JP6844798B1 - 光学装置、及び光学装置の汚染防止方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】効果的に汚染を防止することができる光学装置、及びその汚染防止方法を提供する。【解決手段】本実施形態にかかる光学装置は、ＥＵＶ（Extreme UltraViolet）光又はＶＵＶ（Vacuum UltraViolet）光を含む光を発生する光源２０１と、光が照射される対象物が配置されたチャンバと、光を導くためにチャンバ内に設けられた光学素子と、チャンバ内に水素、又はヘリウムを導入する導入部３００と、チャンバ内の前記光学素子に負電圧を与える電源５２と、光学素子に流れるイオン電流を計測する電流計５１と、電流計の計測結果に応じて、前記水素又は前記ヘリウムの導入量を調整する制御部５３と、を備えている。【選択図】図１
Description
本発明は、光学装置、及び光学装置の汚染防止方法に関する。
特許文献１には、ＥＵＶリソグラフィ装置内の汚染を低減するための反射光学素子が提案されている。特許文献１では、原子状水素、水素分子、ヘリウムなどの洗浄ガスをＥＵＶリソグラフィ装置に添加されている。
特許文献２には、光学面から汚染層を除去する方法が開示されている。特許文献２では、原子状水素を含む洗浄ガスを汚染層に接触させている。洗浄ヘッドの一つは、スパッタガスとして、ヘリウムを使用している。電圧発生器によって、ＥＵＶ反射光学要素と洗浄ヘッドとの間の電位差が発生される。この電位差によって、洗浄ガス噴流中のヘリウムイオンを加速している。
ＥＵＶ光は空気や窒素に吸収されるため、ＥＵＶ光の光学系は真空チャンバの中で運用される。その際に光学部品表面に機構部品に用いている潤滑油や、電気配線材料等から発生した有機残留ガスが吸着する。そこにＥＵＶ光が照射されると有機分子が分解してカーボンが部品表面に付着し、ミラーの反射率が低下するという問題がある。
本開示は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、光学素子の汚染を効果的に防止することができる光学装置及びその汚染防止方法を提供するものである。
本実施形態の一態様にかかる光学装置は、ＥＵＶ（Extreme UltraViolet）光又はＶＵＶ（Vacuum UltraViolet）光を含む光を発生する光源と、前記光が照射される対象物が配置されたチャンバと、前記光を導くために前記チャンバ内に設けられた光学素子と、前記チャンバ内に水素、又はヘリウムを導入する導入部と、前記チャンバ内の前記光学素子に負電圧を与える電源と、前記光学素子に流れるイオン電流を計測する電流計と、前記電流計の計測結果に応じて、前記水素又は前記ヘリウムの導入量を調整する制御部と、を備えている。
上記の光学装置において、前記導入部が、前記チャンバに接続された導入配管を備え、前記制御部が、前記導入配管に供給される前記水素又は前記ヘリウムのガス流量を調整していてもよい。
上記の光学装置において、前記導入部が、前記水素又はヘリウムのプラズマを発生するリモートプラズマ発生装置と、前記リモートプラズマ発生装置と前記チャンバとの間に設けられた導入配管と、前記導入配管に設けられた可変コンダクタンスバルブと、を備え、前記制御部が前記可変コンダクタンスバルブのコンダクタンスを調整していてもよい。
上記の光学装置において、前記導入配管を冷却する冷却機構が設けられていてもよい。
上記の光学装置において、前記対象物がペリクルを有するＥＵＶマスクであってもよい。
上記の光学装置において、前記チャンバ内には、前記ＶＵＶ光を反射する斜入射ミラーが設けられており、前記斜入射ミラーで反射したＶＵＶ光が前記光学素子に入射するようにしてもよい。
上記の光学装置において、前記導入部がヘリウムガス又はヘリウムプラズマを前記チャンバ内に導入してもよい。
本実施形態の一態様にかかる汚染防止方法は、ＥＵＶ光又はＶＵＶ光を含む光を発生する光源と、前記光が照射される対象物が配置されたチャンバと、前記光を導くために前記チャンバ内に設けられた光学素子と、を備えた光学装置の汚染防止方法であって、前記チャンバ内に水素、又はヘリウムを導入するステップと、前記チャンバ内の前記光学素子に負電圧を与えるステップと、前記光学素子に流れるイオン電流を計測するステップと、前記イオン電流の計測結果に応じて、前記水素又は前記ヘリウムの導入量を調整するステップと、を備えている。
上記の汚染防止方法において、前記チャンバに導入配管が接続され、前記計測結果に応じて、前記導入配管に供給される前記水素又は前記ヘリウムのガス流量を調整するようにしてもよい。
