JP2000235101A - 紫外線透過光学用材料およびこれを用いた紫外線光学装置 - Google Patents
紫外線透過光学用材料およびこれを用いた紫外線光学装置Info
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- JP2000235101A JP2000235101A JP11037481A JP3748199A JP2000235101A JP 2000235101 A JP2000235101 A JP 2000235101A JP 11037481 A JP11037481 A JP 11037481A JP 3748199 A JP3748199 A JP 3748199A JP 2000235101 A JP2000235101 A JP 2000235101A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】185nm以下の紫外線であるF2レーザーなどは，5
0mJ/cm2以下のエネルギー密度で使われる場合において
も内部透過率がより高い数値である光学材料を提供す
る。 【解決手段】波長185nm以下の光源を用いた紫外線透過
光学用材料において、エネルギー密度50mJ/cm2/パルス
以下の光を照射した時の内部透過率の低下率が10mm当た
り0.5%以下の材料を用いることにより、所望の光学性能
を達成することを可能とした。
0mJ/cm2以下のエネルギー密度で使われる場合において
も内部透過率がより高い数値である光学材料を提供す
る。 【解決手段】波長185nm以下の光源を用いた紫外線透過
光学用材料において、エネルギー密度50mJ/cm2/パルス
以下の光を照射した時の内部透過率の低下率が10mm当た
り0.5%以下の材料を用いることにより、所望の光学性能
を達成することを可能とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長185nm以下の
真空紫外光を用いた光学材料、その光学材料を用いた光
リソグラフィー装置、レーザー加工機などに関するもの
である。
真空紫外光を用いた光学材料、その光学材料を用いた光
リソグラフィー装置、レーザー加工機などに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】本発明はF2レーザー(157nm)、Xe2(175n
m)、Kr2(146nm)、Ar2(126nm)エキシマレーザーや非線形
光学効果を利用した固体レーザー、その他の真空紫外光
を用いた光リソグラフィー装置であるステッパーやスキ
ャナー、そこで光学材料として用いられるフッ化カルシ
ウム結晶に関するものである。
m)、Kr2(146nm)、Ar2(126nm)エキシマレーザーや非線形
光学効果を利用した固体レーザー、その他の真空紫外光
を用いた光リソグラフィー装置であるステッパーやスキ
ャナー、そこで光学材料として用いられるフッ化カルシ
ウム結晶に関するものである。
【０００３】近年におけるVLSIは、高集積化、高機能化
が進行し、ウェハ上の微細加工技術が要求されている。
その加工方法として、光リソグラフィーによる方法が一
般的に行われている。現在では、露光波長もしだいに短
波長となり、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長193nm）
を光源とするステッパーも近く登場してくると予想され
る。193nm以下の波長で光リソグラフィー用として使え
る光学材料は非常に少なく、フッ化カルシウム結晶と石
英ガラスの２種類で設計されている。
が進行し、ウェハ上の微細加工技術が要求されている。
その加工方法として、光リソグラフィーによる方法が一
般的に行われている。現在では、露光波長もしだいに短
波長となり、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長193nm）
を光源とするステッパーも近く登場してくると予想され
る。193nm以下の波長で光リソグラフィー用として使え
る光学材料は非常に少なく、フッ化カルシウム結晶と石
英ガラスの２種類で設計されている。
【０００４】そして、さらに微細加工をするために、光
源の波長を短くする試みが行われており、F2レーザー光
を利用した光リソグラフィー技術への要望が近年高まり
つつある。しかし、その波長では、もはや石英ガラスは
