高精度に位置決めできるようになっている。
As the
この実施形態では、遮光板31に形成されている開口部SHは、図8に最もよく示されているように、照明光学系ILSの照明視野絞りS1によって規定される照明領域の形状(すなわち、ウエハWの表面における露光光の形状)がこの実施形態では円弧スリット状であるため、該円弧スリット状の照明領域の形状に略相似する形状を画成できるように形成されている。なお、当該照明領域の形状が矩形スリット状である場合には、遮光板31の開口はこれに対応する長方形に形成される。
In this embodiment, the opening SH formed in the
また、この実施形態では、フレア絞りS5には、ペルチェ素子等を備える冷却機構(不図示)が付設されている。EUV露光装置の光学系内部は真空とされるため、フレア絞りS5は断熱状態に近い環境下に配置されることとなる。そのため、フレア絞りS5にEUV光一部が照射されると温度上昇をきたし易く、熱変形が起こることも想定されるが、この冷却機構で冷却することで、フレア絞りS5の温度上昇が抑制できる。冷却機構としては、冷媒を循環させるタイプのものを用いてもよい。 In this embodiment, the flare stop S5 is provided with a cooling mechanism (not shown) including a Peltier element or the like. Since the inside of the optical system of the EUV exposure apparatus is evacuated, the flare stop S5 is disposed in an environment close to a heat insulation state. For this reason, when a part of the EUV light is irradiated to the flare stop S5, the temperature easily rises and thermal deformation is assumed to occur. However, by cooling with this cooling mechanism, the temperature increase of the flare stop S5 can be suppressed. As the cooling mechanism, a type of circulating refrigerant may be used.
図1のNA絞りS2が例えば最大NAに設定された状態では、図6に示されているように、投影光学系PLの最終光学素子としてのミラーPM6により収斂される光線IL1の主光線ILMに対する最大角度θ1は比較的に大きい。このため、フレア絞りS5の遮光板31は、開口部SHが、フレア絞りS5のミラーPM6により収斂される光線IL1のX−Y平面に平行な断面の形状に略一致するような符号Z2で示す位置に位置決めされている。
In a state in which the NA stop S2 in FIG. 1 is set to the maximum NA, for example, as shown in FIG. 6, the light beam IL1 converged by the mirror PM6 as the final optical element of the projection optical system PL with respect to the principal ray ILM The maximum angle θ1 is relatively large. For this reason, the
このように、フレア絞りS5の遮光板31は、その開口部SHが、フレア絞りS5のミラーPM6により収斂される光線IL1のZ方向の位置Z1におけるX−Y平面に平行な断面の形状に略一致する位置に位置決めされている。従って、NA絞りS2が最大NAに設定された場合において、該フレア絞りS5よりも前側で発生しているフレア光は、遮光板31によって遮光され、結像面(ウエハWの表面)に到達するフレア光を最小限に抑制することができる。
As described above, the
一方、図1のNA絞りS2が例えば最小NAに設定された状態では、図7に示されているように、投影光学系PLの最終光学素子としてのミラーPM6により収斂される光線IL2の主光線ILMに対する最大角度θ2はθ1よりも小さくなる。このため、フレア絞りS5の駆動部31aを作動させて、遮光板31を+Z方向に移動させて、開口部SHが、フレア絞りS5のミラーPM6により収斂される光線IL2のX−Y平面に平行な断面の形状に略一致するように、遮光板S5を上昇させた位置Z3に位置決めされている。従って、NA絞りが最小NAに設定された場合においても、該フレア絞りS5よりも前側に存在しているフレア光は、遮光板31によって遮光され、結像面(ウエハWの表面)に到達するフレア光を最小限にすることができる。
On the other hand, in the state where the NA stop S2 in FIG. 1 is set to the minimum NA, for example, as shown in FIG. 7, the principal ray of the light beam IL2 converged by the mirror PM6 as the final optical element of the projection optical system PL. The maximum angle θ2 with respect to the ILM is smaller than θ1. Therefore, the driving
なお、ここでは、NAが最大NAに設定された場合と最小NAに設定された場合について説明したが、最大NAと最小NAとの間の任意の中間NAに設定された場合であっても、同様に遮光板31のZ方向の位置を調整することにより対応できるので、その詳細説明は省略する。
Here, the case where the NA is set to the maximum NA and the case where the NA is set to the minimum NA has been described. However, even if the NA is set to any intermediate NA between the maximum NA and the minimum NA, Similarly, this can be dealt with by adjusting the position of the