上記の汚染防止方法において、前記光学装置には、前記水素又はヘリウムのプラズマを発生するリモートプラズマ発生装置と、前記リモートプラズマ発生装置と前記チャンバとの間に設けられた導入配管と、前記導入配管に設けられた可変コンダクタンスバルブと、を備え、前記計測結果に応じて、前記可変コンダクタンスバルブのコンダクタンスを調整していてもよい。
上記の汚染防止方法において、前記導入配管を冷却する冷却機構が設けられていてもよい。
上記の汚染防止方法において、前記対象物がペリクルを有するＥＵＶマスクであってもよい。
上記の汚染防止方法において、前記チャンバ内には、前記ＶＵＶ光を反射する斜入射ミラーが設けられており、前記斜入射ミラーで反射したＶＵＶ光が前記光学素子に入射するようにしてもよい。
上記の汚染防止方法において、前記チャンバ内にヘリウムガス又はヘリウムプラズマが導入されていてもよい。
本開示によれば、光学素子の汚染を効果的に防止することができる光学装置、及びその汚染防止方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
実施の形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図１を用いて本実施形態に係る光学装置の全体構成を説明する。本実施の形態では、光学装置がＥＵＶ（Extreme UltraViolet）光を用いて、ＥＵＶマスクを検査する検査装置１となっている。したがって、試料４０はＥＵＶマスクとなっている。なお、試料４０となるＥＵＶマスクはパターン付きマスクでもよく、パターンなしのマスクブランクスであってもよい。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図１を用いて本実施形態に係る光学装置の全体構成を説明する。本実施の形態では、光学装置がＥＵＶ（Extreme UltraViolet）光を用いて、ＥＵＶマスクを検査する検査装置１となっている。したがって、試料４０はＥＵＶマスクとなっている。なお、試料４０となるＥＵＶマスクはパターン付きマスクでもよく、パターンなしのマスクブランクスであってもよい。
（装置構成）
本実施の形態にかかる検査装置１は、光学系チャンバ１００と、光源チャンバ２００と、導入部３００と、を備えている。
本実施の形態にかかる検査装置１は、光学系チャンバ１００と、光源チャンバ２００と、導入部３００と、を備えている。
光源チャンバ２００は、真空チャンバであり、図示しない真空ポンプに接続されている。光源チャンバ２００内には、光源２０１が配置されている。
光源２０１は、ＥＵＶ光又はＶＵＶ光を発生するＥＵＶ光源である。ここでは、光源２０１は、照射対象である試料４０の露光波長と同じ１３．５ｎｍのＥＵＶ光を発生する。光源２０１が発生した光を照射光Ｌ１１とする。光源２０１は、例えば、放電を利用するＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）光源である。光源２０１は、アウトオブバンズ光であるＶＵＶ（Vacuum UltraViolet）光を発生してもよい。光源２０１は、ＶＵＶ光及びＥＵＶ光の少なくとも一方を含む光を発生するものであればよい。なお、ＶＵＶ光は波長１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の光としてもよい。
光学系チャンバ１００は、真空チャンバであり、図示しない真空ポンプに接続されている。光学系チャンバ１００は光源チャンバ２００に接続されている。光源チャンバ２００と光学系チャンバ１００の内部空間が真空状態となっているため、ＥＵＶ光が真空中を伝播する。なお、光源チャンバ２００と光学系チャンバ１００の排気は共通の真空ポンプにより行われてもよく、別々の真空ポンプにより行われてもよい。
光学系チャンバ１００には、光学系１０と、ステージ３０と、光検出器２０と、試料４０とが配置されている。光学系１０は、ＥＵＶ光である照射光Ｌ１１を伝播する。光学系１０は、凹面鏡１１、凹面鏡１２、落とし込みミラー１３、シュバルツシルト光学系１６を備えている。光学系１０は試料４０を撮像するための暗視野光学系となっている。光学系チャンバ１００内には、試料４０が配置されている。試料４０は、照射光Ｌ１１が照射される対象物である。
以下、ＥＵＶ光を導くための光学系１０について説明する。光源２０１で発生した照射光Ｌ１１は拡がりながら進む。光源２０１から発生した照射光Ｌ１１は、凹面鏡１１で反射する。凹面鏡１１は、例えば、楕円面鏡である。凹面鏡１１は、Ｍｏ膜とＳｉ膜が交互に積層された多層膜ミラーとなっており、ＥＵＶ光を反射する。凹面鏡１１で反射した照射光Ｌ１１は、絞られながら進む。照射光Ｌ１１は焦点を結んだ後、拡がりながら進む。そして、照射光Ｌ１１は凹面鏡１２で反射する。
