JP2004134444A - Method and instrument for measuring optical characteristic of optical system for extremely-short ultraviolet ray and method of manufacturing the optical system - Google Patents
Method and instrument for measuring optical characteristic of optical system for extremely-short ultraviolet ray and method of manufacturing the optical system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004134444A JP2004134444A JP2002294812A JP2002294812A JP2004134444A JP 2004134444 A JP2004134444 A JP 2004134444A JP 2002294812 A JP2002294812 A JP 2002294812A JP 2002294812 A JP2002294812 A JP 2002294812A JP 2004134444 A JP2004134444 A JP 2004134444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical system
- measuring
- light
- ultra
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 421
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 11
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 110
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 105
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 37
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 20
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 16
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 8
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001900 extreme ultraviolet lithography Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は極短紫外線露光装置(EUVL)に用いられる投影光学系等、極短紫外線(EUV:波長4.5nm〜30nmの光)光学系の光学特性の測定方法、測定装置、および極短紫外線光学系の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造用の露光装置においては、物体面としてのマスク面上に形成された回路パターンを、結像光学系を介してウエハ等の基板上に投影転写する。基板にはレジストが塗布されており、露光することによってレジストが感光し、レジストパターンが得られる。
【0003】
露光装置の解像度wは、主に露光波長λと結像光学系の開口数NAで決まり、次式で表される。
w=kλ/NA k:定数
従って、解像度を向上させるためには、波長を短くするかあるいは開口数を大きくすることが必要となる。現在、半導体の製造に用いられている露光装置は主に波長365nmのi線を使用しており、開口数約0.5で0.5μmの解像度が得られている。開口数を大きくすることは、光学設計上困難であることから、今後、解像度を更に向上させるためには、露光光の短波長化が必要となる。i線より短波長の露光光としては、例えばエキシマレーザーがあげられ、その波長はKrFエキシマレーザーで248nm、ArFエキシマレーザーで193nmであるため、開口数を0.5とした場合、KrFエキシマレーザーでは0.25μm、ArFエキシマレーザーでは0.18μmの解像度が得られる。そして、露光光としてさらに波長の短い極短紫外線(EUV)を用いると、例えば波長13nmで0.1μm以下の解像度が得られる。
【0004】
従来の露光装置は、主に光源と照明光学系と投影結像光学系で構成される。投影結像光学系は複数のレンズあるいは反射鏡等で構成され、マスク上のパターンをウエハ上に結像するようになっている。
【0005】
一方、より高い解像度を得るために、EUV用の投影光学系を設計しようとすると、視野が小さくなってしまい、所望の領域を一括で露光できなくなってしまう。そこで、露光の際に、マスクとウエハを走査することにより、小さな視野の投影光学系で20mm角以上の半導体チップを露光する方法が採用されている。このようにすることで、極短紫外線投影露光装置でも、所望の露光領域を露光することができる。例えば、波長13nmのEUV光で露光する場合、投影光学系の露光視野を輪帯状にすることで、高い解像度を得ることができる。
【0006】
極短紫外線投影露光装置の一部の概略図を図6に示す。装置は、主にEUV光源21および照明光学系22とマスク24のステージ25、投影光学系23、ウエハ26のステージ27で構成される。マスク24には描画するパターンの等倍あるいは拡大パターンが形成されている。投影光学系23は複数の反射鏡23a〜23d等で構成され、マスク24上のパターンをウエハ26上に結像するようになっている。反射鏡23a〜23dの表面には反射率を高めるための多層膜が形成されている。
【0007】
投影光学系23は輪帯状の視野を有し、マスク24の一部をなす輪帯状の領域のパターンを、ウエハ26上に転写する。マスク24も反射型のものが用いられる。露光の際は、EUV光源21よりのEUV光28aを照明光学系22によって照明用EUV光28bとし、マスク24上に照明用EUV光28bを照射し、その反射EUV光28cを、投影光学系23を通してウエハ26上に入射させる。マスク24とウエハ26を一定速度で同期走査させることで、所望の領域(例えば、半導体チップ1個分の領域)を露光するようになっている。
【0008】
このように、極短紫外線投影光学系を初めとする極短紫外線光学系においては、透明な硝材が得られないため、光学系はミラーを中心として構成されている。現在では、極短紫外線投影露光装置の投影光学系においては、図6に示すものと異なり6枚のミラーが使用されるようになってきている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このような極短紫外線光学系においては光学特性(例えば波面収差、ディストーション、像面湾曲)を所定の範囲のものとする必要がある。そのためには、このような光学系において、これらの特性を測定し、もし、所定値以内に入っていないような場合には、各光学素子(ミラー等)の形状を修正したり、各光学素子の取り付け方を変更する必要がある。よって、なんらかの極短紫外線光学系の特性を測定することが求められる。
【0010】
極短紫外線光学系の波面収差、ディストーション、像面湾曲を測定する方法としては、一般的に干渉計を用いる方法が採用されている。この他、ディストーションについては、基準パターンを結像面に結像させることにより、像面湾曲については、基準パターンを結像面の位置を変えて結像面に結像させ、それらを比較することによっても求められる。
【0011】
これらの測定において、従来は、実際に使用されるEUVを、測定用の光として使用していた。しかしながら、一般にEUVは真空中でしか使用できないため、測定装置の少なくとも一部を真空中に置かなければならないという問題点があった。
【0012】
また、干渉計を使用して光学特性を測定する場合、波長と位相がそろったレーザ光を測定光として使用することが望ましいが、EUV光源として一般的に使用されているものはプラズマから放出される光であり、このような特性を得るのが困難である。光源としてシンクロトロン放射光を使用すれば、ある程度レーザ光に近いものが得られるが、装置が非常に高価になるという問題点があった。
【0013】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置を大がかりなものにすることなく、従来に比較して簡単に極短紫外線光学系の光学特性を測定することができる方法とそのための装置、さらには、これらの方法、装置を使用した極短紫外線光学系の製造方法を提供することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第1の手段は、極短紫外線光学系の光学特性を測定する方法であって、光学特性の測定に使用する光として、極短紫外線以外の光を用いて測定を行うことを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定方法であって、前記光学特性の測定に使用する光の波長が、150nm〜250nmの範囲であることを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定方法(請求項1)である。
【0015】
前述のように、極短紫外線光学系においては、光学素子として用いられるのは主としてミラーであり、レンズのような屈折光学素子は使用されていない。よって、極短紫外線光学系は、本質的に色収差の無い光学系であるということができる。本手段はこのことを利用したものである。すなわち、実際に使用されるEUVと異なる波長の光を使用して測定を行っても、波長の違いによる影響が無く、実際に使用されるEUVを使用した場合と同じ測定結果が得られる。
【0016】
EUVと異なる波長の光を使用して光学特性の測定を行えば、例えば、真空中以外でも測定を行うことができるので、装置構成を簡単にすることができる。かつ、レーザ光を使用して測定を行うことができるので、正確な光学特性の測定を行うことができる。
【0017】
また、一般に極短紫外線光学系に使用されるミラーの表面には、反射材として多層光学薄膜が形成される。この多層光学薄膜は、一般にSiとMoを交互に積層して得られる。このような多層光学薄膜の反射率は、可視光域では40%程度に低下するが、150nm〜250nmの波長域では、高いまま(波長150nmで50.3%、波長198nmで53.8%、波長248nmで54.1%程度)に維持される。そして、この波長域においては、F2レーザ(波長150nm)、ArFレーザ(波長198nm)、KrFレーザ(波長248nm)を光源として使用することができるので、既存の光源を使用して干渉計等により測定を行うことができる。
【0018】
なお、多層光学薄膜は、膜はSiとMoを交互に積層して形成されることが多いが、Moの代わりにRu,Rh等が使用されたり、又はMoやRu,Rh等の化合物が使用されることがある。また、Siの代わりにBe、B、C等が使用されたり、Si、Be、B、C等の化合物が使用されたりすることもある。このような場合でも本手段は有効に作用する。
【0019】
前記課題を解決するための第2の手段は、極短紫外線光学系の光学特性を測定する方法であって、光学特性の測定に使用する光として、極短紫外線以外の光を用いて測定を行うことを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定方法において、前記極短紫外線光学系に使用されているミラーの表面に形成される多層光学薄膜の代わりに、測定用の光学薄膜を形成して測定を行うことを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定方法(請求項2)である。
【0020】
ミラーの表面に形成される多層光学薄膜の厚さは、ほとんど極短紫外線光学系の光学的特性に寄与せず、大部分の光学的特性はミラーを構成する基板の形状によって決定される。本手段はこのような性質に着目したものであり、実際に使用される多層光学薄膜の代わりに、測定用の光学薄膜を形成して測定を行うものである。このようにすると、例えば紫外光域あるいは可視光域で反射率の高い材料を測定用の光学薄膜として使用することができ、エキシマレーザーあるいはHe−Neレーザ等のごく普通に用いられている光源や、CCD等の極普通に用いられている検出器を使用して極短紫外線光学系の光学特性を検出することができる。
【0021】
前記課題を解決するための第3の手段は、前記第2の手段であって、前記測定用光学薄膜は前記基板が耐性を持つエッチング方法に対してエッチング可能な材料を用いて形成されることを特徴とするもの(請求項3)である。
【0022】
本手段においては、測定用光学薄膜は前記基板が耐性を持つエッチング方法に対してエッチング可能な材料を用いて形成されるので、このエッチング方法を用いれば、基板に影響を与えることなく、測定用光学薄膜を剥離することが容易となる。
【0023】
前記課題を解決するための第4の手段は、前記第3の手段であって、前記ミラーを構成する材料が硝酸に対してエッチング耐性を有する材料で構成され、前記測定用光学薄膜は硝酸によりエッチング可能な材料で構成されることを特徴とするもの(請求項4)である。