このように、NA絞りS2により、NAが変更された場合には、そのNA値の変更に連動させて、フレア絞りS5の遮光板31を、これを駆動する駆動部31aを介して適宜にZ方向にスライドさせるようにしている。これにより、NAの変更により、ミラーPM6によって収斂される光線IL1,IL2の形状が変化しても、常に最適な状態でフレア光を遮光することができる。従って、高精度な露光が可能となる。
As described above, when the NA is changed by the NA stop S2, the
なお、照明視野絞りS1の絞り値の変化、すなわち開口形状の変化によっても、ミラーPM6によって収斂される光線の形状が変化するが、NAの変更の場合と同様に対応すればよいので、これについてもその詳細説明は省略する。なお、NA絞りS2によるNA値及び照明視野絞りS1による絞り値の両方が変更される場合には、これらの両方の変更に伴う、ミラーPM6によって収斂される光線の形状変化に応じて、フレア絞りS5を作動させればよい。 Note that the shape of the light beam converged by the mirror PM6 also changes depending on the change of the aperture value of the illumination field stop S1, that is, the change of the aperture shape, but this may be handled in the same manner as in the case of changing the NA. Detailed description thereof will be omitted. When both the NA value by the NA stop S2 and the stop value by the illumination field stop S1 are changed, the flare stop is changed according to the change in the shape of the light beam converged by the mirror PM6 due to the change of both. What is necessary is just to operate S5.
上述した実施形態においては、NA絞りS2によるNA値及び/又は照明視野絞りS1による絞り値に応じて、単一の遮光板31及び駆動部31aを有するフレア絞りS5で、そのZ方向の位置(高さ)を自動的に変更するようにしたが、駆動部を省略して、遮光板31のZ方向の位置を手動により調整するように構成してもよい。
In the above-described embodiment, according to the NA value by the NA aperture S2 and / or the aperture value by the illumination field stop S1, the flare stop S5 having the single
また、上述した実施形態においては、ミラーPM6とウエハWとの間の光路中にフレア絞りS5を配置したが、投影光学系PLの光路中に中間結像面がある場合には、フレア絞りS5に代えて又はこれに加えて、該フレア絞りS5又は上述した第1実施形態に係るフレア絞りS3と同様の構成を有するフレア絞りを、当該中間結像面を有するミラー間の光路中に設けることができる。例えば、図1に示されるように、ミラーPM4とミラーPM5との間に中間結像面IPがある場合には、ミラーPM4とミラーPM5との間の光路中にフレア絞りS4を設けることができる。この場合において、該フレア絞りS4を設ける位置は、ミラーPM4の近傍、ミラーPM5の近傍、又はこれらの間の何れの位置であってもよいが、当該中間結像面IPの近傍に設けることが好ましい。 In the above-described embodiment, the flare stop S5 is disposed in the optical path between the mirror PM6 and the wafer W. However, when the intermediate imaging plane is present in the optical path of the projection optical system PL, the flare stop S5. Instead of or in addition to this, a flare stop having the same configuration as the flare stop S5 or the flare stop S3 according to the first embodiment described above is provided in the optical path between the mirrors having the intermediate imaging plane. Can do. For example, as shown in FIG. 1, when there is an intermediate imaging plane IP between the mirror PM4 and the mirror PM5, a flare stop S4 can be provided in the optical path between the mirror PM4 and the mirror PM5. . In this case, the position where the flare stop S4 is provided may be in the vicinity of the mirror PM4, in the vicinity of the mirror PM5, or between these positions, but in the vicinity of the intermediate imaging plane IP. preferable.
