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JP2008153396A - Illuminance equalizing apparatus, exposure apparatus, exposure method, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Illuminance equalizing apparatus, exposure apparatus, exposure method, and semiconductor device manufacturing method Download PDF

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JP2008153396A
JP2008153396A JP2006339080A JP2006339080A JP2008153396A JP 2008153396 A JP2008153396 A JP 2008153396A JP 2006339080 A JP2006339080 A JP 2006339080A JP 2006339080 A JP2006339080 A JP 2006339080A JP 2008153396 A JP2008153396 A JP 2008153396A
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Japan
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illuminance
optical system
adsorption element
impurities
exposure apparatus
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JP2006339080A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Aoki
貴史 青木
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

【課題】不純物を効率的に除去する照度均一化光学系を提供する。
【解決手段】本発明による照度均一化光学系(351a、351b)は、複数の光学素子(3511a、3511b)を含み、前記複数の光学素子に光を照射して前記複数の光学素子からの光を集光して照度を均一化する照度均一化光学系であって、前記複数の光学素子の間に、不純物を吸着する吸着素子(1011)を配置したことを特徴とする。
【選択図】図3
An illuminance uniforming optical system that efficiently removes impurities is provided.
An illuminance uniformity optical system (351a, 351b) according to the present invention includes a plurality of optical elements (3511a, 3511b), and irradiates light to the plurality of optical elements to emit light from the plurality of optical elements. Is an illuminance equalizing optical system that collects light and equalizes the illuminance, and an adsorption element (1011) that adsorbs impurities is disposed between the plurality of optical elements.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、照度均一化装置および該照度均一化装置を使用する露光装置および該露光装置を使用する半導体デバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to an illuminance equalizing apparatus, an exposure apparatus using the illuminance equalizing apparatus, and a semiconductor device manufacturing method using the exposure apparatus.

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えてこれより短い波長(11〜14nm)のEUV(Extreme Ultraviolet)光(極端紫外線)を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている(たとえば、特許文献1)。この技術は、最近ではEUVリソグラフィと呼ばれており、従来の波長190nm程度の光線を用いた光リソグラフィでは実現不可能な、70nm以下の解像力を得られる技術として期待されている。
特開2003-14893号公報
In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuits, EUV (Extreme Ultraviolet) having a shorter wavelength (11 to 14 nm) is used instead of conventional ultraviolet rays in order to improve the resolution of an optical system limited by the diffraction limit of light. A projection lithography technique using light (extreme ultraviolet rays) has been developed (for example, Patent Document 1). This technique is recently called EUV lithography, and is expected as a technique capable of obtaining a resolution of 70 nm or less, which cannot be realized by conventional optical lithography using light having a wavelength of about 190 nm.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-14893

EUV光を使用した露光装置においては、EUV光源の標的材料(ターゲット)やターゲットがスパッタリングした周辺部材などが粒子として飛散し、光学素子を汚染して、たとえば、反射率を低下させるなどの問題を生じる。このような飛散粒子をデブリと呼称する。また、デブリの他にも、水分、一酸化炭素、二酸化炭素および有機物ガスなどによって、露光装置中の反射鏡の多層膜表面において酸化膜やカーボン皮膜が形成されやすくなる。デブリや上記の物質を含め、露光装置中の反射鏡の反射率を低下させる物質を総じて不純物と呼称する。   In an exposure apparatus using EUV light, a target material (target) of an EUV light source or a peripheral member sputtered by the target is scattered as particles, contaminating the optical element, for example, reducing the reflectance. Arise. Such scattered particles are called debris. In addition to debris, an oxide film or a carbon film is likely to be formed on the surface of the multilayer film of the reflecting mirror in the exposure apparatus due to moisture, carbon monoxide, carbon dioxide and organic gas. Substances that reduce the reflectivity of the reflecting mirror in the exposure apparatus, including debris and the above substances, are collectively referred to as impurities.

このように不純物は、光学素子の反射率を低下させ、露光装置のスループットを低下させるので、できるだけ低減する必要がある。   Thus, impurities need to be reduced as much as possible because they lower the reflectivity of the optical element and lower the throughput of the exposure apparatus.

したがって、不純物を効率的に除去する照度均一化光学系に対するニーズがある。また、高いスループットを実現することのできる露光装置および半導体製造方法に対するニーズがある。   Accordingly, there is a need for an illumination uniformizing optical system that efficiently removes impurities. There is also a need for an exposure apparatus and a semiconductor manufacturing method that can realize high throughput.

本発明による照度均一化光学系は、その表面の照度が相対的に低い部分に不純物を吸着する吸着素子を配置したことを特徴とする。   The illuminance uniformizing optical system according to the present invention is characterized in that an adsorption element that adsorbs impurities is arranged in a portion where the illuminance on the surface is relatively low.

本発明による照度均一化光学系においては、表面の照度が相対的に低い部分に吸着素子を配置するので、吸着素子の照度への影響を小さくすることができる。   In the illuminance uniformizing optical system according to the present invention, since the adsorption element is disposed in a portion where the illuminance on the surface is relatively low, the influence on the illuminance of the adsorption element can be reduced.