【0024】
本手段においては、硝酸をエッチング液として測定用光学薄膜を溶解除去できるので、簡単な方法で基板に影響を与えることなく、測定用光学薄膜を剥離することが容易となる。
【0025】
前記課題を解決するための第5の手段は、前記第3の手段又は第4の手段であって、前記ミラーを構成する基板がガラス、石英、又はセラミックスの少なくとも一つで構成され、前記測定用の光学薄膜が、銀又はアルミニウム、又はこれらを主成分とする材料で構成されていることを特徴とするもの(請求項5)である。
【0026】
銀は波長が330−650nmの可視光に対して高い反射率(約50−98%)を有し、アルミニウムは波長が150−650nmの可視光或いは紫外光に対して高い反射率(約90%)を有するのでこの波長域の光を用いた測定が可能となる。なお、これらの反射率は計算値であり、実際には膜の状態等により低くなることがあるので、実際に使用する場合は実験等により所望の反射率が得られているか調べることが好ましい。
【0027】
かつ、銀とアルミニウムは硝酸に解けやすい。一方、基板がガラス、石英又はセラミックス等硝酸に溶けない材料で構成されている場合、測定の終了後、表面に形成された銀又はアルミニウム又はこれらを主成分とする材料の薄膜を硝酸で溶解することにより、ミラーを構成する基板に影響を与えることなく、測定用の光学薄膜を容易に除去することができる。
【0028】
前記課題を解決するための第6の手段は、極短紫外線光学系の光学特性を測定する方法であって、光学特性の測定に使用する光として、極短紫外線以外の光を用いて測定を行うことを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定方法において、前記極短紫外線光学系に使用されているミラーの表面に形成される多層光学薄膜の上に、測定用の光学薄膜を形成して測定を行うことを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定方法(請求項6)である。
【0029】
本手段の原理は、基本的には前記第2の手段と同じであるが、前記第2の手段においてはミラーを構成する基板に、測定用の光学薄膜を形成していたのに対し、本手段においては、多層光学薄膜の上に、測定用の光学薄膜を形成している。よって、完成されたミラーを用いた極短紫外線光学系の光学特性の測定に適している。ただし、この場合には、測定完了後、多層光学薄膜に影響を与えることなく測定用の光学薄膜を除去できることが必要である。
【0030】
前記課題を解決するための第7の手段は、前記第7の手段であって、前記測定用光学薄膜は前記基板及び多層光学薄膜が耐性を持つエッチング方法に対してエッチング可能な材料を用いて形成されることを特徴とするもの(請求項7)である。
【0031】
本手段においては、測定用光学薄膜は前記基板が耐性を持つエッチング方法に対してエッチング可能な材料を用いて形成されるので、このエッチング方法を用いれば、基板に影響を与えることなく、測定用光学薄膜を剥離することが容易となる。
【0032】
前記課題を解決するための第8の手段は、前記第7の手段であって、前記ミラーを構成する材料及び多層光学薄膜の表面を構成する材料が硝酸に対してエッチング耐性を有する材料で構成され、前記測定用光学薄膜は硝酸によりエッチング可能な材料で構成されることを特徴とするもの(請求項8)である。
【0033】
本手段においては、硝酸をエッチング液として測定用光学薄膜を溶解除去できるので、簡単な方法で基板に影響を与えることなく、測定用光学薄膜を剥離することが容易となる。
【0034】
前記課題を解決するための第9の手段は、前記第7の手段又は第8の手段であって、前記ミラーを構成する基板がガラス、石英又はセラミックスのうち少なくとも一つで構成され、かつ、多層光学薄膜の表面がSiで構成されており、前記、前記測定用の光学薄膜が、銀又はアルミニウム、又はこれらを主成分とする材料で形成されていることを特徴とするもの(請求項9)である。
【0035】
前述のように、銀とアルミニウムは、紫外光域あるいは可視光域において高い反射率を有し、薄膜を基板の上に形成することが容易である。かつ、硝酸に解けやすい。一方、基板がガラス、石英又はセラミックス等硝酸に溶けない材料で構成され、かつ、多層光学薄膜の表面がSi等硝酸に解けない材料で構成されている場合、測定の終了後、表面に形成された銀又はアルミニウム又はこれらを主成分とする材料の薄膜を硝酸で溶解することにより、ミラーを構成する基板や多層光学薄膜に影響を与えることなく、測定用の光学薄膜を容易に除去することができる。
【0036】
前記課題を解決するための第10の手段は、前記第2の手段から第9の手段のいずれかであって、前記測定用の光学薄膜の膜厚分布を、前記多層光学薄膜において極短紫外線光が反射される際に受ける位相変化と同等の位相変化を生じるような膜厚分布とするものであることを特徴とするもの(請求項10)である。
【0037】
前述のように、ミラーの光学特性はほとんどミラーを構成する基板の形状で決定され、多層光学薄膜の厚さその他の影響は小さいが、厳密にいうと、多層光学薄膜の各部において光の入射方向が異なるため、それに応じて反射される光の位相が各部において変化する。この位相の変化程度はシミュレーション計算等により決定できる。本手段においては、測定用の光学薄膜を形成するとき、その各部において反射される測定光の位相変化が、多層光学薄膜において極短紫外線光が反射される際に受ける位相変化と同等となるように、膜厚等を変化させておく。よって、実際の極短紫外線光を使用した場合と近い条件で、測定を行うことができる。
【0038】
前記課題を解決するための第11の手段は、前記第2の手段から第10の手段のいずれかであって、前記測定用の光学薄膜における前記光学特性の測定に使用する光の反射率を、前記多層光学薄膜における前記極短紫外線の反射率とほぼ等しくするものであることを特徴とするもの(請求項11)である。
【0039】
ミラーにより反射されなかった光はミラーに吸収されて熱となり、ミラーの温度を上昇させる。それによりミラーが変形して極短紫外線光学系の光学特性を変化させる。本手段においては、測定用の光学薄膜における光学特性の測定に使用する光の反射率が、多層光学薄膜における極短紫外線の反射率とほぼ等しくなるようにされているので、光学特性の測定時におけるミラーの温度上昇と、実際の使用状態におけるミラーの温度上昇とがほぼ等しくなり、実際の使用状態に近い状態で、光学特性の測定を行うことができる。この際、露光において投影系に入射する光量と、測定において投影系に入射する光量とを同程度にしておくことが好ましい。
【0040】
なお、「ほぼ等しい」とは、光学特性の測定時におけるミラーの温度上昇と、実際の使用状態におけるミラーの温度上昇との違いに起因する光学特性の差が、要求される測定精度上問題とならないような範囲であれば、厳密に一致している必要が無いという意味である。
【0041】
前記課題を解決するための第12の手段は、前記第2の手段から第11の手段のいずれかであって、前記光学特性の測定に使用する光の波長が、150nm〜250nmの範囲であることを特徴とするもの(請求項12)である。
【0042】
本手段においては、前記第1の手段と同様、F2レーザ(波長150nm)、ArFレーザ(波長198nm)、KrFレーザ(波長248nm)を光源として使用した場合でも、多層光学薄膜の反射率がそれほど低下しないので、既存の光源を使用して干渉計等により測定を行うことができる。
【0043】
前記課題を解決するための第13の手段は、極短紫外線光学系の光学特性を測定する装置であって、極短紫外光線以外の波長を有する光を放出する光源と、所定の標準パターンが形成されたマスクと、前記光源からの光を、前記マスクに照射し、前記マスクを透過した光、又は前記マスクで反射された光を被測定対象である極短紫外線光学系に導く照明光学系と、前記被測定対象である極短紫外線光学系の結像面に設けられ、表面に感光部材が塗布された受光基板とを有することを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定装置(請求項13)である。
【0044】
本手段においては、光源から放出された極短紫外光線以外の波長を有する光を、標準パターンが形成されたマスクに照射し、マスクを透過した光(透過型マスクの場合)、又はマスクで反射された光(反射型マスクの場合)を、被測定対象である極短紫外線光学系に導いて、当該極短紫外線光学系により結像面に前記マスクの標準パターンの像を結像させる。そして、結像面に置かれた、表面に感光部材が塗布された受光基板を感光させ、感光部材を現像することによって標準パターンの像を得て、それからディストーション等の光学特性を測定する。
【0045】
なお、像面湾曲を測定する場合には、受光基板が置かれる場所は実際の結像面のみでなく、実際の結像面の近くで種々の場所に置いて、その位置での標準パターンの像を比較することにより像面湾曲を求めることは言うまでもない。
【0046】
前記課題を解決するための第14の手段は、前記第13の手段における前記受光基板の代わりに、前記被測定対象である極短紫外線光学系の結像面における光の強度を2次元的に測定可能な光センサ機構が設けられていることを特徴とする極短紫外線光学系の光学特性測定装置(請求項14)である。
【0047】
本手段においては、受光基板の代わりに光センサ機構により結像面における2次元的な光の強度を測定しているので、受光基板を現像するというような工程が不要となり、かつ、自動化が容易である。この場合も、光学特性の測定に使用する光の波長が、150nm〜250nmの範囲とすることが、前記第1の手段の説明で述べた理由により好ましい。
【0048】
前記課題を解決するための第15の手段は、前記第1の手段から第12の手段のいずれかである極短紫外線光学系の光学特性測定方法、又は前記第13の手段、第14の手段のいずれかである極短紫外線光学系の光学特性測定装置を使用して、極短紫外線光学系の光学特性を測定し、その結果に応じて、前記極短紫外線光学系を構成する光学素子の面形状の修正、及び当該光学素子の設置位置の調整の少なくとも一方を行う工程を有することを特徴とする極短紫外線光学系の製造方法(請求項16)である。
【0049】
本手段においては、本発明に係る極短紫外線光学系の光学特性測定方法又は装置を用いて極短紫外線光学系の光学特性を測定し、その結果に応じて、前記極短紫外線光学系を構成する光学素子の面形状、及び当該光学素子の設置位置の調整の少なくとも一方を行うようにしているので、真空中での測定等の複雑な測定を行うことなく、測定が可能であり、よって、極短紫外線光学系の製造が容易となる。また、レーザ光を使用した測定が可能となるので、この場合には、光学特性を正確に測定することができ、精度の良い極短紫外線光学系を製造することができる。
【0050】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の第1の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。
【0051】
所定の光源を有する照明光学系1から射出された照明光2は、マスクステージ3上に載置されたマスク4を照明する。マスク4には、予め所定の標準パターンが形成されている。標準パターンを通過した照明光2は、被検査体である極短紫外線光学系5に入射する。極短紫外線光学系5としては、図6の投影光学系43のようなものである。極短紫外線光学系5からの出射光6は、マスク4の標準パターンの像をウエハステージ7上に載置されたウエハ8の表面に結像する。
【0052】
ウエハ8の表面にはレジストが塗布されており、レジストを現像して、残ったレジストをマスクとしてウエハ8をエッチングするという周知のプロセスにより、マスク4の標準パターンの像を再現し、その形状を測定することにより、極短紫外線光学系のディストーションが測定でき、かつ、この測定をウエハステージ7の高さを変えて何度も行うことにより像面湾曲が測定できる。なお、一度の露光で標準パターン全体を露光転写できない場合は、マスクステージ3とウエハステージ7を同期して移動し、複数回に分けて露光転写を行うことは、通常のステッパと同じである。
【0053】
本実施の形態においては、極短紫外線光学系5の光学特性を測定するために、光源として、F2レーザ(波長150nm)、ArFレーザ(波長198nm)、KrFレーザ(波長248nm)を使用するようにしている。これにより、照明光学系1には、蛍石等からなるレンズを使用することができ、ミラーを使用した場合に比して光の損失を小さくすることができる。なお、コンタミネーション等の問題から投影系をHe等の不活性ガスでパージすることも考えられるが、この場合においても投影光学系を真空にする場合(つまり、露光光を用いる場合)に比べて測定が簡便となり、測定時間を短縮させることができる。
【0054】
また、これらの波長帯の光は、空気中を大きな損失無く通過することができるので、測定装置や被検査体である極短紫外線光学系5を真空中に置く必要がない。さらに、極短紫外線光学系5における主要な光学素子であるミラーには、その表面にSiとMoを交互に積層した多層光学薄膜が設けられているが、この多層光学薄膜は、これらの波長域の光に対しても高い反射率を有するので、光の損出が少ない状態で測定を行うことができる。
【0055】
