JP2010117473A - Optical filter, optical system and exposure apparatus - Google Patents

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Kazuhiro Hoshino
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical filter capable of correcting the transmittance of light greatly, an optical system and an exposure apparatus. <P>SOLUTION: The optical filter 1A, which allows incident light to be transmitted therethrough to have an illuminance distribution corrected, is provided with: a glass substrate 10; an antireflection film 20A which is arranged on a first area 12A of the glass substrate 10 and contains an MgF<SB>2</SB>layer 22; and an adjustment film 30A which is arranged on a second area 14A of the glass substrate 10 and contains an LaF<SB>3</SB>layer 32. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は光学フィルタ、光学系及び露光装置に関する。   The present invention relates to an optical filter, an optical system, and an exposure apparatus.

露光装置において、光吸収の小さい透明な誘電体膜からなる反射防止膜を用いて反射量を調整して所望の透過率分布を得る光学フィルタを使用することは知られている。例えば、特許文献1は、ガラス基板にガラスよりも屈折率が低いMgF膜をガラス基板の一端でその膜厚が光源波長λ/4の奇数倍となるように他端で偶数倍となるように形成した反射防止膜付きガラス板(光学フィルタ)を提案している。特許文献2は、反射防止膜の形成密度を被照射面の照度分布に応じて変化させた光学フィルタを提案している。 In an exposure apparatus, it is known to use an optical filter that obtains a desired transmittance distribution by adjusting an amount of reflection using an antireflection film made of a transparent dielectric film with low light absorption. For example, Patent Document 1 discloses that an MgF 2 film having a refractive index lower than that of glass on a glass substrate is an even multiple at the other end so that the film thickness is an odd multiple of the light source wavelength λ / 4 at one end of the glass substrate. The glass plate (optical filter) with an antireflection film formed in the above is proposed. Patent Document 2 proposes an optical filter in which the formation density of the antireflection film is changed according to the illuminance distribution on the irradiated surface.

その他の従来技術としては特許文献3〜5がある。
特開平3−40335号公報 特開平3−214616号公報 特開平11−54417号公報 特開2002−305137号公報 特開2003−50311号公報
Other conventional techniques include Patent Documents 3 to 5.
JP-A-3-40335 Japanese Patent Laid-Open No. 3-214616 JP 11-54417 A JP 2002-305137 A JP 2003-50311 A

しかしながら、特許文献1及び2に開示された光学フィルタは入射光の照度分布の補正量が小さく(例えば、最大でも基板の反射防止分の4,5%程度)、20%以上の大きな補正には対応できない。   However, the optical filters disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a small correction amount of the illuminance distribution of the incident light (for example, about 4 to 5% of the maximum antireflection of the substrate), and a large correction of 20% or more. I can not cope.

そこで、本発明は、大きな透過率補正を実現可能な光学フィルタ、光学系及び露光装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an optical filter, an optical system, and an exposure apparatus that can realize large transmittance correction.

本発明の一側面としての光学フィルタは、入射光を透過することによって前記入射光の照度分布を補正する光学フィルタであって、ガラス基板と、前記ガラス基板の上に設けられた反射防止膜と、前記ガラス基板の上に設けられ、高屈折率フッ化物層又は酸化アルミニウム(Al)層を含み、前記反射防止膜とは異なる透過率を有する調整膜と、を有することを特徴とする。かかる光学フィルタを有する光学系や露光装置、デバイス製造方法も本発明の一側面を構成する。 An optical filter according to one aspect of the present invention is an optical filter that corrects an illuminance distribution of the incident light by transmitting incident light, and includes a glass substrate and an antireflection film provided on the glass substrate. And an adjustment film provided on the glass substrate and including a high refractive index fluoride layer or an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer and having a transmittance different from that of the antireflection film. To do. An optical system having such an optical filter, an exposure apparatus, and a device manufacturing method also constitute one aspect of the present invention.

本発明によれば、大きな透過率補正を実現可能な光学フィルタ、光学系及び露光装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical filter, an optical system, and an exposure apparatus that can realize large transmittance correction.

本実施例の光学フィルタは、露光に使用される光源からの光(入射光)を透過して被照明面において設定された照度分布(又は光強度分布)を得るために入射光の照度分布を補正する透過率分布を有する。本実施例では、露光に使用される光源の光の波長はKrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー又はFレーザーの波長である248nm、193nm又は157nmであり、以下、これらを基準波長と呼ぶ。なお、各レーザーの波長は厳密には異なるが、便宜上本出願では上述の波長を使用している。 The optical filter of this embodiment transmits the light (incident light) from the light source used for the exposure and obtains the illuminance distribution (or light intensity distribution) set on the illuminated surface. It has a transmittance distribution to be corrected. In this embodiment, the wavelength of light of the light source used for exposure is 248 nm, 193 nm, or 157 nm, which is the wavelength of KrF excimer laser, ArF excimer laser, or F 2 laser, and these are hereinafter referred to as reference wavelengths. Although the wavelengths of the lasers are strictly different, the above-described wavelengths are used in the present application for convenience.

