KR100627167B1 - 노광장치 및 이것을 이용한 디바이스의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키는 노광장치에 있어서, 상기 조명광을 이용해서, 전사될 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계와, 상기 조명광학계의 제 1미러의 앞쪽에서 조명광을 집광하는 타원형 미러와, 상기 레티클상에 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비하고, 상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 타원형 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

노광장치 및 이것을 이용한 디바이스의 제조방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE FABRICATION METHOD USING THE SAME}
본 출원은, 본 명세서에 충분히 언급되어 있는 바와 같이 전체로서 본 명세서에 참고로 병합되어 있는 2002년 4월 26일자로 출원된 일본 특허출원 제 2002-127343호 및 2003년 3월 18일자로 출원된 일본 특허출원 제 2003-73637호에 의거한 우선권을 주장하여 청구된 것이다.
본 발명은 일반적으로 노광장치 및 디바이스의 제조방법에 관한 것이고, 특히, 예를 들면, IC, LSI 등의 반도체 디바이스, 액정 소자, CCD 등의 촬상장치, 자기헤드 등의 디바이스를 제조하기 위한 리소그라피 프로세스에 사용되는 극자외선("EUV") 노광장치에 관한 것이다.
전자디바이스의 소형 경량화에 대한 최근의 요구에 따라, 이들 전자 디바이스상에 장착되는 보다 미세한 반도체 디바이스에 대한 요청도 증대되고 있다. 종래, 반도체 디바이스를 제조하는 리소그라피 방법은, 자외("UV")광을 사용하지만, 축소투영노광에 있어서 전사될 수 있는 최소임계치수는, 전사에 사용되는 광의 파장에 비례하고 투영광학계의 개구수("NA")에 역비례한다. 보다 미세한 회로패턴 을 전사하기 위해, 사용된 노광광의 파장은, i선 수은등(파장 365㎚를 지님)으로부터 KrF 엑시머 레이저(파장 248㎚를 지님)로, 나아가서는 ArF 엑시머 레이저(파장 약 193㎚를 지님)로 단파장화되고 있다.
그러나, UV광을 이용하는 리소그라피는, 반도체 디바이스의 미세가공화가 신속해짐에 따라, 제한된 해상도를 지닌다. 따라서, 0.1㎛이하의 매우 미세한 회로패턴을 효과적으로 프린트하기 위해서, UV광보다도 휠씬 작은 10 내지 15㎚의 파장을 지닌 EUV광을 이용하는 축소노광장치가 개발되었다.
EUV광원은, 예를 들면, 레이저 플라즈마 광원을 이용한다. 진공실에 놓인 표적(target) 재료에 고강도의 펄스 레이저빔을 조사하기 위해 YAG레이저를 이용하므로, 이것으로부터 방사된 파장 약 13.5㎚의 EUV광으로서 이용하기 위한 고온 플라즈마를 생성시킨다. 표적 재료는, 기체분사수단 등의 수단에 의해 진공실에 공급되는 금속성 박막, 불활성 기체, 액적(droplet) 등을 이용해도 된다. 펄스 레이저의 고도의 반복 주파수, 예를 들면, 전형적으로 수㎑의 반복 주파수가, EUV광의 증대된 평균강도에 바람직하다.
일본국 공개특허 평 5-217858호, 평 8-236292호, 평 11-40479호 및 미국특허 제 5,335,258호 공보에는, 표적 재료로서 고체물질을 이용하는 것이 교시되어 있는 반면, 미국 특허 제 5,459,771호 공보에는, 표적 재료로서 액적을 이용하는 것이 교시되어 있다.
또, 일본국 공개특허 제 2003-43196호(미국 특허출원 제 2000/0162975 A1호에 대응함), 제 2000-110709호, 제 2002-8891호 및 제 2000-346817호 공보에는, 생 성된 플라즈마로부터 방사된 EUV광을 집광하는 미러로서 순환성 포물면 미러를 이용하는 것이 교시되어 있는 반면, 일본국 공개특허 제 2000-91209호(미국특허 제 6,266,389호에 대응) 및 제 2001-332489호 공보에는 타원형 미러를 이용하는 것이 교시되어 있다.
고강도의 펄스 레이저빔은, 표적을 조사할 때, EUV광과 함께 지스러기(debris)라 불리는 비상하는 입자도 생성한다. 지스러기가 광학소자에 부착되면, 오염, 손상 및 반사율의 저하를 일으키므로, 종래, 이러한 지스러기가 표적으로부터 광학 소자에 도달하는 것을 방지하기 위한 지스러기 제거수단이 제안되어 있었다. 예를 들면, 지스러기 제거수단의 일례로서의 지스러기 필터가, 몰리브덴, 베릴륨, 지르코늄 등으로 이루어져, EUV광에 대한 투과율이 약 50% 내지 70%로 설정되어 있다.
조명광학계에 지스러기가 입사되는 것을 용이하게 방지하기 위하여, EUV광의 콘덴서 미러는, 플라즈마가 생성되는 하나의 초점과, 집광용의 또다른 초점을 지니는 타원형 미러를 이용해서, 광원과 조명계간의 경로를 물리적으로 좁게 하는 것이 바람직하다.
원리적으로, EUV광은, 플라즈마로부터 등방적으로 방사되므로, 타원형 콘덴서 미러의 커버각도(cover angle)를 크게 할 경우 효과적으로 집광될 수 있다.
EUV광을 이용하는 표적 영역을 조명하는 조명광학계는, EUV광의 방사점 밑에 배열되고, 종래의 노광장치는, 여기 레이저의 광축이 조명광학계에 있어서의 제 1미러에 입사하는 EUV광의 광축과 일치하도록 레이저 광원을 배열한다.
여기 레이저는, 발진 및 기계적 변형에 기인해서 표적으로부터 전체적으로 혹은 부분적으로 벗어나기 때문에, 표적에서는 그 실질적인 크기에 비해 넓게 보일 수도 있다. 여기 레이저와 표적간의 위치어긋남이외의 원인에 기인해서, 여기 레이저는, 방사점을 전체적으로 혹은 부분적으로 횡단할 수도 있다. 방사점을 횡단하는 여기 레이저가 직진해서 조명광학계에 도달하면, 제 1 및 후속의 미러를 열적으로 변형시키거나 혹은 미러상의 다층을 열적으로 파괴해서 해상도를 저하시켜 고품위 노광을 저해한다. 미러의 수선 및 교체는, 조명광학계 및 투영광학계가 진공실내에 수용되어 있으므로 장치의 작업효율을 현저하게 저하시킨다. 또, 약간 어긋남이 있는 경우에도 여기 레이저가 표적내에 들어오도록 레이저광의 빔직경을 상당히 저하시킬 것으로 여겨지지만, 이것은, EUV광의 파워를 저하시키고 처리량을 저하시키므로 바람직하지 않다.