この実施の形態の変形例として、光源に可視光、例えばHe−Neレーザ等の可視域のレーザ等を使用することができる。ただし、この場合は、極短紫外線光学系5用に設計された多層光学薄膜が、可視光に対して低い反射率しか示さない場合が多い。よって、このような場合には、ミラーの多層光学薄膜の上に、使用する可視光に対して高い反射率を有する材料をコーティングする必要がある。
【0056】
このようなコーティング材料としては、銀、アルミニウム又はこれらを主成分とする材料が好ましい。これらの材料は、可視光に対して高い反射率を示すと共に、気相成長法、特にイオンビームスパッタリング、マグネトロンスパッタリングにより、多層光学薄膜を構成するSi上に薄膜として均一に成膜することが可能である。よって、多層光学薄膜上に成膜しても、光学特性の測定にほとんど影響を与えない。
【0057】
また、銀、アルミニウム又はこれらを主成分とする材料は、硝酸に溶解しやすい、これに対して多層光学薄膜を構成するSiやミラーの基板であるガラス、石英、セラミックスは硝酸に溶けにくい。よって、多層光学薄膜の表面にSiがくるように設計を行うことにより、測定が終わった後で、銀、アルミニウム又はこれらを主成分とする材料からなる薄膜を硝酸に溶かして、元からあった多層光学薄膜やミラーの基板にほとんど影響を与えることなく、後から形成した測定用の薄膜を除去することができる。
【0058】
実際の極短紫外線光学系の製造に際しては、組み立てが終わった後で光学特性を測定し、その結果、ミラーの表面を加工し直さなければならないことがある。このような場合には、せっかく形成した多層光学薄膜をはがして加工を行い、再び多層光学薄膜を成膜する必要がある。これを避けるために、初めはミラーの表面に多層光学薄膜を形成せず、銀やアルミニウム等の薄膜を形成し、その状態で極短紫外線光学系の組み立てを行い、前述のように可視光で光学特性を測定し、その結果に基づいて、必要に応じてミラーの加工を行うようにすることが好ましい。そして、可視光を用いて測定した光学特性が所定の範囲に入った後、ミラーの基板上に多層光学薄膜を形成するようにすれば、多層光学薄膜の形成工程が一回で済む。
【0059】
この場合も、銀、アルミニウム又はこれらを主成分とする材料からなる薄膜を硝酸に溶かすことにより、元からあったミラーの基板(ガラス、石英、セラミックス)にほとんど影響を与えることなく測定用の薄膜を除去することができる。
【0060】
このような工程を採る場合、同じ測定装置で、ミラー基板の表面に多層光学薄膜が形成されている場合と、銀やアルミニウム等の薄膜が形成されている場合の両方について測定を行えることが好ましい。それには、光源を、反射膜である薄膜の種類に応じて変えられるようにしておくことが好ましい。例えば、ミラー基板の表面に多層光学薄膜が形成されている場合には、F2レーザ(波長150nm)、ArFレーザ(波長198nm)、KrFレーザ(波長248nm)のうちいずれか一つ、銀やアルミニウム等の薄膜が形成されている場合にはHe−Neレーザを使用するようにする。これらの切り換えは、複数種類の光源を用意し、ミラーにより切り換える等により、容易に実現することができる。
【0061】
実際の極短紫外線光学系におけるミラーにおいて、その表面に形成される多層光学薄膜の厚さは、極短紫外線光学系の特性にほとんど寄与しない。しかしながら、ほとんどのミラーは凹面鏡又は凸面鏡であるため、実際に使用される光の入射角度が、ミラーの各部分において異なってくる場合がある。この場合には、反射光の位相が、ミラーの各部分に応じて異なってくる。
【0062】
よって、光学特性測定用に特別の薄膜を形成する場合には、これらの反射光の位相の変化を考慮することが好ましい。すなわち、実際に使用される状態での反射光の位相特性は、形成される薄膜と入射角が分かれば計算やシミュレーションにより求めることができる。よって、これらの反射光の位相特性を考慮して、光学特性測定用の薄膜を形成することが好ましい。例えば、銀やアルミニウムで光学特性測定用の薄膜を形成する場合は、その厚さをミラーの場所において変化させることにより、ミラーの反射場所に応じて反射光の位相を変化させることができる。
【0063】
これら、銀やアルミニウムで光学特性測定用の薄膜を形成する場合には、前述のようにスパッタリングを使用することが多いが、銀やアルミニウムがミラーに到達するのを、遮蔽板により妨げ、ミラーの場所に応じて遮蔽時間を制御することにより、ミラーの場所に応じて薄膜の厚さを変化させることができる。
【0064】
さらに、極短紫外線光学系の使用状態におけるこれらミラーの熱変形を考慮して測定を行うことが好ましい。すなわち、極短紫外線光学系の使用状態においては、ミラーで反射されなかったEUVがミラーに吸収され、ミラーの温度が上昇する。そのため、ミラーが熱変形を起こし、それにより極短紫外線光学系の光学特性が変化する。通常、極短紫外線光学系の設計においては、このミラーの熱変形を考慮して設計が行われている。
【0065】
よって、EUV以外の光を光学特性の測定に使用したり、多層光学薄膜以外の反射膜をミラーに設けて光学特性の測定を行った場合には、光の波長と反射膜の反射率の違いに起因して、ミラーの温度上昇と熱変形が実際の使用状況と異なってきて、実際の使用状態での光学特性が測定できない場合がある。
【0066】
このような場合には、測定用の光学薄膜における光学特性の測定に使用する光の反射率が、実際に使用される多層光学薄膜における極短紫外線の反射率とほぼ等しくされていることが好ましい。そして投影系に入射させる測定光の光量と露光時に投影系に入射させる露光光の光量を同程度にしておくことが好ましい。これにより、光学特性の測定状態におけるミラーの温度上昇と熱変形を、実際の使用状態におけるものとほぼ等しくすることができ、前述のような問題点が回避可能となる。
この実施の形態では、マスクとして透過型のマスクを使用しているが、反射型のマスクを使用しても測定が行えることは言うまでもない。
【0067】
図2は、本発明の実施の形態の第2の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。図2に示す装置は、その大部分が図1に示す装置と同じであるので、図1に示されたものと同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【0068】
被検査体である極短紫外線光学系5から出射した光は、ピンホール板ステージ9上に載置されたピンホール板10上にマスク4の標準パターンの像を結像する。ピンホール板10には一つのピンホールが開けられており、それを通過した光が、光ディテクタ11に入射して検出される。
【0069】
ピンホール板ステージ9を2次元的に移動させることにより、ピンホールの位置を2次元的に変え、結像面での2次元的な光量分布を測定することができる。このようにして測定した光量分布から、結像面に結像したマスク4のパターンの像を再現することができる。一度でマスク4の標準パターン全体を照明できない場合には、マスクステージ3を駆動し、照明位置を変えて、順次測定を行えばよい。ピンホール板ステージ9の光軸方向位置を変えて順次測定を行うことにより、像面湾曲の測定が行えることは図1に示した装置と変わるところはない。
【0070】
特に光源として紫外光あるいは可視光を使用すれば、光ディテクタ11として、フォトマルチプライヤー等の紫外光あるいは可視光用に開発されたものがそのまま使用できるので好ましい。使用する光源や、極短紫外線光学系5内のミラーの反射膜等、図1に示した装置の説明で説明した事項は、そのまま、図2に示した装置にも適用できる。
【0071】
図3は、本発明の実施の形態の第3の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。図3に示す装置も、その大部分が図1に示す装置と同じであるので、図1に示されたものと同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【0072】
被検査体である極短紫外線光学系5から出射した光は、リレー光学系12に入射する。リレー光学系12は、極短紫外線光学系5の像面に結像される像を、拡大された倍率で、2次元光センサ13上に結像する。2次元光センサ13としては、2次元CCD等が使用可能である。特に光源として可視光を使用すれば、リレー光学系12、2次元光センサ13として、紫外光あるいは可視光用に開発されたものがそのまま使用できるので好ましい。
【0073】
図3に示す装置によれば、マスク4に形成された標準パターンの像を2次元的に測定することができる。リレー光学系12を使用しているのは、極短紫外線光学系5の像面に結像される像は微細な線幅を有するものであるので、そのままでは、CCD等の2次元センサ13では目的とする分解能で検出することができないためである。よって、リレー光学系12により、像を2次元センサ13の分解能で検出できる程度にまで拡大するようにしている。
【0074】
一度でマスク4の標準パターン全体を照明できない場合には、マスクステージ3を駆動して照明位置を変えて、順次測定を行えばよい。2次元センサ13の光軸方向位置を変えて順次測定を行うことにより、像面湾曲の測定が行えることは図1に示した装置と変わるところはない。使用する光源や、極短紫外線光学系5内のミラーの反射膜等、図1に示した装置の説明で説明した事項は、そのまま、図3に示した装置にも適用できる。
【0075】
請求項15にいう「光センサ機構」としては、このように、いろいろのバリュエーションが考えられるが、結像面に結像した像を、目的とする分解能で電気信号に変換できれば、どのような構成を採用してもよい。
【0076】
以上説明した各装置において、照明光学系1から射出される光は、できるだけ実際に使用する照明光とその性質が類似しているものを使用することが好ましい。例えば、実際に使用している光源において、インテグレータ等により2次元の一様照明光が形成されている場合には、照明光学系1から射出される光も、2次元の一様照明光とすることが好ましく、テレセン性を有する光が使用されている場合は、照明光学系1から射出される光もテレセン性を有するようにしておくことが好ましい。
【0077】
また、測定に使用する光によっては、測定中に装置内でコンタミネーションが発生する場合がある。このような場合には、装置に光学系のコンタミネーションを抑制する機能あるいは光学素子に付着したコンタミネーションを除去する機能を設けることが好ましい。コンタミネーションを抑制する機能は、例えば、投影光学系周辺に不純物ガスの少ない不活性ガスや有機ガス等を流すことにより実現することができる。コンタミネーションを除給する機能は、例えば、投影光学系周辺にオゾンを流すことにより実現することができる。
【0078】
以上、マスクに形成された標準パターンを被検査体である極短紫外線光学系5を通して結像面に結像させ、そのパターンからディストーションや像面湾曲を測定する方法の例を説明した。これに対し、干渉計を使用すれば、波面収差、ディストーション、像面湾曲を測定することができる。
【0079】
図4は、本発明の実施の形態の第4の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。この例では、光学特性として波面収差を測定している。14は、レーザ光源であり、F2、KrF、Arf、He−Ne等、図1〜図3で用いた測定用光源を用いることが可能である。光源14からは、所定の波長域のレーザ光がほぼ平面波の状態で射出される。
【0080】
このレーザ光は、ビームスプリッタ15を通過した後、集光光学系16へ向かう。この集光光学系16は、波面収差測定機の測定精度に対して球面収差及び正弦条件を十分に無視し得る程度に抑えこんだ実質的に無収差の光学系である。ここで、集光光学系16の入射面16aは、入射する平面波と同一形状(すなわち平面)となっており、この入射面16aはハーフミラー面となっている。従って、入射面16aに入射する平面波は、ここで振幅分割され、反射光は平面波のまま参照光としてビームスプリッタ15へ戻される。
【0081】
一方、入射面16aを通過した透過光は計測光として、この集光光学系16により集光されて球面波に変換されて、被検査体である極短紫外線光学系5へ向かう。なお、集光光学系16の最終面(最も射出側のレンズ面)を参照面として用いても良いことは言うまでもない。
【0082】
極短紫外線光学系5は、その物体面(マスク面)位置が球面波の集光点位置と一致するように波面収差測定機内に位置決めされており、極短紫外線光学系5には、物体面から発する球面波が入射することになる。ここで、極短紫外線光学系5に波面収差が存在しなければ(極短紫外線光学系5が理想光学系であれば)、極短紫外線光学系5からは像面位置にて集光する如き球面波が射出されることになる。
【0083】
極短紫外線光学系5の射出側で像面を挟んで投影系とは逆側には、球面鏡17が配置されている。この球面鏡17の表面形状は、極短紫外線光学系5が理想光学系である場合に極短紫外線光学系5から射出される球面波と同一形状に形成されている。従って、極短紫外線光学系5が理想光学系である場合には、極短紫外線光学系5から射出される球面波と同じ形状を持つ球面波が再び極短紫外線光学系5へ戻される。また、極短紫外線光学系5が波面収差を有している場合には、その波面収差に応じた形状の波面が極短紫外線光学系5へ戻される。
【0084】