また、そのような中間結像面が投影光学系PL中に複数存在する場合には、当該複数の中間結像面のうちの2以上にそれぞれフレア絞りS5又は上述した第1実施形態に係るフレア絞りS3と同様の構成のフレア絞りを設けてもよい。なお、ここでは、投影光学系PLにフレア絞りを設ける場合について説明したが、照明光学系ILS内に中間結像面がある場合には、当該中間結像面の近傍に、フレア絞りS3又は上述した第1実施形態に係るフレア絞りS3と同様の構成のフレア絞りを設けてもよい。 In addition, when there are a plurality of such intermediate image formation surfaces in the projection optical system PL, the flare stop S5 or the flare according to the first embodiment described above is provided in each of two or more of the plurality of intermediate image formation surfaces. A flare stop having the same configuration as that of the stop S3 may be provided. Here, the case where the flare stop is provided in the projection optical system PL has been described. However, when there is an intermediate image formation surface in the illumination optical system ILS, the flare stop S3 or the above-mentioned is located near the intermediate image formation surface. A flare stop having the same configuration as the flare stop S3 according to the first embodiment may be provided.
フレア絞りを複数設けることにより、フレア光の結像面(ウエハWの表面)への到達をさらに効果的に抑制することができる。 By providing a plurality of flare stops, it is possible to more effectively suppress the arrival of flare light on the imaging plane (the surface of the wafer W).
〔その他〕
上述した第1実施形態において、フレア絞りS3を構成する4枚の遮光板21〜24の開口部SHの内面(内辺21b,22b,23b,24bに係る内面)の形状は、図2又は図3に示されているように、板面に対して略直交する平面となっている。この内面の形状は、図9に示されているように、上面から下面に向かって幅が拡大するような斜面としてもよい。また、図10に示されているように、下面から上面に向かって幅が拡大するような斜面としてもよい。さらに、図11に示されているように、上面から中間部分に向かって幅が縮小し、該中間部分から下面に向かって幅が拡大するような略V字状の面としてもよい。図9又は図10に示したものは、当該斜面の傾斜角度を適宜に設定した上で、規定する光束の収束又は発散方向に応じて選択するとよい。図11に示したものは、規定する光束の収束又は発散方向にかかわらず、使用可能である点で好適に用いることができる。
[Others]
In the first embodiment described above, the shape of the inner surface (the inner surface related to the
なお、上述した第2実施形態において、フレア絞りS5を構成する単一の遮光板31の開口部SHの内面(内側端面)の形状についても、上述したものと同様である。
In the second embodiment described above, the shape of the inner surface (inner end surface) of the opening SH of the single
上述した実施形態における投影光学系PLは、上述の6枚の非球面の各ミラーPM1〜PM6で構成される光学系に限られるものではなく、8枚のミラーや10枚のミラーなど、他の枚数のミラーからなる反射光学系を用いることもできる。 The projection optical system PL in the above-described embodiment is not limited to the optical system constituted by the above-described six aspherical mirrors PM1 to PM6, but may include other mirrors such as eight mirrors and ten mirrors. A reflection optical system including a number of mirrors can also be used.
また、本実施形態における露光装置に用いられるミラー(例えば、コリメータミラー2、照明光学系ILS及び投影光学系PLの各ミラー)は、EUV光を反射させるために、反射面に多層膜が形成されているが、この多層膜は、Mo/Si多層膜以外に、Mo/Be多層膜などで構成されていてもよい。さらに、本実施形態の光源装置1から射出されるEUV光(露光光)のピーク波長は、13.5nmに限られず、11.8nmであってもよい。
In addition, a mirror (for example, each mirror of the
また、以上の説明においては、露光対象となる基板として半導体ウエハWを想定したが、露光対象となる基板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、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又はレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)、又はフィルム部材などであってもよい。また、その基板は、その形状が円形に限られるものではなく、矩形など他の形状でもよい。 In the above description, the semiconductor wafer W is assumed as the substrate to be exposed. However, the substrate to be exposed is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device and a thin film magnetic head. Or a mask or reticle original (synthetic quartz, silicon wafer) used in an exposure apparatus, or a film member. Further, the shape of the substrate is not limited to a circle, and may be other shapes such as a rectangle.