本発明による照度均一化光学系は、複数の光学素子を含み、前記複数の光学素子に光を照射して前記複数の光学素子からの光を集光して照度を均一化する照度均一化光学系であって、前記複数の光学素子の間に、不純物を吸着する吸着素子を配置したことを特徴とする。   An illuminance uniformity optical system according to the present invention includes a plurality of optical elements, and illuminance uniformity optics that irradiates the plurality of optical elements with light and collects the light from the plurality of optical elements to equalize the illuminance. An adsorption element that adsorbs impurities is arranged between the plurality of optical elements.

本発明による照度均一化光学系においては、照度均一化光学系を構成する複数の光学素子の間に、吸着素子を配置したので、光の径路の大部分は、吸着素子によって妨げられることはなく、吸着素子の照度への影響を小さくすることができる。   In the illuminance uniformizing optical system according to the present invention, since the adsorption element is arranged between the plurality of optical elements constituting the illuminance uniforming optical system, most of the light path is not obstructed by the adsorption element. The influence on the illuminance of the adsorption element can be reduced.

本発明の一実施形態による照度均一化光学系は、フライアイミラーを備えたことを特徴とする。   An illuminance equalizing optical system according to an embodiment of the present invention includes a fly-eye mirror.

本実施形態による照度均一化光学系においては、フライアイミラーを構成する複数の光学素子の間に、吸着素子を配置したので、光の径路の大部分は、吸着素子によって妨げられることはなく、吸着素子の照度への影響を小さくすることができる。   In the illuminance uniformizing optical system according to the present embodiment, since the adsorption element is arranged between the plurality of optical elements constituting the fly-eye mirror, most of the light path is not hindered by the adsorption element, The influence on the illuminance of the adsorption element can be reduced.

本発明の他の実施形態による照度均一化光学系は、前記吸着素子が金属、ガラスまたはセラミックからなることを特徴とする。   An illuminance uniformizing optical system according to another embodiment of the present invention is characterized in that the adsorption element is made of metal, glass, or ceramic.

本実施形態によれば、吸着素子から放出されるガスは少ないので、吸着素子によって露光装置内が汚染される程度は小さい。   According to this embodiment, since the gas released from the adsorption element is small, the degree to which the inside of the exposure apparatus is contaminated by the adsorption element is small.

本発明の他の実施形態による照度均一化光学系は、前記吸着素子を冷却するための冷却装置をさらに備えたことを特徴とする。   An illuminance uniformizing optical system according to another embodiment of the present invention further includes a cooling device for cooling the adsorption element.

本実施形態によれば、冷却装置によって吸着素子を低温に維持することにより、吸着素子の吸着効率を向上させることができる。   According to this embodiment, the adsorption efficiency of the adsorption element can be improved by maintaining the adsorption element at a low temperature by the cooling device.

本発明の他の実施形態による照度均一化光学系は、不純物が、前記吸着素子によって吸着されやすくなるように、前記吸着素子の周辺にガスを供給する装置をさらに備えたことを特徴とする。   An illuminance uniformizing optical system according to another embodiment of the present invention is characterized by further comprising a device for supplying a gas to the periphery of the adsorption element so that impurities are easily adsorbed by the adsorption element.

本実施形態によれば、不純物の流れがガスによって妨げられるので、不純物が吸着素子によって吸着されやすくなる。   According to this embodiment, since the flow of impurities is hindered by the gas, the impurities are easily adsorbed by the adsorption element.

本発明の他の実施形態による照度均一化光学系は、前記ガスが不活性ガスであることを特徴とする。   An illumination uniformizing optical system according to another embodiment of the present invention is characterized in that the gas is an inert gas.

本実施形態によれば、ガスが、露光装置内の多層膜反射鏡表面のカーボン皮膜や酸化膜を生成する原因となることはない。   According to this embodiment, the gas does not cause a carbon film or an oxide film on the surface of the multilayer reflector in the exposure apparatus.

本発明の他の実施形態による照度均一化光学系は、前記ガスが酸化性ガスであることを特徴とする。   An illumination uniformizing optical system according to another embodiment of the present invention is characterized in that the gas is an oxidizing gas.

本実施形態によれば、露光装置内の反射鏡に既にカーボン皮膜が存在する場合には、カーボン皮膜を酸化によって除去することができる。   According to this embodiment, when a carbon film already exists on the reflecting mirror in the exposure apparatus, the carbon film can be removed by oxidation.

本発明の他の実施形態による照度均一化光学系は、前記ガスが還元性ガスであることを特徴とする。   An illumination uniformizing optical system according to another embodiment of the present invention is characterized in that the gas is a reducing gas.

本実施形態によれば、露光装置内の反射鏡に既に酸化膜が存在する場合には、酸化膜を還元によって除去することができる。   According to this embodiment, when an oxide film already exists on the reflecting mirror in the exposure apparatus, the oxide film can be removed by reduction.

本発明の他の実施形態による照度均一化光学系は、不純物が、前記吸着素子によって吸着されやすくなるように、前記吸着素子の周辺に、前記不純物に電場または磁場をかける装置をさらに備えたことを特徴とする。   An illuminance uniformizing optical system according to another embodiment of the present invention further includes a device that applies an electric field or a magnetic field to the impurities around the adsorption element so that the impurities are easily adsorbed by the adsorption element. It is characterized by.