상기 지스러기 필터는, EUV광에 대해서 50% 내지 70%정도의 투과율을 지니지만, YAG레이저로부터의 레이저빔에 대한 투과율은 약 100%이다. 따라서, 종래의 지스러기 필터는, EUV방사점을 넘어 직진하는 레이저빔을 차단하는 데는 불충분하다.
다른 종래의 노광장치는, 조명광학계에 있어서의 제 1미러에 입사하는 EUV광의 광축이 여기 레이저의 광축과 일치하지 않도록 레이저 광원을 배열한다. 그러나, 이 노광장치는, 여기 레이저의 표적에의 도입공간을 유지하도록 콘덴서 미러의 커버각도를 제한하여, EUV광의 충분히 높은 방사효율을 얻지 못한다.
종래의 기술은, 타원형 콘덴서 미러의 큰 커버각도, 표적에 입사하고 표적에서 방사하는 여기 레이저의 방향 또는 여기 레이저와 타원형 미러를 포함하는 조명 계간의 간섭을 교시하고 있지 못하다.
따라서, 본 발명의 예시적인 목적은, 콘덴서 미러로서 타원형 미러를 사용해서 EUV광을 한 점으로 집광해서, 그의 커버각도 혹은 크기를 증대시켜, 표적을 넘어 직진하는 레이저빔이 타원형 미러를 포함하는 광학소자를 손상시키는 것을 방지해서 처리량(throughput)의 저하없이 고품위의 노광을 행하는 노광장치 및 이것을 이용하는 디바이스의 제조방법을 제공하는 데 있다.
표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키는 본 발명의 일측면에 의한 노광장치는, 상기 조명광을 이용해서, 전사될 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계와, 상기 조명광학계의 제 1미러의 앞쪽에서 조명광을 집광하는 타원형 미러와, 상기 레티클상에 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비하고, 상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 타원형 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 여기 레이저의 광축은, 상기 조명광학계의 제 1미러에 입사하는 조명광의 광축방향으로부터 어긋나 있어도 된다.
상기 표적에 입사하는 여기 레이저와 상기 표적에서 사출되는 여기 레이저가 상기 타원형 미러에 설치된 통과부를 통해 통과해도 되고, 상기 표적에 입사하는 여기 레이저는 상기 타원형 미러에 설치된 통과부를 통해 통과해도 되고, 상기 표적에서 사출되는 여기 레이저는, 조명광이 통과하는 타원형 미러의 개구부를 통해 통과해도 된다. 상기 표적에서 사출되는 여기 레이저는 상기 타원형 미러의 통과부를 통해 통과해도 되고, 상기 표적에 입사하는 여기 레이저는, 조명광이 통과하는 상기 타원형 미러의 개구부를 통해 통과해도 된다.
상기 노광장치는, 상기 조명광의 광축방향에 대해서 여기 레이저의 광축방향을 3차원적으로 경사지게 하는 기구를 또 구비해도 된다. 상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 차광부재를 또 구비해도 된다. 상기 노광장치는, 상기 플라즈마의 방사점에서 생성된 지스러기가 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 지스러기 제거부재를 또 구비해도 된다. 상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 상기 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는, 상기 여기 레이저에 대한 투과율이 약 10%이하인 차광부재 및 상기 플라즈마의 방사점에서 생성된 지스러기가 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는, 상기 여기 레이저에 대한 투과율이 약 90%이상인 지스러기 제거부재를 또 구비해도 된다. 상기 차광부재는, 금속부재와 해당 금속부재상의 반사방지피막을 포함해도 된다.
상기 조명광의 광축방향에 대한 여기 레이저의 광축의 각도는, 상기 광원을 넘어서 진행하는 상기 여기 레이저로부터의 광이, 상기 제 1미러에 입사하는 조명광의 광축방향으로부터 상기 여기 레이저의 광축방향까지 상기 광원으로부터 보아서 상기 노광장치에 있어서 가장 먼 소자상에 조사되지 않도록 결정해도 된다. 상기 노광장치는, 상기 차광부재를 냉각시키는 냉각기구를 또 구비해도 된다. 상기 차광부재는 상기 조명광학계와 상기 투영광학계를 수용하는 챔버(chamber)의 바깥쪽에 위치되어 있어도 된다. 상기 조명광이 통과하는 상기 타원형 미러의 개구부가, 상기 조명광의 광축방향에 있어서 상기 여기 레이저의 집광점보다도 상기 제 1미러에 가깝게 위치되어 있어도 된다.
표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키는 본 발명의 다른 측면의 노광장치는, 상기 조명광을 이용해서, 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계와, 상기 조명광학계의 제 1미러에 상기 조명광을 도입하는 콘덴서 미러와, 상기 레티클상에 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비하고, 상기 조명광이 통과하는 상기 콘덴서 미러의 개구부가, 상기 조명광의 광축방향에 있어서 상기 여기 레이저의 집광점보다도 상기 제 1미러에 가깝게 위치되어 있고, 또한, 상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 콘덴서 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않는 것을 특징으로 한다. 또, 상기 콘덴서 미러는 타원형 미러이어도 된다.
본 발명의 또다른 측면의 디바이스의 제조방법은, 상기 노광장치를 이용해서 물체를 노광하는 공정과, 상기 노광된 물체에 대해서 소정의 처리를 행하는 공정을 포함한다. 상기 노광장치와 유사한 동작을 행하는 디바이스의 제조방법에 대한 각 청구범위는, 중간 및 최종생성물로서의 디바이스를 망라한다. 이러한 디바이스는, LSI, VLSI 등의 반도체 칩, CCD, LCD, 자기센서, 박막자기헤드 등을 포함한다.
본 발명의 기타 목적과 또다른 특징은, 첨부도면을 참조한 바람직한 실시형태의 이하의 설명으로부터 용이하게 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 제 1실시형태의 노광장치의 개략 평면도
도 2는 본 발명에 의한 제 2실시형태의 노광장치의 개략 평면도
도 3은 본 발명에 의한 제 3실시형태의 노광장치의 개략 평면도
도 4는 본 발명에 의한 제 4실시형태의 노광장치의 개략 평면도
도 5는 플라즈마 광원 근방의 표적의 공급을 설명하는 도면
도 6은 여기 레이저를 이용해서 표적을 조사하는 일례를 설명하는 개략도
도 7은 여기 레이저를 이용해서 표적을 조사하는 일례를 설명하는 다른 개략도
도 8은 여기 레이저를 이용해서 표적을 조사하는 일례를 설명하는 또 다른 개략도
도 9는 본 발명에 의한 제 5실시형태의 노광장치의 개략 평면도
도 10은 본 발명에 의한 제 6실시형태의 노광장치의 개략 평면도
도 11은 본 발명에 의한 제 7실시형태의 노광장치의 개략 평면도
도 12는 디바이스(IC나 LSI 등의 반도체칩, LCD, CCD 등)를 제조하는 방법을 설명하는 순서도
도 13은 도 12에 표시한 웨이퍼 처리의 스텝 4의 상세 순서도.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
제 1실시형태
이하, 도 1을 참조해서, 본 발명에 의한 제 1실시형태의 EUV노광장치에 대해서 설명한다. 도 1은 EUV노광장치의 개략 평면도이다. 본 발명의 노광장치는, 주사형 노광용의 노광광으로서 UV광(예를 들면, 파장 13.5㎚를 지님)보다도 짧은 10 내지 15㎚의 파장을 지닌 EUV광을 이용하는 노광장치이다.