本実施例の光学フィルタの透過率分布は、特許文献1のような反射防止膜の膜厚や特許文献2のような反射防止膜の密度によって形成されない。本実施例の光学フィルタの透過率分布は、反射防止膜と、反射防止膜とは別の部材である調整膜によって形成される。図1(a)は、本実施例の光学フィルタの透過率分布の例を示す平面図であり、図1(b)は図1(a)に対応する透過率部分布のグラフである。本実施例によれば、図1(b)に示す透過率の最大値と最小値の差は20%以上に設定することができる。   The transmittance distribution of the optical filter of this example is not formed by the film thickness of the antireflection film as in Patent Document 1 or the density of the antireflection film as in Patent Document 2. The transmittance distribution of the optical filter of the present embodiment is formed by an antireflection film and an adjustment film that is a separate member from the antireflection film. FIG. 1A is a plan view showing an example of the transmittance distribution of the optical filter of the present embodiment, and FIG. 1B is a graph of the transmittance portion distribution corresponding to FIG. According to the present embodiment, the difference between the maximum value and the minimum value of the transmittance shown in FIG. 1B can be set to 20% or more.

本実施例の反射防止膜は、光吸収の小さい透明な誘電体材料から構成され、低屈折材料の層(低屈折率層)を含む。低屈折材料はフッ化物、例えば、MgFから構成される。MgF(フッ化マグネシウム)の屈折率は例えば基準波長193nmで1.43である。本出願において、「透明」とは、その材料の吸収が照度分布の補正に殆ど影響を与えない程度に小さいことをいい、透過率分布の目標範囲の10分の1以下である。本実施例の反射防止膜は、MgFの単層、あるいは、MgF層、LaF層及びMgF層の三層から構成される。反射防止膜に含まれる各層の光学的膜厚は、反射防止膜に要求される光の干渉条件を満足するために入射光の基準波長λの1/4の奇数倍に設定される。この結果、入射光の光量損失を低減することができる。 The antireflection film of this embodiment is made of a transparent dielectric material with low light absorption, and includes a layer of low refractive material (low refractive index layer). Low refractive material is a fluoride, for example, a MgF 2. The refractive index of MgF 2 (magnesium fluoride) is 1.43 at a reference wavelength of 193 nm, for example. In the present application, “transparent” means that the absorption of the material is so small that it hardly affects the correction of the illuminance distribution, and is 1/10 or less of the target range of the transmittance distribution. Antireflection film of this embodiment is a single layer of MgF 2, or, MgF 2 layer, composed of three layers of LaF 3 layer and MgF 2 layers. The optical film thickness of each layer included in the antireflection film is set to an odd multiple of 1/4 of the reference wavelength λ of the incident light in order to satisfy the light interference condition required for the antireflection film. As a result, the light amount loss of incident light can be reduced.

本実施例の調整膜は光吸収の小さい透明な誘電体材料から構成され、高屈折材料の層(高屈折率層)を含む。調整膜の透過率は反射防止膜の透過率とは異なり、大きくても小さくてもよい。調整膜は、高屈折材料のフッ化物又は酸化アルミニウム(Al)を含む単層(高屈折率フッ化物層又は酸化アルミニウム層)又は多層膜から構成される。ここで、高屈折率フッ化物層の材料は弗化ランタン(LaF)、弗化ガドリニウム(GdF)、弗化ネオジム(NdF)、弗化サマリウム(SmF)、弗化イッテルビウム(YbF)、弗化ディスプロシウム(DyF)の少なくとも一つから構成される。調整膜は、MgF層又はSiO層を更に含んでもよい。本実施例の調整膜は、LaF層の単層、MgF層とLaF層の二層、LaF層、MgF層及びLaF層の三層から構成される。入射光の基準波長が193nm又は248nmであれば調整膜はフッ化物でも酸化アルミニウム(Al)のいずれでもよい。入射光の基準波長が157nmであれば調整膜はフッ化物である。 The adjustment film of this embodiment is made of a transparent dielectric material with low light absorption, and includes a layer of high refractive material (high refractive index layer). Unlike the transmittance of the antireflection film, the transmittance of the adjustment film may be large or small. The adjustment film is composed of a single layer (high refractive index fluoride layer or aluminum oxide layer) or a multilayer film containing fluoride or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) of a high refractive material. Here, the material of high refractive index fluoride layers fluoride lanthanum (LaF 3), fluoride gadolinium (GdF 3), fluoride neodymium (NdF 3), fluoride samarium (SmF 3), fluoride ytterbium (YbF 3 ), At least one of dysprosium fluoride (DyF 3 ). The adjustment film may further include an MgF 2 layer or an SiO 2 layer. Adjustment film of the present embodiment is a single layer of LaF 3 layer, two layers of MgF 2 layer and LaF 3 layer, LaF 3 layer composed of three layers of MgF 2 layer and LaF 3 layer. If the reference wavelength of incident light is 193 nm or 248 nm, the adjustment film may be either fluoride or aluminum oxide (Al 2 O 3 ). If the reference wavelength of incident light is 157 nm, the adjustment film is fluoride.