本実施形態によれば、電場または磁場をかけることにより、露光装置内の不純物の流れを変えて、不純物が吸着素子によって吸着されやすくなるようにすることができる。   According to this embodiment, by applying an electric field or a magnetic field, the flow of impurities in the exposure apparatus can be changed so that the impurities can be easily adsorbed by the adsorption element.

本発明による露光装置は、本発明による照度均一化光学系を含むことを特徴とする。   An exposure apparatus according to the present invention includes the illuminance uniformizing optical system according to the present invention.

本発明による露光装置によれば、露光装置内の不純物が低減されるので、多層膜反射鏡の反射効率の低下が防止される。したがって、露光装置の高いスループットを維持することができる。   According to the exposure apparatus of the present invention, since impurities in the exposure apparatus are reduced, a reduction in the reflection efficiency of the multilayer film reflecting mirror is prevented. Therefore, the high throughput of the exposure apparatus can be maintained.

本発明による露光方法は、本発明による露光装置を使用して露光転写を行うことを特徴とする。   The exposure method according to the present invention is characterized in that exposure transfer is performed using the exposure apparatus according to the present invention.

本発明による露光方法によれば、高いスループットを維持することができる。   According to the exposure method of the present invention, high throughput can be maintained.

本発明による半導体デバイスの製造方法は、本発明による露光装置を使用して、露光転写する工程を有することを特徴とする。   A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of performing exposure transfer using the exposure apparatus according to the present invention.

本発明による半導体デバイスの製造方法においては、露光装置の高いスループットを維持することができるので、高いスループットで半導体デバイスを製造することができる。   In the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, since the high throughput of the exposure apparatus can be maintained, the semiconductor device can be manufactured with a high throughput.

本発明によれば、不純物を効率的に除去する照度均一化光学系、高いスループットを実現することのできる露光装置および半導体製造方法が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an illuminance uniformizing optical system that efficiently removes impurities, an exposure apparatus that can achieve high throughput, and a semiconductor manufacturing method.

図1は、本発明の一実施形態によるEUV露光装置の構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an EUV exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

EUV露光装置は、後で詳細に説明するEUV光源31と、照明光学系33と、投影光学系41と、を含む。   The EUV exposure apparatus includes an EUV light source 31, an illumination optical system 33, and a projection optical system 41, which will be described in detail later.

EUV光源31から放出されたEUV光は、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からなる照度均一化光学系(オプティカルインテグレータ)35に入射する。ここで、光径路上、EUV光源31に近いフライアイミラー35bを第1のフライアイミラーと呼称し、EUV光源31から遠いフライアイミラー35aを第2のフライアイミラーと呼称する。   The EUV light emitted from the EUV light source 31 becomes a substantially parallel light beam via a concave reflecting mirror 34 that acts as a collimator mirror, and enters an illuminance uniformizing optical system (optical integrator) 35 including a pair of fly-eye mirrors 35a and 35b. To do. Here, the fly-eye mirror 35b close to the EUV light source 31 on the optical path is referred to as a first fly-eye mirror, and the fly-eye mirror 35a far from the EUV light source 31 is referred to as a second fly-eye mirror.

こうして、フライアイミラー35a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(レチクル)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41の多層膜反射鏡M1、M2、M3、M4、M5、M6で順に反射されて、露光光1として、マスクMの表面に形成されたパターンの像を、レジスト3を塗布したウエハ2(感応基板)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-eye mirror 35a, that is, in the vicinity of the exit surface of the optical integrator 35. The light from the substantial surface light source is deflected by the planar reflecting mirror 36 and then forms an elongated arc-shaped illumination area on the mask (reticle) M. Here, an aperture plate for forming an arcuate illumination region is not shown. The light reflected by the surface of the mask M is then reflected in turn by the multilayer reflectors M1, M2, M3, M4, M5, and M6 of the projection optical system 41 to form exposure light 1 on the surface of the mask M. An image of the pattern thus formed is formed on the wafer 2 (sensitive substrate) coated with the resist 3.

EUV光源として、特に有力視されているのがレーザプラズマEUV光源(以下では、LPP(Laser Produced Plasma)と記載することがある)と放電プラズマEUV光源である。LPPは、パルスレーザ光を真空容器内の標的材料(ターゲット)上に集光し、標的材料をプラズマ化して、このプラズマから輻射されるEUV光を利用するものである。また、Dense Plasma Focus(DPF)などの放電プラズマを用いたEUV光源は小型であり、EUV光量が多く低コストである。   As EUV light sources, laser plasma EUV light sources (hereinafter sometimes referred to as LPP (Laser Produced Plasma)) and discharge plasma EUV light sources are particularly promising. LPP focuses pulse laser light on a target material (target) in a vacuum vessel, converts the target material into plasma, and uses EUV light radiated from the plasma. In addition, an EUV light source using discharge plasma such as Dense Plasma Focus (DPF) is small in size, has a large amount of EUV light, and is low in cost.