凹面鏡１２は、例えば、楕円面鏡である。凹面鏡１２は、Ｍｏ膜とＳｉ膜が交互に積層された多層膜ミラーとなっており、ＥＵＶ光を反射する。凹面鏡１２で反射された照射光Ｌ１１は、絞られながら進んで、落とし込みミラー１３に入射する。落とし込みミラー１３は平面鏡であり、試料４０の真上に配置されている。落とし込みミラー１３で反射した照射光Ｌ１１が試料４０に入射する。落とし込みミラー１３は、試料４０に照射光Ｌ１１を集光する。このように、試料４０の検査領域がＥＵＶ光である照射光Ｌ１１で照明される。したがって、照射光Ｌ１１が試料４０を照明する照明光となる。
光学系チャンバ１００には、ステージ３０が設けられている。ステージ３０の上には、試料４０が載置されている。ステージ３０はＸＹＺステージなどの駆動ステージである。ステージ３０が光軸と垂直なＸＹ平面内において移動することで、試料４０が移動する。これにより、試料４０の照明位置が変化するため、試料４０の任意の位置を観察することができる。試料４０が照明される検査領域を変えることができる。
次に、試料４０からの光を検出する検出光学系について説明する。上記のように照射光Ｌ１１は試料４０の検査領域を照明している。試料４０で反射したＥＵＶ光を検出光Ｌ１２とする。試料４０で反射した検出光Ｌ１２はシュバルツシルト光学系１６に入射する。シュバルツシルト光学系１６は試料４０の上に配置された穴開き凹面鏡１４、及び凸面鏡１５を備えている。
試料４０で反射した検出光Ｌ１２は、穴開き凹面鏡１４に入射する。穴開き凹面鏡１４の中心には、穴１４ａが設けられている。穴開き凹面鏡１４で反射された検出光Ｌ１２は、凸面鏡１５に入射する。凸面鏡１５は、穴開き凹面鏡１４からの検出光Ｌ１２を穴開き凹面鏡１４の穴１４ａに向けて反射する。穴開き凹面鏡１４の穴１４ａを通過した検出光Ｌ１２は、光検出器２０に入射する。シュバルツシルト光学系１６によって、試料４０の検査領域が光検出器２０に拡大投影される。
凸面鏡１５で反射された検出光Ｌ１２は光検出器２０で検出される。光検出器２０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ、ＴＤＩ（Time Delay Integration）センサ等の撮像装置であり、試料４０を撮像する。すなわち、光検出器２０は、試料４０の検査領域の拡大像を撮像する。
光検出器２０で撮像された試料４０の画像は、処理装置２１に出力される。処理装置２１は、プロセッサやメモリなどを有する演算処理装置であり、試料４０の画像に基づいて、検査を行う。例えば、処理装置２１は、試料４０の画像の輝度をしきい値と比較することで欠陥検査を行う。また、処理装置２１は、ステージ３０の座標を制御している。これにより、試料４０の欠陥座標を特定することができる。そして、処理装置２１は、欠陥座標及び欠陥の画像をメモリなどに格納する。処理装置２１はモニタに欠陥の画像等を表示する。これにより、ユーザが欠陥を確認することができる。
（汚染防止）
光学系チャンバ１００、及び光源チャンバ２００内には機構部品や電気配線材料が設けられている。機構部品に用いている潤滑油や電気配線材料などから、有機残留ガスが発生して、光学素子表面に吸着する。ＥＵＶ光が光学素子に照射されると、光学素子表面にカーボンが堆積する。そのため、本実施の形態では、光学素子の汚染を除去するために導入部３００が設けられている。
光学系チャンバ１００、及び光源チャンバ２００内には機構部品や電気配線材料が設けられている。機構部品に用いている潤滑油や電気配線材料などから、有機残留ガスが発生して、光学素子表面に吸着する。ＥＵＶ光が光学素子に照射されると、光学素子表面にカーボンが堆積する。そのため、本実施の形態では、光学素子の汚染を除去するために導入部３００が設けられている。
以下、落とし込みミラー１３の汚染を防止する例について説明する。凹面鏡１２で反射された照射光Ｌ１１は絞られながら進む。このため、落とし込みミラー１３では、照射光Ｌ１１のスポットが小さくなる。落とし込みミラー１３において照射光Ｌ１１の光密度が高くなり、落とし込みミラー１３の汚染が促進する。したがって、本実施の形態では、落とし込みミラー１３が汚染防止の対象となる光学素子としている。
検査装置１は、導入部３００と、電流計５１と、電源５２と、制御部５３とを備えている。光学系チャンバ１００の内部には落とし込みミラー１３が配置されている。導入部３００は、光学系チャンバ１００に接続されている。電流計５１、電源５２、及び制御部５３は、光学系チャンバ１００の外側に配置されている。
導入部３００は、光学系チャンバ１００にヘリウムプラズマを導入する。導入部３００は、ガス供給源３０１、ＭＦＣ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）３０２、ガス配管３０３、導入配管３０４、可変コンダクタンスバルブ３０５、及びプラズマ発生装置３１０を備えている。プラズマ発生装置３１０はリモートプラズマを発生させる。