도 1을 참조하면, 노광장치는, 레이저 플라즈마 광원부, 조명광학계(120), 반사형 레티클 또는 마스크(이들 용어는 본 출원에서 호환가능하게 이용됨)(121), 투영광학계(122), 레티클 스테이지(124), 웨이퍼(123) 및 웨이퍼 스테이지(125)를 포함하고, 진공실(190)내에 상기 조명광학계(120) 내지 상기 웨이퍼 스테이지(125)를 수용한다.
본 실시형태의 레이저 플라즈마 광원은, 레이저 광원(100)으로부터의 고강도의 펄스 레이저빔(101)을, 콘덴서 광학계(102)를 통해, 진공실(180)에 수용된 표적공급시스템(105)에 의해 집광점(103)에 공급된 표적(104)에 조사해서, 이것으로부터 방출되는 파장 약 13.5㎚의 EUV광으로서 사용하기 위한 고온 플라즈마를 생성시킨다. 보다 구체적으로는, 레이저 플라즈마 광원은, 고강도의 여기 펄스 레이저(101)를 표적(104)상에 조사하고, 고온 플라즈마 상태로 표적(104)을 여기시킨다. 콘덴서 미러(108)는, EUV광을 노광광으로서 이용하도록, 적외광에서 UV광 및 EUV광까지의 파영역의 광중 EUV광을 집광한다.
전술한 바와 같이, EUV광과 함께 생성되는 지스러기가 조명광학계로부터 입사하는 것을 용이하게 방지하기 위해, EUV광용의 콘덴서 미러는, 플라즈마가 생성되는 하나의 초점과, 집광용의 또다른 초점을 지니는 타원형 미러를 이용해서, 광원과 조명광학계사이의 경로를 물리적으로 좁게 하는 것이 바람직하다.
또, EUV광의 파워를 소망하는 바 대로 하는 동시에 노광장치의 생산성 및 처리량을 증대시키기 위해서, 플라즈마로부터 방출된 EUV광은 효과적으로 집광시킬 필요가 있다. 이것은, 방출된 EUV광을 큰 커버솔리드각(cover solid angle)으로 집광함으로써 달성할 수 있고, 이 목적에는, 커다란 콘덴서 미러가 필요하다.
펄스 레이저빔(101)은, 예를 들면, Nd: YAG레이저, 엑시머 레이저 등으로부터 유도된다. 진공실(180)은, 공기에 대한 투과율이 작은 EUV광용의 진공분위기 환경을 유지한다. 펄스 레이저빔(101)은 진공실(180)에 형성된 창(112)을 통해 집광위치(103)에서 집광된다. 바람직하게는, 창(112)은, 펄스 레이저빔(101)에 대한 투과율이 큰 석영 등으로 이루어진다.
표적(104)은 생성된 EUV광의 파장에 의존하며, 진공실(180)안으로 가스제트 등의 표적 공급시스템(105)에 의해 공급된 Cu, Li, Zn 등의 금속성 박막, Xe 등의 불활성 기체, 그리고, 액적 등을 이용해도 된다. 이들 중, Xe는, EUV광과 함께 생성되어 바람직하지 않게 다른 조명계를 오염시키게 되는 지스러기와, 여기펄스 레이저(101)로부터 EUV광(106)으로의 변환효율 및 표적(104)의 취급편리성을 포함 하는 이유로 인해 표적(104)으로서 유력한 후보이다.
도 5를 참조해서, 표적(104)으로서의 Xe의 집광위치(103)로의 공급방법에 대해서 설명한다. 도 5A에 있어서, 노즐(505)은, Xe 가스(504)를 분사하고, 집광된 펄스 레이저빔(501)은, 고온 플라즈마를 냉각할 경우 집광점(503)에서 EUV광(506)을 생성한다. 도 5B에 있어서, 노즐(515)은 봉형상과 같은 Xe 액체(514)를 분사하고, 집광된 펄스 레이저빔(501)은, 마찬가지로, 고온 플라즈마를 냉각할 경우 집광점(503)에서 EUV광(506)을 생성한다. 도 5C에 있어서, 노즐(525)은, Xe액적(524)이 방사점(503)에 도달할 경우, 펄스 레이저빔(501)이 방사점(503)에 도달하도록 동기제어하에 Xe액적(524)을 적하한다. 그 결과, 고온 플라즈마를 냉각할 경우 EUV광(506)이 생성된다.
일반적으로, 펄스 레이저로부터 EUV광으로의 변환효율의 증대를 위해 Xe 밀도는 증가될 필요가 있으며, 도 5B 및 도 5C에 표시한 액체 형상은, 도 5A에 표시한 기체형상보다도 더욱 바람직한 공급방법이다. 그럼에도 불구하고, Xe액체도 펄스 레이저빔(101)으로부터 EUV광(106)으로의 변환효율을 기껏해야 1%정도 작게 생성한다. 생산성 또는 처리량의 향상을 위해서, EUV광원은, 50 내지 150W의 파워를 지닌 EUV광을 생성하도록 요구된다. 따라서, 플라즈마를 여기시키는 펄스 레이저는, 5 내지 15㎾의 큰 파워일 필요가 있다.
표적 공급시스템(105)은 진공실(180)내에 수용되어 있다. 레이저 광원(100)은, 5 내지 15㎾급의 큰 출력을 지니는 커다란 유닛으로, 진공실(180)과는 다른 지지랙(도시생략)상에 장착되어 있다. 이것은, 레이저 광원(100)으로부터 방 사된 펄스 레이저빔(101)과 Xe표적시스템(104)과의 높은 얼라인먼트 정밀도와, 또한, 도 5C에 표시한 표적 공급시스템중의 액체표적(524)의 적하 타이밍과 펄스레이저(501)의 방사타이밍간의 정확한 동기제어를 필요로 한다.
상기 얼라인먼트를 위해서는, 예를 들면, 레이저 광원(100)과 진공실(180)에 대한 간섭계 시스템(140)을 구비해서, 이들간의 위치어긋남을 검출해도 된다. 펄스 레이저(100)와 표적(104)간의 위치의 정밀한 얼라인먼트는, 작동기(도시생략)를 이용해서, 레이저 광원 또는 펄스 레이저빔(101)의 위치를 제어하기 위한 광학소자(도시생략)를 구동함으로써 실현해도 된다.
