WO2006049274A1 - 露光装置および露光方法 - Google Patents

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Hiroyuki Kondo
Takashi Miyachi
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    • H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001—X-ray radiation generated from plasma

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus and an exposure method that perform exposure with pulsed light by converting a target material into plasma to generate pulsed light.
  • a light emission instruction (trigger) is given to the light source from the exposure apparatus side, and the light source emits exposure light accordingly. That is, the exposure apparatus side performs an exposure operation by triggering the light source so as to synchronize with the stage drive of the apparatus. Thereby, a uniform exposure amount can be obtained in the exposure field.
  • EUV light sources intermittently supply a target material, turn it into plasma, and use X-rays (EUV light) radiated from the plasma beam.
  • EUV light X-rays
  • a light source for example, there is a droplet / laser plasma X-ray source that drops a nozzle tip force droplet and irradiates the droplet with laser light to form plasma.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-215998
  • the time when EUV light is emitted depends on the timing at which the target material is supplied, and is independent of the timing inside the exposure apparatus. For this reason, EUV light does not emit at the timing desired by the exposure system, even if a trigger is applied to the light source on the exposure system side.
  • This timing shift is a maximum of the reciprocal frequency of the light source. For example, if the repetition frequency is 1 kHz, the maximum delay is lms.
  • An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method capable of obtaining good exposure dose uniformity even when pulse light generated by converting a single get material into plasma is used. Means for solving the problem
  • An exposure apparatus includes a light emitting means for generating pulsed light by plasma forming a target material supplied intermittently, a reticle stage including a reticle irradiated with the pulsed light, and a pattern formed by the reticle.
  • a control means for controlling the sensitive substrate stage so that an exposure start point or an exposure end point coincides with the light emission timing.
  • the exposure apparatus comprises: a light emitting means for generating pulsed light by plasmaizing a target material supplied intermittently; a reticle stage including a reticle irradiated with the pulsed light; and a pattern formed by the reticle.
  • a control means for controlling the light emission timing so that the light emission timing coincides with the exposure start point or the exposure end point.
  • An exposure apparatus is the exposure apparatus according to claim 2, wherein the adjustment of the light emission timing is performed by changing a phase of the pulsed light.
  • An exposure apparatus is the exposure apparatus according to the second aspect, wherein the adjustment of the light emission timing is performed by changing a light emission frequency of the pulsed light.
  • the exposure apparatus according to claim 5 is characterized in that in the exposure apparatus according to claim 1 and claim 4, the timing of emitting the pulsed light is detected in advance by a detection means. .
  • the exposure apparatus according to claim 6 is the exposure apparatus according to claim 1, wherein the timing of light emission of the pulsed light is supplied to the target material by the supply means. It is characterized in that it is obtained based on timing.
  • An exposure apparatus is the exposure apparatus according to claim 6, wherein the target material is The supply timing is obtained by detecting the supply time of the target material.
  • An exposure apparatus is characterized in that, in the exposure apparatus according to claim 6, the supply timing of the target material is obtained by a drive control signal of a supply means for supplying the target material.
  • the exposure apparatus according to claim 9 is the exposure apparatus according to claim 1, wherein the sensitive substrate stage is driven and controlled at a constant control cycle. .
  • the exposure apparatus according to claim 10 is the exposure apparatus according to claim 9, wherein the control unit starts exposure by synchronizing the control period with the period of the pulsed light. 11. The exposure apparatus according to claim 10, wherein the control means performs the synchronization by delaying a start time for starting the sensitive substrate stage.
  • An exposure apparatus is the exposure apparatus according to the eleventh aspect, wherein the control means sets a delay time of the approach start time to a minimum.
  • the exposure method according to claim 13 is an exposure method in which a pattern is exposed on a sensitive substrate using a light emitting means that generates a pulsed light by converting a target material supplied intermittently into plasma. Before starting the exposure to the light, the emission timing of the pulsed light is measured.
  • the exposure method of claim 14 is characterized in that, in the exposure method of claim 13, the emission timing of the pulsed light is obtained based on the supply timing of the target material.
  • An exposure method of claim 15 is the exposure method of claim 13, wherein the pulsed light emission timing is obtained by detecting the intensity of the pulsed light.
  • the exposure apparatus according to claim 16 wherein the target material supplied intermittently is converted into plasma to generate pulsed light, a reticle stage including a reticle irradiated with the pulsed light, and patterned with the reticle.
  • a sensitive substrate that is irradiated with pulsed light is placed. Before starting exposure on the sensitive substrate, the exposure start point or the exposure end point and the pulsed light based on the driving condition of the sensitive substrate stage and the light emission condition of the pulsed light. And a control means for controlling the sensitive substrate stage so that the light emission timing coincides.
  • the exposure start point or the exposure end point and the light emission timing are determined based on the drive timing of the sensitive substrate stage and the light emission timing of the pulsed light. Since the sensitive substrate stage is controlled so that they match, even when pulse light generated by converting the target material into plasma is used as the light source for exposure, good exposure dose uniformity can be obtained. it can.
  • the exposure start point or the exposure end point and the light emission timing are determined based on the driving timing of the sensitive substrate stage and the light emission timing of the pulsed light. Since the light emission timing is controlled so as to match, even when the light source generated by converting the target material into plasma is used as the light source for exposure, good exposure dose uniformity can be obtained.
  • the exposure start point or the exposure end point and the pulse light are determined based on the driving condition of the sensitive substrate stage and the light emission condition of the pulsed light. Since the sensitive substrate stage is controlled so that the light emission timing coincides with the light source, good exposure uniformity can be obtained even when the light source generated by converting the target material into plasma is used as the light source for exposure. Obtainable.
