JP4725729B2 - Multilayer reflection mirror and EUV exposure apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、多層膜反射鏡、及びそれを使用したＥＵＶ露光装置に関するものである。 The present invention relates to a multilayer reflector and an EUV exposure apparatus using the same.
半導体集積回路素子の微細化の一層の進展に伴い、紫外線に代わって、波長１１〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線を使用する投影リソグラフィの開発が進められている。この技術は、最近ではＥＵＶリソグラフィ（極端紫外線（Extreme Ultraviolet）縮小投影露光）とも呼ばれている。このＥＵＶリソグラフィは、従来の光リソグラフィ（波長190ｎｍ程度以上）では実現不可能な、５０ｎｍ以下の解像力を有するリソグラフィ技術として期待されている。 With further progress in miniaturization of semiconductor integrated circuit elements, development of projection lithography using soft X-rays having a wavelength of about 11 to 14 nm instead of ultraviolet rays is being promoted. This technique is also recently called EUV lithography (Extreme Ultraviolet reduced projection exposure). This EUV lithography is expected as a lithography technique having a resolving power of 50 nm or less, which cannot be realized by conventional optical lithography (wavelength of about 190 nm or more).
この軟Ｘ線の波長帯では、透明な物質が存在せず、物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折を利用した従来の光学素子は使用できない。それに代わって、全反射を利用した斜入射ミラーや、界面での微弱な反射光の位相を合わせることによりその反射光を多数重畳させて全体としては高い反射率を得る多層膜反射鏡などが使用される。 In this soft X-ray wavelength band, there is no transparent substance, and the refractive index of the substance is very close to 1, so that a conventional optical element utilizing refraction cannot be used. Instead, a grazing incidence mirror that uses total reflection, or a multilayer film reflector that achieves a high reflectivity by superimposing a large number of reflected light by matching the phase of weak reflected light at the interface is used. Is done.
このような多層膜反射鏡においては、入射光の波長帯により、高い反射率を得るのに適した材質が異なる。例えば、13.5ｎｍ付近の波長帯では、モリブデン（Mo）層とシリコン（Si）層を基板上に交互に積層したMo/Si多層膜を用いると、直入射で67.5％の反射率を得ることができる。また、11.3ｎｍ付近の波長帯では、Mo層とベリリウム（Be）層を基板上に交互に積層したMo/Be多層膜を用いると、直入射で70.2％の反射率を得ることができる。 In such a multilayer-film reflective mirror, the material suitable for obtaining a high reflectance varies depending on the wavelength band of incident light. For example, in the wavelength band near 13.5 nm, using a Mo / Si multilayer film in which a molybdenum (Mo) layer and a silicon (Si) layer are alternately stacked on a substrate, a reflectivity of 67.5% can be obtained at normal incidence. it can. In the wavelength band near 11.3 nm, when a Mo / Be multilayer film in which Mo layers and beryllium (Be) layers are alternately stacked on a substrate is used, a reflectivity of 70.2% can be obtained at normal incidence.
このような多層膜反射鏡は、反射鏡保持機構を介してＥＵＶ露光装置の鏡筒に保持されている。一般に多層膜の成膜領域は多層膜反射鏡の基板の反射面の一部だけであり、反射鏡保持機構が反射鏡を鏡筒に保持するのは反射鏡の基板の側面や裏面である。そのため、基板にガラスのような絶縁体を用いた場合、多層膜は鏡筒とは電気的に絶縁された状態にある。 Such a multilayer film reflecting mirror is held by a lens barrel of an EUV exposure apparatus via a reflecting mirror holding mechanism. In general, the film formation region of the multilayer film is only a part of the reflecting surface of the substrate of the multilayer film reflecting mirror, and the reflecting mirror holding mechanism holds the reflecting mirror in the lens barrel on the side surface and the back surface of the reflecting mirror substrate. Therefore, when an insulator such as glass is used for the substrate, the multilayer film is electrically insulated from the lens barrel.
一般に、光が物質に照射されると、物質から電子が放出される。そのため、ＥＵＶ光が照射されることで次々と光電子が放出され、多層膜はプラスに帯電していく。多層膜がプラスに帯電すると、ある一定の量帯電したのち、部分的な放電が発生したり、あるいは集塵機のように空間中の異物を吸い寄せてしまったりするおそれがある。さらに、他の多層膜から放出された電子が、プラスに帯電した多層膜反射鏡に吸引されて衝突する恐れもある。そこで、多層膜部分を別の導通箇所に導通させ、多層膜部分の帯電を防止する必要がある。 Generally, when a material is irradiated with light, electrons are emitted from the material. Therefore, photoelectrons are emitted one after another when irradiated with EUV light, and the multilayer film is positively charged. When the multilayer film is positively charged, after a certain amount is charged, partial discharge may occur or foreign matter in the space may be sucked in like a dust collector. Further, electrons emitted from other multilayer films may be attracted to and collide with a positively charged multilayer film reflecting mirror. Therefore, it is necessary to conduct the multilayer film portion to another conduction location to prevent the multilayer film portion from being charged.