使用が困難と予想され、フッ化カルシウム結晶だけが残
された材料と考えられている。フッ化カルシウムは従
来、ブリッジマン−ストックバーガー法（引き下げ法）
で製造される。人工合成された不純物の少ないフッ化カ
ルシウムの粉末に、スカベンジャーと呼ばれるフッ素化
剤（たとえばフッ化鉛など）を添加し、真空中で昇温、
溶融した後、0.5〜5mm／時間という速度でルツボが引き
下げられ、結晶成長が行われる。熱応力を除去するため
の熱処理を経たのち、切断、加工されて光学材料用の素
材となる。
源の波長を短くする試みが行われており、F2レーザー光
を利用した光リソグラフィー技術への要望が近年高まり
つつある。しかし、その波長では、もはや石英ガラスは
使用が困難と予想され、フッ化カルシウム結晶だけが残
された材料と考えられている。フッ化カルシウムは従
来、ブリッジマン−ストックバーガー法（引き下げ法）
で製造される。人工合成された不純物の少ないフッ化カ
ルシウムの粉末に、スカベンジャーと呼ばれるフッ素化
剤（たとえばフッ化鉛など）を添加し、真空中で昇温、
溶融した後、0.5〜5mm／時間という速度でルツボが引き
下げられ、結晶成長が行われる。熱応力を除去するため
の熱処理を経たのち、切断、加工されて光学材料用の素
材となる。
【０００５】これらの素材から、光リソグラフィー用と
しては、プリズム、ミラーや各種レンズが製作される。
光学研磨が所要の精度で施され、所要のコーティングが
つけられる。特開平7-281001号公報には、紫外線光学系
に用いられる紫外線光学用蛍石について、エネルギー密
度50〜500mJ/cm2、50〜500Hzのレーザー光を104〜107シ
ョット照射したときの内部透過率が厚さ10mm当たり90.0
%以上であることを特徴とする紫外線光学用蛍石が開示
されている。
しては、プリズム、ミラーや各種レンズが製作される。
光学研磨が所要の精度で施され、所要のコーティングが
つけられる。特開平7-281001号公報には、紫外線光学系
に用いられる紫外線光学用蛍石について、エネルギー密
度50〜500mJ/cm2、50〜500Hzのレーザー光を104〜107シ
ョット照射したときの内部透過率が厚さ10mm当たり90.0
%以上であることを特徴とする紫外線光学用蛍石が開示
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、F2レーザー
などの185nm以下の紫外線では，50mJ/cm2以下のエネル
ギー密度で使われる。また、光学設計の上から、内部透
過率がより高い数値であることが望まれるため、10mm当
たり90.0％では所望の光学性能が得られない場合があっ
た。
などの185nm以下の紫外線では，50mJ/cm2以下のエネル
ギー密度で使われる。また、光学設計の上から、内部透
過率がより高い数値であることが望まれるため、10mm当
たり90.0％では所望の光学性能が得られない場合があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は鋭意
研究を重ねた結果、波長185nm以下の光源を用いた紫外
線透過光学用材料において、エネルギー密度50mJ/cm2/
パルス以下の光を照射した時の内部透過率の低下率が10
mm当たり0.5%以下の材料を用いることにより、所望の光
学性能を達成することを可能とした。
研究を重ねた結果、波長185nm以下の光源を用いた紫外
線透過光学用材料において、エネルギー密度50mJ/cm2/
パルス以下の光を照射した時の内部透過率の低下率が10
mm当たり0.5%以下の材料を用いることにより、所望の光
学性能を達成することを可能とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】光リソグラフィー用やレーザー加
工機用の光源として、185nm以下の波長では、F2レーザ
ー(157nm)、Xe2(175nm)、Kr2(146nm)、ArKr(134nm)、Ar
2(126nm)エキシマレーザーや非線形光学効果を利用した
固体レーザーが考えられる。ここでは、F2レーザーを例
として実施例を説明するが、本発明は他の波長の光源に
ついても同様であり、F2レーザーだけに特定されるもの
ではない。
工機用の光源として、185nm以下の波長では、F2レーザ
ー(157nm)、Xe2(175nm)、Kr2(146nm)、ArKr(134nm)、Ar