調整膜の光学的膜厚は特に限定されないが、調整膜に高屈折材料のフッ化物又は酸化アルミニウム(Al)の層を含んでいれば、適当な膜厚調整により、ガラス基板のみの場合より入射光の反射量を増加することも出来る(増反射)。その為、透過率の補正量を増加することが出来る。 The optical film thickness of the adjustment film is not particularly limited. However, if the adjustment film includes a fluoride or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer of a high refractive material, only the glass substrate can be adjusted by appropriate film thickness adjustment. It is also possible to increase the amount of incident light reflected (increased reflection). Therefore, the correction amount of the transmittance can be increased.

本実施例の反射防止膜と調整膜は平板状のガラス基板の上に形成される。本実施例のガラス基板は石英から構成されるが、蛍石(フッ化カルシウム)でもよい。ガラス基板上の反射防止膜と調整膜の配置については後述する実施例において説明する。例えば基準波長193nmで石英の屈折率は1.56、蛍石の屈折率は1.50である。   The antireflection film and the adjustment film of this embodiment are formed on a flat glass substrate. The glass substrate of this embodiment is made of quartz, but may be fluorite (calcium fluoride). The arrangement of the antireflection film and the adjustment film on the glass substrate will be described in the examples described later. For example, at a reference wavelength of 193 nm, quartz has a refractive index of 1.56 and fluorite has a refractive index of 1.50.

本実施例の光学フィルタは、吸収の少ない透明な誘電体膜を使用するため、特許文献3〜5のような吸収性の誘電体膜や金属膜を利用した光学フィルタと比べて、吸収による光学素子の発熱も少なく、高いレーザー耐久性を発揮することができる。また、反射防止膜の膜厚や密度を維持した状態で調整膜を利用して透過率分布を精度良く調整するため、露光において原板を照明する照度分布と有効光源分布を調整することができる。   Since the optical filter of the present embodiment uses a transparent dielectric film with little absorption, the optical filter by absorption is more in comparison with optical filters using an absorptive dielectric film or metal film as in Patent Documents 3 to 5. There is little heat generation of the element, and high laser durability can be exhibited. Further, since the transmittance distribution is accurately adjusted using the adjustment film while maintaining the film thickness and density of the antireflection film, the illuminance distribution and the effective light source distribution for illuminating the original plate in the exposure can be adjusted.

図2は、実施例1の光学フィルタ1Aの概略断面図である。光学フィルタ1Aは、基準波長193nm又は248nmの光に使用される。光学フィルタ1Aは、ガラス基板10と、反射防止膜20Aと、調整膜30Aと、を有する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the optical filter 1A of the first embodiment. The optical filter 1A is used for light having a reference wavelength of 193 nm or 248 nm. The optical filter 1A includes a glass substrate 10, an antireflection film 20A, and an adjustment film 30A.

ガラス基板10は、透明な石英基板である。   The glass substrate 10 is a transparent quartz substrate.

反射防止膜20Aは、ガラス基板10の表面の第1領域12Aの上に積層される。反射防止膜20Aは、吸収の小さい透明な誘電体材料であるフッ化物膜として構成される。実施例1の反射防止膜20Aのフッ化物膜は、MgF層22、LaF層24、MgF層22の順番でガラス基板10の上に積層された三層膜(多層膜)である。各膜の光学的膜厚は基準波長λ/4である。反射防止膜20Aは、図3(a)で示すように、遮蔽部42と、反射防止膜20Aを形成すべき領域に対応した開口部44を有するマスク40を使用して成膜(蒸着)する。 The antireflection film 20 </ b> A is stacked on the first region 12 </ b> A on the surface of the glass substrate 10. The antireflection film 20A is configured as a fluoride film that is a transparent dielectric material with low absorption. The fluoride film of the antireflection film 20A of Example 1 is a three-layer film (multilayer film) laminated on the glass substrate 10 in the order of the MgF 2 layer 22, the LaF 3 layer 24, and the MgF 2 layer 22. The optical film thickness of each film is the reference wavelength λ / 4. As shown in FIG. 3A, the antireflection film 20A is formed (evaporated) using a mask 42 having a shielding portion 42 and an opening 44 corresponding to a region where the antireflection film 20A is to be formed. .