図2は、本発明の一実施形態によるEUV光源31の構成を示す図である。本実施形態のEUV光源は、LPP方式のEUV光源である。LPP方式のEUV光源においては、真空中に、たとえばノズル205などによってターゲットを供給し、集光点Pにおいて該ターゲットにレーザ集光レンズ201によって集光したパルスレーザLを照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、たとえば13.5ナノメータのEUV光を利用する。ターゲット材としては、金属薄膜、不活性ガスおよび液滴などが使用される。発生したEUV光は、集光ミラー203によって集光され、露光装置の照明光学系33へ送られる。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the EUV light source 31 according to an embodiment of the present invention. The EUV light source of the present embodiment is an LPP type EUV light source. In an LPP type EUV light source, a target is supplied in a vacuum, for example, by a nozzle 205, and the target is irradiated with a pulsed laser L condensed by a laser condenser lens 201 at a condensing point P to generate high-temperature plasma. Utilize EUV light, for example 13.5 nanometers, which is generated and emitted from it. As the target material, a metal thin film, an inert gas, a droplet, or the like is used. The generated EUV light is condensed by the condenser mirror 203 and sent to the illumination optical system 33 of the exposure apparatus.

ここで、図2に示すように、ターゲットを供給するノズル205の中心軸と、レーザ光の中心軸と、集光ミラー203で反射された主光線の軸とは互いに直交するよう配置してもよい。このように配置することにより、互いに干渉することが防止される。   Here, as shown in FIG. 2, the central axis of the nozzle 205 for supplying the target, the central axis of the laser beam, and the principal ray axis reflected by the condensing mirror 203 may be arranged so as to be orthogonal to each other. Good. By arranging in this way, interference with each other is prevented.

ここで、デブリによる光学素子の汚染について説明する。デブリは、ターゲットが飛散したものや、ターゲットがスパッタリングした周辺部材などが飛散したものからなる。デブリが多層膜表面に付着したり、デブリによって多層膜表面が削り取られたりすることにより、光学素子の表面粗さを増加させたり、光の干渉性を変化させたり、光を吸収させることになり、EUV光源に使用される多層膜反射鏡(集光ミラー)の反射効率が低下する。また、EUV光は、ほとんど全ての物質に吸収されるのでEUV露光装置内は真空状態に保持される。このため、デブリもEUV露光装置のEUV光源から照明光学系および投影光学系に広く拡散し、これらの光学系中の多層膜反射鏡の反射効率を同様に低下させる。この結果、EUV露光装置のスループットが低下する。このようにデブリなどの不純物は、露光装置のスループットを低下させるので、できるだけ低減する必要がある。   Here, contamination of the optical element due to debris will be described. Debris consists of a target scattered or a peripheral member sputtered by the target. If debris adheres to the surface of the multilayer film or the multilayer film surface is scraped off by debris, the surface roughness of the optical element will increase, the coherence of light will change, or light will be absorbed. The reflection efficiency of the multilayer film reflecting mirror (condensing mirror) used for the EUV light source is lowered. Further, since EUV light is absorbed by almost all substances, the inside of the EUV exposure apparatus is kept in a vacuum state. For this reason, debris is diffused widely from the EUV light source of the EUV exposure apparatus to the illumination optical system and the projection optical system, and the reflection efficiency of the multilayer mirror in these optical systems is similarly reduced. As a result, the throughput of the EUV exposure apparatus decreases. As described above, impurities such as debris reduce the throughput of the exposure apparatus, and therefore must be reduced as much as possible.

図3は、本発明の第1の実施形態による照度均一化光学系351の構成を示す図である。図3(a)は、第2のフライアイミラー35aの構成を示す図であり、図3(b)は、第1のフライアイミラー351b、第2のフライアイミラー351aおよび集光ミラー351cの構成を示す断面図である。なお、集光ミラー351cは、図1には図示していない。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the illuminance uniforming optical system 351 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a diagram showing the configuration of the second fly-eye mirror 35a, and FIG. 3B shows the first fly-eye mirror 351b, the second fly-eye mirror 351a, and the condenser mirror 351c. It is sectional drawing which shows a structure. The condenser mirror 351c is not shown in FIG.

図3に示すように、第1のフライアイミラー351bおよび第2のフライアイミラー351aは、それぞれ、多数の反射素子3511bおよび3511aから構成されている。凹面反射鏡34によってコリメートされた光は、第1のフライアイミラー351bの多数の反射素子3511bによって波面分割され、各々の反射面からの光が集光されて複数の光源像が形成される。これらの複数の光源像が形成される位置の近傍には、第2のフライアイミラー351aの反射素子のそれぞれが位置決めされている。このように、照度均一化光学系351は、凹面反射鏡34によってコリメートされた光に基づいて2次光源として多数の光源像を形成する。   As shown in FIG. 3, the first fly-eye mirror 351b and the second fly-eye mirror 351a are each composed of a large number of reflective elements 3511b and 3511a. The light collimated by the concave reflecting mirror 34 is divided into wavefronts by a number of reflecting elements 3511b of the first fly-eye mirror 351b, and the light from each reflecting surface is condensed to form a plurality of light source images. Each of the reflective elements of the second fly-eye mirror 351a is positioned in the vicinity of the position where the plurality of light source images are formed. As described above, the illuminance uniformizing optical system 351 forms a large number of light source images as secondary light sources based on the light collimated by the concave reflecting mirror 34.