さらに、本実施形態の光学系を適用する露光装置の形態は、上述したマスクMとウエハWとを同期移動してマスクM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)に限らず、マスクMとウエハWとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、ウエハW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)であってもよい。 Furthermore, the form of the exposure apparatus to which the optical system of the present embodiment is applied is a step-and-scan type scanning exposure apparatus that scans and exposes the pattern of the mask M by synchronously moving the mask M and the wafer W described above ( A step-and-repeat projection exposure apparatus (stepper) that collectively exposes the pattern of the mask M while the mask M and the wafer W are stationary and sequentially moves the wafer W stepwise. Also good.
上述した本実施形態の走査型露光装置は、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言うまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が完了したら、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内で行うことが望ましい。 The scanning exposure apparatus of the present embodiment described above assembles 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. It is manufactured by. 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.
次に、本実施形態における露光装置を用いた電子デバイスの製造方法について説明する。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(マイクロデバイス)を製造する場合、電子デバイスは、図12に示す如く、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップST111、この設計ステップST111に基づいたマスク(レチクル)を製作するステップST112、デバイスの基材である基板(ウエハ)を製造するステップST113、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板へ露光転写する工程、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ST114、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、パッケージング工程などの加工プロセスを含む)ST115、並びに検査ステップST116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、リソグラフィ工程を含み、そのリソグラフィ工程で上記の実施形態の露光装置を用いて感光性基板を露光している。 Next, an electronic device manufacturing method using the exposure apparatus according to this embodiment will be described. When an electronic device (microdevice) such as a semiconductor device is manufactured using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the electronic device has a function / performance design step ST111 as shown in FIG. Step ST112 for producing a mask (reticle) based on ST111, Step ST113 for producing a substrate (wafer) as a base material of the device, a step of exposing and transferring a mask pattern to the substrate by the exposure apparatus of the above-described embodiment, exposure Development step of the developed substrate, substrate processing step ST114 including heating (curing) and etching step of the developed substrate, device assembly step (including processing processes such as dicing step, bonding step, packaging step) ST115, and inspection Step ST116 etc. It is produced through. In other words, this device manufacturing method includes a lithography process, and the photosensitive substrate is exposed using the exposure apparatus of the above-described embodiment in the lithography process.
なお、本発明は上述した全ての構成要素を適宜組み合わせて用いる事が可能であり、また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 In the present invention, all the above-described constituent elements can be used in appropriate combination, and some constituent elements may not be used. The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
1…光源装置、ILS…照明光学系、PL…投影光学系、PM1〜PM6…ミラー、M…マスク、W…ウエハ、S1…照明視野絞り、S2…NA絞り、S3,S4,S5…フレア絞り、21,22,23,24,31…遮光板、SH…開口部、21a,22a,23a,24a,31a…駆動部、Z1,Z2,Z3…Z方向の位置、IP…中間結像面。
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記極端紫外線を通過させる開口部を有し、前記極端紫外線のフレア光を遮光するフレア絞りとを備える光学系であって、
前記フレア絞りは、前記開口部の形状を変更する可変機構を有することを特徴とする光学系。 Multiple multilayer mirrors that reflect extreme ultraviolet radiation,
An optical system having an opening that allows the extreme ultraviolet light to pass through, and a flare stop that blocks the flare light of the extreme ultraviolet light,
The optical system characterized in that the flare stop has a variable mechanism for changing the shape of the opening.
