JP2010272677A - Optical element, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical element, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.
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達成される光学系の解像度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(例えば11〜14nm)の極端紫外線(EUV:Extreme Ultra Violet)を用いた露光技術が開発されている。このような極端紫外線(以下、「EUV光」という。)等を用いたEUV露光装置では、投影用や照明用の光学素子として反射鏡が用いられる(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, in order to improve the resolution of an optical system achieved by the light diffraction limit, extreme ultraviolet rays (EUV) having shorter wavelengths (for example, 11 to 14 nm) are used instead of conventional ultraviolet rays. : Extreme Ultra Violet) exposure technology has been developed. In an EUV exposure apparatus using such extreme ultraviolet rays (hereinafter referred to as “EUV light”) or the like, a reflecting mirror is used as an optical element for projection or illumination (for example, see Patent Document 1).
EUV光を発生させる光源としてレーザープラズマを用いる露光装置では、プラズマの励起に用いたレーザー光や露光に用いない波長成分(非露光光)が、露光に用いるEUV光(露光光)と同一の光路で各光学素子やウエハ、ステージ等に到達するという課題がある。これら非露光光の一部は各光学素子やウエハ、ステージ等で吸収され、熱膨張による形状変化を誘発して結像性能に悪影響を及ぼす。特にEUV露光装置では各光学素子は真空中に保持されることから気体を介した熱交換が行なわれず、温度上昇はより顕著に生じる。 In an exposure apparatus using laser plasma as a light source for generating EUV light, the laser beam used for plasma excitation and the wavelength component not used for exposure (non-exposure light) have the same optical path as the EUV light (exposure light) used for exposure. Thus, there is a problem of reaching each optical element, wafer, stage and the like. Some of the non-exposure light is absorbed by each optical element, wafer, stage, etc., and induces a shape change due to thermal expansion, which adversely affects imaging performance. In particular, in an EUV exposure apparatus, since each optical element is held in a vacuum, heat exchange via gas is not performed, and the temperature rise is more remarkable.
特許文献1では、波長が1064nmのYAGレーザー光(励起光)でプラズマを励起し、波長が13.5nmのEUV光を露光光として使用する露光装置が開示されている。特許文献1の多層膜反射鏡は、基板上に形成された励起光反射防止膜と、その上に形成された露光光反射膜と、を備えている。励起光反射防止膜は、基板側から順に、モリブデン(Mo)層、酸化シリコン(SiO2)層、シリコン(Si)層を繰り返し積層した構成を有している。露光光反射膜は、基板側から順にMo層とSi層とが積層された2層構造を有している。この構成により、励起光反射膜によって励起光を吸収し、露光光反射膜によって露光光を選択的に反射することができ、各光学素子やウエハ、ステージの温度上昇を防止することができる。 Patent Document 1 discloses an exposure apparatus that excites plasma with YAG laser light (excitation light) having a wavelength of 1064 nm and uses EUV light having a wavelength of 13.5 nm as exposure light. The multilayer film reflecting mirror of Patent Document 1 includes an excitation light reflection preventing film formed on a substrate and an exposure light reflecting film formed thereon. The excitation light antireflection film has a configuration in which a molybdenum (Mo) layer, a silicon oxide (SiO 2 ) layer, and a silicon (Si) layer are repeatedly stacked in order from the substrate side. The exposure light reflection film has a two-layer structure in which a Mo layer and a Si layer are laminated in order from the substrate side. With this configuration, the excitation light can be absorbed by the excitation light reflection film, and the exposure light can be selectively reflected by the exposure light reflection film, and temperature rise of each optical element, wafer, and stage can be prevented.
しかしながら、特許文献1では、露光光反射膜自体が紫外線から赤外線波長域に渡って高い反射率を有するため、例えば波長10600nmの炭酸ガスレーザーを励起光とするような光源に対しては有効な反射防止効果が得られないという課題がある。 However, in Patent Document 1, since the exposure light reflection film itself has a high reflectance over the ultraviolet to infrared wavelength region, for example, it is an effective reflection for a light source that uses a carbon dioxide laser with a wavelength of 10600 nm as excitation light. There is a problem that the prevention effect cannot be obtained.