調整膜30Aは、ガラス基板10の表面の第1領域12Aとは異なる第2領域14Aの上に積層される。このように、光学フィルタ1Aにおいては、ガラス基板10の上において、反射防止膜20Aが形成されている第1領域12Aと調整膜30Aが形成されている第2領域14Aは空間的に分離されている。   The adjustment film 30 </ b> A is stacked on the second region 14 </ b> A different from the first region 12 </ b> A on the surface of the glass substrate 10. As described above, in the optical filter 1A, on the glass substrate 10, the first region 12A where the antireflection film 20A is formed and the second region 14A where the adjustment film 30A is formed are spatially separated. Yes.

調整膜30Aは、吸収の小さい透明な誘電体材料であるフッ化物膜として構成され、実施例1の調整膜30Aのフッ化物膜は、LaF層32、MgF層34、LaF層32の順番でガラス基板10の上に積層された三層膜(多層膜)である。各膜の光学的膜厚は基準波長λ/4である。 The adjustment film 30 </ b > A is configured as a fluoride film that is a transparent dielectric material with low absorption. The fluoride film of the adjustment film 30 </ b > A of Example 1 is composed of the LaF 3 layer 32, the MgF 2 layer 34, and the LaF 3 layer 32. It is a three-layer film (multilayer film) laminated on the glass substrate 10 in order. The optical film thickness of each film is the reference wavelength λ / 4.

この時、調整膜30Aの透過率は、反射防止膜20Aの透過率を15〜20%程度減少させることができる。必要であれば、調整膜30Aに膜厚分布をつけて透過率分布を調整してもよい。このように、調整膜30Aの膜厚は面内で変化してもよい。膜厚分布は1層でも複数層でもよい。調整膜30Aは、図3(b)で示すように、遮蔽部52Aと、調整膜30Aを形成すべき領域に対応した開口部54Aを有するマスク50Aを使用して成膜(蒸着)する。マスク40とマスク50Aは遮蔽部と開口部のパターンが逆になっている。   At this time, the transmittance of the adjustment film 30A can reduce the transmittance of the antireflection film 20A by about 15 to 20%. If necessary, the transmittance distribution may be adjusted by adding a film thickness distribution to the adjustment film 30A. Thus, the film thickness of the adjustment film 30A may change in the plane. The film thickness distribution may be one layer or multiple layers. As shown in FIG. 3B, the adjustment film 30A is formed (deposited) using a shielding part 52A and a mask 50A having an opening 54A corresponding to a region where the adjustment film 30A is to be formed. In the mask 40 and the mask 50A, the pattern of the shielding part and the opening part is reversed.

図4は、実施例2の光学フィルタ1Bの概略断面図である。光学フィルタ1Bは、反射防止膜20Bと調整膜30Bを、図2に示すように、第1領域12Aと第2領域14Aとに空間的に分離できない場合に両者を層で分離する構成を有する。光学フィルタ1Bは、基準波長193nm又は248nmの光に使用される。光学フィルタ1Bは、ガラス基板10と、反射防止膜20Bと、調整膜30Bと、を有する。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the optical filter 1B of the second embodiment. The optical filter 1B has a configuration in which the antireflection film 20B and the adjustment film 30B are separated into layers when they cannot be spatially separated into the first region 12A and the second region 14A as shown in FIG. The optical filter 1B is used for light having a reference wavelength of 193 nm or 248 nm. The optical filter 1B includes a glass substrate 10, an antireflection film 20B, and an adjustment film 30B.

反射防止膜20Bは、ガラス基板10の表面の全面に積層される。反射防止膜20Bは、吸収の小さい透明な誘電体材料であるフッ化物膜として構成される。実施例2の反射防止膜20Bのフッ化物膜は、MgF層22、LaF層24、MgF層22の順番でガラス基板10の上に積層された三層膜(多層膜)である。各膜の光学的膜厚は基準波長λ/4である。 The antireflection film 20 </ b> B is laminated on the entire surface of the glass substrate 10. The antireflection film 20B is configured as a fluoride film that is a transparent dielectric material with low absorption. The fluoride film of the antireflection film 20B of Example 2 is a three-layer film (multilayer film) laminated on the glass substrate 10 in the order of the MgF 2 layer 22, the LaF 3 layer 24, and the MgF 2 layer 22. The optical film thickness of each film is the reference wavelength λ / 4.

調整層31は、反射防止膜20Bの表面の特定の領域の上に、図5に示すような、遮蔽部52Bと、調整膜30Bを形成すべき領域に対応した開口部54Bを有するマスク50Bを利用して積層される。調整層31は、吸収の小さい透明な誘電体材料であるフッ化物膜として構成され、本実施例の調整層31のフッ化物膜はLaF層32の単層である。 The adjustment layer 31 has a shielding part 52B and a mask 50B having an opening 54B corresponding to the area where the adjustment film 30B is to be formed on a specific area on the surface of the antireflection film 20B as shown in FIG. Laminated using. The adjustment layer 31 is configured as a fluoride film that is a transparent dielectric material with low absorption, and the fluoride film of the adjustment layer 31 of this embodiment is a single layer of the LaF 3 layer 32.