前記可変機構は前記NA絞りの開口数に応じて前記開口部の形状を変更することを特徴とする請求項1に記載の光学系。 An NA aperture that defines the numerical aperture of the optical system;
The optical system according to claim 1, wherein the variable mechanism changes a shape of the opening according to a numerical aperture of the NA diaphragm.
前記可変機構は前記可変NA絞りの開口数と連動して前記開口部の形状を変更することを特徴とする請求項2に記載の光学系。 The NA aperture is a variable NA aperture,
The optical system according to claim 2, wherein the variable mechanism changes the shape of the opening in conjunction with the numerical aperture of the variable NA diaphragm.
前記可変機構は前記照明視野絞りの絞り値に応じて前記開口部の形状を変更することを特徴とする請求項1に記載の光学系。 An illumination field stop for defining the illumination field;
The optical system according to claim 1, wherein the variable mechanism changes a shape of the opening according to an aperture value of the illumination field stop.
前記可変機構は前記可変照明視野絞りの絞り値と連動して前記開口部の形状を変更することを特徴とする請求項4に記載の光学系。 The illumination field stop is a variable illumination field stop,
The optical system according to claim 4, wherein the variable mechanism changes the shape of the opening in conjunction with the aperture value of the variable illumination field stop.
前記極端紫外線を通過させる開口部を有し、前記極端紫外線のフレア光を遮光するフレア絞りとを備える光学系であって、
前記フレア絞りの前記光学系の光軸に沿う方向の位置を変更する可変機構を備えることを特徴とする光学系。 Multiple multilayer mirrors that reflect extreme ultraviolet radiation,
An optical system having an opening that allows the extreme ultraviolet light to pass through, and a flare stop that blocks the flare light of the extreme ultraviolet light,
An optical system comprising: a variable mechanism that changes a position of the flare stop in a direction along the optical axis of the optical system.
前記可変機構は前記NA絞りの開口数に応じて前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更することを特徴とする請求項6に記載の光学系。 An NA aperture that defines the numerical aperture of the optical system;
The optical system according to claim 6, wherein the variable mechanism changes a position of the flare stop along the optical axis according to the numerical aperture of the NA stop.
前記可変機構は前記可変NA絞りの開口数と連動して前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更することを特徴とする請求項7に記載の光学系。 The NA aperture is a variable NA aperture,
The optical system according to claim 7, wherein the variable mechanism changes a position of the flare stop along the optical axis in conjunction with a numerical aperture of the variable NA stop.
前記可変機構は前記照明視野絞りの絞り値に応じて前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更することを特徴とする請求項6に記載の光学系。 An illumination field stop for defining the illumination field;
The optical system according to claim 6, wherein the variable mechanism changes a position of the flare stop along the optical axis in accordance with a stop value of the illumination field stop.
前記可変機構は前記可変照明視野絞りの絞り値と連動して前記フレア絞りの前記光軸に沿う方向の位置を変更することを特徴とする請求項9に記載の光学系。 The illumination field stop is a variable illumination field stop,
The optical system according to claim 9, wherein the variable mechanism changes a position of the flare stop in the direction along the optical axis in conjunction with a stop value of the variable illumination field stop.
前記フレア絞りは、前記複数のミラーのうち前記中間結像面を挟む一対のミラーの間に配置されることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の光学系。 The optical system has at least one intermediate imaging plane;
The optical system according to claim 1, wherein the flare stop is disposed between a pair of mirrors that sandwich the intermediate imaging plane among the plurality of mirrors.
請求項1〜17の何れか一項に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects and exposes an image of a first surface onto a second surface,
An exposure apparatus comprising the optical system according to claim 1.
露光された前記基板を現像する工程とを含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 A step of exposing a substrate using the exposure apparatus according to claim 18;
And a step of developing the exposed substrate.
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JP2017161942A (en) * | 2017-06-07 | 2017-09-14 | デクセリアルズ株式会社 | Interference exposure equipment and interference exposure method |
CN112764325A (en) * | 2021-01-12 | 2021-05-07 | Tcl华星光电技术有限公司 | Baffle device and exposure machine |
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