図3に示すように、本実施形態においては、第1のフライアイミラー351bの反射素子3511bの間および第2のフライアイミラー351aの反射素子3511aの間に、不純物を吸着するためのフォイルトラップ1011が設けられている。本実施形態において、フォイルトラップ1011は、それぞれの面が互いに平行となるように一定の方向に配置されている。   As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a foil trap for adsorbing impurities between the reflective elements 3511b of the first fly-eye mirror 351b and between the reflective elements 3511a of the second fly-eye mirror 351a. 1011 is provided. In the present embodiment, the foil trap 1011 is arranged in a certain direction so that the respective surfaces are parallel to each other.

フォイルトラップ1011は、ここの反射素子の間にもれなく配置してもよいが、1個おき、または複数個おきなど、選択的に配置してもよい。   The foil traps 1011 may be arranged between the reflecting elements here, but may be arranged selectively, such as every other piece or every plural pieces.

フォイルトラップ1011は、反射素子の間に接着剤を使用して結合してもよい。あるいは、配列した複数の反射素子の両端から挟み込んで結合してもよい。また、井桁状、すのこ状、又はすだれ状のフォイルトラップを反射素子から離して近接配置してもよい。接着剤を使用しない場合には、接着剤からの放出ガスにより、反射素子の反射率が低下する恐れがない。   The foil trap 1011 may be bonded between the reflective elements using an adhesive. Alternatively, the plurality of arranged reflective elements may be sandwiched and joined from both ends. Further, a cross-shaped, slatted, or interdigital foil trap may be arranged close to the reflective element. When the adhesive is not used, there is no possibility that the reflectance of the reflective element is lowered by the gas released from the adhesive.

図3(b)に示すように、フォイルトラップ1011の寸法、特に高さは、光の経路をできるだけ遮断せずに、不純物を有効に吸着できるものとする。フライアイミラーにおいてそれぞれの反射素子の周辺部の照度は低いので、光の経路が遮断された場合でも、全体の照度への影響は小さい。このように、フライアイミラーにおいて、複数の反射素子の間にフォイルトラップ(吸着素子)を配置することにより、全体の照度を低下させずに有効に不純物を吸着し、除去することができる。照度均一化光学系において、不純物を除去することにより、投影光学系41の多層膜反射鏡が不純物によって汚染されるのを防止することができる。   As shown in FIG. 3B, the dimensions, particularly the height, of the foil trap 1011 are such that impurities can be effectively adsorbed without blocking the light path as much as possible. In the fly-eye mirror, since the illuminance at the periphery of each reflective element is low, even when the light path is interrupted, the influence on the overall illuminance is small. As described above, in the fly-eye mirror, by disposing the foil trap (adsorption element) between the plurality of reflection elements, it is possible to effectively adsorb and remove impurities without reducing the overall illuminance. By removing the impurities in the illuminance uniforming optical system, it is possible to prevent the multilayer film reflecting mirror of the projection optical system 41 from being contaminated by the impurities.

通常、フォイルトラップを露光装置の光路空間中に設置した場合、光の輝度低下や照度不均一の原因となる。露光装置において、光の輝度が低下するとスループットが低下する。また、露光装置において、マスク照射領域内の照度が不均一であると、見かけ上の収差が増大して、ウエハ上に投影されたマスク・パターンの線幅異常が増加する。この結果、焼き付けられた半導体デバイスの不良品率が高くなる。これに対して、本実施形態においては、EUV光の輝度低下や照度不均一をできるだけ抑えながら、不純物を効率的に除去することができる。   Normally, when the foil trap is installed in the optical path space of the exposure apparatus, it causes a reduction in light brightness and uneven illumination. In the exposure apparatus, the throughput decreases when the luminance of light decreases. Further, in the exposure apparatus, if the illuminance in the mask irradiation area is non-uniform, the apparent aberration increases and the line width abnormality of the mask pattern projected on the wafer increases. As a result, the defective product rate of the burned semiconductor device is increased. On the other hand, in the present embodiment, impurities can be efficiently removed while suppressing a decrease in luminance of EUV light and uneven illuminance as much as possible.

図4は、本発明の第2の実施形態による照度均一化光学系353の構成を示す図である。図4(a)は、第2のフライアイミラー353aの構成を示す図であり、図4(b)は、第1のフライアイミラー353b、第2のフライアイミラー353aおよび集光ミラー353cの構成を示す断面図である。なお、集光ミラー353cは、図1には図示していない。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an illuminance uniforming optical system 353 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4A is a diagram showing a configuration of the second fly-eye mirror 353a, and FIG. 4B is a diagram of the first fly-eye mirror 353b, the second fly-eye mirror 353a, and the condenser mirror 353c. It is sectional drawing which shows a structure. The condensing mirror 353c is not shown in FIG.

本実施形態においては、第2のフライアイミラー353aにおけるフォイルトラップ1013の配列方向が、第1の実施形態の第2のフライアイミラー351aにおけるフォイルトラップ1011の配列方向と異なる。   In the present embodiment, the arrangement direction of the foil traps 1013 in the second fly's eye mirror 353a is different from the arrangement direction of the foil traps 1011 in the second fly's eye mirror 351a of the first embodiment.