2(126nm)エキシマレーザーや非線形光学効果を利用した
固体レーザーが考えられる。ここでは、F2レーザーを例
として実施例を説明するが、本発明は他の波長の光源に
ついても同様であり、F2レーザーだけに特定されるもの
ではない。
【０００９】現在市販されている工業用のF2レーザーと
しては、LAMBDA PHYSIKから、繰り返し周波数500Hz、平
均パワー10Wのものがある。直径10mmの面積に、このエ
ネルギーが照射されると、10/500/((π/4)1×1)×1,000
＝25.5 [mJ/cm2/pulse]のエネルギー密度となる。エネ
ルギー密度は、レーザー本体のパワーが上がれば、50mJ
/cm2/pulseを越えることもあるが、現状ではこれ以下で
使用することになる。
しては、LAMBDA PHYSIKから、繰り返し周波数500Hz、平
均パワー10Wのものがある。直径10mmの面積に、このエ
ネルギーが照射されると、10/500/((π/4)1×1)×1,000
＝25.5 [mJ/cm2/pulse]のエネルギー密度となる。エネ
ルギー密度は、レーザー本体のパワーが上がれば、50mJ
/cm2/pulseを越えることもあるが、現状ではこれ以下で
使用することになる。
【００１０】また、F2レーザーの波長では、光学材料の
コート部分での吸収および散乱の損失が、185nmより長
い波長領域に比べて格段に悪化する。また、光学素子表
面に付着する水分や炭化水素が、エネルギーの損失をも
たらすことになり、組み合わせた光学系で所望の光量を
得るためには、光学材料の内部損失がより少ないことが
必要になる。本発明者は、上記のような様々な要因を鑑
み、光学材料として許容される内部損失量を0.5%/cmと
見積った。
コート部分での吸収および散乱の損失が、185nmより長
い波長領域に比べて格段に悪化する。また、光学素子表
面に付着する水分や炭化水素が、エネルギーの損失をも
たらすことになり、組み合わせた光学系で所望の光量を
得るためには、光学材料の内部損失がより少ないことが
必要になる。本発明者は、上記のような様々な要因を鑑
み、光学材料として許容される内部損失量を0.5%/cmと
見積った。
【００１１】一方、フッ化カルシウム結晶においては、
スカベンジャーとして添加したフッ化鉛のため、結晶中
に不純物として鉛が残留すると、204nm、164nm、154nm
に３つの吸収帯が存在する（Zhurnal Prikladnoi Spekt
roskopii, vol.32,103(1980)）。本発明者は、この吸収
帯のうち、154nmの吸収帯の存在がF2レーザーに対する
耐久性と相関があることを突き止めた。そして、フッ化
鉛を使わないで製造すれば、この吸収帯もなく、F2レー
ザーに対する耐久性は高いこともわかった。
スカベンジャーとして添加したフッ化鉛のため、結晶中
に不純物として鉛が残留すると、204nm、164nm、154nm
に３つの吸収帯が存在する（Zhurnal Prikladnoi Spekt
roskopii, vol.32,103(1980)）。本発明者は、この吸収
帯のうち、154nmの吸収帯の存在がF2レーザーに対する
耐久性と相関があることを突き止めた。そして、フッ化
鉛を使わないで製造すれば、この吸収帯もなく、F2レー
ザーに対する耐久性は高いこともわかった。
【００１２】フッ化カルシウム中の鉛不純物は、結晶成
長方法によって変わることがわかった。種々の実験を行
った結果、融点付近での固−液界面の温度勾配が急峻な
ほど、鉛不純物量が少ないことがわかった。その結果、
154nmの吸収が減少し、F2レーザーに対する耐久性は向
上するのである。以下に、F2レーザーを光源とする紫外
線光学装置の一例として、投影露光装置の概略を説明す
る。なお、F2レーザーを光源とした投影露光装置の光学
系の詳細については、特願平10-370143号に詳しく記さ
れている。
長方法によって変わることがわかった。種々の実験を行
った結果、融点付近での固−液界面の温度勾配が急峻な
ほど、鉛不純物量が少ないことがわかった。その結果、
154nmの吸収が減少し、F2レーザーに対する耐久性は向
上するのである。以下に、F2レーザーを光源とする紫外
線光学装置の一例として、投影露光装置の概略を説明す
る。なお、F2レーザーを光源とした投影露光装置の光学
系の詳細については、特願平10-370143号に詳しく記さ
れている。
【００１３】図３は、反射屈折光学系を備えた投影露光