  • the emission timing of the pulsed light is measured before the start of exposure. Therefore, even when the light source generated by converting the target material into plasma is used as the light source for exposure, The light emission timing can be grasped, and the exposure amount uniformity can be controlled based on the light emission timing.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of an exposure apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a time chart of wafer stage control of the control device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a time chart of wafer stage control in the second embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a third embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
  • a laser plasma X-ray source using a driplet (droplet) target as a light source for exposure is used.
  • the exposure apparatus includes an EUV light generation unit 11 and an exposure unit 13.
  • the EUV light generator 11 converts the target material into plasma and generates pulsed light with EUV light intensity.
  • the EUV light generator 11 has a vacuum chamber 15. In the vacuum chamber 15, a collecting mirror 17 that reflects EUV light and an EUV light detector 19 that detects EUV light are arranged.
  • a target material supply device 21 that supplies a target material is disposed above the vacuum chamber 15.
  • the target material supply device 21 includes a nozzle 23 opened in the vacuum chamber 15 and a supply unit 25 that supplies the target material to the nozzle 23.
  • a recovery mechanism 27 for recovering the target material is disposed below the vacuum chamber 15.
  • the laser light 31 from the laser device 29 that generates laser light is supplied to the vacuum chamber 15.
  • a laser beam optical system 33 for guiding the light into the inside is disposed. The laser beam 31 from the laser device 29 is reflected by the reflecting mirrors 35 and 37, collected by the lens 39, and guided into the vacuum chamber 15 through the laser introduction window 41 formed in the vacuum chamber 15. .
  • the laser device 29 and the supply unit 25 of the target material supply device 21 are controlled by a laser / target material control device 43.
  • the exposure unit 13 has a vacuum chamber 45.
  • a reticle stage 47 and a wafer stage 49 are arranged.
  • EUV light generated in the EUV light generation unit 11 is introduced from the EUV light introduction unit 51 into the illumination optical system 53 in the vacuum chamber 45, The light is guided to the lower surface of a reticle 55 disposed below the reticle stage 47 by the illumination optical system 53.
  • the EUV light patterned and reflected by the reticle 55 is irradiated onto the wafer 59 which is a sensitive substrate placed on the upper surface of the wafer stage 49 via the projection optical system 57 for exposure.
  • scanning exposure is performed by driving the reticle stage 47 and the wafer stage 49.
  • reference numeral 61 denotes a control device.
  • the control device 61 inputs signals from the EUV photodetector 19 and the laser 'target material control device 43. Also, drive control signals are input from the reticle stage 47 and the wafer stage 49. Then, the reticle stage 47, wafer stage 49, and laser / target material controller 43 are controlled.
  • the supply unit 25 of the target material supply apparatus 21 intermittently ejects the doblet target 63 having a liquid xenon force, for example, from the tip of the nozzle 23.
  • a laser beam 31 is emitted from the laser device 29 and collected on the target 63 via the lens 39, and the target material is plasma.
  • the EUV light 67 emitted from the plasma 65 is collected by the condenser mirror 17 and guided to the illumination optical system 53 of the exposure unit 13.
  • the EUV light 67 emitted from the illumination optical system 53 is incident on the reticle 55 of the reticle stage 47 and reflected.
  • the reflected light of the reticle 55 is incident on the projection optical system 57, and the fine pattern on the reticle 55 is imaged on the wafer 59 coated with a resist.
  • the supply unit 25 of the laser device 29 and the target material supply device 21 is used when the target 63 is positioned at a predetermined position (the focal point of the condensing mirror 17) by the laser target control device 43.
  • the timing is controlled so that the laser beam 31 irradiates the target 63.
  • it is controlled by adjusting the light emission timing of the directional laser beam 31 from the laser device 29 to the target 63. This adjustment can be performed, for example, by detecting the emission state of EUV light with a detector such as EUV photodetector 19 or the like.
  • the pulse period of the laser light emitted from the laser device 29 and the supply period of the target material are adjusted so as to be the designed period. Keep it in order.
  • the trajectory tracking control of wafer stage 49 is discrete, and the drive control cycle is Ds.
  • the light emission of plasma 65 is also discrete, and the light emission period of its EUV light (both pulsed light) is De, and both are synchronized! / ,!
  • the time Tse from the start of the wafer stage 49 to the start of exposure is known at the time when the trajectory of the wafer stage 49 is generated. Also, the drive control timing immediately before the start of the run is the time origin 0, and the time difference Tof to the pulse light emission point immediately after this force can be measured by some hardware measurement means and can also be known. .
  • the plasma 65 is emitted before the start of exposure, and the delay time between the emission timing of the pulsed light and the drive control timing of the wafer stage 49 is detected.
  • This time difference Tof is obtained by monitoring the pulsed light with the EUV photodetector 19.
  • a photodiode is used for the EUV photodetector 19.
  • a current is output from the photodiode.
  • Tof can be known by examining the time difference between the signal from this photodiode and the control cycle of the drive control timing of the wafer stage 49 provided in the exposure apparatus.
  • the light emission timing Tf (n) of the pulsed light is expressed by the following equation.
  • Ts, m) m X Ds + Tse
  • the emission timing of the pulsed light does not necessarily coincide with the timing at which the wafer stage 49 reaches the exposure start point.
  • the start of the run-up of the wafer stage 49 is delayed as shown by the straight line b in FIG. 2 (the drive control is discrete, so the delay is every one sample Ds).