そこで、本発明は、炭酸ガスレーザーを励起光とする光源の非露光光スペクトルを効果的に抑制し、各光学素子やウエハ、ステージ等の結像性能を良好に維持できる光学素子、露光装置、及びこれらを用いたデバイスの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention effectively suppresses the non-exposure light spectrum of a light source that uses a carbon dioxide laser as excitation light, and can maintain the imaging performance of each optical element, wafer, stage, etc., an optical element, an exposure apparatus, And it aims at providing the manufacturing method of the device using these.
上記の課題を解決するために、本発明は実施の形態に示す図1〜図11に対応付けした以下の構成を採用している。なお、本発明を分かり易く説明するために、一実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明するが、本発明は実施形態に限定されるものではない。 In order to solve the above-described problems, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 11 shown in the embodiment. In addition, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description will be made in association with the reference numerals of the drawings showing an embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment.
本発明に係る光学素子(100)は、炭酸ガスレーザーを励起光とする露光光を反射するとともに前記励起光を透過する露光光反射層(103)と、前記励起光の反射を防止する励起光反射防止層(104)とが、前記露光光の光路に光源(51)側からこの順に積層されていることを特徴とする。 An optical element (100) according to the present invention includes an exposure light reflecting layer (103) that reflects exposure light using a carbon dioxide laser as excitation light and transmits the excitation light, and excitation light that prevents reflection of the excitation light. An antireflection layer (104) is laminated in this order from the light source (51) side in the optical path of the exposure light.
本発明に係る露光装置(10)は、上記の光学素子(100)を備えることを特徴とする。 An exposure apparatus (10) according to the present invention includes the optical element (100) described above.
本発明に係るデバイス製造方法は、上記の露光装置(10)を用いて、感光剤が形成された基板(WA)の感光剤に対して露光を行うことを特徴とする。 The device manufacturing method according to the present invention is characterized in that exposure is performed on the photosensitive agent on the substrate (WA) on which the photosensitive agent is formed, using the exposure apparatus (10).
本発明によれば、炭酸ガスレーザーを励起光とする光源の非露光光スペクトルを効果的に抑制し、各光学素子やウエハ、ステージ等の結像性能を良好に維持できる光学素子、露光装置、及びこれらを用いたデバイスの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, an optical element, an exposure apparatus, which can effectively suppress the non-exposure light spectrum of a light source using a carbon dioxide laser as excitation light, and can favorably maintain the imaging performance of each optical element, wafer, stage, etc. And the manufacturing method of the device using these can be provided.
図1は、本発明の一実施形態である露光装置の構成を説明するための図である。この露光装置10は、光学系として、露光光であるEUV光(波長11〜14nm)を含む光源光を発生する光源装置50と、EUV光を照明用のマスクMAに導く照明光学系60と、マスクMAのパターン像を感応基板であるウエハWA上に形成する投影光学系70とを備えている。また、露光装置10は、機械機構として、マスクMAを支持するマスクステージ81と、ウエハWAを支持するウエハステージ82とを備えている。なお、ウエハWAは、感応基板を具体化して、レジスト等の感光層を表面コートしたものである。
FIG. 1 is a view for explaining the arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The
光源装置50は、例えば、プラズマ励起用のレーザ光を発生するレーザープラズマ光源51と、ターゲット材料であるキセノン等のガスを筐体SC中に供給するチューブ52とを備えている。励起光であるレーザー光としては、例えば炭酸ガスレーザーが用いられる。本実施形態では、例えば波長10600nmの赤外レーザー光が用いられる。また、この光源装置50には、コンデンサミラー54やコリメータミラー55が取り付けられている。光源装置50では、チューブ52の先端から射出されるキセノンに対しレーザープラズマ光源51からのレーザ光を集光させることにより、その部分のターゲット材料をプラズマ化してEUV光を発生させる。コンデンサミラー54は、チューブ52の先端Sで発生したEUV光を集光する。コンデンサミラー54を経たEUV光は、収束されつつ筐体SC外に射出し、コリメータミラー55に入射するようになっている。なお、以上のようなレーザプラズマタイプの光源装置50からの光源光に代えて、放電プラズマ光源からの光源光、シンクロトロン放射光源からの放射光等を使用することができる。
The
照明光学系60は、反射型のオプティカルインテグレ一タ61、62、コンデンサミラー63、折曲ミラー64等により構成される。照明光学系60では、光源装置50からの光源光を、多数の小ミラーを含むオプティカルインテグレ一タ61、62によって照明光として均一化しつつコンデンサミラー63によって集光し、折曲ミラー64を介してマスクMA上の所定領域(例えば帯状領域)に入射させる。これにより、マスクMA上の所定領域を適当な波長のEUV光によって均一に照明することができる。
The illumination
なお、EUV光の波長域で十分な透過率を有する物質は存在せず、マスクMAには透過型のマスクではなく反射型のマスクすなわちパターン状のミラーが使用されている。 Note that there is no substance having sufficient transmittance in the EUV light wavelength region, and a reflective mask, that is, a patterned mirror is used as the mask MA instead of a transmissive mask.