図4(b)に示すように、フォイルトラップ1013の寸法、特に高さは、光の経路をできるだけ遮断せずに、不純物を有効に吸着できるものとする。フライアイミラーにおいてそれぞれの反射素子の周辺部の照度は低いので、光の経路が遮断された場合でも、全体の照度への影響は小さい。このように、フライアイミラーにおいて、複数の反射素子の間にフォイルトラップ(吸着素子)を配置することにより、全体の照度を低下させずに有効に不純物を吸着し、除去することができる。照度均一化光学系において、不純物を除去することにより、投影光学系41の多層膜反射鏡が不純物によって汚染されるのを防止することができる。   As shown in FIG. 4B, the dimensions, particularly the height, of the foil trap 1013 can effectively adsorb impurities without blocking the light path as much as possible. In the fly-eye mirror, since the illuminance at the periphery of each reflective element is low, even when the light path is blocked, the influence on the overall illuminance is small. As described above, in the fly-eye mirror, by disposing the foil trap (adsorption element) between the plurality of reflection elements, it is possible to effectively adsorb and remove impurities without reducing the overall illuminance. By removing the impurities in the illuminance uniforming optical system, it is possible to prevent the multilayer film reflecting mirror of the projection optical system 41 from being contaminated by the impurities.

図5は、本発明の第3の実施形態による第1のフライアイミラー355bの構成を示す平面図である。本実施形態において、フォイルトラップ1015は、第1のフライアイミラー355bにおいて、照度の低い部分に対応する位置に設置する。具体的に、光源31の集光ミラー203には、集光ミラー203を保持する支柱が存在し、第1のフライアイミラー355bにおいて、該支柱の影が照度の低い部分として存在する。図5に示すように、この部分にフォイルトラップ1015を配置する。本実施形態においては、フォイルトラップ1015は、第1のフライアイミラー355bから離して配置する。フォイルトラップ1015は、光の径路を妨げないようなサポートによって支持してもよい。本実施形態においては、本来照度の低い部分にフォイルトラップ1015を配置するので、フォイルトラップ1015による全体の照度への影響は小さい。   FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the first fly-eye mirror 355b according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the foil trap 1015 is installed at a position corresponding to a portion with low illuminance in the first fly-eye mirror 355b. Specifically, the condensing mirror 203 of the light source 31 has a support column that holds the condensing mirror 203, and the shadow of the support column exists as a low illuminance portion in the first fly-eye mirror 355b. As shown in FIG. 5, a foil trap 1015 is disposed in this portion. In the present embodiment, the foil trap 1015 is arranged away from the first fly-eye mirror 355b. The foil trap 1015 may be supported by a support that does not obstruct the light path. In the present embodiment, since the foil trap 1015 is disposed in a portion where the illuminance is originally low, the influence of the foil trap 1015 on the overall illuminance is small.

上記の全ての実施形態において、フォイルトラップの材質は、比較的放出ガスの少ない、金属、ガラスまたはセラミックなどが好ましい。フォイルトラップの表面の粗さを大きくした方が、接触面積が大きくなるので吸着効率は向上する。そこで、フォイルトラップの材質として、活性炭やポーラスなセラミック(多孔性のセラミック)などを用いてもよい。また、フォイルトラップを低温に保持することにより、吸着効率は向上する。フォイルトラップを低温に保持するには、一例としてペルチェ素子などを使用する。   In all the above embodiments, the material of the foil trap is preferably a metal, glass, ceramic, or the like that emits relatively little gas. Increasing the roughness of the surface of the foil trap increases the contact area and improves the adsorption efficiency. Therefore, activated carbon or porous ceramic (porous ceramic) may be used as the material for the foil trap. In addition, the adsorption efficiency is improved by keeping the foil trap at a low temperature. In order to keep the foil trap at a low temperature, a Peltier element or the like is used as an example.

上記の全ての実施形態において、不純物の進行を妨げ、フォイルトラップに吸着されやすくするように、フォイルトラップを設ける照度均一化光学系の近辺にガスを供給してもよい。使用するガスとしては、たとえば、ヘリウム、アルゴン、窒素などのEUV光の吸光の少ないガスや、反射鏡表面にカーボン皮膜や酸化膜を生成する原因とならない不活性ガスなどが好ましい。また、露光装置内の反射鏡に既にカーボン皮膜が存在する場合には、カーボン皮膜を酸化によって除去するために、酸素、水、一酸化窒素などの酸化性ガスを使用してもよい。あるいは、露光装置内の反射鏡に既に酸化膜が存在する場合には、酸化膜を還元によって除去するために、水素や一酸化炭素などの還元性ガスを使用してもよい。   In all the embodiments described above, gas may be supplied in the vicinity of the illuminance homogenizing optical system provided with the foil trap so as to prevent the impurity from progressing and be easily adsorbed by the foil trap. As the gas to be used, for example, a gas that absorbs less EUV light, such as helium, argon, or nitrogen, or an inert gas that does not cause a carbon film or an oxide film on the reflecting mirror surface is preferable. When a carbon film already exists on the reflecting mirror in the exposure apparatus, an oxidizing gas such as oxygen, water, or nitric oxide may be used to remove the carbon film by oxidation. Alternatively, when an oxide film already exists on the reflecting mirror in the exposure apparatus, a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide may be used to remove the oxide film by reduction.

