JP2010251801A - Euv projection lens with mirror comprising material having different inclination sign against temperature rise according to thermal expansion coefficient around zero transition temperature - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光軸との関係で正確に位置決め配置された複数のミラーを備えると共に、これらのミラーが多層膜を備えた、短波長、特に波長λ<157nmのための投影レンズに関する。本発明はまた、EUVリソグラフィのための投影露光装置、及び、波長λRのX線のためのX線光学サブシステムに関する。 The invention relates to a projection lens for short wavelengths, in particular for wavelengths λ <157 nm, comprising a plurality of mirrors that are precisely positioned and arranged in relation to the optical axis, and these mirrors comprising a multilayer film. The invention also relates to a projection exposure apparatus for EUV lithography and an X-ray optical subsystem for X-rays of wavelength λ R.
極紫外線領域で使用される投影レンズは、軟X線放射により透過される。ここでの波長領域は10〜30nmである。光学系に従来使用可能な材料は、この場合に使用される極UV光を通さないため、結像ビームは、屈折作用によりレンズを通して進むことができず、ミラーを使用するしかない。使用されるミラーは、EUV領域における反射率ができるだけ高いものでなければならない。このようなミラーは、マルチレイヤとも称される、多層システムを備えた基板を有している。このことが、入射が傾斜していないときにX線領域における反射率の高いミラー、すなわち直入射ミラーの実装を可能にしている。例えば、40〜100対のMo/Si(モリブデン/シリコン)、Mo/Be(モリブデン/ベリリウム)、MoRu/Be積層を備えた層システムをこのような多層システムに使用することができる。この場合、λ=10〜20nmのEUV領域において、ピーク反射率70〜80%を達成できる。反射される光の波長に応じて、異なる層システムを使用してよい。 Projection lenses used in the extreme ultraviolet region are transmitted by soft x-ray radiation. The wavelength region here is 10 to 30 nm. Since materials that are conventionally available for optics do not pass the extreme UV light used in this case, the imaging beam cannot travel through the lens by refraction, and only uses mirrors. The mirror used must have a reflectivity as high as possible in the EUV region. Such a mirror has a substrate with a multilayer system, also called multilayer. This makes it possible to mount a mirror having a high reflectivity in the X-ray region, that is, a normal incidence mirror when the incidence is not inclined. For example, a layer system comprising 40-100 pairs of Mo / Si (molybdenum / silicon), Mo / Be (molybdenum / beryllium), MoRu / Be stacks can be used in such a multilayer system. In this case, a peak reflectance of 70 to 80% can be achieved in the EUV region of λ = 10 to 20 nm. Depending on the wavelength of light reflected, different layer systems may be used.
同相の重ね合わせ及び個々の層で反射される部分波面の構造的干渉により、積層の反射率を高くすることが可能である。この場合、層の厚さは、さらに、通常、サブオングストローム領域(<0.1nm)で調整されなければならない。 Due to the in-phase superposition and the structural interference of the partial wavefronts reflected by the individual layers, it is possible to increase the reflectivity of the stack. In this case, the layer thickness must also be adjusted, usually in the sub-angstrom region (<0.1 nm).
多層膜X線ミラーは、直入射付近で操作されており、好ましくは結像システムにおいて、わずかな収差のために高い結像品質が必要とされる場合、常に、より単純な層膜の斜入射ミラーより好まれる。しかしながら、それにもかかわらず、マルチレイヤを適用することにより、斜入射ミラーの反射率をさらに増加することができる。 Multilayer X-ray mirrors are operated near normal incidence, and are always simpler, oblique incidence of layered films, preferably in imaging systems where high imaging quality is required due to slight aberrations Preferred over mirror. Nevertheless, the reflectivity of the grazing incidence mirror can be further increased by applying a multilayer.
EUVL投射レンズまたは投射システムのミラー、特にX線ミラーの場合、下記の特性は同時に満たされなければならない。これらの特性により、確実に、構造体は、マスクに忠実に、ウェハ上に運ばれて、像のコントラストを高めると共に、反射層の反射率を高くできる。 In the case of EUVL projection lenses or projection system mirrors, in particular X-ray mirrors, the following properties must be satisfied simultaneously: These characteristics ensure that the structure can be carried on the wafer faithfully to the mask, increasing the contrast of the image and increasing the reflectivity of the reflective layer.