装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、図３に
おいて、投影光学系を構成する反射屈折光学系８の光軸
ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図
３の紙面に平行にＸ軸を、紙面に垂直にＹ軸を設定して
いる。図示の投影露光装置は、紫外領域の照明光を供給
するための光源として、Ｆ2レーザ（発振中心波長１５
７．６ｎｍ）を備えている。光源１から射出された光
は、照明光学系２を介して、所定のパターンが形成され
たマスク３を均一に照明する。
装置の全体構成を概略的に示す図である。なお、図３に
おいて、投影光学系を構成する反射屈折光学系８の光軸
ＡＸに平行にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図
３の紙面に平行にＸ軸を、紙面に垂直にＹ軸を設定して
いる。図示の投影露光装置は、紫外領域の照明光を供給
するための光源として、Ｆ2レーザ（発振中心波長１５
７．６ｎｍ）を備えている。光源１から射出された光
は、照明光学系２を介して、所定のパターンが形成され
たマスク３を均一に照明する。
【００１４】なお、光源１から照明光学系２までの光路
には、必要に応じて光路を偏向するための１つまたは複
数の折り曲げミラーが配置される。また、照明光学系２
は、例えばフライアイレンズや内面反射型インテグレー
タからなり所定のサイズ・形状の面光源を形成するオプ
ティカルインテグレータや、マスク３上での照明領域の
サイズ・形状を規定するための視野絞り、この視野絞り
の像をマスク上へ投影する視野絞り結像光学系などの光
学系を有する。さらに、光源１と照明光学系２との間の
光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源１
から照明光学系２中の最もマスク側の光学部材までの空
間は、露光光の吸収率が低い不活性ガスで置換されてい
る。
には、必要に応じて光路を偏向するための１つまたは複
数の折り曲げミラーが配置される。また、照明光学系２
は、例えばフライアイレンズや内面反射型インテグレー
タからなり所定のサイズ・形状の面光源を形成するオプ
ティカルインテグレータや、マスク３上での照明領域の
サイズ・形状を規定するための視野絞り、この視野絞り
の像をマスク上へ投影する視野絞り結像光学系などの光
学系を有する。さらに、光源１と照明光学系２との間の
光路はケーシング（不図示）で密封されており、光源１
から照明光学系２中の最もマスク側の光学部材までの空
間は、露光光の吸収率が低い不活性ガスで置換されてい
る。
【００１５】マスク３は、マスクホルダ４を介して、マ
スクステージ５上においてＸＹ平面に平行に保持されて
いる。マスク３には転写すべきパターンが形成されてお
り、パターン領域全体のうちＹ方向に沿って長辺を有し
且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）
のパターン領域が照明される。マスクステージ５は、マ
スク面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可
能であり、その位置座標はマスク移動鏡６を用いた干渉
計７によって計測され且つ位置制御されるように構成さ
れている。
スクステージ５上においてＸＹ平面に平行に保持されて
いる。マスク３には転写すべきパターンが形成されてお
り、パターン領域全体のうちＹ方向に沿って長辺を有し
且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）
のパターン領域が照明される。マスクステージ５は、マ
スク面（すなわちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可
能であり、その位置座標はマスク移動鏡６を用いた干渉
計７によって計測され且つ位置制御されるように構成さ
れている。
【００１６】マスク３に形成されたパターンからの光
は、反射屈折型の投影光学系８を介して、感光性基板で
あるウエハ９上にマスクパターン像を形成する。ウエハ
９は、ウエハホルダ１０を介して、ウエハステージ１１
上においてＸＹ平面に平行に保持されている。そして、
マスク３上での矩形状の照明領域に光学的に対応するよ