上記の全ての実施形態において、フォイルトラップに吸着されやすくするように、不純物がイオン化されている場合には、不純物に電場または磁場をかけて不純物の進行方向を変化させてもよい。不純物がイオン化されていない場合には、不純物に予め電子線やレーザ光線などを照射してイオン化してもよい。   In all the embodiments described above, when the impurity is ionized so as to be easily adsorbed by the foil trap, the traveling direction of the impurity may be changed by applying an electric field or a magnetic field to the impurity. When the impurity is not ionized, the impurity may be ionized by irradiating the impurity with an electron beam or a laser beam in advance.

上記において、本発明がEUV露光装置に適用される実施形態について説明したが、本発明は、他の波長の光を使用する露光装置にも適用することができる。   In the above description, the embodiment in which the present invention is applied to an EUV exposure apparatus has been described. However, the present invention can also be applied to an exposure apparatus that uses light of other wavelengths.

上記のように、本発明による照度均一化光学系によれば、EUV光の輝度低下や照度不均一をできるだけ抑えながら、不純物を効率的に除去することができる。また、本発明による照度均一化光学系を備えた、本発明による露光装置によれば、露光装置内の不純物が低減されるので、多層膜反射鏡の反射効率の低下が防止される。したがって、露光装置の高いスループットを維持することができる。   As described above, according to the illuminance uniformizing optical system of the present invention, impurities can be efficiently removed while suppressing a decrease in luminance of EUV light and uneven illuminance as much as possible. Further, according to the exposure apparatus according to the present invention provided with the illuminance uniformizing optical system according to the present invention, impurities in the exposure apparatus are reduced, so that a reduction in the reflection efficiency of the multilayer film reflecting mirror is prevented. Therefore, the high throughput of the exposure apparatus can be maintained.

以下、本発明に係わる半導体デバイスの製造方法の実施の形態の例を説明する。図6は、本発明の半導体デバイス製造方法の実施形態の一例を示す流れ図である。この例の製造工程は以下の各工程を含む。   Hereinafter, an example of an embodiment of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention. The manufacturing process of this example includes the following processes.

(1)ウエハを製造するウエハ製造工程(またはウエハを準備するウエハ準備工程)
(2)露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程(またはマスクを準備するマスク準備工程)
(3)ウエハに必要な露光処理を行うウエハプロセッシング工程
(4)ウエハ上に形成されたチップを1個ずつ切り出し、動作可能にならしめるチップ組立工程
(5)できたチップを検査するチップ検査工程
なお、それぞれの工程はさらにいくつかのサブ工程からなっている。
(1) Wafer manufacturing process for manufacturing a wafer (or wafer preparation process for preparing a wafer)
(2) Mask manufacturing process for manufacturing a mask to be used for exposure (or mask preparation process for preparing a mask)
(3) Wafer processing step for performing necessary exposure processing on the wafer (4) Chip assembly step for cutting out chips formed on the wafer one by one and making them operable (5) Chip inspection step for inspecting the completed chips Each process further includes several sub-processes.

これらの主工程の中で、半導体デバイスの性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウエハプロセッシング工程である。この工程では、設計された回路パターンをウエハ上に順次積層し、メモリやMPUとして動作するチップを多数形成する。このウエハプロセッシング工程は、以下の各工程を含む。   Among these main processes, the main process that has a decisive influence on the performance of the semiconductor device is the wafer processing process. In this step, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer to form a large number of chips that operate as memories and MPUs. This wafer processing step includes the following steps.

(1)絶縁層となる誘電体膜や配線部、あるいは電極部を形成する金属薄膜などを形成する薄膜形成工程(CVDやスパッタリングなどを用いる)
(2)この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工程
(3)薄膜層やウエハ基板などを選択的に加工するためにマスク(レクチル)を用いてレジストのパターンを形成するリソグラフィ工程
(4)レジストパターンにしたがって薄膜層や基板を加工するエッチング工程(たとえばドライエッチング技術を用いる)
(5)イオン・不純物注入拡散工程
(6)レジスト剥離工程
(7)さらに加工されたウエハを検査する検査工程
なお、ウエハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造する。
(1) A thin film forming process for forming a dielectric thin film to be an insulating layer, a wiring portion, or a metal thin film for forming an electrode portion (using CVD or sputtering)
(2) Oxidation process for oxidizing the thin film layer and wafer substrate (3) Lithography process for forming a resist pattern using a mask (reticle) to selectively process the thin film layer and wafer substrate, etc. (4) Resist Etching process (for example, using dry etching technology) that processes thin film layers and substrates according to patterns
(5) Ion / impurity implantation diffusion process (6) Resist stripping process (7) Further inspection process for inspecting the processed wafer The wafer processing process is repeated for the required number of layers to manufacture a semiconductor device that operates as designed. To do.

本実施形態においては、上記リソグラフィ工程において、本発明による照度均一化光学系を備えた本発明による露光装置を使用している。したがって、露光装置の高いスループットを維持することができるので、高いスループットで半導体デバイスを製造することができる。   In the present embodiment, the lithography apparatus according to the present invention including the illuminance uniformizing optical system according to the present invention is used in the lithography process. Therefore, since the high throughput of the exposure apparatus can be maintained, a semiconductor device can be manufactured with a high throughput.