投影光学系70は、多数のミラー71、72、73、74で構成される縮小投影系である。図1においてはミラーの枚数が4枚配置された構成が示されているが、例えばミラーの枚数が6枚配置された構成としても構わない。マスクMA上に形成されたパターン像である回路パターンは、投影光学系70によってレジストが塗布されたウエハWA上に結像してこのレジストに転写される。この場合、回路パターンが一度に投影される領域は、直線状又は円弧状のスリット領域であり、例えばマスクMAとウエハWAとを同期して移動させる走査露光によって、マスクMA上に形成された矩形の回路パターンをウエハWA上の矩形領域に無駄なく転写することができる。
The projection
マスクステージ81は、制御装置の制御下で、マスクMAを支持し、マスクMAの位置や速度等を精密に監視しつつ所望の位置に移動可能な構成となっている。また、ウエハステージ82は、制御装置の制御下で、ウエハWAを支持し、ウエハWAの位置や速度等を精密に監視しつつ所望の位置に移動可能な構成となっている。
The
以上の光源装置50のうちEUV光の光路上に配置される部分と、照明光学系60と、投影光学系70とは、真空容器84内に配置されており、露光光の減衰が防止されている。つまり、EUV光は大気に吸収されて減衰するが、装置全体を真空容器84によって外部から遮断するとともに、EUV光の光路を所定の真空度(例えば、1.3×10−3Pa以下)に維持することで、EUV光の減衰すなわち転写像の輝度低下やコントラスト低下を防止している。
Of the
真空容器84内においてEUV光の光路上に配置されるミラー54,55,61,62,63,64,71,72,73,74やマスクMA等の光学素子は、下地となる例えば石英ガラス製の基板上に反射用の多層膜を形成したものである。この光学素子等の光学面の形状は、典型的には凹面であるが、凹面に限らず、平面、凸面、多面等組み込む場所によって適宜調整する。本実施形態では、これら露光装置10の光学系を構成するミラー54,55,61,62,63,64,71,72,73,74やマスクMA等の光学素子として、図2に例示される光学素子100を用いる。
The optical elements such as the
図2は、光学素子100の構造を示す断面図である。
この光学素子100は、基板101及び多層膜102を有している。基板101は、多層膜構造を支持する母材である。基板101は、例えば合成石英ガラスや低膨張ガラスを加工することによって形成されたものであり、その上面は、所定精度の鏡面に研磨されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the
The
多層膜102は、基板101上に支持されて、露光光であるEUV光を反射する反射膜である。多層膜102は、さらにEUV反射ブロック(露光光反射層)103と、非露光光反射防止ブロック(励起光反射防止層)104とから構成される。
光学素子100は、EUV反射ブロック103と非露光光反射防止ブロック104と基板101とがレーザープラズマ光源51側からこの順に配置されるように、露光装置10において露光光の光路に配置される。更に、EUV反射ブロック103の表面に少なくとも1層からなるキャッピングレイヤーを設けることも可能である。
The
The
EUV反射ブロック103は、基板101上に異なる材料により形成された2種類の薄膜層L1,L2を例えば交互に積層することで形成した数層から数百層の多層膜である。薄膜層L1,L2を構成する物質としては、EUV光に対する屈折率が異なり、かつ非露光光を透過するような光学特性を有する物質を選択する。このような物質としては、例えば、リチウム(Li)、炭素(C)、酸素(O)、フッ素(F)、シリコン(Si)、リン(P)、硫黄(S)、塩素(Cl)、カリウム(K)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、砒素(As)、カドミウム(Cd)、インジウム(In)、テルル(Te)の中から選択される2以上の物質とすることができる。
The
EUV反射ブロック103は、反射鏡である光学素子100の反射率を高めるために、吸収の少ない物質を多数積層させ、反射面上の各位置ごとに光線入射角の範囲内で反射波の位相が合うように光干渉理論に基づいて膜厚分布を調整する。つまり、投影露光装置内で使用されるEUV光の波長領域に対して、比較的屈折率の大きな材料からなる層を薄膜層L1とし、比較的屈折率の小さな材料からなる層を薄膜層L2とする。そして薄膜層L1,L2を、基板101上に、反射波の位相が合うよう所定の膜構成、膜厚分布で交互もしくは任意順序に積層させることでEUV反射ブロック103が形成されている。
In order to increase the reflectance of the
本実施形態において、EUV反射ブロック103を構成する2種類の薄膜層L1,L2は、例えば、それぞれC層、Si層とする。薄膜層L1,L2の厚みは、例えばC層の厚みを約2.64nm、Si層の厚みを約4.44nmとする。また、この薄膜層L1,L2の組を例えば80組積層させる。これにより、EUV反射ブロック103は、それぞれ等しい厚みの薄膜層L1,L2が交互に積層された等周期構造となる。