うに、ウエハ９上ではＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ
方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン
像が形成される。
は、反射屈折型の投影光学系８を介して、感光性基板で
あるウエハ９上にマスクパターン像を形成する。ウエハ
９は、ウエハホルダ１０を介して、ウエハステージ１１
上においてＸＹ平面に平行に保持されている。そして、
マスク３上での矩形状の照明領域に光学的に対応するよ
うに、ウエハ９上ではＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ
方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパターン
像が形成される。
【００１７】ウエハステージ１１は、ウエハ面（すなわ
ちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その
位置座標はウエハ移動鏡１２を用いた干渉計１３によっ
て計測され且つ位置制御されるように構成されている。
また、図示の投影露光装置では、投影光学系８の内部が
気密状態を保つように構成され、投影光学系８の内部の
気体は不活性ガスで置換されている。
ちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その
位置座標はウエハ移動鏡１２を用いた干渉計１３によっ
て計測され且つ位置制御されるように構成されている。
また、図示の投影露光装置では、投影光学系８の内部が
気密状態を保つように構成され、投影光学系８の内部の
気体は不活性ガスで置換されている。
【００１８】さらに、照明光学系２と投影光学系８との
間の狭い光路には、マスク３およびマスクステージ５な
どが配置されているが、マスク３およびマスクステージ
５などを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に不
活性ガスが充填されている。また、投影光学系８とウエ
ハ９との間の狭い光路には、ウエハ９およびウエハステ
ージ１１などが配置されているが、ウエハ９およびウエ
ハステージ１１などを密封包囲するケーシング（不図
示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充
填されている。
間の狭い光路には、マスク３およびマスクステージ５な
どが配置されているが、マスク３およびマスクステージ
５などを密封包囲するケーシング（不図示）の内部に不
活性ガスが充填されている。また、投影光学系８とウエ
ハ９との間の狭い光路には、ウエハ９およびウエハステ
ージ１１などが配置されているが、ウエハ９およびウエ
ハステージ１１などを密封包囲するケーシング（不図
示）の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充
填されている。
【００１９】このように、光源１からウエハ９までの光
路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることの
ない雰囲気が形成されている。上述したように、投影光
学系８によって規定されるマスク３上の視野領域（照明
領域）およびウエハ９上の投影領域（露光領域）は、Ｘ
方向に沿って短辺を有する矩形状である。したがって、
駆動系および干渉計（７、１３）などを用いてマスク３
およびウエハ９の位置制御を行いながら、矩形状の露光
領域および照明領域の短辺方向すなわちＸ方向に沿って
マスクステージ５とウエハステージ１１とを、ひいては
マスク３とウエハ９とを同期的に移動（走査）させるこ
とにより、ウエハ９上には露光領域の長辺に等しい幅を
有し且つウエハ９の走査量（移動量）に応じた長さを有
する領域に対してマスクパターンが走査露光される。
路の全体に亘って、露光光がほとんど吸収されることの
ない雰囲気が形成されている。上述したように、投影光
学系８によって規定されるマスク３上の視野領域（照明
領域）およびウエハ９上の投影領域（露光領域）は、Ｘ
方向に沿って短辺を有する矩形状である。したがって、
駆動系および干渉計（７、１３）などを用いてマスク３
およびウエハ９の位置制御を行いながら、矩形状の露光
領域および照明領域の短辺方向すなわちＸ方向に沿って
マスクステージ５とウエハステージ１１とを、ひいては
マスク３とウエハ９とを同期的に移動（走査）させるこ