第1の特性として挙げられるのは、正確な数字、すなわち低空間周波数領域における誤差である。これは通常、ミラーの自由直径までの、個々のピクセルにより割り当てられるビーム断面積を超える1/10の間の構造上のサイズとして理解される。これは、誤差が、1ミリメータから数デシメータまでの規模の大きな横の広がりを持つことを意味している。このような誤差は収差の原因となり、その結果、結像品質を落とし、システム全体の解像限界を制限する。 The first characteristic is an exact number, that is, an error in the low spatial frequency region. This is usually understood as a structural size between 1/10 that exceeds the beam cross section allocated by the individual pixels, up to the free diameter of the mirror. This means that the error has a large lateral spread on the scale from 1 millimeter to several decimeters. Such errors cause aberrations, resulting in poor imaging quality and limiting the resolution limit of the entire system.
さらに、X線ミラーは、MSFR(中空間周波数粗さ)領域(中空間周波数領域)にわずかな粗さを有している。このような空間波長は、通常、ほぼ1μm〜1mmの間の領域で発生し、像視野内部の散光の原因となり、したがって結像光学系におけるコントラストの喪失を引き起こす。 Furthermore, the X-ray mirror has a slight roughness in the MSFR (medium spatial frequency roughness) region (medium spatial frequency region). Such spatial wavelengths usually occur in the region between approximately 1 μm and 1 mm and cause diffuse light inside the image field, thus causing a loss of contrast in the imaging optics.
高反射率を達成するために必要不可欠な条件は、いわゆるHSFR(高空間周波数粗さ)領域における層及び基板の粗さが十分に小さいことである。視点によっては、HSFR領域は、光学系の像視野外での分散による、あるいは波列成分の微視的な同相の重ね合わせにおける干渉のために、光損失の原因となる。関連する空間波長領域は、像視野外での分散基準によって上方で境界され、応用によっては、数μmの領域のEUV波長に位置する。一般に、高周波限界では、境界は規定されない。このため、入射光の波長の半分の範囲に、妥当な指標を特定することが可能である。なぜなら、予備的知識によれば、空間周波数がもっと高い入射光子は、見ることができないからである。HSFRは、必要な水平垂直解像度を備えた周知の原子間力顕微鏡(AFM)により測定されてもよい。投影光学系においては、数字とMSFRとHSFRを数オングストロームrms(二乗平均平方根)内に調整する必要がある。 An essential condition for achieving a high reflectivity is that the roughness of the layers and the substrate in the so-called HSFR (high spatial frequency roughness) region is sufficiently small. Depending on the viewpoint, the HSFR region may cause light loss due to dispersion outside the image field of the optical system or due to interference in the microscopic in-phase superposition of the wave train components. The associated spatial wavelength region is bounded above by a dispersion criterion outside the image field and, depending on the application, is located at an EUV wavelength in the region of several μm. In general, at the high frequency limit, no boundary is defined. For this reason, it is possible to specify an appropriate index in the range of half the wavelength of incident light. This is because, according to preliminary knowledge, incident photons with higher spatial frequencies cannot be seen. HSFR may be measured by a well-known atomic force microscope (AFM) with the required horizontal and vertical resolution. In the projection optical system, it is necessary to adjust numbers, MSFR, and HSFR within a few angstroms rms (root mean square).
さらに、例えばZERODUR(登録商標)またはULE(登録商標)などの、熱膨張係数ができるだけ小さな材料をX線ミラーに使用するべきである。この結果、熱負荷下の操作の間も、ミラーの表面形状を安定した状態に保つことができる。基板として単結晶シリコンを使用してもよい。単結晶シリコンであれば、粗さを非常に少なくできるからである。さらに、シリコンにおいては、かなり高い熱伝導率と適当な冷却により、熱膨張係数が高くても部分的に補正することができる。しかしながら、シリコンは、必要な単結晶性のために、機械的異方性を有しており、通常、ミラーサイズが小さい場合にのみ使用可能である。さらに、単結晶材料が比較的高額であることは、かなり不利である。このため、シリコンは、非常に熱負荷が高い場合にのみ、例えば照明システムにおいて、使用される。 Furthermore, a material with the lowest possible coefficient of thermal expansion should be used for the X-ray mirror, for example ZERODU® or ULE®. As a result, the surface shape of the mirror can be kept stable even during operation under heat load. Single crystal silicon may be used as the substrate. This is because single crystal silicon can greatly reduce the roughness. In addition, silicon can be partially compensated for even if the coefficient of thermal expansion is high due to the fairly high thermal conductivity and appropriate cooling. However, silicon has mechanical anisotropy due to the required single crystallinity and is usually usable only when the mirror size is small. Furthermore, the relatively high cost of single crystal materials is a considerable disadvantage. For this reason, silicon is used only when the heat load is very high, for example in lighting systems.