なお、このEUV反射ブロック103は、薄膜層L2(Si層)が最表面となるよう形成してもよいし、薄膜層L1(C層)が最表面となるよう形成しても構わない。
In the present embodiment, the two types of thin film layers L1 and L2 constituting the EUV reflection block 103 are, for example, a C layer and a Si layer, respectively. Regarding the thickness of the thin film layers L1 and L2, for example, the thickness of the C layer is about 2.64 nm, and the thickness of the Si layer is about 4.44 nm. Further, for example, 80 sets of the thin film layers L1 and L2 are stacked. As a result, the
The
また、薄膜層L1,L2の組み合わせは、C/Siの他にも、例えば、SiO2/Si、Si3N4/Siといった組み合わせやC/Si3N4/Siのような3物質以上での構成も可能である。また、薄膜層L1,L2のいずれか一方の層をSiまたはCにより構成し、他方の層を次に挙げる物質のいずれかにより構成することができる。例えば、CdTe、GaAs、GaP、Ge、InAs、InP、SiC、ZnS、LiF、KCl、SiO2、SiO、などである。 In addition to C / Si, the combination of the thin film layers L1 and L2 is, for example, a combination of SiO 2 / Si, Si 3 N 4 / Si, or three or more substances such as C / Si 3 N 4 / Si. The configuration of is also possible. Also, one of the thin film layers L1 and L2 can be made of Si or C, and the other layer can be made of any of the following substances. For example, CdTe, GaAs, GaP, Ge, InAs, InP, SiC, ZnS, LiF, KCl, SiO 2 , SiO, etc.
薄膜層L1,L2のいずれか一方の層をSiにより構成した場合には、他方の層を例えば、CdTe、InAs、SiC、LiF、KCl、SiO2のいずれかにより構成することが好ましい。これらの2層を交互に約100層(50組)程度、周期的に積層させ、膜厚を最適化することで、波長が約13.5nm前後の垂直に入射する露光光に対するEUV反射ブロック103の反射率を、例えば20%以上とすることが可能になる。また、他方の層はCdTe又はLiFにより構成することがより好ましい。これにより、垂直に入射する露光光に対するEUV反射ブロック103の反射率を例えば30%以上とすることが可能になる。 Any one of the layers of the thin layers L1, L2, when constituted by Si is the other layer for example, CdTe, InAs, SiC, LiF, KCl, be composed of any of SiO 2 preferred. These two layers are alternately laminated about 100 layers (50 sets) periodically, and the film thickness is optimized so that the EUV reflection block 103 with respect to the vertically incident exposure light having a wavelength of about 13.5 nm is obtained. For example, 20% or more. The other layer is more preferably composed of CdTe or LiF. As a result, the reflectance of the EUV reflection block 103 with respect to the exposure light incident vertically can be set to 30% or more, for example.