  • n and m may become too large, and it may take time until exposure can be started.
  • a means for shifting the phase for example, a method of changing the starting position (initial position) of the trajectory or adjusting the parameter (acceleration) for generating the trajectory can be used.
  • the exposure start point and the light emission timing are determined based on the drive control timing of the wafer stage 49 and the light emission timing of the pulsed light. Since the timing of the movement start of Ueno and stage 49 is controlled so that they coincide (synchronize), even when pulsed light generated by converting the target material into plasma is used as the exposure light source, good exposure is achieved. Quantity uniformity can be obtained.
  • the term “coincidence (synchronous)” here means that a time difference that allows no problem in the specifications of the device is allowed.
  • the deviation between the exposure start time of the wafer stage 49 and the light emission time of the pulse light is reduced, and the number of pulses in the exposure field of the pulse light irradiated at the scan start portion in the exposure field is always constant. Therefore, it is essential to make the exposure amount in the exposure field uniform.
  • the EUV light detector 19 is used to detect the EUV light emission timing.
  • the light emission timing may be detected by other methods.
  • the supply timing of the target 63 and the pulse timing of the pulsed laser light for plasma excitation emitted from the laser device 29 can be adjusted in advance.
  • the laser light emission timing of the laser device 29 can be controlled as the EUV light emission timing.
  • FIG. 3 shows a time chart of the second embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the light emission timing is adjusted based on the drive control timing of the wafer stage 49 and the light emission timing of the pulsed light, so that the exposure start and the light emission timing coincide with each other. .
  • the light emission timing adjustment force is performed by changing the phase of the pulsed light. That is, the control device 61 detects a deviation amount Tof between the drive control timing of the wafer stage 49 and the light emission timing of the pulsed light at time A in FIG. 3 (similar to the first embodiment). Based on this result, it is calculated how much the emission timing of the pulsed light is shifted to match the drive control timing of Ueno and stage 49 in the shortest time. Then, the calculation result is fed back to the laser target material control device 43. As a result, the ejection timing of the target 63 ejected from the nozzle 23 by the supply section 25 of the target material supply device 21 is changed, and the emission timing (phase) of the Norse light is shifted (in FIG. The timing until the next flash is adjusted). In this embodiment, the emission frequency (repetition frequency) of the pulsed light is not changed.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the drive control of the wafer stage 49 can be performed in a shorter time compared to the first embodiment.
  • the timing and the emission timing of the pulsed light can be matched. Therefore, the waiting time can be reduced and the throughput of the exposure apparatus can be improved.
  • the emission timing (phase) of the pulsed light is shifted has been described.
  • the emission frequency (repetition frequency) of the pulsed light may be changed.
  • the light emission frequency of the pulse light may be changed so that the drive control timing of the wafer stage 49 and the light emission timing of the pulse light coincide with each other. It is also possible to change the phase and frequency of the stage drive control timing.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the emission timing of the pulsed light is monitored by monitoring the timing at which the target material is ejected from the nozzle 23.
  • the light irradiator 71 is disposed on one side of the passing position of the target 63, and the light detector 73 is disposed opposite to the light irradiator 71.
  • the light irradiator 71 has a light emitting diode 75 and a condenser lens 77.
  • the light emitted from the light emitting diode 75 is designed to be focused at a position where the target 63 passes by the condenser lens 77.
  • the light from the light emitting diode 75 is blocked or scattered by the target 63, so that the amount of light detected by the photodetector 73 decreases and the output signal of the photodetector 73 decreases. To do.
  • the detection signal force of the photodetector 73 can also estimate the emission timing of the pulsed light.
  • the laser 'target material control device 43 supplies the target material supply device 21 to the supply unit 25.
  • the correlation between the output material supply signal and the target material dropping timing may be obtained, and the material supply signal force to the target material supply device 21 may be used to estimate the emission timing of the pulsed light.
  • the force described with respect to the example in which the exposure start point and the light emission point of the pulsed light are synchronized may be synchronized with the light exposure end point and the light emission point of the pulsed light. good. Which constraint is important depends on the shape of the shot to be exposed, etc. If both cannot be synchronized, it is desirable to control so that only the important one is synchronized. For example, the priority may be determined depending on the presence or absence of a pattern near the edge of a shot or the presence or absence of a pattern that requires more illumination uniformity.
  • a target material is intermittently supplied between the electrodes, and discharge is performed in accordance with the target material. It may be a discharge plasma X-ray source that generates EUV light.
  • a method for supplying an intermittent target material there are a method in which a gas is intermittently ejected between the electrodes, or a liquid or fine particle target material is supplied between the electrodes.
  • control timing and the light emission timing are synchronized with the stage of the sensitive substrate. Similarly, the control timing of the reticle stage and the light emission timing can be synchronized.