これまでのところ、このようなミラーに適当なガラスセラミック材料として、例えばショット:ZERODUR(登録商標)、オハラ:CLEARCERAM−Z(登録商標)、または非晶質チタンケイ酸塩ガラス、例えばコーニング:ULE(登録商標)のみが考慮されていることがわかっている。なぜなら、これらの材料の熱膨張係数(CTE)は、ゼロ交差温度(ZT)とも称される特定の温度で消滅させることができるからである。しかしながら、操作温度の、ゼロ交差温度からの逸脱が有限、局所的及び大域的である場合、熱膨張係数は完全には消滅せず、その結果、表面変形が発生する。これらの変形の許容範囲は、ミラーの変形が大域的で、均質な場合、およそ100nmであり、変形が局所空間的に変化する場合、50pm−200pmの領域にある。シミュレーションの実施から、特に、投影レンズ、投影レンズに含まれているULE(登録商標)またはZERODUR(登録商標)のどちらかのみから構成されている光学コンポーネントの歪み誤差は、熱負荷に非常に敏感に反応するため、高価なマニピュレータを使用し、かつ、無駄時間を許容することにより、操作中に補正されなければならないことがわかっている。 So far, suitable glass ceramic materials for such mirrors include, for example, Shot: ZERODR®, OHARA: CLEARCERAM-Z®, or amorphous titanium silicate glass, such as Corning: ULE ( It is known that only registered trademark) is considered. This is because the coefficient of thermal expansion (CTE) of these materials can be extinguished at a specific temperature, also called zero crossing temperature (ZT). However, if the operating temperature deviates from the zero crossing temperature is finite, local and global, the coefficient of thermal expansion does not disappear completely, resulting in surface deformation. The allowable range of these deformations is approximately 100 nm when the mirror deformation is global and homogeneous, and is in the region of 50 pm-200 pm when the deformation changes locally. From the execution of the simulation, in particular, the distortion error of the optical component composed only of the projection lens, or only ULE (registered trademark) or ZERODU (registered trademark) included in the projection lens, is very sensitive to thermal load. In order to respond to this, it has been found that expensive manipulators must be used and corrected for during operation by allowing dead time.
現在使用されている材料を採用した場合、X線光学系に関して達成されることのできるシステム品質は、様々な面で大いに損なわれる。
使用するEUVリソグラフィのための投影光学系及びX線光学コンポーネントについては、本願にその内容が完全に組み込まれているドイツ特許公報DE10037870A1及び米国特許US6,353,470B1を参照されたい。
With the currently used materials, the system quality that can be achieved with X-ray optics is greatly compromised in various ways.
For the projection optics and X-ray optical components for EUV lithography to be used, reference is made to German Patent Publication DE10037870A1 and US Pat. No. 6,353,470B1, the contents of which are fully incorporated herein.
国際公開WO01/08163A1には、EUVリソグラフィにおける投影レンズとして、ULE(登録商標)としても知られているチタンケイ酸塩ガラスが具体的に明示されている。この文献は、非常に小さな寸法の集積回路及び作成パターンの製造のための投影リソグラフィ法について記載している。照明サブシステムは、X線放射によりマスクまたはレチクルを照明する。投影サブシステムは、欠陥のない表面を備えた、反射する、多層膜チタンケイ酸塩ガラスを有している。発明の方法では、チタンケイ酸塩ガラスは、X線放射により操作温度まで熱され、好ましくは、ガラスが操作温度においてゼロの熱膨張係数を持つように、チタンドーピング剤のレベルが調整される。したがって、ここで特定されるチタンケイ酸塩ガラスの熱膨張係数の変動は、≦10ppbの範囲である。 International publication WO 01 / 08163A1 specifically discloses titanium silicate glass, also known as ULE®, as a projection lens in EUV lithography. This document describes a projection lithography method for the manufacture of very small sized integrated circuits and fabrication patterns. The illumination subsystem illuminates the mask or reticle with x-ray radiation. The projection subsystem has a reflective multilayer titanium silicate glass with a defect-free surface. In the inventive method, the titanium silicate glass is heated to the operating temperature by X-ray radiation and preferably the level of the titanium dopant is adjusted so that the glass has a coefficient of thermal expansion of zero at the operating temperature. Therefore, the variation of the thermal expansion coefficient of the titanium silicate glass specified here is in the range of ≦ 10 ppb.