薄膜層L1,L2のいずれか一方の層をCにより構成した場合には、他方の層を例えばKClにより構成することが好ましい。これらの2層を交互に約100層(50組)程度、周期的に積層させ、膜厚を最適化することで、波長が約13.5nm前後の垂直に入射する露光光に対するEUV反射ブロック103の反射率を例えば20%以上とすることが可能になる。 When one of the thin film layers L1 and L2 is made of C, the other layer is preferably made of, for example, KCl. These two layers are alternately laminated about 100 layers (50 sets) periodically, and the film thickness is optimized so that the EUV reflection block 103 with respect to the vertically incident exposure light having a wavelength of about 13.5 nm is obtained. For example, it is possible to make the reflectance of 20% or more.
非露光光反射防止ブロック104は、EUV反射ブロック103の下面側(基板側)に配設された薄膜である。非露光光反射防止ブロック104は、単層膜または2層〜数十層の多薄膜である。非露光光反射防止ブロック104を構成する物質としては、EUV反射ブロック103を透過して到達する非露光光波長を吸収する物質か、または干渉効果により基板101内部へ透過させるような光学特性と膜厚を有する物質を用いることができる。
The non-exposure light
本実施形態では、非露光光反射防止ブロック104は、例えば炭酸ガスレーザーの発振波長である約10600nm前後の波長で干渉効果を得られるSiO単層膜とする。非露光光反射防止ブロック104は、干渉効果を得て、反射防止膜として非露光光を基板101内部へと透過させることができる厚みとなっている。すなわち、非露光光の波長に対して各層の膜厚が充分に小さい上記EUV反射ブロック103は、非露光光に対しては単一の薄膜と同様に振る舞い、直下に配設された非露光光反射防止ブロック104へ非露光光を透過させる。
In the present embodiment, the non-exposure
なお、非露光光反射防止ブロック104は、非露光光を基板101内部へ透過させる代わりに吸収することで反射を防止する構造としても良い。このような材料としては、例えばカーボンブラックなどを用いることができる。
The non-exposure light
図3は、光学素子100の多層膜102側から15°の入射角で入射する露光光の波長と光学素子100の反射率との関係を示すグラフである。図4は、光学素子100の多層膜102側から15°の入射角で入射する非露光光の波長と光学素子100の反射率との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength of exposure light incident at an incident angle of 15 ° from the
図3に示すように、光学素子100は、露光光の波長である約13.5nm前後の波長の光に対して約55%程度の高い反射率を有していることがわかる。一方、非露光光の波長である約10600nm前後の赤外線領域の光に対しては、20%以下の低い反射率を有していることがわかる。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、EUV反射ブロック103は、炭酸ガスレーザーを励起光とする波長約13.5nm前後の露光光を反射するとともに、波長約10600nm前後の励起光を含む非露光光を透過する。EUV反射ブロック103を透過した非露光光は、非露光光反射防止ブロック104を透過し、基板101に入射する。このとき、非露光光反射防止ブロック104は反射防止膜として非露光光を基板101内部へと透過させ、非露光光が露光光の光路に反射されることを防止する。基板101に入射した非露光光は、基板101を透過して基板101の外部へ射出される。
That is, the
ここで、本実施形態の光学素子100との比較のため、Mo層を含む露光光反射膜を備えた従来の光学素子について説明する。露光光反射膜は、基板側から順にMo層とSi層とが積層された2層構造を有している。
図7は、従来の光学素子に15°の入射角で入射する露光光の波長と反射率との関係を示すグラフである。図8は従来の光学素子に15°の入射角で入射する非露光光の波長と反射率の関係を示すグラフである。
Here, for comparison with the
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the wavelength of exposure light incident on a conventional optical element at an incident angle of 15 ° and the reflectance. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the reflectance and the wavelength of non-exposure light incident on a conventional optical element at an incident angle of 15 °.