とにより、ウエハ９上には露光領域の長辺に等しい幅を
有し且つウエハ９の走査量（移動量）に応じた長さを有
する領域に対してマスクパターンが走査露光される。
【００２０】図３において、投影光学系８を構成するす
べての屈折光学部材（レンズ成分）にはフッ化カルシウ
ム結晶からなる光学材料を使用し、そのすべてあるいは
一部の光学材料として、本発明の材料を用いる。図４
は、図３にかかる反射屈折光学系（投影光学系８）のレ
ンズ構成を示す図である。
べての屈折光学部材（レンズ成分）にはフッ化カルシウ
ム結晶からなる光学材料を使用し、そのすべてあるいは
一部の光学材料として、本発明の材料を用いる。図４
は、図３にかかる反射屈折光学系（投影光学系８）のレ
ンズ構成を示す図である。
【００２１】図４の反射屈折光学系からなる投影光学系
は、マスク３のパターンの一次像（中間像）Ｉを形成す
るための第１結像光学系Ｋ１と、一次像Ｉからの光に基
づいてマスクパターンの二次像を縮小倍率で感光性基板
であるウエハ９上に形成するための第２結像光学系Ｋ２
とから構成されている。第１結像光学系Ｋ１は、マスク
側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と
から構成されている。
は、マスク３のパターンの一次像（中間像）Ｉを形成す
るための第１結像光学系Ｋ１と、一次像Ｉからの光に基
づいてマスクパターンの二次像を縮小倍率で感光性基板
であるウエハ９上に形成するための第２結像光学系Ｋ２
とから構成されている。第１結像光学系Ｋ１は、マスク
側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
開口絞りＳと、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と
から構成されている。
【００２２】第２結像光学系Ｋ２は、マスク側から順
に、ウエハ側に凹面を向けた表面反射面Ｒ１を有し且つ
中央に開口部を有する主鏡Ｍ１と、レンズ成分Ｌ２と、
そのウエハ側のレンズ面上に設けられ且つ中央に開口部
を有する反射面Ｒ２を備えた副鏡Ｍ２とから構成されて
いる。すなわち、別の観点によれば、副鏡Ｍ２とレンズ
成分Ｌ２とは裏面反射鏡を構成し、レンズ成分Ｌ２は裏
面反射鏡の屈折部を構成している。
に、ウエハ側に凹面を向けた表面反射面Ｒ１を有し且つ
中央に開口部を有する主鏡Ｍ１と、レンズ成分Ｌ２と、
そのウエハ側のレンズ面上に設けられ且つ中央に開口部
を有する反射面Ｒ２を備えた副鏡Ｍ２とから構成されて
いる。すなわち、別の観点によれば、副鏡Ｍ２とレンズ
成分Ｌ２とは裏面反射鏡を構成し、レンズ成分Ｌ２は裏
面反射鏡の屈折部を構成している。
【００２３】なお、投影光学系を構成するすべての光学
要素（Ｇ１、Ｇ２、Ｍ１、Ｍ２）は単一の光軸ＡＸに沿
って配置されている。また、主鏡Ｍ１は一次像Ｉの形成
位置の近傍に配置され、副鏡Ｍ２はウエハ９に近接して
配置されている。こうして、マスク３のパターンからの
光が、第１結像光学系Ｋ１を介して、マスクパターンの
一次像（中間像）Ｉを形成する。一次像Ｉからの光は、
主鏡Ｍ１の中央開口部およびレンズ成分Ｌ２を介して副
鏡Ｍ２で反射され、副鏡Ｍ２で反射された光はレンズ成
分Ｌ２を介して主鏡Ｍ１で反射される。主鏡Ｍ１で反射
された光は、レンズ成分Ｌ２および副鏡Ｍ２の中央開口
部を介してウエハ９面上にマスクパターンの二次像を縮
小倍率で形成する。
要素（Ｇ１、Ｇ２、Ｍ１、Ｍ２）は単一の光軸ＡＸに沿
って配置されている。また、主鏡Ｍ１は一次像Ｉの形成
位置の近傍に配置され、副鏡Ｍ２はウエハ９に近接して
配置されている。こうして、マスク３のパターンからの
光が、第１結像光学系Ｋ１を介して、マスクパターンの
一次像（中間像）Ｉを形成する。一次像Ｉからの光は、
主鏡Ｍ１の中央開口部およびレンズ成分Ｌ２を介して副
鏡Ｍ２で反射され、副鏡Ｍ２で反射された光はレンズ成
分Ｌ２を介して主鏡Ｍ１で反射される。主鏡Ｍ１で反射
された光は、レンズ成分Ｌ２および副鏡Ｍ２の中央開口
部を介してウエハ９面上にマスクパターンの二次像を縮
小倍率で形成する。
【００２４】
【実施例】不純物を極力低減して、人工合成されたフッ
化カルシウムの粉末原料に、フッ素化剤としてフッ化鉛
を微量添加 (0.5〜1.5[mol%])した。粉末状態で、撹拌
機をつかって十分混合し、10-3〜10-4Paの真空中で加
熱、溶融し多結晶体を作製した。この多結晶体20kgをφ