このように、光学フィルタ1Bにおいては、ガラス基板10の上に、反射防止膜20Bが形成されて調整膜30Bが形成されていない領域12Bと、反射防止膜20Bと調整層がこの順番で積層されてなる調整膜30Bが形成されている領域14Bと、が存在する。   As described above, in the optical filter 1B, the region 12B in which the antireflection film 20B is formed and the adjustment film 30B is not formed, the antireflection film 20B, and the adjustment layer are laminated on the glass substrate 10 in this order. And the region 14B where the adjustment film 30B is formed.

図6は、図4に示す光学フィルタ1Bにおいて、基準波長193nmでのLaF層32の膜厚と透過率の関係を示すグラフである。横軸は、LaF層32の膜厚(nm)であり、縦軸は、光学フィルタ1Bの透過率(%)である。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the film thickness and transmittance of the LaF 3 layer 32 at the reference wavelength of 193 nm in the optical filter 1B shown in FIG. The horizontal axis is the film thickness (nm) of the LaF 3 layer 32, and the vertical axis is the transmittance (%) of the optical filter 1B.

図6において、透過率はLaF層32の膜厚が0nmの時を100%として垂直入射での値を表しており、LaF層32の膜厚の増加に伴って透過率は減少する。25nm程度の膜厚をつけると透過率を約20%程度減少させることができる。従って、調整層31のLaF層32にnmオーダーの膜厚分布をつけることで透過率分布を付与することができる。また、高屈折率材料である調整層31を光学フィルタ1Bの最表層に設けることによってより大きな補正が可能である。 In FIG. 6, the transmittance represents a value at normal incidence with the LaF 3 layer 32 having a thickness of 0 nm as 100%, and the transmittance decreases with an increase in the thickness of the LaF 3 layer 32. When the film thickness is about 25 nm, the transmittance can be reduced by about 20%. Therefore, the transmittance distribution can be provided by providing the LaF 3 layer 32 of the adjustment layer 31 with a film thickness distribution on the order of nm. Further, by providing the adjustment layer 31 that is a high refractive index material on the outermost layer of the optical filter 1B, a larger correction can be made.

透過率を更に減少させるには、調整層31に、MgF層34とLaF層32の二層構造のように、低屈折率の膜と高屈折率の膜を多層に重ねることで実現することができる。調整層31にLaF層32の単層を用いた場合は、図7で示すように、角度特性は均一ではない。低屈折率の膜と高屈折率の膜の多層膜を形成することで角度特性を均一にしたり、正又は負の角度特性に制御したりすることができる。ここで、図7は、光学フィルタ1Bの調整層31に含まれるLaF層32の膜厚を変化させた場合の入射角度特性を示すグラフである。横軸は光の入射角度(°)であり、縦軸(左側)は透過率(%)であり、縦軸(右側)はLaF層32の膜厚である。 To further reduce the transmittance, the adjustment layer 31 is realized by stacking a low refractive index film and a high refractive index film in multiple layers like a two-layer structure of the MgF 2 layer 34 and the LaF 3 layer 32. be able to. When a single layer of LaF 3 layer 32 is used as the adjustment layer 31, the angular characteristics are not uniform as shown in FIG. By forming a multilayer film of a low-refractive index film and a high-refractive index film, the angular characteristic can be made uniform or controlled to a positive or negative angular characteristic. Here, FIG. 7 is a graph showing an incident angle characteristic when the film thickness of the LaF 3 layer 32 included in the adjustment layer 31 of the optical filter 1B is changed. The horizontal axis is the incident angle (°) of light, the vertical axis (left side) is the transmittance (%), and the vertical axis (right side) is the film thickness of the LaF 3 layer 32.

図8は、調整層31を、LaF層32、MgF層34、LaF層32の三層膜(多層膜)として形成した場合の透過率の角度特性を示すグラフである。調整層31がない場合の透過率を100%として、0度入射で15%透過率を低減させる場合に、3層膜の膜厚を調節することによって、正の角度特性A、ほぼ0の角度特性B,負の角度特性Cを実現することができる。 FIG. 8 is a graph showing the angular characteristics of transmittance when the adjustment layer 31 is formed as a three-layer film (multilayer film) of the LaF 3 layer 32, the MgF 2 layer 34, and the LaF 3 layer 32. When the transmittance in the absence of the adjustment layer 31 is 100%, and the 15% transmittance is reduced at an incidence of 0 degrees, the positive angle characteristic A and the angle of almost 0 are adjusted by adjusting the film thickness of the three-layer film. A characteristic B and a negative angle characteristic C can be realized.