図7に示すように、従来の光学素子は、図3に示す光学素子100のグラフと比較して波長約13.5nmの励起光に対する反射率が大きくなっている。しかし、図8に示すように、波長10600nmの励起光を含む非露光光の反射率が95%以上となっている。したがって、従来の光学素子においては、赤外領域の炭酸ガスレーザーを励起光とするような光源に対しては有効な反射防止効果が得られない。そのため、非露光光の一部が各光学素子やウエハ、ステージ等で吸収され、熱膨張による形状変化を誘発して結像性能に悪影響を及ぼす虞がある。
As shown in FIG. 7, the conventional optical element has a higher reflectivity for excitation light having a wavelength of about 13.5 nm than the graph of the
一方、本実施形態の光学素子100によれば、波長約10600nm前後の励起光を含む非露光光の反射を防止しつつ、波長が約13.5nm前後の露光光を選択的に反射することで、光学素子100やウエハ、ステージの温度上昇を防止することができる。よって、炭酸ガスレーザーを励起光とする光源装置50の非露光光スペクトルを効果的に抑制し、各光学素子100やウエハ、ステージ等の結像性能を良好に維持することができる。
On the other hand, according to the
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、図2に示すEUV反射ブロック103を不等周期構造とした点で上述の実施形態と異なっている。不等周期構造とは、図2に示すEUV反射ブロック103の薄膜層L1,L2の各層の膜厚を、EUV光の波長範囲や光線入射角の大小に応じて適宜異ならせた構造である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the above-described embodiment in that the EUV reflection block 103 shown in FIG. The unequal periodic structure is a structure in which the film thicknesses of the thin film layers L1 and L2 of the EUV reflection block 103 shown in FIG. 2 are appropriately changed according to the wavelength range of EUV light and the magnitude of the light incident angle.
このような不等周期構造のEUV反射ブロック103は、例えば光線入射角が約74°〜79°程度の比較的広い角度幅に対応するための斜入射ミラーとして用いられる。不等周期構造のEUV反射ブロック103における薄膜層L1,L2の積層数は、例えば9層とすることができる。その他の構成は上述の実施形態の光学素子100と同様である。
The EUV reflection block 103 having such a non-periodic structure is used as an oblique incidence mirror for dealing with a relatively wide angle width of a light incident angle of about 74 ° to 79 °, for example. The number of thin film layers L1 and L2 in the EUV reflection block 103 having an unequal periodic structure can be nine layers, for example. Other configurations are the same as those of the
不等周期構造のEUV反射ブロック103及び光反射防止ブロック104の具体的な構成例としては、例えば、基板101側から1層目を膜厚が972.6nmのC層、2層目を膜厚が10.1nmのSi層、3層目を膜厚が17.6nmのC層、4層目を膜厚が12.3nmのSi層、5層目を膜厚が14.8nmのC層、6層目を膜厚が14.4nmのSi層、7層目を膜厚が11.7nmのC層、8層目を膜厚が19.1nmのSi層、9層目を膜厚が17.0nmのC層とすることができる。この構成においては、1層目のC層が光反射防止ブロック104として機能し、2層目から9層目がEUV反射ブロック103(薄膜層L1,L2)として機能する。
As a specific configuration example of the
図5は、上記の光学素子100においてEUV反射ブロック103を不等周期構造とした場合の露光光の入射角と反射率との関係を示すグラフである。図6は、光学素子100においてEUV反射ブロック103を不等周期構造とした場合に、75°の入射角で入射する非露光光の波長と光反射率との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the incident angle of exposure light and the reflectance when the
図5に示すように、本実施形態の光学素子100によれば、入射角が約74°〜79°程度の比較的広い角度幅の露光光に対して約55%前後の高い反射率を維持することができる。また、図6に示すように、波長約10600nm前後の励起光を含む非露光光に対する反射率を約30%前後に抑制することができる。
As shown in FIG. 5, according to the
したがって、本実施形態の光学素子100によれば、波長約10600nm前後の励起光を含む非露光光の反射を防止しつつ、波長が約13.5nm前後の露光光を選択的に反射することで、光学素子100やウエハ、ステージの温度上昇を防止することができる。よって、炭酸ガスレーザーを励起光とする光源装置50の非露光光スペクトルを効果的に抑制し、各光学素子100やウエハ、ステージ等の結像性能を良好に維持することができる。