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Abstract

　本発明は、ターゲット材料をプラズマ化してパルス光を発生させパルス光で露光を行う露光装置および露光方法に関し、露光用の光源にターゲット材料をプラズマ化して発生したパルス光を使用する場合にも、良好な露光量均一性を得ることを目的とする。 　そして、間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス光を発生させる発光手段と、前記パルス光が照射されるレチクルを備えたレチクルステージと、前記レチクルでパターン化されたパルス光が照射される感応基板が配置される感応基板ステージと、前記感応基板上への露光を開始する前に、前記感応基板ステージの駆動タイミングと前記パルス光の発光タイミングとに基づいて露光開始点または露光終了点と前記発光タイミングとが一致するように前記感応基板ステージを制御する制御手段とを有することを特徴とする。                                                                             

Description

露光装置および露光方法
技術分野
[0001] 本発明は、露光装置に係わり、特にターゲット材料をプラズマ化してパルス光を発 生させパルス光で露光を行う露光装置および露光方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、パルス光を使用した露光装置では、露光装置側から光源に発光の指示（トリ ガー）を行い、光源はこれに応じて露光光を発光している。すなわち、露光装置側は 装置のステージ駆動にタイミングを合わせるように光源にトリガーをかけて露光動作を 行っている。これにより露光フィールド内で均一な露光量を得ることができる。
一方、ある種の EUV光源では間歇的にターゲット材料を供給しこれをプラズマ化し 、このプラズマカゝら輻射される X線 (EUV光）を用いている。このような光源として、例 えばノズル先端力 液滴を落下させ、この液滴にレーザ光を照射しプラズマ化するド ロプレット ·レーザプラズマエックス線源がある。
特許文献 1 :特開 2000— 215998号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかしながら、このような光源においては、 EUV光が発光する時刻は、ターゲット材 料が供給されるタイミングに依存し、露光装置内部のタイミングとは無関係となる。こ のため、露光装置側力 光源にトリガーをかけても、露光装置が所望しているタイミン グで EUV光が発光しない。このタイミングのズレ（遅れ）は最大で光源の繰り返し周 波数の逆数になる。例えば繰り返し周波数が 1kHzであれば、最大の遅れは lmsに なる。
[0004] このため、露光装置のステージの動き出しと EUV光の発光時刻のズレにより露光フ ィールド内のスキャン開始部分およびスキャン終端部で照射されるパルス数が最悪の 場合 1パルス分不足してしま!/、、フィールド内の露光量均一性が悪化してしまう。 本発明は、カゝかる従来の問題を解決するためになされたもので、露光用の光源にタ 一ゲット材料をプラズマ化して発生したパルス光を使用する場合にも、良好な露光量 均一性を得ることができる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0005] 請求項 1の露光装置は、間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス 光を発生させる発光手段と、前記パルス光が照射されるレチクルを備えたレチクルス テージと、前記レチクルでパターン化されたパルス光が照射される感応基板が配置さ れる感応基板ステージと、前記感応基板上への露光を開始する前に、前記感応基 板ステージの駆動タイミングと前記パルス光の発光タイミングとに基づいて露光開始 点または露光終了点と前記発光タイミングとが一致するように前記感応基板ステージ を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
[0006] 請求項 2の露光装置は、間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス 光を発生させる発光手段と、前記パルス光が照射されるレチクルを備えたレチクルス テージと、前記レチクルでパターン化されたパルス光が照射される感応基板が配置さ れる感応基板ステージと、前記感応基板上への露光を開始する前に、前記感応基 板ステージの駆動タイミングと前記パルス光の発光タイミングとに基づいて露光開始 点または露光終了点と発光タイミングとが一致するように前記発光タイミングを制御す る制御手段とを有することを特徴とする。
[0007] 請求項 3の露光装置は、請求項 2記載の露光装置において、前記発光タイミングの 調整を、前記パルス光の位相を変化させて行うことを特徴とする。
請求項 4の露光装置は、請求項 2記載の露光装置において、前記発光タイミングの 調整を、前記パルス光の発光周波数を変化させて行うことを特徴とする。
請求項 5の露光装置は、請求項 1な!、し請求項 4の 、ずれか 1項記載の露光装置 において、前記パルス光の発光タイミングを、検出手段により予め検出することを特 徴とする。
[0008] 請求項 6の露光装置は、請求項 1な!、し請求項 4の 、ずれか 1項記載の露光装置 において、前記パルス光の発光タイミングを、前記供給手段の前記ターゲット材料の 供給タイミングに基づ 、て求めることを特徴とする。
請求項 7の露光装置は、請求項 6記載の露光装置において、前記ターゲット材料の 供給タイミングを、前記ターゲット材料の供給時刻を検出することにより求めることを特 徴とする。
[0009] 請求項 8の露光装置は、請求項 6記載の露光装置にお 、て、前記ターゲット材料の 供給タイミングを、前記ターゲット材料を供給する供給手段の駆動制御信号により求 めることを特徴とする。
請求項 9の露光装置は、請求項 1な!、し請求項 8の 、ずれか 1項記載の露光装置 において、前記感応基板ステージは、一定の制御周期で駆動制御されることを特徴 とする。