그러나, 간섭계 시스템(140)은, 집광점(103)에서의 펄스 레이저빔(101)의 위치와 집광점(103)에서의 표적(104)의 위치를 측정하지 않으므로, 집광점(103)에서 펄스 레이저빔(101)과 표적(104)을 정확하게 얼라인먼트하기 곤란하다. 따라서, 발진, 기계적 변형 등은, 이들 사이의 위치어긋남을 일으킨다.
도 6은, 도 5B에 표시한 표적공급시스템에 있어서 화살표 방향에서 보았을 경우 표적(604)과 펄스 레이저빔(601)과의 관계를 표시한 것이다. 위치어긋남이 없으면, 도 6A에 표시한 바와 같이 펄스 레이저빔(601)의 중심과 봉형상 표적(604)의 중심이 서로 일치된다. 약간의 위치어긋남이 있으면, 펄스 레이저빔(601)은, 도 6B에 표시한 바와 같이 표적(604)을 일부 조사한다. 또, 위치어긋남이 상당하면, 펄스 레이저빔(601)은 도 6C에 표시한 바와 같이 표적(604)을 조사하지 못한다.
마찬가지로, 도 7은, 도 5C에 표시한 표적공급시스템에 있어서 화살표방향으로부터 보았을 때의 표적(704)과 펄스 레이저빔(701)과의 관계를 표시한 것이다. 위치어긋남이 없으면, 도 7A에 표시한 바와 같이 펄스 레이저빔(701)의 중심과 액체 표적(704)의 중심이 서로 일치된다. 약간의 위치어긋남이 있으면, 펄스 레이저빔(701)은, 도 7B에 표시한 바와 같이 표적(704)을 일부 조사한다. 또, 위치어긋남이 상당하면, 펄스 레이저빔(701)은 도 7C에 표시한 바와 같이 표적(704)을 조사하지 못한다.
도 6B 및 도 7B에 있어서, 표적(604), (704)을 조사하지 못하는 펄스 레이저빔(601), (701)의 부분은, 집광점을 통과한다. 마찬가지로, 도 6C 및 도 7C에 있어서, 펄스 레이저빔(601), (701)은 모두 집광점을 통과한다.
따라서, 집광점(103)에서 생성되어 제 1미러(131)에 입사하는 EUV광(106)의 광축과 펄스 레이저빔(101)의 광축을 일치시키는 종래의 구성에 있어서는, 타원형 콘덴서 미러(108)가 EUV광을 효과적으로 집광하기 위해 큰 커버각도 또는 크기를 지닐 경우, 집광된 EUV광은, 타원형 콘덴서 미러의 개구부를 향해 방사된다. 집광된 펄스 레이저빔은, 타원형 콘덴서 미러를 직접 조사하지 못하지만 제 1미러(131)는 직접 조사한다.
예를 들면, 펄스 레이저빔이 파장 1,064㎚인 Nd: YAG레이저로부터 유래되고, 미러(131)가 Mo와 Si의 다층을 형성하여 EUV광을 반사하는 것으로 가정하면, 상기 파장 1,064㎚에 대한 다층의 반사율은 기껏해야 30%정도이고, 광의 대부분은 흡수되어 열로 전환된다. 이 경우, 펄스 레이저빔은 제 1미러(131)에서 집광되지 않고, 펄스 레이저빔은, 5 내지 15㎾정도의 고출력을 지녀, 상당량의 열을 제 1미러(131)에 주입하게 된다. 따라서, 제 1미러(131)는 고온으로 되어, 다층의 열적 변형 및 변경을 일으킨다. 제 1미러(131)의 결상성능은, 결과적으로, 지나치게 열화되어 고품위의 노광을 제공하지 못하게 되어, 교체해야만 한다. 미러(131)는 진공실(190)내에 수용되므로, 상기 교체는, 일단 대기압으로의 해방과, 제 1미러(131)의 재배치 및 조정, 그리고, 재진공화를 필요로 한다. 또, 조명광학계(120)와 투영광학계(122)는 정밀한 광학계이므로, 조정은 제 1미러(131)로 제한되지 않을 경우도 있으나, 조명광학계(120)와 투영광학계(122)를 재조정해서, 장치의 비작동시간을 연장할 필요가 있다. 이상의 설명은, 펄스 레이저빔이 직접 입사하는 제 1미러(131)에 대해 설명하였지만, 후속의 미러에 대해서, 주입열이 제 1미러(131)보다도 작더라도, 온도의 상승에 기인한 열적 변형과 다층의 변경에 의한 재배치를 행해도 된다. 특히, 노광장치에 있어서의 광학소자는 높은 내열성을 지니지 못하므로, 펄스 레이저빔에 의해 부정적인 영향을 받기 쉽다.
예를 들면, 콘덴서 미러(108), 조명광학계(120), 반사형 레티클(121) 및 투영광학계(122)는, EUV광(106)을 효과적으로 반사시키기 위해 기판상에 Mo, Si 등으로 이루어진 수십쌍의 다층을 형성하고, 그 표면조도는, 반사율의 저하를 방지하기 위해 옹그스트롬(Å) 차수의 표준편차로 될 필요가 있다. 또, 투영광학계(122)중의 미러의 형상정밀도는, 표면조도에 부가해서 옹그스트롬 차수의 표준편차로 될 필요가 있고, 투영광학계(122)는, 극히 정밀한 광학계일 필요가 있다. 물론, 온도 등의 교란에 대해서 안정할 필요가 있다.
한편, 펄스 레이저빔(101)과 표적(104)사이의 허용가능한 얼라인먼트 정밀도를 완화하기 위해, 펄스 레이저빔(101)의 집광직경을 가변으로 하는 것도 고려가능 하다. 도 8A 및 도 8B는, 펄스 레이저빔(801), (811)이 표적(804), (814)보다도 큰 경우를 표시한 것이다. 도 8A는, 노즐이 도 5B에 표시한 봉형상 Xe 액체를 분사하는 것을 표시하고, 도 8B는 노즐이 도 5C에 표시한 Xe액적을 분사하는 것을 표시한 것이다. 이 양 경우에 있어서 펄스 레이저빔은 표적보다도 크므로, 펄스 레이저빔은, 이들간의 약간의 위치어긋남에 의해서도 전체적으로 표적을 조사하는 것이 가능해진다. 그러나, 펄스 레이저빔의 일부는, 필연적으로 표적을 조사하는 일없이 진행하여, 전술한 바와 같이 노광장치의 기타 다른 구성 소자를 가능한 크게 손상시킨다.