本発明の目的は、従来技術の不利益を回避する、上述のタイプの投影レンズを提供することである。本発明の場合には、温度が上昇した場合でも結像品質全体が改良され、散光特性が最適化される。 The object of the present invention is to provide a projection lens of the type described above which avoids the disadvantages of the prior art. In the case of the present invention, even when the temperature rises, the overall imaging quality is improved and the light scattering characteristics are optimized.
本発明によると、本目的は、熱膨張係数のゼロ交差温度付近の温度に応じて、熱膨張係数の傾き、具体的には、傾きの符号が異なる少なくとも2つの異なるミラー材料を使用することにより達成され、波長λ<20nmのEUV領域において有利に使用される。 According to the present invention, this object is achieved by using at least two different mirror materials with different slopes of thermal expansion coefficients, specifically different signs of slopes, depending on the temperature near the zero crossing temperature of the thermal expansion coefficients. Achieved and used advantageously in the EUV region with wavelength λ <20 nm.
波長λ<20nmの場合、投影レンズは、光学的放射を反射するミラーを使って構成される。熱膨張係数が非常に小さい少なくとも2つの異なるミラー材料を使用した投影レンズの構成は、個々のミラーに材料を適切に割り当てることにより、局所的及び大域的な温度上昇に関連する投影レンズの収差を相殺または補正することができ、結果として生じる影響が最小化される点で有利である。投影レンズにおけるミラー材料の適切な配置により、投影レンズを比較的強い光源を使って操作することができ、その結果、確実にウェハスループットが高められ、生産性が高まる。その一方で、一定の熱負荷があれば、材料の熱膨張係数(CTE)に課された要件を緩めることができ、その結果、確実に製品収量が高められ、材料をより経済的に利用できる。 For wavelengths λ <20 nm, the projection lens is constructed using a mirror that reflects optical radiation. The construction of a projection lens using at least two different mirror materials with a very low coefficient of thermal expansion reduces projection lens aberrations related to local and global temperature rise by appropriately assigning materials to individual mirrors. This is advantageous in that it can be offset or corrected and the resulting effects are minimized. Proper placement of the mirror material in the projection lens allows the projection lens to be operated using a relatively strong light source, resulting in increased wafer throughput and increased productivity. On the other hand, with a constant heat load, the requirements imposed on the material's coefficient of thermal expansion (CTE) can be relaxed, resulting in increased product yield and more economical use of the material. .
本発明の有利な改良では、ガラスセラミック材料から作られた少なくとも1つのミラーと、非晶質チタンケイ酸塩ガラスから作られた少なくとも1つのミラーとが用いられる。
ガラスセラミック材料及び非晶質チタンケイ酸塩ガラスの熱膨張係数は、非常に小さいので特定の温度で消滅させることができる。このような材料をミラー基板として使用すると共に、それらの材料をミラーに正しく配分することにより、収差を大いに縮小し、システム品質全体を改良することができる。
In an advantageous refinement of the invention, at least one mirror made from a glass ceramic material and at least one mirror made from amorphous titanium silicate glass are used.
The thermal expansion coefficients of glass ceramic materials and amorphous titanium silicate glass are so small that they can be extinguished at a specific temperature. By using such materials as mirror substrates and properly distributing them to the mirrors, aberrations can be greatly reduced and overall system quality can be improved.