球面鏡17にて反射されて極短紫外線光学系5へ戻された計測光は、極短紫外線光学系5から射出されて集光光学系16を経た後、ビームスプリッタ15へ向かう。前述のように、集光光学系16の入射面16aにて反射された参照光もビームスプリッタ15へ向かい、これらの計測光及び参照光は、ビームスプリッタ15にて反射されて、CCDなどの光電変換素子からなる受光器18の受光面に達する。ここで、極短紫外線光学系5が波面収差を有している場合には、受光面上において波面収差に応じた干渉縞が発生する。この干渉縞は、参照波面と、投影系9を往復通過した光束の波面との差に応じた形状となっており、この干渉縞を画像解析することにより極短紫外線光学系5の波面収差を求めることができる。
【0085】
ここで、極短紫外線光学系5と集光光学系16及び球面鏡17とを相対的に移動させつつ測定を行うことで、極短紫外線光学系5の視野(または露光領域)内の複数の位置での波面収差の測定が可能となる。
【0086】
なお、本装置の詳細は特開2000−91209号公報に開示されているので、その説明を参照されたい。このようにして求めた波面収差から特開2000−91209号公報に開示された方法等により投影光学系を構成する各ミラーの表面形状を修正することが可能となる。
【0087】
図5に、極短紫外線光学系の製造工程のうち、これら各実施の形態に示されたような測定装置を使用して極短紫外線光学系の組み立て調整を行う手順の例を示す。
【0088】
まず、設計仕様に基づいて、ミラー基板を研磨加工する(ステップS11)。続いて、研磨されたミラー基板の表面に、光学特性測定用反射膜を、多層膜の代わりに成膜する(ステップS12)。例えば、光学特性測定用の光源として紫外光あるいは可視光を使用する場合は、銀やアルミニウム薄膜を、前述のようにスパッタリングにより成膜する。そして、この状態のミラーを使用して光学系を組み立てる(ステップS13)。組み立て完了後、波面収差、ディストーション、像面湾曲等の光学特性を評価する(ステップS14)。測定器としては、例えば本実施の形態の欄で説明したようなものを使用する。そして、測定結果が、極短紫外線光学系に要求される仕様を満足しているかどうかを判断する(ステップS15)。
【0089】
仕様を満足している場合は、光学特性測定用反射膜を剥離し(ステップS16)、代わりに実際に使用される多層膜(多層光学薄膜)をコートする(ステップS17)。そして、このミラーを使用して光学系の再組み立てを行う(ステップS18)。
【0090】
ステップS15で仕様を満足していないと判断された場合は、測定データに基づき、必要とされるミラー形状の修正値と組み立て位置の修正値を求める。通常は、組み立て位置修正値の方を先に求め、組み立て位置の修正だけで光学特性が仕様値に入る場合はステップS19に移行し、この修正値に基づいて光学系の再組み立てを行う。組み立て後は、再度ステップS14に移行する。
【0091】
組み立て位置の修正だけでは光学特性が仕様値に入らない場合は、ステップS20に移行してミラーの形状修正値に基づいてミラーの形状修正を行う。このとき、ミラー基板の再加工に先立って、ミラー表面に形成された光学特性測定用反射膜を剥離しておくことは言うまでもない。ミラー基板の再加工が終了した後は、再びステップS12に移行するが、その後ステップS13の光学系組み立ての際に、組み立て位置の調整が併せて必要とされる場合はこの調整を行うことは言うまでもない。
【0092】
通常は、以上に示す工程により極短紫外線光学系の組み立て調整ができるが、ステップS18の後で、実際の多層膜を使用した場合の光学特性を測定して、結果を確認するようにし、万一仕様に入っていなかったような場合は、ステップS18に再移行するようにしてもよい。この場合には、多層膜を使用した場合の光学特性は可視光域で行うことは困難であるので、F2レーザ(波長150nm)、ArFレーザ(波長198nm)、KrFレーザ(波長248nm)等を光源として使用することが好ましい。
【0093】
図5に示す例は、ミラー基板表面に多層光学薄膜を形成する前に光学特性測定用薄膜を形成して測定を行っている例であるが、多層光学薄膜の形成後、その上に光学特性測定用薄膜を形成して測定を行うようにしてもよい。また、F2レーザ(波長150nm)、ArFレーザ(波長198nm)、KrFレーザ(波長248nm)等を光源として使用し、多層光学薄膜での反射を利用して測定を行ってもよい。ただし、これらの場合は、ミラーの加工を行う際に、せっかく形成した多層光学薄膜を剥離しなければならないというデメリットがある。
【0094】
なお、光学系に最終的な性能を評価するために露光光による測定を行うことが好ましい。相対的に測定時間の短い非露光光による測定で、ほぼ最終的な面形状を形成することができるため、全体的な測定に費やす時間を大幅に短縮することができる。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置を大がかりなものにすることなく、従来に比較して簡単に極短紫外線光学系の光学特性を測定することができる方法とそのための装置、さらには、これらの方法、装置を使用した極短紫外線光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の第2の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態の第3の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。
【図4】、本発明の実施の形態の第4の例である極短紫外線光学系の光学特性測定装置の概要を示す図である。
【図5】極短紫外線光学系の製造工程のうち、これら各実施の形態に示されたような測定装置を使用して極短紫外線光学系の組み立て調整を行う手順の例を示す図である。
【図6】極短紫外線投影露光装置の一部の概略を示す図である。
【符号の説明】
1:照明光学系
2:照明光
3:マスクステージ
4:マスク
5:極短紫外線光学系
6:出射光
7:ウエハステージ
8:ウエハ
9:ピンホール板ステージ
10:ピンホール板
11:光ディテクタ
12:リレー光学系
13:2次元光センサ
14:レーザ光源
15:ビームスプリッタ
16:集光光学系
16a:入射面
17:球面鏡
18:受光器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method, a measuring apparatus, and a measuring method for optical characteristics of an ultra-short ultraviolet (EUV: light having a wavelength of 4.5 to 30 nm) optical system such as a projection optical system used in an ultra-short ultraviolet exposure apparatus (EUVL). The present invention relates to a method for manufacturing an optical system.
[0002]
[Prior art]
In an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, a circuit pattern formed on a mask surface as an object surface is projected and transferred onto a substrate such as a wafer via an imaging optical system. A resist is applied to the substrate, and the resist is exposed by exposure to light, and a resist pattern is obtained.
[0003]
The resolution w of the exposure apparatus is determined mainly by the exposure wavelength λ and the numerical aperture NA of the imaging optical system, and is expressed by the following equation.
w = kλ / NA k: constant
Therefore, in order to improve the resolution, it is necessary to shorten the wavelength or increase the numerical aperture. At present, an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor mainly uses i-rays having a wavelength of 365 nm, and a resolution of 0.5 μm is obtained with a numerical aperture of about 0.5. Since it is difficult to increase the numerical aperture in terms of optical design, it is necessary to shorten the wavelength of exposure light in order to further improve the resolution in the future. The exposure light having a wavelength shorter than the i-line is, for example, an excimer laser. The wavelength of the exposure light is 248 nm for a KrF excimer laser and 193 nm for an ArF excimer laser. With a 0.25 μm ArF excimer laser, a resolution of 0.18 μm can be obtained. When ultra-short ultraviolet light (EUV) having a shorter wavelength is used as exposure light, a resolution of, for example, 0.1 μm or less can be obtained at a wavelength of 13 nm.
[0004]
A conventional exposure apparatus mainly includes a light source, an illumination optical system, and a projection imaging optical system. The projection image forming optical system includes a plurality of lenses or reflecting mirrors, and forms a pattern on a mask on a wafer.
[0005]
On the other hand, if an attempt is made to design a projection optical system for EUV in order to obtain higher resolution, the field of view becomes small, and a desired region cannot be exposed at a time. Therefore, a method of exposing a semiconductor chip of 20 mm square or more with a projection optical system having a small visual field by scanning a mask and a wafer at the time of exposure has been adopted. By doing so, a desired exposure area can be exposed even with an ultra-short ultraviolet projection exposure apparatus. For example, when exposing with EUV light having a wavelength of 13 nm, high resolution can be obtained by making the exposure field of the projection optical system annular.
[0006]
FIG. 6 shows a schematic view of a part of the ultrashort ultraviolet projection exposure apparatus. The apparatus mainly includes an
[0007]
The projection
[0008]