ガス供給源３０１は、ヘリウムガス（Ｈｅガス）を貯留するガスボンベなどを有している。ガス供給源３０１は、ガス配管３０３を介して、プラズマ発生装置３１０に接続されている。ガス供給源３０１はＨｅガスをプラズマ発生装置３１０に供給する。ガス供給源３０１からのＨｅガスは、ガス配管３０３を介して、プラズマ発生装置３１０に導入される。プラズマ発生装置３１０にプラズマチャンバ３１３内をＨｅガスで満たすことができる。ガス配管３０３には、ＭＦＣ３０２が設けられている。ＭＦＣ３０２は、Ｈｅガスの流量を制御する。
プラズマ発生装置３１０は、コイル３１１、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１２、及びプラズマチャンバ３１３を備えている。プラズマチャンバ３１３は真空チャンバであり、図示しない真空ポンプに接続されている。プラズマチャンバ３１３には、ガス供給源３０１からのＨｅガスが満たされている。ＲＦ電源３１２は、コイル３１１にＲＦ電圧を供給する。これにより、コイル３１１に電流が流れるため、プラズマチャンバ３１３内に磁場が発生する。Ｈｅ分子がヘリウムイオン（Ｈｅ＋）と電子に電離して、プラズマ３１５が発生する。誘導結合に限らず、容量結合によりプラズマ３１５を発生させてもよい。プラズマ３１５は、ＲＦグロー放電を利用して発生させてもよい。あるいは、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマを用いてもよい。
プラズマチャンバ３１３には、導入配管３０４が接続されている。さらに、導入配管３０４は、光学系チャンバ１００に接続されている。つまり、プラズマチャンバ３１３は、導入配管３０４を介して、光学系チャンバ１００に接続されている。プラズマチャンバ３１３で発生したプラズマ３１５が導入配管３０４を通って、光学系チャンバ１００に導入される。導入配管３０４には可変コンダクタンスバルブ３０５が設けられている。可変コンダクタンスバルブ３０５のコンダクタンス（開度）は可変となっている。
制御部５３が、可変コンダクタンスバルブ３０５の開度を変える。これにより、プラズマ３１５の導入量を調整することができる。例えば、可変コンダクタンスバルブ３０５のコンダクタンスを大きくすることで、プラズマの導入量が増加する。反対に、可変コンダクタンスバルブ３０５のコンダクタンスを小さくすることで、プラズマ３１５の導入が減少する。また、制御部５３は、ＲＦ電源３１２を制御してもよい。これにより、プラズマ３１５の密度を制御することができるため、プラズマ３１５の導入量を調整することができる。
このように、導入部３００は、光学系チャンバ１００にプラズマ３１５を導入する。つまり、プラズマ発生装置３１０がプラズマ３１５を発生する。電子、ヘリウムイオン、ヘリウムガス、ラジカルなどを含むプラズマ３１５が、光学系チャンバ１００に導入される。
落とし込みミラー１３は、電源５２に接続されている。電源５２は、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源であり、ＤＣ電圧を発生する。電源５２は、落とし込みミラー１３に負の直流電圧を供給する。例えば、光学系チャンバ１００が接地電位となり、落とし込みミラー１３が負電位となる。光学系チャンバ１００と落とし込みミラー１３との間には直流電圧が印加されている。このため、落とし込みミラー１３の周辺には電界が発生して、Ｈｅイオンが加速する。
プラズマ３１５に含まれるＨｅイオンが落とし込みミラー１３に衝突する。これにより、落とし込みミラー１３の汚染を防止することができる。Ｈｅイオンが電界によって加速され、光学素子表面に衝突することで、カーボンを除去することができる。よって、落とし込みミラー１３の反射率の低下を抑制することができる。
落とし込みミラー１３に印加する負の直流電圧は、イオンの衝突によって、落とし込みミラー１３にダメージを与えないレベルにすることが好ましい。例えば、−５０Ｖ〜−１００Ｖの電圧を落とし込みミラー１３に印加する。これにより、落とし込みミラー１３の表面に付着したカーボンを効果的に除去することができる。
電源５２と落とし込みミラー１３との間には、電流計５１が接続されている。電流計５１は、電源５２から落とし込みミラー１３に流れる電流をモニタする。具体的には、落とし込みミラー１３にはＨｅイオンが衝突するため、落とし込みミラー１３から電源５２に電流が流れる。つまり、電流計５１は、落とし込みミラー１３に衝突したイオン電流を計測する。