多層膜の帯電を防止したり、他の多層膜から放出された電子が、多層膜反射鏡に吸引されて衝突することを防止する方法が、特開２００３−１２４１１１号公報に記載されている。これは、多層膜を接地したり多層膜にマイナスの電位を与えたりするものであり、多層膜が絶縁体である場合には、多層膜の上又は下に導電層を設け、この導電層を接地したり、この導電層にマイナスの電位を与えることも記載されている。
しかし、特許文献１に記載される技術では、多層膜や導電膜に導線を取り付け、この導線を介して、多層膜や導電膜を接地したり、これらにマイナスの電位を与えるものである。
However, in the technique described in
ところが、ＥＵＶ露光装置に用いるような多層膜反射鏡においては、許される変形が極めて小さい。従って、波面を最良に追い込む調整をした後に、導線等の他の部材が多層膜反射鏡に触れることは、多層膜反射鏡の変形を引き起こす結果となり、光学性能を劣化させる恐れがある。 However, in a multilayer mirror as used in an EUV exposure apparatus, the allowable deformation is extremely small. Therefore, after adjusting the wavefront to make the best adjustment, the contact of the other member such as a conducting wire with the multilayer film reflecting mirror may cause the multilayer film reflecting mirror to be deformed, which may deteriorate the optical performance.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、調整後に光学性能を劣化させることなく、多層膜を接地したり、多層膜に電位を与えたりすることが可能な多層膜反射鏡、及びこの多層膜反射鏡を使用したＥＵＶ露光装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a multilayer film reflector capable of grounding a multilayer film or applying a potential to the multilayer film without deteriorating optical performance after adjustment, It is another object of the present invention to provide an EUV exposure apparatus using the multilayer mirror.
前記課題を解決するための第１の手段は、基板上に多層膜を形成してなる多層膜反射鏡であって、前記基板と前記多層膜の間に導電性膜を有し、当該導電成膜が、前記多層膜反射鏡を保持部材で保持するために前記多層膜反射鏡に設けられた保持部まで延びていることを特徴とする多層膜反射鏡である。 A first means for solving the above problem is a multilayer film reflecting mirror in which a multilayer film is formed on a substrate, and a conductive film is provided between the substrate and the multilayer film. The multilayer film reflecting mirror is characterized in that a film extends to a holding portion provided in the multilayer film reflecting mirror in order to hold the multilayer film reflecting mirror with a holding member.
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記導電性膜と前記多層膜との間に、前記導電性膜の表面粗さの影響を低減させるための挿入層を有することを特徴とするものである。 The second means for solving the problem is the first means for reducing the influence of the surface roughness of the conductive film between the conductive film and the multilayer film. It has an insertion layer.
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段又は第２の手段である多層膜反射鏡を有するＥＵＶ露光装置であって、前記多層膜反射鏡を保持する保持部材を有し、当該保持部材が接地されていることを特徴とするＥＵＶ露光装置である。 A second means for solving the above-mentioned problem is an EUV exposure apparatus having a multilayer film reflecting mirror as the first means or the second means, and has a holding member for holding the multilayer film reflecting mirror. In addition, the EUV exposure apparatus is characterized in that the holding member is grounded.
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段である多層膜反射鏡を有するＥＵＶ露光装置であって、前記多層膜反射鏡を保持する保持部材を有し、当該保持部材にマイナスの電圧が印加されていることを特徴とするＥＵＶ露光装置である。 A third means for solving the above-described problem is an EUV exposure apparatus having a multilayer-film reflective mirror which is the first means or the second means, and has a holding member for holding the multilayer-film reflective mirror. The EUV exposure apparatus is characterized in that a negative voltage is applied to the holding member.
本発明によれば、調整後に光学性能を劣化させることなく、多層膜を接地したり、多層膜に電位を与えたりすることが可能な多層膜反射鏡、及びこの多層膜反射鏡を使用したＥＵＶ露光装置を提供することができる。 According to the present invention, a multilayer film reflector capable of grounding a multilayer film or applying a potential to the multilayer film without degrading optical performance after adjustment, and an EUV using the multilayer film reflector An exposure apparatus can be provided.