As described above, in the ultra-short ultraviolet optical system including the ultra-short ultraviolet projection optical system, since a transparent glass material cannot be obtained, the optical system is configured around a mirror. At present, in the projection optical system of the ultrashort ultraviolet projection exposure apparatus, six mirrors are being used, unlike the one shown in FIG.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In such an ultra-short ultraviolet optical system, it is necessary to set optical characteristics (for example, wavefront aberration, distortion, field curvature) within a predetermined range. To this end, these characteristics are measured in such an optical system, and if they do not fall within a predetermined value, the shape of each optical element (mirror, etc.) is corrected, It is necessary to change the mounting method. Therefore, it is required to measure the characteristics of some ultrashort ultraviolet optical system.
[0010]
As a method for measuring the wavefront aberration, distortion, and field curvature of an extremely short ultraviolet optical system, a method using an interferometer is generally employed. In addition, for distortion, image the reference pattern on the image plane, and for field curvature, image the reference pattern on the image plane by changing the position of the image plane, and compare them. Also required by
[0011]
Conventionally, in these measurements, EUV actually used is used as light for measurement. However, since EUV can generally be used only in a vacuum, there has been a problem that at least a part of the measuring device must be placed in a vacuum.
[0012]
When measuring optical characteristics using an interferometer, it is desirable to use laser light having the same wavelength and phase as the measurement light. However, those commonly used as EUV light sources are emitted from plasma. Light, and it is difficult to obtain such characteristics. If synchrotron radiation is used as the light source, a light close to laser light can be obtained to some extent, but there is a problem that the apparatus becomes very expensive.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a method and a method for easily measuring the optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system as compared with the related art without increasing the size of the apparatus. It is an object of the present invention to provide an apparatus, and a method for manufacturing an ultrashort ultraviolet optical system using the apparatus and the method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A first means for solving the above-mentioned problem is a method for measuring optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, wherein measurement is performed using light other than ultra-short ultraviolet light as light used for measuring the optical characteristics. A method for measuring optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, wherein the wavelength of light used for measuring the optical characteristics is in a range of 150 nm to 250 nm. (Claim 1).
[0015]
As described above, in the ultrashort ultraviolet optical system, a mirror is mainly used as an optical element, and a refractive optical element such as a lens is not used. Therefore, it can be said that the ultrashort ultraviolet optical system is an optical system having essentially no chromatic aberration. This means takes advantage of this. That is, even if the measurement is performed using light having a wavelength different from that of the actually used EUV, the same measurement result as in the case of using the actually used EUV is obtained without being affected by the difference in wavelength.
[0016]
If the optical characteristics are measured using light having a wavelength different from that of EUV, for example, the measurement can be performed even in a state other than in a vacuum, so that the apparatus configuration can be simplified. In addition, since measurement can be performed using laser light, accurate measurement of optical characteristics can be performed.
[0017]
Further, a multilayer optical thin film is formed as a reflector on the surface of a mirror generally used in an ultrashort ultraviolet optical system. This multilayer optical thin film is generally obtained by alternately laminating Si and Mo. The reflectivity of such a multilayer optical thin film decreases to about 40% in the visible light region, but remains high in the wavelength region of 150 nm to 250 nm (50.3% at a wavelength of 150 nm, 53.8% at a wavelength of 198 nm, (About 54.1% at a wavelength of 248 nm). In this wavelength range, F 2 Since a laser (wavelength: 150 nm), an ArF laser (wavelength: 198 nm), and a KrF laser (wavelength: 248 nm) can be used as a light source, measurement can be performed by an interferometer or the like using an existing light source.
[0018]
In many cases, the multilayer optical thin film is formed by alternately laminating Si and Mo, but instead of Mo, Ru, Rh, or the like is used, or a compound such as Mo, Ru, Rh, or the like is used. May be done. In addition, Be, B, C, or the like may be used instead of Si, or a compound such as Si, Be, B, or C may be used. Even in such a case, the present means works effectively.
[0019]
A second means for solving the above-mentioned problem is a method of measuring the optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, and performing measurement using light other than the ultra-short ultraviolet light as light used for measuring the optical characteristics. In the method for measuring the optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, the optical thin film for measurement is formed instead of the multilayer optical thin film formed on the surface of the mirror used in the ultra-short ultraviolet optical system. And measuring the optical characteristics of the ultrashort ultraviolet optical system (claim 2).