制御部５３は、電流計５１の計測結果に応じて、プラズマ３１５の導入量を制御する。例えば、制御部５３は、電流計５１での計測結果に応じて、可変コンダクタンスバルブ３０５の開度を制御する。あるいは、制御部５３は、電流計５１での計測結果に応じて、ＲＦ電源３１２の出力を制御する。もちろん、制御部５３は、可変コンダクタンスバルブ３０５、及びＲＦ電源３１２の両方を制御してもよく、一方のみを制御してもよい。制御部５３は、電流計５１で計測された電流値に基づいて、プラズマ３１５の導入量を調整する。
制御部５３には、光学素子の表面積に応じたイオン電流になるように、目標値が設定されている。制御部５３は、電流計５１が計測したイオン電流が目標値となるように、可変コンダクタンスバルブ３０５やＲＦ電源３１２をフィードバック制御する。なお、ＥＵＶ光が落とし込みミラー１３に照射されている場合、測定電流にフォトエミッション電流が重畳されてしまう。したがって、ＥＵＶ光が落とし込みミラー１３に照射されていない状態で目標値を設定することが好ましい。
落とし込みミラー１３に与えられた負の直流電圧によって、落とし込みミラー１３の周辺には電界が生じる。この電界によって、Ｈｅイオンは加速され、落とし込みミラー１３の表面に衝突する。落とし込みミラー１３の表面に吸着している残留ガスの分子にＨｅイオンが衝突する。衝突の衝撃力が残留ガス分子の吸着力を十分に上回れば吸着分子は落とし込みミラー１３の表面から離脱する。よって、落とし込みミラー１３の表面には清浄な反射面が形成される。
吸着ガス分子はＥＵＶ光照射によって分解すると、カーボンを生成してしまう。本実施の形態では、照射光Ｌ１１の照射中において、Ｈｅプラズマを光学系チャンバ１００に導入している。よって、カーボンの生成前に吸着ガス分子の大半が落とし込みミラー１３の表面から離脱する。よって、カーボン汚染速度を効果的に低下させることができる。
また、試料４０の検査中に導入部３００がヘリウムなどを導入することができる。つまり、試料４０の検査と並行して、汚染防止方法を実施することができる。これにより、生産性を向上することができる。
さらに、プラズマ発生装置３１０がリモートプラズマ発生装置となっている。つまり、光学系チャンバ１００とは離れた別のプラズマチャンバ３１３でＨｅプラズマを発生させることができる。プラズマチャンバ３１３と光学系チャンバ１００が導入配管３０４で接続されているため、熱的に疎な結合とすることができる。プラズマ発生装置３１０の熱が光学系チャンバ１００に伝わりにくく、光学系１０の精度を高く保つことができる。
また、試料４０がペリクル付きＥＵＶマスクの場合、ペリクルの破損を防ぐことができる。この理由について以下に説明する。
ＥＵＶマスクに装着されているペリクルは非常に薄いので破れやすいが、その原因の一つにペリクルの帯電がある。ペリクルは絶縁されているため、ＥＵＶ光の照射により、光電子が放出される、ペリクルから光電子が放出されると、ペリクルはプラス電位に帯電する。高電位に帯電し静電破壊して放電した場合に放電した箇所にペリクルにダメージが入ることがある。ペリクルには引っ張り応力がかかっているので放電箇所を起点として破損が拡がることがある。またクーロン力によってペリクルに対して過大な力が加わることによって破れることがある。
本実施の形態では、プラズマ３１５が光学系チャンバ１００に導入される。光電子を放出してペリクルがプラス電位に帯電した場合、プラズマ中の電子がペリクルに吸収されて中和することができる。この場合、ペリクルの電位はプラズマ中の浮遊電位に抑えられるので放電を防ぐことができる。
また、導入部３００が導入するＨｅはプラズマではなく、中性のＨｅ分子（Ｈｅガス）であってもよい。この場合も残留ガスをチャンバから追い出す効果がある。
なお、上記の説明では、Ｈｅプラズマを用いたが、水素プラズマを用いてもよい。例えば、光学素子表面がルテニウムなどの水素ラジカル体制の高い物質でコーティングされている場合、水素プラズマを用いることができる。水素プラズマを用いる場合、水素はＨｅよりも質量が小さい。よって、イオン衝撃効果が小さくなるため、電源５２の電圧を高くすればよい。これにより、イオンの速度エネルギーが大きくなるため、効果的に汚染を防止することができる。
さらに、光学系チャンバ１００に導入する水素は、水素プラズマに限らず、水素ガス、水素ラジカルなどであってもよい。もちろん、導入部３００が、ガス、プラズマ、ラジカルなどを混合して導入してもよい。つまり、導入部３００は、水素又はヘリウムをチャンバに導入すればよい。
本実施形態にかかる光学装置の汚染防止方法は、チャンバ内に水素、又はヘリウムを導入するステップと、チャンバ内の前記光学素子に負電圧を与えるステップと、光学素子に流れるイオン電流を計測するステップと、イオン電流の計測結果に応じて、水素又はヘリウムの導入量を調整するステップと、を備えている。これにより、光学素子の汚染を効果的に防止することができる。