図9は、実施例3の光学フィルタ1Cの概略断面図である。光学フィルタ1Cも、反射防止膜20Cと調整膜30Cを、図2に示すように、第1領域12Aと第2領域14Aとに空間的に分離できない場合に両者を層で分離する構成を有する。光学フィルタ1Cは、基準波長193nm又は248nmの光に使用される。光学フィルタ1Cは、ガラス基板10と、反射防止膜20Cと、調整膜30Cと、を有する。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the optical filter 1C of the third embodiment. The optical filter 1C also has a configuration in which the antireflection film 20C and the adjustment film 30C are separated into layers when they cannot be spatially separated into the first region 12A and the second region 14A as shown in FIG. The optical filter 1C is used for light having a reference wavelength of 193 nm or 248 nm. The optical filter 1C includes a glass substrate 10, an antireflection film 20C, and an adjustment film 30C.

まず、調整膜30Cをガラス基板10の表面の全面に成膜(蒸着)する。調整膜30Cは、吸収の小さい透明な誘電体材料であるフッ化物膜として構成され、実施例3の調整膜30Cのフッ化物膜は、LaF層32、MgF層34、LaF層32の順番でガラス基板10の上に積層された三層膜(多層膜)である。各膜の光学的膜厚は基準波長λ/4である。必要であれば、調整膜30Cに膜厚分布をつけて透過率分布を調整してもよい。このように、調整膜30Cの膜厚は面内で変化してもよい。膜厚分布は1層でも複数層でもよい。 First, the adjustment film 30 </ b> C is formed (deposited) on the entire surface of the glass substrate 10. The adjustment film 30 </ b > C is configured as a fluoride film that is a transparent dielectric material with low absorption. The fluoride film of the adjustment film 30 </ b > C of Example 3 includes the LaF 3 layer 32, the MgF 2 layer 34, and the LaF 3 layer 32. It is a three-layer film (multilayer film) laminated on the glass substrate 10 in order. The optical film thickness of each film is the reference wavelength λ / 4. If necessary, the transmittance distribution may be adjusted by adding a film thickness distribution to the adjustment film 30C. Thus, the film thickness of the adjustment film 30C may change in the plane. The film thickness distribution may be one layer or multiple layers.

反射防止層21は、調整膜30Cの表面の特定の領域の上に、図5に示すマスク50Bを利用して積層される。この場合、マスク50Bの開口部54Bは反射防止膜20Cを形成すべき領域に対応する。   The antireflection layer 21 is laminated on a specific region on the surface of the adjustment film 30C using a mask 50B shown in FIG. In this case, the opening 54B of the mask 50B corresponds to a region where the antireflection film 20C is to be formed.

このように、光学フィルタ1Cにおいては、ガラス基板10の上に、調整膜30Cが形成されて反射防止層21が形成されていない領域12Cが存在する。また、調整膜30Cと反射防止層21がこの順番で積層されてなる反射防止膜20Cが形成されている領域14Cが存在する。   As described above, in the optical filter 1 </ b> C, the region 12 </ b> C where the adjustment film 30 </ b> C is formed and the antireflection layer 21 is not formed exists on the glass substrate 10. In addition, there is a region 14C where an antireflection film 20C in which the adjustment film 30C and the antireflection layer 21 are laminated in this order is formed.

反射防止層21は、吸収の小さい透明な誘電体材料であるフッ化物膜として構成される。実施例3の反射防止層21のフッ化物膜は、MgF層22の単層あるいはMgF層22、LaF層24、MgF層22の順番で調整膜30Cの上に積層された三層膜(多層膜)である。各膜の光学的膜厚は基準波長λ/4である。 The antireflection layer 21 is configured as a fluoride film that is a transparent dielectric material with low absorption. Fluoride film of the antireflection layer 21 of Example 3, three layers laminated on the adjustment film 30C of a single layer or a sequence of MgF 2 layer 22, LaF 3 layers 24, MgF 2 layer 22 of MgF 2 layer 22 It is a film (multilayer film). The optical film thickness of each film is the reference wavelength λ / 4.

実施例1〜3において、透過率の調整を多段で段階的に分布を持たせたい場合は、調整層毎に異なる開口部を有するマスクを使用して複数回成膜を行ってもよい。レンズの両面やその他の複数面に調整量を分離してもよい。その際、調整量に応じて調整層毎に膜材料を変更してもよい。   In Examples 1 to 3, when it is desired to adjust the transmittance in multiple stages and have a stepwise distribution, film formation may be performed a plurality of times using a mask having a different opening for each adjustment layer. The adjustment amount may be separated on both surfaces of the lens and other plural surfaces. At that time, the film material may be changed for each adjustment layer according to the adjustment amount.

図10は、本実施例の露光装置100のブロック図である、露光装置100は、ステップアンドスキャン方式の露光装置であるが、本発明はステップアンドリピート方式の露光装置にも適用可能である。露光装置100は、照明装置110、原板ステージ120、投影光学系130、基板ステージ140を有する。露光装置は、光源からの光束を利用して投影光学系130を介して原板Mのパターンの像を基板Wに露光する投影露光装置である。   FIG. 10 is a block diagram of the exposure apparatus 100 of the present embodiment. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan exposure apparatus, but the present invention is also applicable to a step-and-repeat exposure apparatus. The exposure apparatus 100 includes an illumination device 110, an original plate stage 120, a projection optical system 130, and a substrate stage 140. The exposure apparatus is a projection exposure apparatus that exposes an image of the pattern of the original plate M onto the substrate W via the projection optical system 130 using a light beam from a light source.