本発明の一実施形態によるEUV露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the EUV exposure apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるEUV光源の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the EUV light source by one Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態による照度均一化光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illumination intensity equalization optical system by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態による照度均一化光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illumination intensity equalization optical system by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による照度均一化光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illumination intensity equalization optical system by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の半導体デバイス製造方法の実施形態の一例を示す流れ図である。It is a flowchart which shows an example of embodiment of the semiconductor device manufacturing method of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

351b、353b、355b…第1のフライアイミラー、351a、353a…第2のフライアイミラー、1011、1013、1015…フォイルトラップ 351b, 353b, 355b ... first fly-eye mirror, 351a, 353a ... second fly-eye mirror, 1011, 1013, 1015 ... foil trap

Claims (14)

照度均一化光学系であって、その表面の照度が相対的に低い部分に不純物を吸着する吸着素子を配置したことを特徴とする照度均一化光学系。   An illuminance homogenizing optical system, wherein an adsorption element that adsorbs impurities is disposed in a portion of the surface where the illuminance is relatively low. 複数の光学素子を含み、前記複数の光学素子に光を照射して前記複数の光学素子からの光を集光して照度を均一化する照度均一化光学系であって、前記複数の光学素子の間に、不純物を吸着する吸着素子を配置したことを特徴とする照度均一化光学系。   An illuminance uniformizing optical system that includes a plurality of optical elements, irradiates light to the plurality of optical elements, condenses light from the plurality of optical elements, and equalizes illuminance, and the plurality of optical elements An illuminance uniforming optical system characterized in that an adsorption element for adsorbing impurities is disposed between the two. フライアイミラーを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniforming optical system according to claim 1, further comprising a fly-eye mirror. 前記吸着素子が薄い板状であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniforming optical system according to claim 1, wherein the adsorption element has a thin plate shape. 前記吸着素子が金属、ガラスまたはセラミックからなることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniforming optical system according to claim 1, wherein the adsorption element is made of metal, glass, or ceramic. 前記吸着素子を冷却するための冷却装置をさらに備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniformizing optical system according to claim 1, further comprising a cooling device for cooling the adsorption element. 不純物が前記吸着素子によって吸着されやすくなるように、前記吸着素子の周辺にガスを供給する装置をさらに備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniformizing optical according to any one of claims 1 to 6, further comprising a device for supplying a gas around the adsorption element so that impurities are easily adsorbed by the adsorption element. system. 前記ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項7に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniforming optical system according to claim 7, wherein the gas is an inert gas. 前記ガスが酸化性ガスであることを特徴とする請求項7に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniforming optical system according to claim 7, wherein the gas is an oxidizing gas. 前記ガスが還元性ガスであることを特徴とする請求項7に記載の照度均一化光学系。   The illuminance uniforming optical system according to claim 7, wherein the gas is a reducing gas. 不純物が前記吸着素子によって吸着されやすくなるように、前記吸着素子の周辺に、前記不純物に電場または磁場をかける装置をさらに備えたことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の照度均一化光学系。   11. The apparatus according to claim 1, further comprising a device that applies an electric field or a magnetic field to the impurities around the adsorption element so that the impurities are easily adsorbed by the adsorption element. Illuminance equalization optical system. 請求項1から11のいずれか1項に記載の照度均一化光学系を含むことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising the illuminance equalizing optical system according to claim 1. 請求項12に記載された露光装置を使用して露光転写を行うことを特徴とする露光方法。   An exposure method comprising performing exposure transfer using the exposure apparatus according to claim 12. 請求項12に記載された露光装置を使用して露光転写する工程を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。   A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of performing exposure transfer using the exposure apparatus according to claim 12.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011082473A (en) * 2008-12-16 2011-04-21 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet light source device
JP2012502490A (en) * 2008-09-10 2012-01-26 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Imaging optics
CN105190776A (en) * 2013-03-14 2015-12-23 Asml荷兰有限公司 Target for extreme ultraviolet light source
JP2018533770A (en) * 2015-10-29 2018-11-15 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Optical assembly with protective element and optical device with such an optical assembly

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012502490A (en) * 2008-09-10 2012-01-26 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Imaging optics
TWI497219B (en) * 2008-09-10 2015-08-21 Zeiss Carl Smt Gmbh Imaging optical system
US9195145B2 (en) 2008-09-10 2015-11-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic imaging optical system including multiple mirrors
JP2011082473A (en) * 2008-12-16 2011-04-21 Komatsu Ltd Extreme ultraviolet light source device
CN105190776A (en) * 2013-03-14 2015-12-23 Asml荷兰有限公司 Target for extreme ultraviolet light source
CN105190776B (en) * 2013-03-14 2019-05-03 Asml荷兰有限公司 Targets for extreme ultraviolet light sources
JP2018533770A (en) * 2015-10-29 2018-11-15 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Optical assembly with protective element and optical device with such an optical assembly
US11022893B2 (en) 2015-10-29 2021-06-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Optical assembly with a protective element and optical arrangement therewith

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