[0010] 請求項 10の露光装置は、請求項 9記載の露光装置において、前記制御手段は、 前記制御周期を前記パルス光の周期に同期させて露光を開始することを特徴とする 請求項 11の露光装置は、請求項 10記載の露光装置において、前記制御手段は、 前記同期を、前記感応基板ステージの助走開始時刻を遅らせて行うことを特徴とす る。
請求項 12の露光装置は、請求項 11記載の露光装置において、前記制御手段は、 前記助走開始時刻の遅れ時間を最小に設定することを特徴とする。
[0011] 請求項 13の露光方法は、間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス 光を発生させる発光手段を用いて感応基板上にパターンを露光する露光方法にお いて、前記感応基板上への露光を開始する前に、前記パルス光の発光タイミングを 測定することを特徴とする。
請求項 14の露光方法は、請求項 13記載の露光方法において、前記前記パルス光 の発光タイミングを、前記ターゲット材料の供給タイミングに基づ ヽて求めることを特 徴とする。
[0012] 請求項 15の露光方法は、請求項 13記載の露光方法において、前記パルス光の発 光タイミングを、前記パルス光の強度を検出することにより求めることを特徴とする。 請求項 16の露光装置は、間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス 光を発生させる発光手段と、前記パルス光が照射されるレチクルを備えたレチクルス テージと、前記レチクルでパターン化されたパルス光が照射される感応基板が配置さ れる感応基板ステージと、前記感応基板上への露光を開始する前に、前記感応基 板ステージの駆動条件と前記パルス光の発光条件とに基づいて露光開始点または 露光終了点と前記パルス光の発光タイミングとが一致するように前記感応基板ステー ジを制御する制御手段とを有することを特徴とする。
発明の効果
[0013] 本発明の露光装置では、感応基板上への露光を開始する前に、感応基板ステー ジの駆動タイミングとパルス光の発光タイミングとに基づいて露光開始点または露光 終了点と発光タイミングとが一致するように感応基板ステージを制御するようにしたの で、露光用の光源にターゲット材料をプラズマ化して発生したパルス光を使用する場 合にも、良好な露光量均一性を得ることができる。
[0014] 本発明の露光装置では、感応基板上への露光を開始する前に、感応基板ステー ジの駆動タイミングとパルス光の発光タイミングとに基づいて露光開始点または露光 終了点と発光タイミングとが一致するように発光タイミングを制御するようにしたので、 露光用の光源にターゲット材料をプラズマ化して発生したノ ルス光を使用する場合 にも、良好な露光量均一性を得ることができる。
[0015] 本発明の露光装置では、感応基板上への露光を開始する前に、感応基板ステー ジの駆動条件とパルス光の発光条件とに基づいて露光開始点または露光終了点と パルス光の発光タイミングとが一致するように感応基板ステージを制御するするように したので、露光用の光源にターゲット材料をプラズマ化して発生したノ ルス光を使用 する場合にも、良好な露光量均一性を得ることができる。
[0016] 本発明の露光方法では、露光開始前にパルス光の発光タイミングを測定するように したので、露光用の光源にターゲット材料をプラズマ化して発生したノ ルス光を使用 する場合にも、発光タイミングを把握することができ、これに基づいて露光量均一性 の制御をすることが可能となる。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明の露光装置の第 1の実施形態を示す説明図である。
[図 2]図 1の制御装置のウェハステージ制御のタイムチャートを示す説明図である。
[図 3]本発明の露光装置の第 2の実施形態におけるウェハステージ制御のタイムチヤ ートを示す説明図である。
[図 4]本発明の露光装置の第 3の実施形態を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第 1の実施形態）
図 1は本発明の露光装置の第 1の実施形態を示している。この実施形態では、露光 用の光源にドロブレット (液滴)ターゲットを用いたレーザプラズマエックス線源が使用 される。
[0019] この実施形態の露光装置は、 EUV光発生部 11と露光部 13とを有している。
EUV光発生部 11はターゲット材料をプラズマ化し EUV光力ゝらなるパルス光を発生 させる。この EUV光発生部 11は真空チャンバ 15を有している。真空チャンバ 15内 には、 EUV光を反射する集光ミラー 17と、 EUV光を検出する EUV光検出器 19が 配置されている。
[0020] 真空チャンバ 15の上側には、ターゲット材料を供給するターゲット材料供給装置 2 1が配置されている。このターゲット材料供給装置 21は、真空チャンバ 15内に開口さ れるノズル 23と、ノズル 23へターゲット材料を供給する供給部 25とを有している。真 空チャンバ 15の下側には、ターゲット材料を回収する回収機構 27が配置されている 真空チャンバ 15の側方には、レーザ光を発生するレーザ装置 29からのレーザ光 3 1を真空チャンバ 15内に導くレーザ光光学系 33が配置されている。レーザ装置 29か らのレーザ光 31は、反射ミラー 35, 37により反射した後、レンズ 39により集光され、 真空チャンバ 15に形成されるレーザ導入窓 41を介して真空チャンバ 15内に導かれ る。
[0021] レーザ装置 29およびターゲット材料供給装置 21の供給部 25は、レーザ，ターゲット 材料制御装置 43により制御される。
露光部 13は、真空チャンバ 45を有している。真空チャンバ 45内には、レチクルス テージ 47およびウェハステージ 49が配置されている。 EUV光発生部 11で発生した EUV光は EUV光導入部 51から真空チャンバ 45内の照明光学系 53に導入され、 照明光学系 53によりレチクルステージ 47の下側に配置されるレチクル 55の下面に 導かれる。レチクル 55でパターンィ匕され反射された EUV光は、投影光学系 57を介し てウェハステージ 49の上面に載置される感応基板であるウェハ 59に照射され露光 が行われる。この実施形態では、レチクルステージ 47およびウェハステージ 49を駆 動してスキャン露光が行われる。