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例である多層膜反射鏡を、ＥＵＶ露光装置の鏡筒内に取り付けた状態を示す図である。多層膜ミラー１１の基板上に多層膜１３を形成する前に、あらかじめ導通膜１２をスパッタリングにより形成する。導通膜１２としては、Ru（ルテニウム）の１０ｎｍの単層膜を使用している。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a state in which a multilayer film reflecting mirror, which is an example of an embodiment of the present invention, is mounted in a lens barrel of an EUV exposure apparatus. Before forming the multilayer film 13 on the substrate of the multilayer mirror 11, the conductive film 12 is formed in advance by sputtering. As the conductive film 12, a 10 nm single layer film of Ru (ruthenium) is used.
また、導通膜１２は、多層膜ミラー側面の、保持部材１４が勘合する部分（保持部）まで延びており、保持部材１４が勘合したときに、導電膜１２と保持部材１４とが接触するようになっている。このようにすることで、多層膜１３は、導通膜１２を通じて保持部材１４まで導通した状態となっている。このようにして、多層膜ミラー１１を保持部材１４で保持し、この状態のまま光学調整工程を行う。最終的に光学調整が完了した段階においても常に導通がはかられているので、最終工程で導線を取り付けるなどの新たな接触でミラー面形状を劣化させる恐れなく、導通をとることができる。 In addition, the conductive film 12 extends to a portion (holding portion) on the side surface of the multilayer mirror where the holding member 14 is fitted, so that the conductive film 12 and the holding member 14 come into contact when the holding member 14 is fitted. It has become. By doing so, the multilayer film 13 is in a state of being conducted to the holding member 14 through the conduction film 12. In this way, the multilayer mirror 11 is held by the holding member 14, and the optical adjustment process is performed in this state. Even when the optical adjustment is finally completed, the continuity is always maintained, and therefore the continuity can be achieved without fear of degrading the mirror surface shape by a new contact such as attaching a conducting wire in the final process.
保持部材１４が一体となった多層膜ミラー１１を鏡筒１５に保持すると、保持部材１４が保持機構（図では鏡筒１５と一体となっている）に接触することで、鏡筒１５及び装置本体（不図示）への電気的導通をとることができ、多層膜１３は接地状態となる。これにより、多層膜ミラー１１が、ＥＵＶ光照射による光電子放出で帯電することがなくなる。本実施の形態では、導通膜１２としてRu膜を採用したが、後工程において消滅することなく安定で変化しない導電性の膜であれば、いかなる材料でも使用することができる。 When the multilayer mirror 11 in which the holding member 14 is integrated is held in the lens barrel 15, the holding member 14 comes into contact with a holding mechanism (in the figure, integrated with the lens barrel 15), so that the lens barrel 15 and the device are connected. Electrical conduction to a main body (not shown) can be achieved, and the multilayer film 13 is in a grounded state. This prevents the multilayer mirror 11 from being charged by photoelectron emission caused by EUV light irradiation. In this embodiment, the Ru film is used as the conductive film 12. However, any material can be used as long as it is a conductive film that does not disappear in a subsequent process and does not change.
導通膜１２の表面粗さが十分小さくなく、その上に多層膜を成膜したときに反射率が低下する場合には、導電膜１２の成膜後、多層膜１３を成膜する前に、不図示の、表面粗さ低減のための別の挿入層（例えばSi層）を成膜することが好ましい。例えば、基板の表面粗さは0.2〜0.3ｎｍ（ＲＭＳ）であるが、Ru膜を成膜するとその表面粗さが１ｎｍ（ＲＭＳ）となることがある。このような場合には、Ru膜の表面にSi膜を数ｎｍ〜１０ｎｍ成膜することで、Si膜の表面粗さを0.2〜0.3ｎｍ（ＲＭＳ）とすることができるので、その上に多層膜１３を成膜すればよい。 In the case where the surface roughness of the conductive film 12 is not sufficiently small and the reflectance decreases when a multilayer film is formed thereon, after the conductive film 12 is formed, before the multilayer film 13 is formed, It is preferable to form another insertion layer (not shown) for reducing the surface roughness (for example, Si layer). For example, the surface roughness of the substrate is 0.2 to 0.3 nm (RMS), but when a Ru film is formed, the surface roughness may be 1 nm (RMS). In such a case, the surface roughness of the Si film can be set to 0.2 to 0.3 nm (RMS) by forming a Si film on the surface of the Ru film to several nanometers to 10 nm. The film 13 may be formed.
図２は、本発明の実施の形態の１例である多層膜反射鏡を、ＥＵＶ露光装置の鏡筒内に取り付けた別の例の状態を示す図である。図２において、図１に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。図２における多層膜ミラーは、図１に示すものと同じであり、その保持方法が図１と異なるだけである。 FIG. 2 is a view showing a state of another example in which a multilayer-film reflective mirror which is an example of an embodiment of the present invention is attached in a lens barrel of an EUV exposure apparatus. 2, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The multilayer mirror in FIG. 2 is the same as that shown in FIG. 1, and only the holding method is different from that in FIG.