[0020]
The thickness of the multilayer optical thin film formed on the surface of the mirror hardly contributes to the optical characteristics of the ultrashort ultraviolet optical system, and most of the optical characteristics are determined by the shape of the substrate constituting the mirror. This means focuses on such a property, and performs measurement by forming an optical thin film for measurement instead of a multilayer optical thin film actually used. In this way, for example, a material having a high reflectance in the ultraviolet or visible light region can be used as the optical thin film for measurement, and a light source ordinarily used such as an excimer laser or a He-Ne laser can be used. The optical characteristics of the ultrashort ultraviolet optical system can be detected using an extremely commonly used detector such as a CCD.
[0021]
A third means for solving the problem is the second means, wherein the optical thin film for measurement is formed using a material which can be etched by an etching method in which the substrate has a resistance. (Claim 3).
[0022]
In this means, since the optical thin film for measurement is formed using a material which can be etched with respect to the etching method in which the substrate has resistance, if this etching method is used, the optical film for measurement can be used without affecting the substrate. It becomes easy to peel off the optical thin film.
[0023]
A fourth means for solving the above-mentioned problem is the third means, wherein a material forming the mirror is made of a material having etching resistance to nitric acid, and the optical thin film for measurement is made of nitric acid. It is characterized in that it is composed of an etchable material (claim 4).
[0024]
In this means, since the optical thin film for measurement can be dissolved and removed using nitric acid as an etchant, the optical thin film for measurement can be easily peeled off without affecting the substrate by a simple method.
[0025]
A fifth means for solving the above-mentioned problem is the third means or the fourth means, wherein the substrate constituting the mirror is made of at least one of glass, quartz, or ceramics, The optical thin film for use is made of silver or aluminum or a material containing these as a main component (claim 5).
[0026]
Silver has a high reflectance (about 50-98%) for visible light having a wavelength of 330-650 nm, and aluminum has a high reflectance (about 90%) for visible or ultraviolet light having a wavelength of 150-650 nm. ), Measurement using light in this wavelength range is possible. Note that these reflectivities are calculated values and may actually decrease depending on the state of the film or the like. Therefore, it is preferable to check whether a desired reflectivity is obtained by experiments or the like when actually using the reflectivity.
[0027]
Moreover, silver and aluminum are easily dissolved in nitric acid. On the other hand, when the substrate is made of a material that does not dissolve in nitric acid such as glass, quartz or ceramics, after the measurement is completed, a thin film of silver or aluminum or a material containing these as a main component formed on the surface is dissolved with nitric acid. Thus, the optical thin film for measurement can be easily removed without affecting the substrate constituting the mirror.
[0028]
A sixth means for solving the above-mentioned problem is a method for measuring the optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, wherein the measurement is performed using light other than the ultra-short ultraviolet light as light used for measuring the optical characteristics. In the method for measuring the optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, the optical thin film for measurement is formed on a multilayer optical thin film formed on the surface of a mirror used in the ultra-short ultraviolet optical system. A method for measuring optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, wherein the measurement is performed.
[0029]
The principle of this means is basically the same as that of the second means. However, in the second means, an optical thin film for measurement is formed on a substrate constituting a mirror. In the means, an optical thin film for measurement is formed on the multilayer optical thin film. Therefore, it is suitable for measuring the optical characteristics of the ultrashort ultraviolet optical system using the completed mirror. However, in this case, after the measurement is completed, it is necessary that the optical thin film for measurement can be removed without affecting the multilayer optical thin film.
[0030]
A seventh means for solving the above problem is the seventh means, wherein the optical thin film for measurement uses a material which can be etched by an etching method in which the substrate and the multilayer optical thin film have resistance. It is characterized by being formed (claim 7).
[0031]
In this means, since the optical thin film for measurement is formed using a material which can be etched with respect to the etching method in which the substrate has resistance, if this etching method is used, the optical film for measurement can be used without affecting the substrate. It becomes easy to peel off the optical thin film.
[0032]
An eighth means for solving the above-mentioned problem is the seventh means, wherein the material forming the mirror and the material forming the surface of the multilayer optical thin film are made of a material having etching resistance to nitric acid. The optical thin film for measurement is made of a material that can be etched with nitric acid (claim 8).
[0033]
In this means, since the optical thin film for measurement can be dissolved and removed using nitric acid as an etchant, the optical thin film for measurement can be easily peeled off without affecting the substrate by a simple method.
[0034]
A ninth means for solving the above problem is the seventh means or the eighth means, wherein a substrate constituting the mirror is made of at least one of glass, quartz, and ceramics, and The surface of a multilayer optical thin film is made of Si, and the optical thin film for measurement is made of silver or aluminum, or a material containing these as a main component. ).
[0035]
As described above, silver and aluminum have high reflectance in the ultraviolet or visible light range, and it is easy to form a thin film on a substrate. It is easy to dissolve in nitric acid. On the other hand, if the substrate is made of a material that does not dissolve in nitric acid such as glass, quartz or ceramics, and the surface of the multilayer optical thin film is made of a material that does not dissolve in nitric acid such as Si, it is formed on the surface after the measurement is completed. By dissolving the thin film of silver or aluminum or a material containing these as a main component with nitric acid, the optical thin film for measurement can be easily removed without affecting the substrate constituting the mirror or the multilayer optical thin film. it can.
[0036]
A tenth means for solving the above-mentioned problems is any one of the second means to the ninth means, wherein a film thickness distribution of the optical thin film for measurement is determined by using ultra-short ultraviolet light in the multilayer optical thin film. The film thickness distribution is such that a phase change equivalent to a phase change received when light is reflected is obtained (claim 10).
[0037]
As described above, the optical characteristics of a mirror are almost determined by the shape of the substrate that constitutes the mirror, and the thickness of the multilayer optical thin film and other effects are small, but strictly speaking, the incident direction of light at each part of the multilayer optical thin film Are different, the phase of the reflected light changes in each part accordingly. The degree of this phase change can be determined by simulation calculation or the like. In this means, when forming the optical thin film for measurement, the phase change of the measurement light reflected at each part thereof is equivalent to the phase change received when the ultra-short ultraviolet light is reflected on the multilayer optical thin film. First, the film thickness and the like are changed. Therefore, the measurement can be performed under conditions similar to those in the case where actual ultrashort ultraviolet light is used.
[0038]
An eleventh means for solving the above problem is any one of the second means to the tenth means, wherein a reflectance of light used for measuring the optical characteristics in the optical thin film for measurement is determined. The reflectance is made substantially equal to the reflectance of the ultra-short ultraviolet ray in the multilayer optical thin film (claim 11).
[0039]
Light not reflected by the mirror is absorbed by the mirror and becomes heat, raising the temperature of the mirror. As a result, the mirror deforms and changes the optical characteristics of the ultrashort ultraviolet optical system. In this means, the reflectivity of light used for measuring optical properties in the optical thin film for measurement is set to be substantially equal to the reflectivity of ultra-short ultraviolet rays in the multilayer optical thin film. And the temperature rise of the mirror in the actual use state become substantially equal, and the optical characteristics can be measured in a state close to the actual use state. At this time, it is preferable that the amount of light incident on the projection system in the exposure and the amount of light incident on the projection system in the measurement be approximately the same.
[0040]
Note that `` substantially equal '' means that the difference in optical characteristics caused by the difference between the temperature rise of the mirror at the time of measuring the optical characteristics and the temperature rise of the mirror in an actual use state is a problem in required measurement accuracy. If it does not fall within the range, it does not need to exactly match.
[0041]
A twelfth means for solving the above problem is any of the second means to the eleventh means, wherein a wavelength of light used for measuring the optical characteristics is in a range of 150 nm to 250 nm. (Claim 12).
[0042]
In this means, as in the first means, F 2 Even when a laser (wavelength 150 nm), an ArF laser (wavelength 198 nm), or a KrF laser (wavelength 248 nm) is used as a light source, the reflectivity of the multilayer optical thin film does not decrease so much. A measurement can be made.
[0043]
A thirteenth means for solving the above problem is an apparatus for measuring the optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system, wherein a light source that emits light having a wavelength other than an ultra-short ultraviolet ray and a predetermined standard pattern are provided. A formed mask, and an illumination optical system that irradiates the mask with light from the light source and guides light transmitted through the mask or light reflected by the mask to an ultra-short ultraviolet optical system to be measured. An optical characteristic measuring apparatus for an ultra-short ultraviolet optical system, comprising: a light-receiving substrate provided on an image forming surface of the ultra-short ultraviolet optical system to be measured and having a photosensitive member applied to the surface thereof. Claim 13).
[0044]
In this means, light having a wavelength other than the ultra-short ultraviolet light emitted from the light source is applied to the mask on which the standard pattern is formed, and the light transmitted through the mask (in the case of a transmission mask) or reflected by the mask The reflected light (in the case of a reflective mask) is guided to an ultra-short ultraviolet optical system to be measured, and an image of the standard pattern of the mask is formed on an imaging plane by the ultra-short ultraviolet optical system. Then, a light receiving substrate having a surface coated with a photosensitive member is exposed to light, and the photosensitive member is developed to obtain an image of a standard pattern, and then optical characteristics such as distortion are measured.
[0045]
When measuring the curvature of field, the light-receiving substrate is placed not only on the actual imaging plane but also in various places near the actual imaging plane, and the standard pattern at that position is placed. It goes without saying that the field curvature is obtained by comparing the images.