照明装置110は、原板Mを照明し、露光光としての光束を射出する光源112と、原板を均一に照明する照明光学系114と、を有する。光源112は、上述したArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fレーザーなどを使用することができる。照明光学系114は、複数の光学素子114aを有し、その中には光学フィルタ1A〜1Cのいずれかが含まれる。光学フィルタ1A〜1Cのいずれかは、例えば、原板Mと共役又はフーリエ変換の面に配置される。 The illumination device 110 includes a light source 112 that illuminates the original plate M and emits a light beam as exposure light, and an illumination optical system 114 that uniformly illuminates the original plate. As the light source 112, the above-described ArF excimer laser, KrF excimer laser, F 2 laser, or the like can be used. The illumination optical system 114 includes a plurality of optical elements 114a, and any of the optical filters 1A to 1C is included therein. Any of the optical filters 1 </ b> A to 1 </ b> C is disposed, for example, on the surface of the original plate M or conjugate or Fourier transform.

原板Mは、露光される回路パターンを有する原板(マスク又はレチクル)である。原板ステージ120は、原板Mを支持及び移動する。投影光学系130は、複数の光学素子130aを有し、原板Mと基板Wとを光学的に共役な関係に維持し、原板パターンの像を基板Wに投影する。基板ステージ140は、ウエハや液晶基板などの基板Wを支持してこれを駆動する。   The original plate M is an original plate (mask or reticle) having a circuit pattern to be exposed. The original plate stage 120 supports and moves the original plate M. The projection optical system 130 includes a plurality of optical elements 130a, maintains the original plate M and the substrate W in an optically conjugate relationship, and projects an image of the original plate pattern onto the substrate W. The substrate stage 140 supports and drives a substrate W such as a wafer or a liquid crystal substrate.

露光において、光源112からの光束により照明光学系114は原板Mを照明する。原板Mを透過した露光光は、投影光学系130に入射し、投影光学系130は、原板Mのパターンの像を基板Wに投影する。照明光学系114には光学フィルタ1A〜1Cのいずれかが設けられているので原板Mを均一な照度分布及び有効光源分布で照明することができる。この結果、原板パターンは解像度良く(例えば、線幅バラつきなどを抑えた状態で)基板Wに露光される。   In the exposure, the illumination optical system 114 illuminates the original plate M with the light flux from the light source 112. The exposure light transmitted through the original plate M enters the projection optical system 130, and the projection optical system 130 projects an image of the pattern of the original plate M onto the substrate W. Since any one of the optical filters 1A to 1C is provided in the illumination optical system 114, the original plate M can be illuminated with a uniform illuminance distribution and effective light source distribution. As a result, the original plate pattern is exposed on the substrate W with high resolution (for example, in a state where line width variation is suppressed).

デバイス(半導体集積回路素子、液晶表示素子等)の製造方法は、前述の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板(ウエハ、ガラスプレート等)を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。   A method for manufacturing a device (semiconductor integrated circuit element, liquid crystal display element, etc.) includes a step of exposing a substrate (wafer, glass plate, etc.) coated with a photosensitive agent using the exposure apparatus described above, and a step of developing the substrate. And other known processes.

本実施例の光学フィルタの透過率分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmittance | permeability distribution of the optical filter of a present Example. 実施例1の光学フィルタの断面図である。3 is a cross-sectional view of the optical filter of Example 1. FIG. 図2に示す光学フィルタを製造するマスクの平面図である。It is a top view of the mask which manufactures the optical filter shown in FIG. 実施例2の光学フィルタの断面図である。6 is a cross-sectional view of an optical filter of Example 2. FIG. 図4に示す光学フィルタを製造するマスクの平面図である。It is a top view of the mask which manufactures the optical filter shown in FIG. 図4に示す光学フィルタの調整層であるLaF層の膜厚と光学フィルタの透過率の関係を示すグラフである。Is a graph showing the relationship between the film thickness and the transmittance of the optical filter of the LaF 3 layer is an adjustment layer of the optical filter shown in FIG. 図4に示す光学フィルタの調整層であるLaF層の膜厚を変化させた場合の入射角度特性を示すグラフである。Is a graph showing an incident angle characteristic in the case of changing the thickness of the LaF 3 layer is an adjustment layer of the optical filter shown in FIG. 図4に示す光学フィルタの調整層を多層膜として形成した場合の透過率の角度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the angle characteristic of the transmittance | permeability at the time of forming the adjustment layer of the optical filter shown in FIG. 4 as a multilayer film. 実施例3の光学フィルタの断面図である。6 is a cross-sectional view of an optical filter of Example 3. FIG. 実施例4の露光装置のブロック図である。It is a block diagram of the exposure apparatus of Example 4.