保持部材１４が一体となった多層膜ミラー１１を鏡筒１５に保持すると、保持部材１４が保持機構（図では鏡筒１５と一体となっている）に接触するが、保持部材１４は、鏡筒１５に絶縁体１６を介して取り付けられているので、多層膜１３は、鏡筒１５及び装置本体（不図示）へは電気的導通がなく、外部回路１７にのみ電気的に導通がはかられる。これにより、多層膜１３には外部回路１７から任意の電位を印加することができる。特に、多層膜１３にマイナスの電圧を印加すると、他の反射鏡から放出された電子は、多層膜１３で反発されて、多層膜１３に衝突せず、鏡筒に衝突する。よって、電子の衝突による多層膜１３の損傷を防止することができる。
When the multilayer mirror 11 with the holding member 14 integrated is held by the lens barrel 15, the holding member 14 comes into contact with the holding mechanism (in the figure, integrated with the lens barrel 15). Since the multilayer film 13 is attached to the cylinder 15 via the
本実施の形態では、外部回路１７として、任意の電位を印加できる電圧印加回路を用いたが、外部回路は電圧印加回路に限らず、例えば光電流を計測する電流計を設置することもできる。光電流を計測する電流計を設置すれば、ＥＵＶ光の光量をモニタすることに利用できる。多層膜１３で発生した電荷は、電流計を流れてアースに放電されるので、このようにしても、多層膜１３の帯電を防ぐことができる。
In the present embodiment, a voltage application circuit that can apply an arbitrary potential is used as the
図３は、本発明の実施の形態の１例であるＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。光源３１から放出されたＥＵＶ光３２は、コリメータミラーとして作用する凹面反射鏡３４を介してほぼ平行光束となり、一対のフライアイミラー３５ａおよび３５ｂからなるオプティカルインテグレータ３５に入射する。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an EUV exposure apparatus which is an example of an embodiment of the present invention. The EUV light 32 emitted from the
こうして、フライアイミラー３５ｂの反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ３５の射出面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源からの光は平面反射鏡３６により偏向された後、マスクＭ上に細長い円弧状の照明領域を形成する。ここで、円弧状の照明領域を形成するための開口板は、図示していない。マスクＭの表面で反射された光は、その後、投影光学系３７の多層膜反射鏡Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６で順に反射されて、露光光１０１として、マスクＭの表面に形成されたパターンの像を、ウエハ１０２上に塗布されたレジスト１０３上に形成する。
Thus, a substantial surface light source having a predetermined shape is formed in the vicinity of the reflective surface of the fly-
このＥＵＶ露光装置においては、図１、図２に示したような多層膜ミラーを使用し、図１、図２に示したような方法により鏡筒内に保持している。よって、多層膜ミラーの多層膜を接地レベルに保ったり、多層膜に任意の電圧を印加することができる。そして、多層膜ミラーの光学特性の調整後に、他の部材を多層膜ミラーに取り付ける必要がないので、調整後の多層膜ミラーの光学特性の変化を防止することができる。 In this EUV exposure apparatus, a multilayer mirror as shown in FIGS. 1 and 2 is used and held in a lens barrel by the method as shown in FIGS. Therefore, the multilayer film of the multilayer film mirror can be kept at the ground level, or an arbitrary voltage can be applied to the multilayer film. And since it is not necessary to attach another member to a multilayer mirror after adjustment of the optical characteristic of a multilayer mirror, the change of the optical characteristic of the multilayer mirror after adjustment can be prevented.
１１…多層膜ミラー（基板）、１２…多層膜、１３…多層膜、１４…保持部材、１５…鏡筒、１６…絶縁体、１７…外部回路、３１…光源、３２…ＥＵＶ光、３３…照明光学系、３４…凹面反射鏡、３５…オプティカルインテグレータ、３５ａ，３５ｂ…フライアイミラー、３６…平面反射鏡、３７…投影光学系、Ｍ…マスク、Ｍ１〜Ｍ６…多層膜反射鏡、１０１…露光光、１０２…ウエハ、１０３…レジスト、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Multilayer film mirror (board | substrate), 12 ... Multilayer film, 13 ... Multilayer film, 14 ... Holding member, 15 ... Lens barrel, 16 ... Insulator, 17 ... External circuit, 31 ... Light source, 32 ... EUV light, 33 ... Illumination optical system, 34 ... concave reflecting mirror, 35 ... optical integrator, 35a, 35b ... fly-eye mirror, 36 ... plane reflecting mirror, 37 ... projection optical system, M ... mask, M1-M6 ... multilayer reflector, 101 ... Exposure light, 102 ... wafer, 103 ... resist,
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