[0046]
A fourteenth means for solving the above-mentioned problem is that, in place of the light-receiving substrate in the thirteenth means, the intensity of light on the imaging surface of the ultrashort ultraviolet optical system to be measured is two-dimensionally measured. An optical characteristic measuring apparatus for an ultra-short ultraviolet optical system, wherein an optical sensor mechanism capable of measurement is provided.
[0047]
In this means, since the two-dimensional light intensity on the image plane is measured by an optical sensor mechanism instead of the light receiving substrate, a step of developing the light receiving substrate becomes unnecessary, and automation is easy. It is. Also in this case, it is preferable that the wavelength of the light used for measuring the optical characteristics be in the range of 150 nm to 250 nm for the reason described in the description of the first means.
[0048]
A fifteenth means for solving the above problem is a method for measuring an optical characteristic of an ultra-short ultraviolet optical system, which is one of the first means to the twelfth means, or a thirteenth means, a fourteenth means Using an optical characteristic measuring device for an ultra-short ultraviolet optical system, the optical characteristics of the ultra-short ultraviolet optical system are measured, and according to the result, an optical element constituting the ultra-short ultraviolet optical system is measured. A method of manufacturing an ultra-short ultraviolet optical system, comprising a step of performing at least one of correcting a surface shape and adjusting an installation position of the optical element (claim 16).
[0049]
In this means, the optical characteristics of the ultra-short ultraviolet optical system are measured using the optical characteristics measuring method or apparatus of the ultra-short ultraviolet optical system according to the present invention, and the ultra-short ultraviolet optical system is configured according to the result. Since the surface shape of the optical element to be performed, and at least one of the adjustment of the installation position of the optical element is performed, without performing a complicated measurement such as measurement in a vacuum, it is possible to measure, It becomes easy to manufacture an ultra-short ultraviolet optical system. In addition, since measurement using laser light becomes possible, in this case, optical characteristics can be measured accurately, and a very short ultraviolet optical system with high accuracy can be manufactured.
[0050]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an optical characteristic measuring device of an ultrashort ultraviolet optical system which is a first example of an embodiment of the present invention.
[0051]
[0052]
A resist is applied to the surface of the wafer 8, and the resist is developed, and the image of the standard pattern of the mask 4 is reproduced by a well-known process of etching the wafer 8 using the remaining resist as a mask. By measuring, the distortion of the ultrashort ultraviolet optical system can be measured, and the field curvature can be measured by repeatedly performing this measurement while changing the height of the wafer stage 7. If the entire standard pattern cannot be exposed and transferred by a single exposure, the mask stage 3 and the wafer stage 7 are moved in synchronization and the exposure and transfer are performed a plurality of times in the same manner as a normal stepper.
[0053]
In the present embodiment, in order to measure the optical characteristics of the ultrashort ultraviolet
[0054]
In addition, since light in these wavelength bands can pass through the air without a large loss, it is not necessary to place the measuring apparatus and the ultra-short ultraviolet
[0055]
As a modified example of this embodiment, visible light, for example, a laser in a visible region such as a He-Ne laser can be used as a light source. However, in this case, the multilayer optical thin film designed for the ultrashort ultraviolet
[0056]
As such a coating material, silver, aluminum or a material containing these as a main component is preferable. These materials exhibit high reflectivity to visible light and can be uniformly deposited as thin films on Si that constitutes multilayer optical thin films by vapor phase epitaxy, especially ion beam sputtering and magnetron sputtering. It is. Therefore, even if the film is formed on the multilayer optical thin film, it hardly affects the measurement of the optical characteristics.
[0057]
In addition, silver, aluminum or a material containing these as a main component is easily dissolved in nitric acid, whereas glass, quartz, and ceramics, which are substrates of Si constituting a multilayer optical thin film and a mirror, are hardly dissolved in nitric acid. Therefore, by performing a design so that Si comes to the surface of the multilayer optical thin film, after the measurement is completed, a thin film made of silver, aluminum or a material containing these as a main component is dissolved in nitric acid, and the The thin film for measurement formed later can be removed with little effect on the multilayer optical thin film or the mirror substrate.
[0058]
In actual manufacturing of an ultra-short ultraviolet optical system, it may be necessary to measure optical characteristics after assembly and as a result rework the surface of the mirror. In such a case, it is necessary to peel off the formed multilayer optical thin film and perform processing, and form a multilayer optical thin film again. In order to avoid this, first, a multilayer optical thin film is not formed on the surface of the mirror, but a thin film of silver, aluminum, etc. is formed, and in that state, the ultrashort ultraviolet optical system is assembled, and visible light is applied as described above. It is preferable to measure the optical characteristics and to process the mirror as necessary based on the result. Then, if the multilayer optical thin film is formed on the mirror substrate after the optical characteristics measured using visible light fall within a predetermined range, the process of forming the multilayer optical thin film can be performed only once.
[0059]
Also in this case, a thin film made of silver, aluminum, or a material containing these as a main component is dissolved in nitric acid, so that the thin film for measurement has almost no effect on the original mirror substrate (glass, quartz, ceramics). Can be removed.
[0060]
When such a process is adopted, it is preferable that measurement can be performed with the same measuring device for both the case where the multilayer optical thin film is formed on the surface of the mirror substrate and the case where the thin film of silver or aluminum is formed. . For this purpose, it is preferable that the light source can be changed according to the type of the thin film as the reflection film. For example, when a multilayer optical thin film is formed on the surface of a mirror substrate, F 2 Any one of a laser (wavelength 150 nm), an ArF laser (wavelength 198 nm), and a KrF laser (wavelength 248 nm). When a thin film such as silver or aluminum is formed, a He-Ne laser is used. . Such switching can be easily realized by preparing a plurality of types of light sources and switching them by a mirror.
[0061]
In a mirror in an actual ultrashort ultraviolet optical system, the thickness of the multilayer optical thin film formed on the surface thereof hardly contributes to the characteristics of the ultrashort ultraviolet optical system. However, since most mirrors are concave mirrors or convex mirrors, the incident angle of light actually used may be different in each part of the mirror. In this case, the phase of the reflected light differs depending on each part of the mirror.
[0062]
Therefore, when a special thin film is formed for measuring optical characteristics, it is preferable to consider a change in the phase of the reflected light. That is, the phase characteristics of the reflected light in the state of actual use can be obtained by calculation or simulation if the formed thin film and the incident angle are known. Therefore, it is preferable to form a thin film for measuring optical characteristics in consideration of the phase characteristics of the reflected light. For example, when a thin film for measuring optical characteristics is formed of silver or aluminum, the phase of reflected light can be changed according to the reflection position of the mirror by changing the thickness at the position of the mirror.
[0063]
When a thin film for measuring optical properties is formed of silver or aluminum, sputtering is often used as described above.However, a shield plate prevents silver or aluminum from reaching the mirror, and the mirror is prevented from forming. By controlling the shielding time according to the location, the thickness of the thin film can be changed according to the location of the mirror.
[0064]
Further, it is preferable to perform the measurement in consideration of the thermal deformation of these mirrors when the ultrashort ultraviolet optical system is used. That is, in the use state of the ultrashort ultraviolet optical system, EUV not reflected by the mirror is absorbed by the mirror, and the temperature of the mirror increases. As a result, the mirror undergoes thermal deformation, which changes the optical characteristics of the ultrashort ultraviolet optical system. Usually, in the design of the ultrashort ultraviolet optical system, the design is performed in consideration of the thermal deformation of the mirror.
[0065]
Therefore, when light other than EUV is used for the measurement of optical characteristics, or when a reflection film other than a multilayer optical thin film is provided on a mirror to measure the optical characteristics, the difference between the wavelength of light and the reflectance of the reflection film is measured. As a result, the temperature rise and thermal deformation of the mirror may differ from the actual use conditions, and the optical characteristics in the actual use conditions may not be measured.
[0066]
In such a case, it is preferable that the reflectance of light used for measuring optical characteristics in the optical thin film for measurement is substantially equal to the reflectance of ultrashort ultraviolet rays in the actually used multilayer optical thin film. . Then, it is preferable that the light amount of the measurement light to be incident on the projection system and the light amount of the exposure light incident on the projection system at the time of exposure are made substantially the same. As a result, the temperature rise and thermal deformation of the mirror in the measurement state of the optical characteristics can be made substantially equal to those in the actual use state, and the above-mentioned problems can be avoided.
In this embodiment, a transmission type mask is used as a mask, but it goes without saying that measurement can be performed using a reflection type mask.
[0067]
FIG. 2 is a diagram showing an outline of an optical characteristic measuring device for an ultra-short ultraviolet optical system according to a second embodiment of the present invention. Since the device shown in FIG. 2 is mostly the same as the device shown in FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0068]
The light emitted from the ultrashort ultraviolet
[0069]
By moving the
[0070]
In particular, it is preferable to use ultraviolet light or visible light as a light source, since a
[0071]
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an optical characteristic measuring device for an ultra-short ultraviolet optical system according to a third embodiment of the present invention. Since the device shown in FIG. 3 is also substantially the same as the device shown in FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0072]
The light emitted from the ultrashort ultraviolet
[0073]
According to the apparatus shown in FIG. 3, the image of the standard pattern formed on the mask 4 can be measured two-dimensionally. The relay
[0074]
If it is not possible to illuminate the entire standard pattern of the mask 4 at one time, the mask stage 3 may be driven to change the illumination position and measurement may be performed sequentially. Changing the position of the two-
[0075]
As the “optical sensor mechanism” according to
[0076]
In each of the above-described devices, it is preferable that the light emitted from the illumination
[0077]
Further, depending on the light used for the measurement, contamination may occur in the apparatus during the measurement. In such a case, it is preferable to provide the device with a function of suppressing contamination of the optical system or a function of removing contamination attached to the optical element. The function of suppressing the contamination can be realized by, for example, flowing an inert gas or an organic gas containing little impurity gas around the projection optical system. The function of removing contamination can be realized, for example, by flowing ozone around the projection optical system.