한편, 도 8C 및 도 8D는 펄스 레이저빔(821), (831)이 표적(824), (834)보다도 작은 경우를 표시한 것이다. 도 8C는, 노즐이 도 5B에 표시한 봉형상 Xe 액체를 분사하는 것을 표시하고, 도 8D는 노즐이 도 5C에 표시한 Xe액적을 분사하는 것을 표시한 것이다. 이들 양 경우에 있어서 펄스 레이저빔은 표적보다도 작으므로, 펄스 레이저빔은 모두, 이들간의 약간의 위치어긋남에 의해서도 전체적으로 표적을 조사하는 것이 가능해져서, 도 8A 및 도 8B와 관련된 문제는 없다. 그러나, 표적의 크기를 증대시키는 것은 용이하지 않고, EUV광의 파워, 따라서 처리량이 펄스 레이저빔(821), (831)의 집광직경의 축소량만큼 감소된다고 하는 새로운 문제가 생긴다.
따라서, 펄스 레이저빔은, 도 5에 표시한 바와 같이, 표적과 동일한 크기인 것이 바람직하다.
물론, 펄스 레이저빔(101)의 광축이 방사점(103)에서 생성되어 제 1미러(131)에 입사하는 EUV광(106)의 광축과 일치하는 종래의 구성에 있어서는, 펄스 레이저빔의 전부 혹은 일부가 이들 사이의 위치어긋남 이외의 이유때문에 집광점(103)을 통과하는 뜻하지 않은 경우가 생긴다. 예를 들면, 도 5C에 표시한 표적공급시스템은, 액체표적(524)과 펄스 레이저(501)사이에 동기제어성이 나쁘게 되어, 펄스 레이저 방출기간과 액체 적하기간 사이에 불일치가 일어날 경우도 있다. 또는, 표적(524)이 표적 공급시스템 자체의 고장에 기인해서 공급되지 않을 경우도 있다. 또한, 가능한 한 표적을 완전히 조사하는 펄스 레이저의 부분도, 펄스 레이저와 표적사이의 비상호작용의 결과로서 직진하는 성분을 유지한다. 어느 경우도, 전술한 바와 같이, 조명광학계(120)와 투영광학계(122)에 상당히 부정적으로 영향을 미친다.
도 1에 표시한 본 실시형태는, 레이저빔(101)의 광축방향(AA')을, 집광점(103)에서 생성해서 제 1미러(131)에 입사하는 EUV광(106)의 광축방향(109)으로부터 어긋나게 하고, 또한, 표적에 입사하는 펄스 레이저빔이 통과하는 통과부를 타원형 콘덴서 미러에 설치해서, 상기 통과부를 통해, 펄스 레이저빔이 표적을 넘어서 진행함으로써 상기 문제를 해소하고 있다. (170)은, EUV광(106)의 광축방향(109)에 대해서 펄스 레이저빔(101)의 광축방향을 3차원적으로 경사지게 하는 수단이다. "3차원적으로"란, 예를 들면, 광축방향(AA')이 도 1과 동일한 지면상이 아닌 경우, 예를 들면, 도 1의 지면에 대해서 수직인 경우를 포함한다. 이러한 실시형태에 대해서는 도 9를 참조해서 후술한다. 펄스 레이저빔(101)의 광축방향은, 펄스 레이저빔(101)의 표적(104)에 대한 입사방향이다. 본 실시형태에서는, 표적(104)을 넘어서 진행하는 펄스 레이저빔(101)이 조명광학계(120), 투영광학계(122), 레티클스테이지(124) 및 웨이퍼 스테이지(125) 등의 다른 구성소자와 간섭하지 않도록 상기 방향(AA')을 결정한다.
타원형 콘덴서 미러의 통과부는, 입사 및 사출 펄스 레이저가 타원형 콘덴서 미러와 간섭하지 않도록 펄스 레이저의 광로를 유지한다.
도 1에 표시한 본 실시형태에서는, 레이저광(101)의 광축방향(AA')을, 집광점(103)에서 생성되어 제 1미러(131)상에 입사하는 EUV광(106)의 광축방향(109)으로부터 5°이상의 각도만큼 어긋나게 함으로써 상기 문제를 해결한다. "5°"란, 레이저빔(101)의 광축방향(AA')이 광축방향(109)에 대해서 고의로(즉, 설치시의 오차 때문이 아님) 경사지게 되는 것을 의미한다.
본 실시형태에서는, EUV광(106)의 광축방향(109)에 있어서 여기 레이저(101)의 집광점(103)보다도 제 1미러(131)쪽에 가까운 타원형 콘덴서 미러(108)의 개구부를 배열하고 있다.
광축(AA')상에 차광부재로서의 스토퍼(stopper)(150)를 배치해서 펄스 레이저빔(101)의 전파를 차단하여, 해당 펄스 레이저빔(101)을 흡수하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 스토퍼(150)에 대한 반사의 결과로서의 2차 조사를 피하기 위해, 스토퍼(150)는, 레이저빔(101)을 반사하는 일없이 펄스 레이저빔(101)을 흡수하는 재료로 구성하거나 그러한 형상을 지니도록 한다. 펄스 레이저빔(101)이 5 내지 15㎾정도의 큰 출력을 지니고, 스토퍼(150)가 다량의 열을 흡수하므로, 스토퍼(150)에는 냉각기구를 구비시키는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 스토퍼(150) 둘레에 홈(151)을 형성해서, 액체나 기체 등의 온도제어유체를 순환시켜, 해당 유체와의 열교환을 행하여 장치의 바깥쪽으로 열을 배출시킨다.
이와 같이 해서, 펄스 레이저빔(101)이 표적(104)을 전혀 조사하지 못하거나 표적(104)의 일부만을 조사하는 경우에도, 혹은, 펄스 레이저가 표적과 상호작용하지 않아 표적을 넘어서 잔류하는 경우에도, 펄스 레이저빔(101)의 광축을 방향(AA')으로 배열하고, 타원형 콘덴서 미러(108)에, 표적(104)에 대해서 입사 혹은 사출하는 펄스 레이저빔이 통과하는 통과부를 설치하고, 또한, 냉각기구를 포함하는 스토퍼(150)를 배치함으로써, 펄스 레이저빔(101)은, 타원형 콘덴서 미러(108), 제 1미러(131) 등의 기타 구성 소자를 조사하지 못하거나 손상시키지 못하게 된다. 그 결과, 상당히 손상된 구성 소자의 재배치나 재조정을 위해, 진공실(180), (190)의 대기압으로의 해방, 구성 소자의 재배치 및 재조정, 이어서, 재차 회복을 위한 진공화를 필요로 하기 때문에 장치의 비작동시간이 길어지게 되는 것을 회피함으로써, 장치의 작업효율이 낮아지는 것이 방지된다.
또한, 상기 통과에 의해 타원형 미러가 커지는 것이 가능해진다.