[0022] 図 1において、符号 61は制御装置を示している。この制御装置 61は、 EUV光検出 器 19およびレーザ'ターゲット材料制御装置 43からの信号を入力する。また、レチク ルステージ 47およびウェハステージ 49から駆動制御信号を入力する。そして、レチ クルステージ 47、ウェハステージ 49およびレーザ ·ターゲット材料制御装置 43を制 御する。
[0023] 上述した露光装置では、ターゲット材料供給装置 21の供給部 25により、ノズル 23 の先端から、例えば液ィ匕キセノン力もなるドロブレットターゲット 63が間歇的に噴出さ れる。噴出されたターゲット 63が所定の位置 (集光ミラー 17の焦点）に到達した時に 、レーザ装置 29からレーザ光 31が出射され、レンズ 39を介してターゲット 63上に集 光し、ターゲット材料をプラズマ化する。
[0024] プラズマ 65から放出された EUV光 67は集光ミラー 17により集光され、露光部 13の 照明光学系 53に導かれる。照明光学系 53から出射された EUV光 67はレチクルス テージ 47のレチクル 55に入射して反射される。レチクル 55の反射光は投影光学系 5 7に入射し、レチクル 55上の微細パターンをレジストが塗布されたウェハ 59上に結像 する。
[0025] ここで、レーザ装置 29およびターゲット材料供給装置 21の供給部 25は、レーザ'タ 一ゲット制御装置 43により、ターゲット 63が所定の位置 (集光ミラー 17の焦点）に位 置したときにレーザ光 31がターゲット 63を照射するようにタイミングを制御されている 。例えば、レーザ装置 29からターゲット 63へ向力 レーザ光 31の発光タイミングを調 整することにより制御される。なお、この調整は、例えば、 EUV光の発光状態を EUV 光検出器 19等の検出器によって検出することによって行うことが可能となる。また、レ 一ザ装置 29から射出されるレーザ光のパルス周期とターゲット材料の供給周期 (集光 ミラー 17の焦点をターゲット 63が通過する周期と同じ)は設計した周期となるように調 整しておく。
[0026] 一方、図 2に示すように、ウェハステージ 49の軌道追従制御は離散的であり、その 駆動制御の周期は Dsである。また、プラズマ 65の発光も離散的であり、その EUV光 (パルス光とも 、う)の発光周期は Deであり、両者は同期して!/、な!/、。
そして、 1ショットのスキャン露光において、ウェハステージ 49の助走開始から露光 開始までの時間 Tseは、ウェハステージ 49の軌道を生成する時点にお!、て既知であ る。また、助走開始直前の駆動制御タイミングを時間原点 0とし、ここ力 直後のパル ス光の発光点までの時間差 Tofは何らかのハードウェア的な計測手段において測定 可能でありこれも既知とすることができる。
[0027] この実施形態では、時間差 Tofを知るために露光開始前にプラズマ 65を発光させ て、パルス光の発光タイミングとウェハステージ 49の駆動制御のタイミングとの遅延時 間を検出する。この時間差 Tofは EUV光検出器 19によりパルス光をモニターするこ とにより行われる。この実施形態では EUV光検出器 19にフォトダイオードを用 ヽて ヽ る。パルス光が発生するとフォトダイオードから電流 (電圧）が出力され、この信号をモ 二ターすることによりパルス光の発光タイミングを知ることができる。このフォトダイォー ドからの信号と、露光装置内部で有しているウェハステージ 49の駆動制御タイミング の制御周期との時間差を調べることにより Tofを知ることができる。
[0028] ここで、 nを整数とするとパルス光の発光タイミング Tf (n)は下式で表される。
Tf (n) =nX De+Tof
また、 mを整数とすると露光開始の駆動制御タイミング Ts (m)は下式で表される。 Ts、m) =m X Ds+Tse
図 2の直線 aに示したように、最初の時間原点 0でウェハステージ 49の助走を開始 すると、パルス光の発光タイミングは必ずしもウェハステージ 49が露光開始点に到達 するタイミングとは一致しない。これを一致させるために、図 2の直線 bに示すように、 ウェハステージ 49の助走開始を遅らせる（駆動制御は離散的であるので遅れは 1サ ンプル Ds毎になる）。
[0029] ここで、 I Tf (n)一 Ts (m) | < Δ ( Δは許容される時間差）となる最小の n, mを探 索する。この mを使用して、すなわち、先の時間原点 0より mサンプルだけウェハステ ージ 49の助走開始の駆動制御タイミングを遅らすことにより、露光開始点の近傍にパ ルス光の発光開始点がくるように制御する (同期をとる)ことができる。
なお、周期 Deと周期 Dsの値とタイミングの初期値によっては nと mの値が大きくなり 過ぎ、露光開始できる状態になるまで時間が力かる恐れがある。これが問題になる場 合には、予め発光のタイミングあるいはウェハステージ 49の駆動制御のタイミングつ まり位相をずらして n、 mの値が小さ 、値で同期をとれるようにすることも可能である。 位相をずらす手段としては、例えば、軌道の開始位置 (初期位置)を変えたり、軌道生 成のパラメータ (加速度)を調整したりする等の方法を用いることができる。
[0030] 上述した露光装置では、ウェハ 59上への露光を開始する前に、ウェハステージ 49 の駆動制御タイミングとパルス光の発光タイミングとに基づ 、て、露光開始点と発光タ イミングとが一致 (同期)するようにウエノ、ステージ 49の移動開始のタイミングを制御す るようにしたので、露光用の光源にターゲット材料をプラズマ化して発生したパルス光 を使用する場合にも、良好な露光量均一性を得ることができる。ここで言う、一致 (同 期)とは装置の仕様上問題のない程度の時間差を許容したものである。