なお、本実施の形態１では、汚染防止する光学素子が落とし込みミラー１３であったが、その他の光学素子、光学部品の汚染を防止するようにしてもよい。例えば、凹面鏡１１、凹面鏡１２、穴開き凹面鏡１４、凸面鏡１５の汚染を防止するようにしてもよい。この場合、汚染を防止したい光学素子に負の直流電圧を印加すればよい。もちろん、２つ以上の光学素子に同時に負電圧を印加してもよい。これにより、２つ以上の光学素子に対する汚染を防止することができる。
このように、本実施の形態では、導入部３００が水素又はヘリウムを光学系チャンバ１００に導入している。このようにすることで、効果的に光学素子の汚染を防止することができる。これに対して、酸素ラジカルでカーボンを酸化して除去する場合に、高エネルギーのＥＵＶ光を照射する必要がある。つまり、光学素子表面または酸素を活性化し酸素分子をラジカルに解離する必要があった。しかしながら光学素子表面のカーボンの膜厚に応じた光量を照射することは困難であり、除去結果に不均一性が生じやすかった。シリコン等の表面は酸素ラジカルで酸化されやすいため、堆積したカーボンが除去された後はシリコンが露出し、酸化されることで結果的に反射率の低下につながってしまうおそれがある。これに対して、本実施の形態では、水素又はヘリウムを用いているため、簡便に汚染を防止することができる。
実施の形態２．
実施の形態にかかる光学装置について、図２を用いて説明する。図２は、光学装置である検査装置１を示す図である。図２では、図１の導入部３００の代わりに導入部４００が設けられている。また、凹面鏡１１、及び凹面鏡１２の代わりに凹面鏡１８、及び凹面鏡１９が設けられている。凹面鏡１８、及び凹面鏡１９は斜入射ミラーとなっている。導入部４００、凹面鏡１８、及び凹面鏡１９以外の構成については、図１と同様であるため、適宜説明を省略する。例えば、シュバルツシルト光学系１６については実施の形態１と同じ構成となっている。
実施の形態にかかる光学装置について、図２を用いて説明する。図２は、光学装置である検査装置１を示す図である。図２では、図１の導入部３００の代わりに導入部４００が設けられている。また、凹面鏡１１、及び凹面鏡１２の代わりに凹面鏡１８、及び凹面鏡１９が設けられている。凹面鏡１８、及び凹面鏡１９は斜入射ミラーとなっている。導入部４００、凹面鏡１８、及び凹面鏡１９以外の構成については、図１と同様であるため、適宜説明を省略する。例えば、シュバルツシルト光学系１６については実施の形態１と同じ構成となっている。
本実施の形態では、導入部４００が光学系チャンバ１００にＨｅガス、又は水素ガスを導入する。導入部４００はガス供給部４０１、ＭＦＣ４０２、及び導入配管４０３を備えている。
ガス供給部４０１は、ガスボンベなどを有しており、Ｈｅガス又は水素ガス（Ｈ２ガス）を供給する。ここでは、ガス供給部４０１は、Ｈｅガスを供給するものとして説明する。ガス供給部４０１は、導入配管４０３に接続されている。ガス供給部４０１は、Ｈｅガスを導入配管４０３に供給する。もちろん、ガス供給部４０１は、水素ガスを導入してもよく、Ｈｅガスと水素ガスの混合ガスを導入してもよい。
導入配管４０３は、光学系チャンバ１００に接続されている。よって、ガス供給部４０１からのＨｅガスは、導入配管４０３を通って、光学系チャンバ１００に供給される。また、導入配管４０３には、ＭＦＣ４０２が設けられている。ＭＦＣ４０２は、ガスの流量を制御する。制御部５３が電流計５１の計測結果に基づいてＭＦＣ４０２に制御信号を出力する。ＭＦＣ４０２は、制御信号に基づいて、ガス流量を制御する。
制御部５３は、光学系チャンバ１００へのＨｅガスの導入量を制御することができる。例えば、光学系チャンバ１００の圧力を１〜１０Ｐａ程度とすることが好ましい。ここでは、Ｈｅガスを用いているため、光学系チャンバ１００が２Ｐａとなるように、ＭＦＣ４０２がＨｅガスを供給している。また、水素ガスを用いる場合、光学系チャンバ１００が４Ｐａとなるように、ＭＦＣ４０２が水素ガスを供給している。もちろん、チャンバの圧力は上記の値に限定されるものではない。
凹面鏡１８、及び凹面鏡１９は斜入射ミラーとなっている。つまり、凹面鏡１８の反射前と反射後の照射光Ｌ１１の光軸が直交していない。一方、実施の形態１の凹面鏡１１は、照射光Ｌ１１の光軸に対して凹面鏡１１が４５度傾いているため、凹面鏡１１の反射前と反射後の照射光Ｌ１１の光軸が直交する。
同様に凹面鏡１９の反射前と反射後の照射光Ｌ１１の光軸が直交していない。一方、実施の形態１の凹面鏡１２は、照射光Ｌ１１の光軸に対して凹面鏡１２が４５度傾いているため、凹面鏡１２の反射前と反射後の照射光Ｌ１１の光軸が直交する。
凹面鏡１８、及び凹面鏡１９で反射した照射光Ｌ１１は、実施の形態１と同様に、落とし込みミラー１３に入射する。落とし込みミラー１３が照射光Ｌ１１を反射することで、試料４０が照明される。よって、実施の形態１と同様に、光検出器２０が試料４０を撮像することができる。