진공실(190)에 도입된 EUV광(106)은, 조명광학계(120)를 통해서, 소정의 패턴을 지닌 반사형 레티클(121)을 조명한다. 조명광학계(120)는 EUV광을 전파시켜 반사형 레티클(121)을 조명하는 기능을 하며, 제 1미러(131)를 포함하는 복수의 미러, 옵티컬 인테그레이터(optical integrator) 및 개구를 포함한다. 제 1미러(131)는, 대략 등방적으로 방출된 EUV광을 모은다. 옵티컬 인테그레이터는, 소망의 개구수로 반사형 레티클(121)을 균일하게 조명하는 기능을 한다. 상기 개구는, 반사형 레티클(121)과 공액인 위치에 설치되고, 반사형 레티클(121)을 조명하는 영역을 원호형상으로 제한한다.
반사형 레티클(121)상에 선택적으로 반사된 EUV광(106)은, 레지스트가 상부에 도포되어 있는 웨이퍼(123)상에, 복수의 미러를 포함하는 투영광학계(123)를 통해서 축소투영된다. 그 결과, 반사형 레티클(121)상의 패턴은, 웨이퍼(123)상에 전사된다.
반사형 레티클(121)상의 조명영역과, 웨이퍼(123)상의 투영상은, 투영광학계(122)의 수차를 규제함으로써 양호한 상을 얻도록, 동일한 상점을 지닌 극히 좁은 원호형상을 지닌다. 이와 같이 해서, 본 노광장치는, 레티클 스테이지(124)와 웨이퍼 스테이지(125)를 노광중에 동기주사시키는 소위 주사형 노광방식을 채용한다.
제 2실시형태
이하, 도 2를 참조해서, 본 발명에 의한 제 2실시형태의 노광장치에 대해서 설명한다. 도 1에 있어서의 소자와 대응하는 마찬가지의 도 2에 표시한 소자들에 대해서는, 마찬가지의 참조부호를 붙이고, 그에 대한 설명은 생략한다. 본 실시형태에 있어서, 레이저빔(101)의 광축방향(AA')은, EUV광이 타원형 콘덴서 미러(108)를 포함하는 기타 다른 구성 소자와 간섭하지 않도록, 집광점(103)에서 생성해서 제 1미러(131)상에 입사하는 EUV광(106)의 광축방향(109)으로부터 어긋나 있다. 특히, 표적으로부터 방출된 펄스레이저는, 타원형 콘덴서 미러의 개구부를 통과하고, 그 개구부를 통해 집광된 EUV광이 통과하도록 설계되어 있다. 또한, 타원형 콘덴서 미러에는 표적에 입사하는 펄스 레이저빔이 통과하는 통과부가 형성되어 있다. 이 경우, 타원형 콘덴서 미러에 있어서의 통과부의 개수는, 1개로 설 정되어 있어, 제조를 용이하게 한다.
도 2에 표시한 본 실시형태에서는, 레이저광(101)의 광축방향(AA')을, 집광점(103)에서 생성되어 제 1미러(131)상에 입사하는 EUV광(106)의 광축방향(109)으로부터 5°이상의 각도만큼 어긋나게 함으로써 상기 문제를 해결한다. "5°"란, 레이저빔(101)의 광축방향(AA')이 광축방향(109)에 대해서 고의로(즉, 설치시의 오차 때문이 아님) 경사지게 되는 것을 의미한다.
본 실시형태에서는, EUV광(106)의 광축방향(109)에 있어서 여기 레이저(101)의 집광점(103)보다도 제 1미러(131)쪽에 가까운 타원형 콘덴서 미러(108)의 개구부를 배열하고 있다.
상기 통과부의 직경은, 상기 개구부의 직경의 1/20이하이다.
제 3실시형태
이하, 도 3을 참조해서, 본 발명에 의한 제 3실시형태의 노광장치에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 도 2의 것과는 반대 방향으로 레이저 광원(100)을 경사지게 해서, 진공실(180), (190)의 바깥쪽에 스토퍼(150)를 배열한다. 따라서, 진공실(180) 또는 (190)에는, 펄스 레이저빔(101)을 전달하는 창(152)을 설치한다. 창(152)은, 펄스 레이저빔(101)에 대해서 높은 투과율을 지닌 석영 등의 재료로 이루어진 것이 바람직히다. 스토퍼(150)는 공기중에 설치되므로, 열적 프로세스의 관점에서 진공환경보다도 취급이 훨씬 용이하다.
제 4실시형태
이하, 도 4를 참조해서, 본 발명에 의한 제 4실시형태의 노광장치에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 펄스 레이저빔이 타원형 콘덴서 미러의 개구부(이 개구부를 통해서 집광된 EUV광이 통과함)를 통해서 표적(104)으로 진행하도록 펄스 레이저의 광축을 표적에 대해서 결정하고, 상기 타원형 콘덴서 미러에는 표적(104)에서 사출하는 펄스 레이저빔이 통과하는 통과부가 설치되어 있다. 따라서, 제 2실시형태와 마찬가지로, 스토퍼(150)는, 진공실(180), (190)의 바깥쪽에 설치하는 것이 용이하고, 펄스레이저빔의 표적을 넘는 전파방향은, 조명광학계 및 투영광학계를 포함하는 기타 다른 구성 소자에 대해서 반대로 된다. 유리하게는, 스토퍼를 배열하는 공간이 용이하게 유지된다.
제 5실시형태
이하, 도 9를 참조해서, 본 발명에 의한 제 5실시형태의 노광장치에 대해서 설명한다. 도 9는, 진공실(180)의 내부를 상세하게 표시한 것이다. 본 실시형태에서는, 레이저 빔(101)의 광축방향(AA')을 도 1의 지면에 대해서 수직으로 배열한다. 보다 구체적으로는, 펄스 레이저빔(101)은, 도 9A에 표시한 방향으로 집광점(103)에 도입되고, 스토퍼(150)는 집광점(103)을 넘어서 배열된다. 도 1 내지 도 4와 마찬가지로, 스토퍼(150)는, 진공 또는 대기 환경에 배열된다. EUV광용의 콘덴서 미러(108)는, 집광점(103)에서 생성된 플라즈마로부터 유도되는 EUV광을 집광하는 대물미러로, 그 형상은, 집광점(103), (109)에 초점을 지닌 회전타원체의 일부이다. 회전타원체와 같이 큰 곡률을 지닌 특별한 형상으로 정밀하게 가공, 계측 및 피막화하는 것이 곤란하므로, 콘덴서 미러는, 예를 들면, 각 곡률이 비교적 작게 되도록, 도 9A에 표시한 바와 같이 6부분으로 분할되어 있다. 따라서, 이들 부분을 정밀하게 가공, 계측 및 피막화한 후, 이들을 결합해서, 콘덴서 미러(108)의 기능을 부여한다.