[0078]
The example of the method of forming an image of the standard pattern formed on the mask on the image forming surface through the ultrashort ultraviolet
[0079]
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an optical characteristic measuring device for an ultra-short ultraviolet optical system according to a fourth embodiment of the present invention. In this example, wavefront aberration is measured as an optical characteristic. 14 is a laser light source, F 2 , KrF, Arf, He-Ne, etc., the measurement light source used in FIGS. 1 to 3 can be used. From the
[0080]
After passing through the
[0081]
On the other hand, the transmitted light that has passed through the
[0082]
The ultrashort ultraviolet
[0083]
A
[0084]
The measurement light reflected by the
[0085]
Here, the measurement is performed while relatively moving the ultra-short ultraviolet
[0086]
The details of this apparatus are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-91209. From the wavefront aberration obtained in this way, it becomes possible to correct the surface shape of each mirror constituting the projection optical system by the method disclosed in JP-A-2000-91209 or the like.
[0087]
FIG. 5 shows an example of a procedure for assembling and adjusting the ultra-short ultraviolet optical system in the manufacturing process of the ultra-short ultraviolet optical system using the measuring apparatus described in each of the embodiments.
[0088]
First, the mirror substrate is polished based on the design specifications (step S11). Subsequently, an optical property measuring reflection film is formed on the polished surface of the mirror substrate instead of the multilayer film (Step S12). For example, when ultraviolet light or visible light is used as a light source for measuring optical characteristics, a silver or aluminum thin film is formed by sputtering as described above. Then, the optical system is assembled using the mirror in this state (step S13). After the assembly is completed, optical characteristics such as wavefront aberration, distortion, and curvature of field are evaluated (step S14). As the measuring device, for example, the one described in the section of the present embodiment is used. Then, it is determined whether or not the measurement result satisfies the specifications required for the ultrashort ultraviolet optical system (step S15).
[0089]
If the specifications are satisfied, the reflection film for measuring optical characteristics is peeled off (step S16), and a multilayer film (multilayer optical thin film) actually used is coated instead (step S17). Then, the optical system is reassembled using this mirror (step S18).
[0090]
If it is determined in step S15 that the specifications are not satisfied, a required correction value of the mirror shape and a required correction value of the assembly position are obtained based on the measurement data. Normally, the assembling position correction value is obtained first, and if the optical characteristic is within the specification value only by correcting the assembling position, the process proceeds to step S19, and the optical system is reassembled based on this correction value. After the assembly, the process returns to step S14.
[0091]
If the optical characteristics do not fall within the specification values only by correcting the assembly position, the process proceeds to step S20, and the mirror shape is corrected based on the mirror shape correction value. At this time, prior to reworking the mirror substrate, it goes without saying that the reflection film for measuring optical characteristics formed on the mirror surface is peeled off. After the rework of the mirror substrate is completed, the process returns to step S12. If it is necessary to adjust the assembling position at the time of assembling the optical system in step S13, it goes without saying that this adjustment is performed. No.
[0092]
Normally, the assembly and adjustment of the ultra-short ultraviolet optical system can be performed by the above-described steps. However, after step S18, the optical characteristics when an actual multilayer film is used are measured to confirm the result. If it does not fall within one specification, the process may shift to step S18 again. In this case, it is difficult to perform the optical characteristics in the visible light range when the multilayer film is used. 2 It is preferable to use a laser (wavelength 150 nm), an ArF laser (wavelength 198 nm), a KrF laser (wavelength 248 nm), or the like as a light source.
[0093]
The example shown in FIG. 5 is an example in which a thin film for measuring optical characteristics is formed and measured before forming a multilayer optical thin film on the mirror substrate surface. The measurement may be performed by forming a measurement thin film. Also, F 2 A laser (wavelength: 150 nm), an ArF laser (wavelength: 198 nm), a KrF laser (wavelength: 248 nm), or the like may be used as a light source, and the measurement may be performed by using reflection from a multilayer optical thin film. However, in these cases, there is a demerit that the multilayer optical thin film formed must be peeled off when processing the mirror.
[0094]
Note that it is preferable to perform measurement using exposure light to evaluate the final performance of the optical system. Since the almost final surface shape can be formed by the measurement using the non-exposure light having a relatively short measurement time, the time required for the entire measurement can be significantly reduced.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a method and an apparatus for easily measuring the optical characteristics of an ultra-short ultraviolet optical system as compared with the related art without increasing the size of the apparatus, Can provide a method for manufacturing an ultrashort ultraviolet optical system using these methods and apparatuses.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an optical characteristic measuring device for an ultrashort ultraviolet optical system which is a first example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an outline of an optical characteristic measuring device of an ultrashort ultraviolet optical system which is a second example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of an optical characteristic measuring device of an ultrashort ultraviolet optical system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an optical characteristic measuring device for an ultra-short ultraviolet optical system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a procedure for assembling and adjusting the ultra-short ultraviolet optical system in the manufacturing process of the ultra-short ultraviolet optical system using the measuring apparatus described in each of the embodiments. .
FIG. 6 is a view schematically showing a part of an extremely short ultraviolet projection exposure apparatus.
[Explanation of symbols]
1: Illumination optical system
2: Illumination light
3: Mask stage
4: Mask
5: Ultra-short ultraviolet optical system
6: Outgoing light
7: Wafer stage
8: Wafer
9: Pinhole plate stage
10: Pinhole plate
11: Optical detector
12: Relay optical system
13: Two-dimensional optical sensor
14: Laser light source
15: Beam splitter
16: Condensing optical system
16a: incident surface
17: Spherical mirror
18: Receiver
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002294812A JP2004134444A (en) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | Method and instrument for measuring optical characteristic of optical system for extremely-short ultraviolet ray and method of manufacturing the optical system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002294812A JP2004134444A (en) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | Method and instrument for measuring optical characteristic of optical system for extremely-short ultraviolet ray and method of manufacturing the optical system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004134444A true JP2004134444A (en) | 2004-04-30 |
Family
ID=32285248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002294812A Pending JP2004134444A (en) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | Method and instrument for measuring optical characteristic of optical system for extremely-short ultraviolet ray and method of manufacturing the optical system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004134444A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006194690A (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Nikon Corp | Multilayered reflecting mirror, euv exposure system and removal method for carbon contamination on multilayered mirror |
JP2012074677A (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Imec | Method and system for evaluating euv mask flatness |
-
2002
- 2002-10-08 JP JP2002294812A patent/JP2004134444A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006194690A (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Nikon Corp | Multilayered reflecting mirror, euv exposure system and removal method for carbon contamination on multilayered mirror |
JP2012074677A (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-12 | Imec | Method and system for evaluating euv mask flatness |
KR101791268B1 (en) * | 2010-09-27 | 2017-11-20 | 아이엠이씨 브이제트더블유 | Method and system for evaluating EUV mask flatness |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6975387B2 (en) | Wavefront aberration measuring instrument, wavefront aberration measuring method, exposure apparatus, and method for manufacturing micro device | |
US7771898B2 (en) | Multilayer mirror, evaluation method, exposure apparatus, device manufacturing method | |
US7083290B2 (en) | Adjustment method and apparatus of optical system, and exposure apparatus | |
JP2000091209A (en) | Aligner and manufacture thereof, and device manufacturing method | |
US6278514B1 (en) | Exposure apparatus | |
JP2003133212A (en) | Optical device | |
TWI550355B (en) | Method and system for evaluating euv mask flatness | |
WO2006126444A1 (en) | Sensor calibration method, exposure method, exposure device, device fabrication method, and reflection type mask | |
KR100756139B1 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method using the same | |
JP4314040B2 (en) | Measuring apparatus and method | |
US7543948B2 (en) | Multilayer mirror manufacturing method, optical system manufacturing method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
TW200841003A (en) | Measurement apparatus, exposure apparatus, and semiconductor device fabrication method | |
JP3774590B2 (en) | Projection exposure apparatus and device manufacturing method using the same | |
US6738128B2 (en) | Exposure apparatus | |
JP2003233005A (en) | Reflective projection optical system, exposure device, and method for manufacturing device | |
US7295327B2 (en) | Measuring apparatus and exposure apparatus having the same | |
JP3958261B2 (en) | Optical system adjustment method | |
US7081956B1 (en) | Method and device for determining reflection lens pupil transmission distribution and illumination intensity distribution in reflective imaging system | |
JP3632264B2 (en) | X-ray projection exposure apparatus | |
JP2000097620A (en) | Interferometer | |
JP2004134444A (en) | Method and instrument for measuring optical characteristic of optical system for extremely-short ultraviolet ray and method of manufacturing the optical system | |
JP3673731B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
JP2004152833A (en) | Method of inspecting extreme ultraviolet optical barrel, extreme ultraviolet reflection optical element, exposure system, and extreme ultraviolet optical system | |
JP3870118B2 (en) | Imaging optical system, exposure apparatus having the optical system, and aberration reduction method | |
JP4307039B2 (en) | Illumination apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050803 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080520 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080526 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081021 |