200のカーボンルツボに充填し、その後は通常のブリッ
ジマン法の手法にしたがって、結晶成長を行った。ルツ
ボ内の多結晶体が融解するように、ヒーター近傍の温度
を、1370〜1450℃の設定として、引き下げ速度0.5〜3mm
/時間で引き下げた。引き下げ距離350mmとして、インゴ
ットの全長約300mmのフッ化カルシウム結晶を成長させ
た。
化カルシウムの粉末原料に、フッ素化剤としてフッ化鉛
を微量添加 (0.5〜1.5[mol%])した。粉末状態で、撹拌
機をつかって十分混合し、10-3〜10-4Paの真空中で加
熱、溶融し多結晶体を作製した。この多結晶体20kgをφ
200のカーボンルツボに充填し、その後は通常のブリッ
ジマン法の手法にしたがって、結晶成長を行った。ルツ
ボ内の多結晶体が融解するように、ヒーター近傍の温度
を、1370〜1450℃の設定として、引き下げ速度0.5〜3mm
/時間で引き下げた。引き下げ距離350mmとして、インゴ
ットの全長約300mmのフッ化カルシウム結晶を成長させ
た。
【００２５】結晶成長時の温度勾配を15,10,7[℃/cm]と
それぞれ変えて成長させたフッ化カルシウム結晶A,B,C
から、直径30mm厚さ30mmのテストピースサンプルを採取
し、2平面をダイヤモンド砥粒で光学研磨し、F2レーザ
ーを照射した。このときの照射前後の分光透過率を図
１、２に示す。レーザーパワーは4W、繰り返し周波数は
200Hzである。パルス当たりのエネルギー密度（フルエ
ンス）は、照射面積がおよそ0.5×1.2 [cm2]であるの
で、33mJ/cm2/パルスである。10,000パルス照射後の透
過率（波長157nm）の低下量を、日本分光(株)の真空紫
外分光光度計VUV200によって、測定すると表１のよう
に、低下量は1.2％、6.0％、30.0％となった。1cm当た
りの透過率低下量は、この数値からランバートの法則を
用いて、計算できる。
それぞれ変えて成長させたフッ化カルシウム結晶A,B,C
から、直径30mm厚さ30mmのテストピースサンプルを採取
し、2平面をダイヤモンド砥粒で光学研磨し、F2レーザ
ーを照射した。このときの照射前後の分光透過率を図
１、２に示す。レーザーパワーは4W、繰り返し周波数は
200Hzである。パルス当たりのエネルギー密度（フルエ
ンス）は、照射面積がおよそ0.5×1.2 [cm2]であるの
で、33mJ/cm2/パルスである。10,000パルス照射後の透
過率（波長157nm）の低下量を、日本分光(株)の真空紫
外分光光度計VUV200によって、測定すると表１のよう
に、低下量は1.2％、6.0％、30.0％となった。1cm当た
りの透過率低下量は、この数値からランバートの法則を
用いて、計算できる。
【００２６】
【表１】
【００２７】本発明のフッ化カルシウムには、154nmの
吸収もなく、F2レーザーを10,000パルス照射した後の透
過率低下量(波長157nm)も、10mm当たり0.4%と非常に小
さい値であった。比較例B,Cのフッ化カルシウムでは、
この低下量は2.0、11.2[%/cm]となり光学設計上の許容
値を越えてしまった。
吸収もなく、F2レーザーを10,000パルス照射した後の透
過率低下量(波長157nm)も、10mm当たり0.4%と非常に小
さい値であった。比較例B,Cのフッ化カルシウムでは、
この低下量は2.0、11.2[%/cm]となり光学設計上の許容
値を越えてしまった。
【００２８】
【発明の効果】本発明によって、F2レーザーをはじめ、
他の真空紫外光を光源とする光リソグラフィー装置やレ
ーザー加工機などの光学材料として、十分な耐久性を持
つフッ化カルシウム結晶を製造することができるように
り、100nm以下の線幅を加工できる光リソグラフィーが
可能となった。
他の真空紫外光を光源とする光リソグラフィー装置やレ
ーザー加工機などの光学材料として、十分な耐久性を持
つフッ化カルシウム結晶を製造することができるように
り、100nm以下の線幅を加工できる光リソグラフィーが
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分光透過率（実線がF２レーザー照射
前、破線が照射後、厚さ30mm）
前、破線が照射後、厚さ30mm）
【図２】比較例（サンプルＣ）の分光透過率（実線がF
２レーザー照射前、破線が照射後、厚さ30mm）
２レーザー照射前、破線が照射後、厚さ30mm）