Therefore, according to the
次に、本実施形態の光学素子100の変形例について説明する。
図9(a)は上述の実施形態で説明した単層の非露光光反射防止ブロック104を備えた光学素子100の断面図である。図9(b)及び図9(c)は、多層構造の非露光光反射防止ブロック204,304を備えた光学素子100の変形例の断面図である。
図9(a)に示す単層の非露光光反射防止ブロック104に換えて、図9(b)に示すように、C層204a、SiO2層204b、SiC層204c、SiO2層204dの4層からなる非露光光反射防止ブロック204を用いてもよい。また、図9(b)に示すように、C層304a、SiO層304b、Si層304c、SiC層304dの4層からなる非露光光反射防止ブロック304を用いてもよい。
図9(a)及び図9(c)に示す変形例によれば、上述の光学素子100と同様に、波長約10600nm前後の励起光を含む非露光光の反射防止効果を得ることができる。
Next, a modified example of the
FIG. 9A is a cross-sectional view of the
Instead of the single-layer non-exposure light
According to the modification shown in FIG. 9A and FIG. 9C, similarly to the
図10(a)〜図10(c)は、光学素子100の他の変形例を示す断面図である。
図10(a)〜図10(c)に示すように、光学素子100の基板101の非露光光反射防止ブロック104が設けられた面と反対側の面に、基板101を透過した励起光を含む非露光光の反射を防止する反射防止部(励起光反射防止部)を設けてもよい。
FIG. 10A to FIG. 10C are cross-sectional views showing other modifications of the
As shown in FIGS. 10A to 10C, the excitation light transmitted through the
具体的には、図10(a)に示すように、基板101の非露光光反射防止ブロック104が設けられた面と反対側の面に、非露光光を露光光の光路と異なる方向へ反射する反射面101aを設けることができる。また、図10(b)に示すように、基板101の非露光光反射防止ブロック104が設けられた面と反対側の面に、非露光光を散乱させる散乱部101bを設けることができる。また、図10(c)に示すように、基板101の非露光光反射防止ブロック104が設けられた面と反対側の面において、非露光光が反射されることを防止する反射防止層105を設けてもよい。
このような構成によれば、基板101を透過した励起光を含む非露光光の反射を防止し、非露光光が露光光の光路に反射されることを防止することができる。
Specifically, as shown in FIG. 10A, the non-exposure light is reflected in a direction different from the optical path of the exposure light on the surface of the
According to such a configuration, reflection of non-exposure light including excitation light transmitted through the
次に、上記のように構成された露光装置10の全体的動作について説明する。この露光装置10では、照明光学系60からの照明光によってマスクMAが照明され、マスクMAのパターン像が投影光学系70によってウエハWA上に投影される。これにより、マスクMAのパターン像がウエハWAに転写される。
Next, the overall operation of the
以上のように、本実施形態では、レーザープラズマ光源51より放出され、EUV光(露光光)と波長10600nmの励起光を含む非露光光の混在した光源光が多層膜102に到達する。多層膜102に到達した光源光のうち、EUV光(露光光)がEUV反射ブロックにより選択的に反射され、以降の光学系へ伝達される。非露光光は、EUV反射ブロック103を透過して基板101側に配設された非露光光反射防止ブロック104に到達し、吸収あるいは干渉効果によって基板101側へ導かれる。これにより、各光学素子100やウエハ、ステージ等が非露光光によって熱膨張・形状変化することを防止でき、結像性能を良好に維持することができる。
As described above, in this embodiment, the light source light that is emitted from the laser
以上は、露光装置10の説明であったが、このような露光装置10を用いることによって、半導体デバイスその他のマイクロデバイスを高い集積度で製造するためのデバイス製造方法を提供することができる。具体的には、マイクロデバイスは、図11に示すように、マイクロデバイスの機能や性能、パターンの設計等を行う工程(S101)、この設計工程に基づいてマスクMAを作製する工程(S102)、デバイスの基材であるウエハWAを準備する基板製造工程(S103)、前述した実施形態の露光装置10によりマスクMAのパターンをウエハWAに露光する露光処理工程(S104)、一連の露光やエッチング等を繰り返しつつ素子を完成するデバイス組立工程(S105)、組立後のデバイスの検査工程(S106)等を経て製造される。なお、デバイス組立工程(S105)には、通常ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等が含まれる。
The above is the description of the
なお、上記実施形態では、光源光としてEUV光を用いる露光装置について説明したが、本発明は、光源光として軟X線を用いる軟X線顕微鏡、軟X線分析装置等の軟X線光学機器にも適用可能である。具体的には、この軟X線光学機器を構成する光学素子として、図2に示すような光学素子100を組み込むことにより、光学機器の光学特性を、コストを増大させることなく良好に維持することが可能となる。