[0031] すなわち、ウェハステージ 49の露光開始時刻とパルス光の発光時刻とのズレを低 減し、露光フィールド内のスキャン開始部分で照射されるパルス光の露光フィールド 内でのパルス数を常に一定のノ ルス数にすることが可能になり、露光フィールド内の 露光量を均一にすることが本質である。
なお、上述した露光装置では EUV光検出器 19を用いて EUV光の発光タイミング を検出している力 他の方法で発光タイミングを検出しても良い。例えば、上述したよ うに、ターゲット 63の供給タイミングとレーザ装置 29から射出するプラズマ励起用の パルスレーザ光のパルスのタイミングとが同期を取るように予め調整することができる 。このような場合、レーザ装置 29のレーザ光の発光タイミングを EUV光の発光タイミ ングとして制御することができる。このような制御を行う場合、レーザ装置 29のレーザ 光発光周期とターゲット 63の供給周期が異なる場合には、この違いについて考慮す ることが好ましい。
(第 2の実施形態）
図 3は本発明の露光装置の第 2の実施形態のタイムチャートを示している。 [0032] なお、この実施形態において第 1の実施形態と同一の部分には、同一の符号を付 して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、ウェハ 59上への露光を開始する前に、ウェハステージ 49の駆 動制御タイミングとパルス光の発光タイミングとに基づいて発光タイミングが調整され 、露光開始と発光タイミングとを一致させる。
[0033] この実施形態では、発光タイミングの調整力 パルス光の位相を変化させることによ り行われる。すなわち、制御装置 61は、図 3の時刻 Aにおいて、ウェハステージ 49の 駆動制御タイミングとパルス光の発光タイミングとのズレ量 Tofを検出する (第 1の実施 形態と同様)。そして、この結果に基づいて、パルス光の発光タイミングをどのくらいず らせば、最短の時間でウエノ、ステージ 49の駆動制御タイミングとが一致するかを計 算する。そして、この計算結果をレーザ'ターゲット材料制御装置 43にフィードバック する。これにより、ターゲット材料供給装置 21の供給部 25によりノズル 23から噴出さ れるターゲット 63の噴出タイミングが変更され、ノ ルス光の発光タイミング (位相)がず らされる (図では時刻 Aの発光と次の発光までのタイミングを調整している)。なお、こ の実施形態では、パルス光の発光周波数 (繰り返し周波数)は変化されな 、。
[0034] この実施形態においても第 1の実施形態と同様の効果を得ることができるが、この 実施形態では、第 1の実施形態に比較して、より短い時間でウェハステージ 49の駆 動制御タイミングとパルス光の発光タイミングとを一致させることができる。従って、待 ち時間を少なくし露光装置のスループットを向上させることができる。
なお、この実施形態では、パルス光の発光タイミング (位相)をずらした例について説 明したが、パルス光の発光周波数 (繰り返し周波数)を変化するようにしても良い。
[0035] すなわち、ウェハ 59上の 1点に照射されるパルス光のパルス数が十分に多ぐ露光 量均一性が十分な場合には、パルス光の発光周波数を多少変化させても問題ない。 従って、このような場合には、ウェハステージ 49の駆動制御タイミングとパルス光の発 光タイミングとが一致するようにパルス光の発光周波数を変化するようにしても良 、。 また、ステージの駆動制御タイミングの位相や周波数を変化させることも可能である。 (第 3の実施形態）
図 4は本発明の露光装置の第 3の実施形態を示している。 [0036] なお、この実施形態において第 1の実施形態と同一の部分には、同一の符号を付 して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、ノズル 23からターゲット材料が噴出されるタイミングをモニター することによりパルス光の発光タイミングがモニターされる。
すなわち、この実施形態では、ターゲット 63の通過位置の片側に光照射器 71が配 置され、光照射器 71に対向して光検出器 73が配置されている。光照射器 71は発光 ダイオード 75と集光レンズ 77とを有して 、る。発光ダイオード 75から放出された光は 、集光レンズ 77によりターゲット 63が通過する位置で焦点を結ぶように設計されてい る。ターゲット 63が通過した時刻には、発光ダイオード 75からの光がターゲット 63に より遮られたり散乱されるため、光検出器 73で検出される光量が低下し光検出器 73 力 の出力信号が低下する。
[0037] 従って、光検出器 73の出力信号をモニターすることにより、ターゲット 63が通過し た時刻をモニターすることができる。そして、ターゲット 63の通過力もターゲット 63が 発光するまでの時間は一定であるので、光検出器 73の検出信号力もパルス光の発 光タイミングを推定することができる。
この実施形態においても第 1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
[0038] なお、この実施形態では、ターゲット 63が通過する時刻を光検出器 73によりモニタ 一した例について説明したが、レーザ'ターゲット材料制御装置 43からターゲット材 料供給装置 21の供給部 25に出力される材料供給信号と、ターゲット材料の滴下の タイミングの相関を求め、ターゲット材料供給装置 21への材料供給信号力もパルス 光の発光タイミングを推定するようにしても良 、。
[0039] 例えば、ターゲット材料供給装置 21の供給部 25にパルス電圧を印加するとそれに 応じてノズル 23から液滴が所定の応答時間で落下する。従って、パルス電圧の印加 の時刻とパルス光の発光までの時間差を予め測定することにより、パルス電圧の印加 のタイミングのみを知ることによりパルス光の発光時刻を知ることができる。
(実施形態の補足事項）
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきた力 本発明の技術的範囲 は上述した実施形態に限定されるものではなぐ例えば、以下のような形態でも良い [0040] (1)上述した実施形態では、露光開始点とパルス光の発光点とを同期させた例につ いて説明した力 露光終了点とパルス光の発光点とを同期させるようにしても良い。 いずれの制約が重要であるかは露光するショットの形状等によって決まり、両方を同 期させることができない場合には、重要な方だけを同期させるように制御するのが望 ましい。例えば、ショットのエッジ近傍のパターンの有無や照明均一性がより要求され るパターンの有無等によってどちらを優先するか決めれば良い。