도 9A 및 도 9B에 표시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 도 1 내지 도 4에 표시한 통과부를 형성하는 대신에, 타원형 콘덴서 미러의 분할된 부분간의 통과부로서의 간극을 통해 표적을 향하는 펄스 레이저를 도입해서, 해당 펄스 레이저를 표적으로부터 사출시키는 것이 가능해진다. 표적 공급시스템(105), (107)은, 레이저빔이 이들 분할된 부분간의 간극을 통과하도록 마찬가지로 형성해도 된다. 여기서, 도 9A는 도 1의 지면에 수직으로 펄스 레이저빔(101)이 도입되는 본 실시형태의 개략 사시도이고, 도 9B는 도 9A의 화살표방향으로 본 때의 개략 평면도이다.
제 6실시형태
이하, 도 10을 참조해서, 본 발명에 의한 제 6실시형태의 노광장치에 대해서 설명한다. 도 10은, 펄스레이저빔(101)의 광축방향(AA')이 EUV광의 광축방향(109)과 일치하고, 스토퍼(150)와 지스러기 필터(160)가 상기 광축방향상에 설치되어 있는 일례를 표시한 개략 평면도이다. YAG레이저는, 빔직경이 약 100㎛, NA가 약 0.01이다. 또, 지스러기 필터(160)는, 예를 들면, 몰리브덴, 베릴륨, 지르코늄 등으로 이루어져, 그 두께가 0.1 내지 0.2㎛이고, 투과율은 EUV광에 대해서는 약 50 내지 70%, YAG레이저에 대해서는 거의 100%인 박막이어도 된다.
스토퍼(150)는, 금속부재와 해당 금속부재상의 반사방지피막을 포함하고, 그 두께는 약 10 내지 20㎚, 크기는 약 φ10 내지 20㎜이다. 이 크기는, EUV광(106) 을 차폐하지 않으므로 편리하다. 도 10에 표시한 확산기(diffuser)도 적용가능하다. 삼각부(155)는, 다중 반사의 결과로서 레이저를 반사 및 흡수한다. 스토퍼(150)의 크기는 50 ×50 ×50㎜ 내지 100 ×100 ×100㎜ 정도이다.
본 실시형태에서는 지스러기 필터(160)와 스토퍼(150)를 별개의 부재로서 형성하였으나, 이들 양 부재를 일체화시켜도 된다. 지스러기 필터는, 박막으로 한정되지 않고, 다른 형상을 적용해도 된다.
제 7실시형태
이하, 도 11을 참조해서, 본 발명에 의한 제 7실시형태의 노광장치에 대해서 설명한다. 도 11은, 펄스레이저빔(101)의 광축방향(AA')이 EUV광의 광축방향(109)과 일치하고, 반사부재(157)가 광축방향(109)상에 설치되어 있는 일례를 표시한 개략 평면도이다. YAG레이저는, 전술한 바와 같이, 빔직경이 약 100㎛, NA가 약 0.01이다. 반사부재(157)는, Au, Ag, Cu 등의 반사율이 높은(예를 들면, 99%이상) 재료로 이루어지고, 두께가 약 10 내지 20㎜, 크기가 약 φ10 내지 20㎜이다. 이 크기는, EUV광(106)을 차폐하지 않으므로 편리하다.
다음에, 도 12 및 도 13을 참조해서, 상기 노광장치를 이용한 디바이스의 제조방법에 대해 설명한다. 도 12는, 디바이스(예를 들면, IC나 LSI 등의 반도체칩, LCD, CCD 등)의 제조를 설명하는 순서도이다. 여기서는, 반도체칩의 제조를 예로 설명한다. 스텝 1(회로설계)에서는 반도체 디바이스의 회로를 설계한다. 스텝 2(마스크 제작)에서는 설계한 회로패턴을 지닌 마스크를 제작하고, 스텝 3(웨이퍼 제조)에서는 실리콘 등의 재료를 이용해서 웨이퍼를 제조한다. 스텝 4(웨이 퍼 처리)에서는, 이와 같이 해서 준비한 마스크와 웨이퍼를 이용해서 포토리소그라피기술에 의해 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성하며, 전(前)공정이라고도 부른다. 후공정이라고도 불리는 스텝 5(조립)에서는 스텝 4에서 처리된 웨이퍼를 반도체칩으로 형성하며, 어셈블리(예를 들면, 다이싱 및 본딩)공정과 패키징(칩봉인)공정 등을 포함한다. 스텝 6(검사)에서는 스텝 5에서 작성된 반도체 디바이스의 유효성 체크, 내구성 체크 등의 각종 검사를 실시한다. 이들 공정에 의해, 반도체 디바이스가 완성되어 출하된다(스텝 7).
도 13은 도 12에 표시한 스텝 4의 웨이퍼 처리의 상세한 순서도이다. 스텝 11(산화)에서는 웨이퍼의 표면을 산화하고, 스텝 12(CVD)에서는 웨이퍼 표면에 절연막을 형성하고, 스텝 13(전극 형성)에서는 증착법 등에 의해 웨이퍼상에 전극을 형성한다. 스텝 14(이온 주입)에서는 웨이퍼에 이온을 주입하고, 스텝 15(레지스트 처리)에서는 웨이퍼에 감광재를 도포한다. 스텝 16(노광)에서는 상기 노광장치를 이용해서 웨이퍼상에 마스크의 회로패턴을 노광하고, 스텝 17(현상)에서는 노광한 웨이퍼를 현상하고, 스텝 18(에칭)에서는 현상한 레지스트상이외의 부분을 에칭하고, 스텝 19(레지스트 박리)에서는 에칭후 불필요하게 된 레지스트재를 제거한다. 이들 공정을 반복함으로써, 웨이퍼상에 다층의 회로패턴이 형성된다. 본 실시형태의 제조방법에 의하면, 투영광학계에 있어서의 광학 소자의 표면형상변화를 제한하고, 또한, 광학성능의 열화를 보정함으로써, 종래의 것보다도 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다. 이와 같이, 상기 노광장치를 사용하는 디바이스의 제조방법 및 결과물로서의 디바이스도 본 발명의 한 측면을 구성한다. 본 실시형 태의 디바이스의 제조방법에 의하면, 타원형 콘덴서 미러(108)나, 조명광학계(120)중의 제 1미러(131) 등의 광학 소자의 열적 변형이나 손상을 방지하는 한편, 타원형 콘덴서 미러의 커버각을 증대시켜 EUV광을 효과적으로 집광시킴으로써, 높은 생산성으로 고품위의 디바이스를 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 이 노광장치를 사용하는 디바이스의 제조방법 및 결과물로서의 디바이스도 본 발명의 한 측면을 구성한다.
또, 본 발명은 이들 바람직한 실시형태로 한정되지 않고, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변형이나 변경이 가능하다.