In the above embodiment, the exposure apparatus using EUV light as the light source light has been described. However, the present invention relates to a soft X-ray optical instrument such as a soft X-ray microscope or a soft X-ray analyzer using soft X-rays as the light source light. It is also applicable to. Specifically, by incorporating the
また、露光装置10の光学系を構成するミラー54,55,61,62,63,64,71,72,73,74やマスクMAの全てを図2に例示される光学素子100とする必要はなく、照明光学系60、及び投影光学系70のうち少なくともいずれか1つが、図2の光学素子100を含むように各光学系を構成することとしてもよい。例えば、照明光学系60を構成する各光学素子として、図2の光学素子100を用いれば、露光装置10の上流側においても高い反射率を確保することができ、スループットをより確実に向上させることができる。
Further, all of the
10 露光装置、51 レーザープラズマ光源(光源)、100 光学素子、101 基板、101a 反射面(励起光反射防止部)、101b 散乱部(励起光反射防止部)、103 EUV反射ブロック(露光光反射層)、104,204,304 非露光光反射防止ブロック(励起光反射防止層)、105 反射防止層(励起光反射防止部)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
を特徴とする光学素子。 An exposure light reflecting layer that reflects exposure light using a carbon dioxide laser as excitation light and transmits the excitation light, and an excitation light antireflection layer that prevents reflection of the excitation light are provided on the light source side in the optical path of the exposure light. The optical elements are stacked in this order.
前記露光光反射層は、リチウム(Li)、炭素(C)、酸素(O)、フッ素(F)、シリコン(Si)、リン(P)、硫黄(S)、塩素(Cl)、カリウム(K)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、砒素(As)、カドミウム(Cd)、インジウム(In)、テルル(Te)の中から選択される2以上の物質により形成されていること
を特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 1,
The exposure light reflecting layer includes lithium (Li), carbon (C), oxygen (O), fluorine (F), silicon (Si), phosphorus (P), sulfur (S), chlorine (Cl), potassium (K). ), Zinc (Zn), gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), cadmium (Cd), indium (In), and tellurium (Te). An optical element.
前記励起光反射防止層は基板上に設けられ、
前記基板の前記励起光反射防止層が設けられた面と反対側の面に、前記基板を透過した前記励起光が前記露光光の光路に反射することを防止する励起光反射防止部が設けられていること
を特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 1 or 2,
The excitation light antireflection layer is provided on a substrate;
An excitation light reflection preventing portion for preventing the excitation light transmitted through the substrate from being reflected on the optical path of the exposure light is provided on the surface of the substrate opposite to the surface on which the excitation light reflection preventing layer is provided. An optical element characterized by comprising:
を特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising the optical element according to any one of claims 1 to 3.
を特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method, wherein the exposure apparatus according to claim 4 is used to expose a photosensitive agent on a substrate on which a photosensitive agent is formed.
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