【図３】本発明にかかる投影露光装置の全体構成を概略
的に示す図
的に示す図
【図４】図３の投影露光装置の反射屈折光学系（投影光
学系）のレンズ構成を示す図
学系）のレンズ構成を示す図
１ レーザ光源 ２ 照明光学系 ３ マスク ４ マスクホルダ ５ マスクステージ ６、１２ 移動鏡 ７、１３ 干渉計 ８ 投影光学系 ９ ウエハ １０ ウエハホルダ １１ ウエハステージ ＡＸ 光軸 Ｋ１ 第１結像光学系 Ｋ２ 第２結像光学系 Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｓ 開口絞り Ｍ１ 主鏡 Ｍ２ 副鏡 Ｉ 中間像 Ｌｉ 各レンズ成分
Claims (4)
- 【請求項１】波長185nm以下の光源を用いた紫外線透過
光学用材料において、エネルギー密度50mJ/cm2/パルス
以下の光を照射した時の内部透過率の低下率が10mm当た
り0.5%以下であることを特徴とする紫外線透過光学用材
料。 - 【請求項２】請求項１に記載の光源が、F2レーザーであ
ることを特徴とする紫外線透過光学用材料。 - 【請求項３】請求項１に記載の紫外線透過光学用材料
が、フッ化カルシウム結晶であることを特徴とする紫外
線透過光学用材料。 - 【請求項４】波長185nm以下の光源と、該光源からの光
を透過する光学用材料を含む光学系とを有する紫外線光
学装置において、前記光学用材料として、エネルギー密
度50mJ/cm2/パルス以下の光を照射した時の内部透過率
の低下率が10mm当たり0.5%以下の材料を用いたことを特
徴とする紫外線光学装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11037481A JP2000235101A (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 紫外線透過光学用材料およびこれを用いた紫外線光学装置 |
| US09/494,039 US6377332B1 (en) | 1999-02-03 | 2000-01-31 | Optical member for photolithography and photolithography apparatus |
| EP00102108A EP1026548A3 (en) | 1999-02-03 | 2000-02-03 | Optical member for photolithography and photolithography apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11037481A JP2000235101A (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 紫外線透過光学用材料およびこれを用いた紫外線光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000235101A true JP2000235101A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12498723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11037481A Pending JP2000235101A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-16 | 紫外線透過光学用材料およびこれを用いた紫外線光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000235101A (ja) |
-
1999
- 1999-02-16 JP JP11037481A patent/JP2000235101A/ja active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051115 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080717 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080909 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081007 |