본 실시형태에 있어서는 EUV광을 집광하는 미러에 대해서 타원형상을 이용하였으나, 본 발명은 미러의 형상을 타원형상으로 제한하지 않는다. 본 발명의 콘덴서 미러는 상기 조명광학계에 있어서의 제 1미러의 앞쪽에서 EUV광을 집광하는 것이면 충분하다.
상기 제 1 내지 제 7실시형태에 의하면 다음과 같은 효과가 제공된다:
여기 레이저의 광축방향은, 해당 여기 레이저가 표적을 넘어서 직진할 경우, 상기 광이 상기 노광장치에 있어서의 타원형 콘덴서 미러 및 광학계를 포함하는 기타 구성 소자와 간섭하지 않도록 결정한다. EUV광을 집광하는 타원형 콘덴서 미러에는, 표적에 대해서 입사 및/또는 사출하는 여기 레이저가 통과하는 통과부가 형성되어 있다. 또, 상기 여기 레이저를 차광 및 흡수하고 냉각기구를 포함하는 스토퍼가, 진공실의 내부 혹은 외부에 설치되어 있다. 따라서, 타원형 콘덴서 미러를 포함하는 기타 구성 소자는, 여기 레이저가 표적을 넘어서 진행할 경우에도 손상되는 것이 방지된다.
또한, 상당히 손상된 구성 소자의 재배치 및 재조정을 위해, 대기압으로의 진공실의 해제, 구성 소자의 재배치 및 재조정, 그리고 재차 회복을 위한 진공화를 요구하기 때문에 장치의 비가동시간이 길어지게 되는 것을 회피함으로써, 장치의 작업효율의 저하가 방지된다.
게다가, 상기 통과부가 상기 상당한 손상을 회피하고, EUV광용의 타원형 콘덴서 미러의 커버각 또는 크기가 확대될 수도 있으므로, EUV광의 파워를 보다 강화시켜 웨이퍼에 공급해도 된다. 따라서, EUV광이 효과적으로 집광될 수 있고, 또, 노광장치는, 생산성 및 처리량이 개선될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 여기 레이저가 표적을 넘어서 직진할 경우, 상기 광이 상기 노광장치에 있어서의 콘덴서 미러 및 광학계를 포함하는 기타 구성 소자와 간섭하지 않도록 여기 레이저의 광축방향을 결정하고, 또한, 여기 레이저가 표적을 넘어서 진행할 경우에도, 타원형 콘덴서 미러를 포함하는 기타 구성 소자가 손상되는 것이 방지된다.

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  20. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 전사될 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러의 앞쪽에서 조명광을 집광하는 타원형 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 타원형 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 표적에서 사출되는 여기 레이저는 상기 타원형 미러의 통과부를 통해 통과하고, 상기 표적에 입사하는 여기 레이저는, 조명광이 통과하는 상기 타원형 미러의 개구부를 통해 통과하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  21. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 전사될 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러의 앞쪽에서 조명광을 집광하는 타원형 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 타원형 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 차광부재를 또 구비하고,
    상기 차광부재는, 상기 조명광학계와 상기 투영광학계를 수용하는 챔버의 바깥쪽에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
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  23. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 전사될 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러의 앞쪽에서 조명광을 집광하는 타원형 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 타원형 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 차광부재와, 상기 차광부재를 냉각시키는 냉각기구를 또 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
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  25. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러에 조명광을 도입하는 콘덴서 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 조명광이 통과하는 상기 콘덴서 미러의 개구부가, 상기 조명광의 광축방향에 있어서 상기 여기 레이저의 집광점보다도 상기 제 1미러에 가깝게 위치되어 있고,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 콘덴서 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 표적에서 사출되는 여기 레이저는 상기 콘덴서 미러의 통과부를 통해 통과하고, 상기 표적에 입사하는 여기 레이저는, 조명광이 통과하는 상기 콘덴서 미러의 개구부를 통해 통과하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  26. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러에 조명광을 도입하는 콘덴서 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 조명광이 통과하는 상기 콘덴서 미러의 개구부가, 상기 조명광의 광축방향에 있어서 상기 여기 레이저의 집광점보다도 상기 제 1미러에 가깝게 위치되어 있고,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 콘덴서 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 차광부재를 또 구비하고,
    상기 차광부재는, 상기 조명광학계와 상기 투영광학계를 수용하는 챔버의 바깥쪽에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
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  28. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고, 상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러에 조명광을 도입하는 콘덴서 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 조명광이 통과하는 상기 콘덴서 미러의 개구부가, 상기 조명광의 광축방향에 있어서 상기 여기 레이저의 집광점보다도 상기 제 1미러에 가깝게 위치되어 있고,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 콘덴서 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 차광부재와, 상기 차광부재를 냉각시키는 냉각기구를 또 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  29. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 전사될 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고,
    상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러의 앞쪽에서 조명광을 집광하는 타원형 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계, 상기 투영광학계 및 상기 타원형 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 차광부재를 구비하고,
    상기 차광부재는 금속부재상에 반사방지피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  30. 표적상에 여기 레이저를 조사하고, 생성된 플라즈마로부터, 극자외선 영역 또는 X선 영역의 조명광을 생성하기 위한 광원을 생성시키며;
    상기 조명광을 이용해서, 패턴을 형성하는 반사형 레티클을 조명하고,
    상기 광원에 인접한 제 1미러를 포함하는 조명광학계;
    상기 조명광학계의 제 1미러에 조명광을 도입하는 콘덴서 미러; 및
    상기 레티클상에서 반사된 패턴을 피노광체상에 축소투영하는 투영광학계를 구비한 노광장치에 있어서,
    상기 조명광이 통과하는 상기 콘덴서 미러의 개구부가, 상기 조명광의 광축방향에 있어서 상기 여기 레이저의 집광점보다도 상기 제 1미러에 가깝게 위치되어 있고,
    상기 여기 레이저의 광축방향이 해당 여기 레이저에 의해 플라즈마를 생성하는 위치를 넘어서 진행하는 광은, 상기 조명광학계 및 상기 콘덴서 미러를 포함하는 해당 노광장치의 구성소자와 간섭하지 않고,
    상기 노광장치는, 상기 여기 레이저가 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 차광부재를 구비하고,
    상기 차광부재는 금속부재상에 반사방지피막을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
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    제 20항, 제 21항, 제 23항, 제 25항, 제 26항 및 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마의 방사점에서 생성된 지스러기가 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는 지스러기 필터를 또 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  37. 제 20항, 제 21항, 제 23항, 제 25항, 제 26항 및 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여기 레이저가 상기 표적을 넘어서 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는, 상기 여기 레이저에 대한 투과율이 약 10%이하인 차광부재; 및
    상기 플라즈마의 방사점에서 생성된 지스러기가 상기 조명광학계에 도달하는 것을 방지하는, 상기 여기 레이저에 대한 투과율이 약 90%이상인 지스러기 필터를 또 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
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