本発明の典型的な実施例を、概略図を用いて、以下に詳細に説明する。
図1は、波長λ<157nm、具体的にはλ<20nmのEUV領域において使用される場合の、例えばドイツ特許公報DE10037870A1に基づく、従来技術から周知の、典型的な6枚ミラー投影レンズ1を示しており、ここでは、物体Oが、対物面2に配置されている。ここでは、結像される物体Oは、リソグラフィにおけるマスクまたはレチクルを構成している。物体Oは、第1ミラーM1、第2ミラーM2、第3ミラーM3、第4ミラーM4、第5ミラーM5、第6ミラーM6を介して像面3に結像される。リソグラフィにおいては、ウェハが、例えば像面3に配置される。6枚のミラーM1,M2,M3,M4,M5,M6は、非球面ミラーであって、第1ミラーM1は、凸面ミラーとして設計される。
Exemplary embodiments of the invention are described in detail below using schematic diagrams.
FIG. 1 shows a typical six-
絞りBは、システム1を横断するビーム4を制限する。ここでは、絞りBは、第2ミラーM2上に直接またはミラーM2のすぐ近くに配置される。システム全体が、光軸5を中心に配置され、像面3にテレセントリックビーム路を備える。さらに、図1から明らかなように、中間像Zが、第4ミラーM4と第5ミラーM5との間に形成される。この中間像Zは、次に、ミラーM5及びM6を介して像面3に結像される。
The stop B restricts the beam 4 traversing the
例えばZERODUR(登録商標)またはClearCeram−Z(登録商標)のような適当なガラスセラミック材料、および、例えばULE(登録商標)のような非晶質チタンケイ酸塩ガラスの熱膨張係数(CTE)は、図2に概略的に示すように、一定の領域、特にゼロ交差温度(ZCT)に設定可能な特定の温度で消滅させることができる。しかしながら、この2つの材料区分は、特に、ゼロ交差温度付近の温度に対する熱膨張係数の依存性において、互いに異なる。同様に、熱膨張係数の特殊関数プロファイルは、温度及び不均質性の分布に関して異なる。ゼロ交差温度は、0℃と100℃の間に存在しなければならず、有利であるのは10℃と50℃の間である。ZERODUR(登録商標)の場合、ZCT付近で項 The coefficient of thermal expansion (CTE) of a suitable glass-ceramic material such as ZERODU® or ClearCeram-Z® and an amorphous titanium silicate glass such as ULE® is As shown schematically in FIG. 2, it can be extinguished at a certain temperature, in particular at a specific temperature that can be set to zero crossing temperature (ZCT). However, the two material sections differ from each other particularly in the dependence of the coefficient of thermal expansion on the temperature near the zero crossing temperature. Similarly, the special function profile of the coefficient of thermal expansion differs with respect to temperature and inhomogeneity distribution. The zero crossing temperature must be between 0 ° C. and 100 ° C., advantageously between 10 ° C. and 50 ° C. In the case of ZERODUR (registered trademark),
ガラスセラミック材料、および非晶質チタンケイ酸塩ガラスのこれらの特性は、大域的及び局所的な温度上昇を補正する目的のために使用されて、結果として生じる効果及び現存する収差を最小化することができる。これは、温度に応じて、熱膨張係数の傾き、特にその数値の符号が互いに異なる2つの異なるミラー材料を個々のミラーM1,M2,M3,M4,M5,M6に適切に配分することにより行われる。この目的で、有限要素解析が、まず、予想される温度分布を決定するために、次に、その結果として生じる表面変形を決定するために使用される。その後、これらの表面変形は、ビーム追跡プログラム(例えばコードV)の仮想表面上に重ね合わされ、結果として生じる収差が決定される。正しい材料からなるミラーを選択することにより、歪み(NCE)、像視野曲率(FPD)、非点収差(AST)、コマ収差(ゼルニケ係数7/8)、球面収差(ゼルニケ係数Z9)、波面誤差のRMSが影響され、そこから派生する効果を最小化することができる。 These properties of glass-ceramic materials, and amorphous titanium silicate glasses, can be used for the purpose of correcting global and local temperature rises to minimize the resulting effects and existing aberrations Can do. This is done by appropriately allocating two different mirror materials having different thermal expansion coefficient slopes, particularly their numerical signs, to the individual mirrors M1, M2, M3, M4, M5 and M6 according to the temperature. Is called. For this purpose, finite element analysis is used first to determine the expected temperature distribution and then to determine the resulting surface deformation. These surface deformations are then superimposed on the virtual surface of the beam tracking program (eg code V) and the resulting aberrations are determined. By selecting a mirror made of the correct material, distortion (NCE), image field curvature (FPD), astigmatism (AST), coma (Zernike coefficient 7/8), spherical aberration (Zernike coefficient Z9), wavefront error RMS can be affected and effects derived therefrom can be minimized.