斜入射ミラーである凹面鏡１８、１９は、メタルミラー（金属鏡）となっている。例えば、凹面鏡１８、１９は、Ｒｕ（ルテニウム）膜が形成されたメタルミラーである。凹面鏡１８、１９は、メタルミラーであるため、光源２０１からのＶＵＶ光、及びＥＵＶ光を反射する。つまり、ＥＵＶ光だけでなく、ＶＵＶ光も落とし込みミラー１３まで導かれる。これに対して、実施の形態１では、凹面鏡１１及び凹面鏡１２が多層膜ミラーとなっているため、ＶＵＶ光のほとんどが落とし込みミラー１３まで導かれない。
凹面鏡１８、１９として斜入射ミラーを用いることで、ＶＵＶ光を落とし込みミラー１３まで導くことができる。凹面鏡１９で反射された照射光Ｌ１１がＥＵＶ光及びＶＵＶ光を含む。凹面鏡１９は、試料４０に照射光Ｌ１１を集光する。凹面鏡１９で反射した照射光Ｌ１１は絞られながら進むため、落とし込みミラー１３の近傍において、照射光Ｌ１１の光密度が高くなる。さらに、光学系チャンバ１００には、Ｈｅガスが供給されている。
照射光Ｌ１１に含まれるＶＵＶ光はＨｅガスに吸収される。そして、光密度の高い落とし込みミラー１３の近傍において、Ｈｅガスが電離してプラズマが発生する。落とし込みミラー１３には実施の形態１と同様に負の直流電圧が印加されている。よって、Ｈｅイオンが、落とし込みミラー１３に衝突する。これにより、実施の形態１と同様に、汚染を防止することができる。
なお、本実施の形態では、電流計５１の計測結果に応じて、制御部５３がＭＦＣ４０２を制御する。つまり、電流計５１の計測値が目標値となるように、ＭＦＣ４０２がガス流量を制御する。これにより、光学系チャンバ１００へのヘリウムの導入量を適切に調整することができる。よって、効果的に汚染を防止することができる。
本実施の形態では、光源２０１で発生したアウトオブバンズ光であるＶＵＶ光を用いて、プラズマを発生させている。つまり、検査用の光源２０１によりプラズマを発生させることができる。よって、プラズマ発生装置３１０が不要になるため、装置構成を簡素化することができる。ヘリウムガス又は水素ガスを導入する導入部４００を追加するのみでよいため、装置コストの増加を抑制することができる。
導入部４００は、落とし込みミラー１３の近傍にＨｅガスを噴出するようにしてもよい。この場合、光学系チャンバ１００内に、Ｈｅガスの配管を設けるようにしてもよい。これにより、落とし込みミラー近傍の残留ガスの分圧を低下させることができる。
また、Ｈｅガス又はＨｅプラズマを用いる場合、水素ラジカルにより光学素子への影響を抑制することができる。例えば、水素分子の一部は、ＥＵＶ光を吸収して乖離するため、水素ラジカルとなってしまう。シリコンは、水素ラジカルによってエッチングされてしまうおそれがある。これに対して、Ｈｅではシリコンをエッチングするおそれがないため、シリコンを光学素子材料として用いることが可能となる。
実施の形態３．
本実施の形態にかかる検査装置１の構成について、図３を用い説明する。図３は、検査装置１の構成を示す図である。本実施の形態では、図１の構成に加えて、導入部３００に冷却機構３３０が追加されている。冷却機構３３０以外の構成は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
本実施の形態にかかる検査装置１の構成について、図３を用い説明する。図３は、検査装置１の構成を示す図である。本実施の形態では、図１の構成に加えて、導入部３００に冷却機構３３０が追加されている。冷却機構３３０以外の構成は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
冷却機構３３０は、たとえば、冷却水が流れる水冷ジャケットを有している。冷却機構３３０は、導入配管３０４に取り付けられている。なお、冷却機構３３０の取り付け位置は導入配管３０４に限らず、プラズマチャンバ３１３などであってもよい。
冷却機構３３０は、導入配管３０４を冷却している。よって、プラズマ発生装置３１０で発生する熱が光学系チャンバ１００に伝導するのを防ぐことができる。これにより、光学系チャンバ１００の温度を安定させることができる。熱膨張などにより光学系１０のずれを抑制することができ、精度の高い検査が可能となる。
実施の形態１〜３は適宜組み合わせてもよい。例えば、実施の形態１、２において斜入射ミラーである凹面鏡１８、１９を用いてもよい。さらに、ガスとプラズマの両方を導入するようにしてもよい。つまり、光学系チャンバ１００に導入部３００と導入部４００とを接続してもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。
１ 検査装置
１１ 凹面鏡
１２ 凹面鏡
１３ 落とし込みミラー
１４ 穴開き凹面鏡
１５ 凸面鏡
１６ シュバルツシルト光学系
２０ 光検出器