符号の説明Explanation of symbols

M 原板
W 基板
1A、1B、1C 光学フィルタ
10 ガラス基板
12A、12B、12C 第1領域
14A、14B、14C 第2領域
20A、20B、20C 反射防止膜
30A、30B、30C 調整膜
21 反射防止層
31 調整層
22、34 MgF
24、32 LaF
40、50A、50B マスク
42、52A、52B 遮蔽部
44、54A、54B 開口部
100 露光装置
110 照明装置
112 光源
114 照明光学系
114a、130a 光学素子
120 原板ステージ
130 投影光学系
140 基板ステージ
M Original plate W Substrate 1A, 1B, 1C Optical filter 10 Glass substrate 12A, 12B, 12C First region 14A, 14B, 14C Second region 20A, 20B, 20C Antireflection film 30A, 30B, 30C Adjustment film 21 Antireflection layer 31 Adjustment layer 22, 34 MgF 2 layer 24, 32 LaF 3 layer 40, 50A, 50B Mask 42, 52A, 52B Shielding portion 44, 54A, 54B Aperture 100 Exposure device 110 Illumination device 112 Light source 114 Illumination optical system 114a, 130a Optical Element 120 Original stage 130 Projection optical system 140 Substrate stage

Claims (10)

入射光を透過することによって前記入射光の照度分布を補正する光学フィルタであって、
ガラス基板と、
前記ガラス基板の上に設けられた反射防止膜と、
前記ガラス基板の上に設けられ、高屈折率フッ化物層又は酸化アルミニウム(Al)層を含み、前記反射防止膜とは異なる透過率を有する調整膜と、
を有することを特徴とする光学フィルタ。
An optical filter that corrects the illuminance distribution of the incident light by transmitting the incident light,
A glass substrate;
An antireflection film provided on the glass substrate;
An adjustment film provided on the glass substrate, including a high refractive index fluoride layer or an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer, and having a transmittance different from that of the antireflection film;
An optical filter comprising:
前記高屈折率フッ化物層の材料は弗化ランタン(LaF)、弗化ガドリニウム(GdF)、弗化ネオジム(NdF)、弗化サマリウム(SmF)、弗化イッテルビウム(YbF)、弗化ディスプロシウム(DyF)のうちの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項1に記載の光学フィルタ。 The material of the high refractive index fluoride layer is lanthanum fluoride (LaF 3 ), gadolinium fluoride (GdF 3 ), neodymium fluoride (NdF 3 ), samarium fluoride (SmF 3 ), ytterbium fluoride (YbF 3 ), The optical filter according to claim 1, comprising at least one of dysprosium fluoride (DyF 3 ). 前記ガラス基板の上において前記反射防止膜が形成されている領域と前記調整膜が形成されている領域は分離されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein a region where the antireflection film is formed and a region where the adjustment film is formed are separated on the glass substrate. 前記ガラス基板の上に、前記反射防止膜と調整層がこの順番で積層されてなる前記調整膜が形成されている領域と、前記反射防止膜が形成されて前記調整層が形成されていない領域と、が存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学フィルタ。   A region where the adjustment film is formed by laminating the antireflection film and the adjustment layer in this order on the glass substrate, and a region where the antireflection film is formed and the adjustment layer is not formed And the optical filter according to claim 1 or 2. 前記ガラス基板の上に、前記調整膜と反射防止層がこの順番で積層されてなる前記反射防止膜が形成されている領域と、前記調整膜が形成されて前記反射防止層が形成されていない領域と、が存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学フィルタ。   A region where the antireflection film is formed by laminating the adjustment film and the antireflection layer in this order on the glass substrate, and the adjustment film is formed and the antireflection layer is not formed The optical filter according to claim 1, wherein a region exists. 前記調整膜は、MgF層又はSiO層を更に含むことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の光学フィルタ。 The optical filter according to claim 1, wherein the adjustment film further includes a MgF 2 layer or a SiO 2 layer. 前記調整膜の膜厚が面内で変化していることを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の光学フィルタ。   The optical filter according to claim 1, wherein a thickness of the adjustment film changes in a plane. 請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の光学フィルタを有する光学系。   An optical system having the optical filter according to claim 1. 請求項1〜7のうちいずれか一項に記載の光学フィルタを有し、原板を照明する照明光学系と、
前記原板のパターンの像を基板に投影する投影光学系と、
を有することを特徴とする露光装置。
An illumination optical system that has the optical filter according to any one of claims 1 to 7 and illuminates an original plate;
A projection optical system that projects an image of the pattern of the original plate onto a substrate;
An exposure apparatus comprising:
請求項9に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 9;
Developing the exposed substrate; and
A device manufacturing method characterized by comprising:
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