[0041] (2)上述した実施形態では、パルス光の発光タイミングを EUV光検出器 19によりモ 二ターした例について説明したが、例えば、可視光、赤外域に感度を有する光検出 器によりモニターしても良い。すなわち、プラズマ 65からは EUV光 67と同時に、紫外 線、可視光、赤外光等が発生するため、これをモニターすることにより EUV光 67の 発光タイミングを知ることができる。
[0042] (3)上述した実施形態では、 EUV光 67の光源にレーザ生成プラズマ光源を用いた 例について説明したが、例えば、間歇的にターゲット材料を電極間に供給し、それに 合わせて放電を行って EUV光を発生する放電プラズマエックス線源であっても良い 。また、間歇的なターゲット材料の供給方法としては、間歇的にガスを電極間に噴出 したり、液的状あるいは微小粒子状のターゲット材料を電極間に供給する方法がある
[0043] (4)上述した実施形態では、ターゲット材料に液ィ匕キセノンを用いた例にっ 、て説 明したが、例えば、錫 (Sn)を使用しても良い。この場合には、例えばポリスチレン榭脂 中に Sn固体微粒子を分散させたものを加熱して液体状で使用するのが望ま ヽ。
(5)上述した実施形態では、感応基板のステージに制御タイミングと発光タイミング の同期を取っているが、同様にして、レチクルステージの制御タイミングと発光タイミン グの同期を取ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス光を発生させる発光手段 と、
前記ノ ルス光が照射されるレチクルを備えたレチクルステージと、
前記レチクルでパターンィ匕されたパルス光が照射される感応基板が配置される感 応基板ステージと、
前記感応基板上への露光を開始する前に、前記感応基板ステージの駆動タイミン グと前記パルス光の発光タイミングとに基づいて露光開始点または露光終了点と前 記発光タイミングとが一致するように前記感応基板ステージを制御する制御手段と、 を有することを特徴とする露光装置。
[2] 間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス光を発生させる発光手段 と、
前記ノ ルス光が照射されるレチクルを備えたレチクルステージと、
前記レチクルでパターンィ匕されたパルス光が照射される感応基板が配置される感 応基板ステージと、
前記感応基板上への露光を開始する前に、前記感応基板ステージの駆動タイミン グと前記パルス光の発光タイミングとに基づいて露光開始点または露光終了点と発 光タイミングとが一致するように前記発光タイミングを制御する制御手段と、 を有することを特徴とする露光装置。
[3] 請求項 2記載の露光装置において、
前記発光タイミングの調整を、前記パルス光の位相を変化させて行うことを特徴とす る露光装置。
[4] 請求項 2記載の露光装置において、
前記発光タイミングの調整を、前記パルス光の発光周波数を変化させて行うことを 特徴とする露光装置。
[5] 請求項 1な!、し請求項 4の 、ずれか 1項記載の露光装置にお!、て、
前記ノ ルス光の発光タイミングを、検出手段により予め検出することを特徴とする露 光装置。
[6] 請求項 1な!、し請求項 4の 、ずれか 1項記載の露光装置にお!、て、 前記パルス光の発光タイミングを、前記供給手段の前記ターゲット材料の供給タイミ ングに基づ 、て求めることを特徴とする露光装置。
[7] 請求項 6記載の露光装置において、
前記ターゲット材料の供給タイミングを、前記ターゲット材料の供給時刻を検出する ことにより求めることを特徴とする露光装置。
[8] 請求項 6記載の露光装置において、
前記ターゲット材料の供給タイミングを、前記ターゲット材料を供給する供給手段の 供給制御信号により求めることを特徴とする露光装置。
[9] 請求項 1な!、し請求項 8の 、ずれか 1項記載の露光装置にお!、て、
前記感応基板ステージは、一定の制御周期で駆動制御されることを特徴とする露 光装置。
[10] 請求項 9記載の露光装置において、
前記制御手段は、前記制御周期を前記パルス光の周期に同期させて露光を開始 することを特徴とする露光装置。
[11] 請求項 10記載の露光装置において、
前記制御手段は、前記同期を、前記感応基板ステージの助走開始時刻を遅らせて 行うことを特徴とする露光装置。
[12] 請求項 11記載の露光装置において、
前記制御手段は、前記助走開始時刻の遅れ時間を最小に設定することを特徴とす る露光装置。
[13] 間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス光を発生させる発光手段 を用いて感応基板上にパターンを露光する露光方法にぉ 、て、
前記感応基板上への露光を開始する前に、前記パルス光の発光タイミングを測定 することを特徴とする露光方法。
[14] 請求項 13記載の露光方法において、
前記前記パルス光の発光タイミングを、前記ターゲット材料の供給タイミングに基づ V、て求めることを特徴とする露光方法。
[15] 請求項 13記載の露光方法において、
前記パルス光の発光タイミングを、前記パルス光の強度を検出することにより求める ことを特徴とする露光方法。
[16] 間歇的に供給されるターゲット材料をプラズマ化しパルス光を発生させる発光手段 と、
前記ノ ルス光が照射されるレチクルを備えたレチクルステージと、
前記レチクルでパターンィ匕されたパルス光が照射される感応基板が配置される感 応基板ステージと、
前記感応基板上への露光を開始する前に、前記感応基板ステージの駆動条件と 前記パルス光の発光条件とに基づいて露光開始点または露光終了点と前記パルス 光の発光タイミングとが一致するように前記感応基板ステージを制御する制御手段と を有することを特徴とする露光装置,
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