３０ ステージ
４０ 試料
５１ 電流計
５２ 電源
５３ 制御部
２００ 光源チャンバ
２０１ 光源
３００ 導入部
３０１ ガス供給源
３０２ ＭＦＣ
３０３ ガス配管
３０４ 導入配管
３０５ 可変コンダクタンスバルブ
３１０ プラズマ発生装置
３１１ コイル
３１２ ＲＦ電源
３１５ プラズマ
４００ 導入部
４０１ ガス供給部
１１ 凹面鏡
１２ 凹面鏡
１３ 落とし込みミラー
１４ 穴開き凹面鏡
１５ 凸面鏡
１６ シュバルツシルト光学系
２０ 光検出器
３０ ステージ
４０ 試料
５１ 電流計
５２ 電源
５３ 制御部
２００ 光源チャンバ
２０１ 光源
３００ 導入部
３０１ ガス供給源
３０２ ＭＦＣ
３０３ ガス配管
３０４ 導入配管
３０５ 可変コンダクタンスバルブ
３１０ プラズマ発生装置
３１１ コイル
３１２ ＲＦ電源
３１５ プラズマ
４００ 導入部
４０１ ガス供給部
Claims (14)
- ＥＵＶ（Extreme UltraViolet）光又はＶＵＶ（Vacuum UltraViolet）光を含む光を発生する光源と、
前記光が照射される対象物が配置されたチャンバと、
前記光を導くために前記チャンバ内に設けられた光学素子と、
前記チャンバ内に水素、又はヘリウムを導入する導入部と、
前記チャンバ内の前記光学素子に負電圧を与える電源と、
前記光学素子に流れるイオン電流を計測する電流計と、
前記電流計の計測結果に応じて、前記水素又は前記ヘリウムの導入量を調整する制御部と、を備えた光学装置。 - 前記導入部が、前記チャンバに接続された導入配管を備え、
前記制御部が、前記導入配管に供給される前記水素又は前記ヘリウムのガス流量を調整している請求項１に記載の光学装置。 - 前記導入部が、
前記水素又はヘリウムのプラズマを発生するリモートプラズマ発生装置と、
前記リモートプラズマ発生装置と前記チャンバとの間に設けられた導入配管と、
前記導入配管に設けられた可変コンダクタンスバルブと、を備え、
前記制御部が前記可変コンダクタンスバルブのコンダクタンスを調整している請求項１、又は２に記載の光学装置。 - 前記導入配管を冷却する冷却機構が設けられている請求項３に記載の光学装置。
- 前記対象物がペリクルを有するＥＵＶマスクである請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置。
- 前記チャンバ内には、前記ＶＵＶ光を反射する斜入射ミラーが設けられており、
前記斜入射ミラーで反射したＶＵＶ光が前記光学素子に入射する請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学装置。 - 前記導入部がヘリウムガス又はヘリウムプラズマを前記チャンバ内に導入する請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学装置。
- ＥＵＶ光又はＶＵＶ光を含む光を発生する光源と、
前記光が照射される対象物が配置されたチャンバと、
前記光を導くために前記チャンバ内に設けられた光学素子と、を備えた光学装置の汚染防止方法であって、
前記チャンバ内に水素、又はヘリウムを導入するステップと、
前記チャンバ内の前記光学素子に負電圧を与えるステップと、
前記光学素子に流れるイオン電流を計測するステップと、
前記イオン電流の計測結果に応じて、前記水素又は前記ヘリウムの導入量を調整するステップと、を備えた光学装置。 - 前記チャンバに導入配管が接続され、
前記計測結果に応じて、前記導入配管に供給される前記水素又は前記ヘリウムのガス流量を調整する請求項８に記載の光学装置の汚染防止方法。 - 前記光学装置は、
前記水素又はヘリウムのプラズマを発生するリモートプラズマ発生装置と、
前記リモートプラズマ発生装置と前記チャンバとの間に設けられた導入配管と、
前記導入配管に設けられた可変コンダクタンスバルブと、を備え、
前記計測結果に応じて、前記可変コンダクタンスバルブのコンダクタンスを調整している請求項８、又は９に記載の光学装置の汚染防止方法。 - 前記導入配管を冷却する冷却機構が設けられている請求項１０に記載の光学装置の汚染防止方法。
- 前記対象物がペリクルを有するＥＵＶマスクである請求項８〜１１のいずれか１項に記載の光学装置の汚染防止方法。
- 前記チャンバ内には、前記ＶＵＶ光を反射する斜入射ミラーが設けられており、
前記斜入射ミラーで反射したＶＵＶ光が前記光学素子に入射する請求項８〜１２のいずれか１項に記載の光学装置の汚染防止方法。 - 前記チャンバ内にヘリウムガス又はヘリウムプラズマが導入される請求項８〜１３のいずれか１項に記載の光学装置の汚染防止方法。
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