ZERODUR(登録商標)及びULE(登録商標)をミラーに使用することで、温度により誘導された収差を相殺することにより、投影レンズ1全体を比較的強力な光源に対して使用して操作することができ、その結果、確実にウェハスループットが高められ、生産性を高めることができる。これにより、ミラー材料に関して熱により誘導された収差を最小化するように配置されたミラーM1,M2,M3,M4,M5,M6から投影レンズ1を組み立てることができる。
Manipulating the
ULE(登録商標)は、その方法により生じたような、層状材料である。少なくとも湾曲した表面上で、状況によっては、ULE(登録商標)の使用が、それにより発生する線条のために、小角散乱の原因となる低周波数MSFRを引き起こす。このような散乱は、瞳に近いミラー群に特に強い干渉を引き起こす。なぜなら、その効果は、ウェハ上のまたは像面3における輝度の、視野に依存する不均一性であるからである。視野に近いミラー上では、小角散乱は、瞳における輝度の不均一性、すなわち視野点での光ビームの角分布の不均一性、の原因となる。この効果は、ウェハ上の輝度の不均一性に比べれば、あまり重要でないとされている。
ULE (R) is a layered material, as produced by the method. At least on curved surfaces, in some situations, the use of ULE® causes low-frequency MSFR that causes small-angle scattering due to the resulting filaments. Such scattering causes particularly strong interference with a group of mirrors close to the pupil. This is because the effect is a field-dependent non-uniformity of brightness on the wafer or at the
ガラスセラミック材料、特にZERODUR(登録商標)の結晶構造は、特別な製造法(これについては国際公開WO03/16233A1またはドイツ特許公報DE10127086A1を参照)を使って準備され、高周波数MSFRコンポーネント及びHSFRコンポーネントに寄与すること、すなわち広角散乱が引き起こされることが好ましい。この結果、口径食またはストップアウトのために、ガラスセラミック材料またはZERODUR(登録商標)が、好ましくは、HSFRコンポーネントがウェハに達しない角領域において空間周波数を散乱するミラーにおいて使用されると有利である。ここでは、その材料は、ビーム断面積が大きなミラーに使用されるのが好ましく、その場合、ミラーをレンズ1の前部、すなわち、ウェハから離れた領域に配置することも可能である。それにより散光が、絞りBまたはその他のミラーによってストップアウトされ、ウェハ面3に到達しなくなるかまたは最小限度しか到達しなくなる。したがって、ミラー材料の適切な組み合わせにより、ウェハ面において散光分布の最適化を図ることが可能である。
The crystal structure of glass-ceramic materials, in particular ZERODU®, is prepared using a special manufacturing method (for this, see WO 03 / 16233A1 or German patent publication DE10127086A1) and is used in high-frequency MSFR and HSFR components. It is preferred that it contributes, i.e. wide angle scattering is caused. As a result, for vignetting or stopouts, glass ceramic materials or ZERODU® are preferably used in mirrors that scatter spatial frequencies in the corner region where the HSFR component does not reach the wafer. . Here, the material is preferably used for a mirror with a large beam cross-sectional area, in which case it is also possible to place the mirror in front of the
上述した収差の感度を、適切に規定された許容範囲に関連する例示のレンズとしての個々のミラーM1,M2,M3,M4,M5,M6への材料の配分と共に、図3に示す。絶対誤差の感度は、ZERODUR(登録商標)及びULE(登録商標)材料の組み合わせ順に、nmで特定されている。組み合わせは、全てのミラーM1,M2,M3,M4,M5,M6上で、CTE(T)の傾きの符号の共通の変化について対称である。それぞれに配置されたミラーにおいて、プラス符号は、ULE(登録商標)材料を示し、マイナス符号は、ZERODUR(登録商標)材料を示す。 The sensitivity of the aberrations described above is shown in FIG. 3, along with the distribution of material to the individual mirrors M1, M2, M3, M4, M5, M6 as exemplary lenses associated with well-defined tolerances. The absolute error sensitivity is specified in nm in the order of combination of ZERODU® and ULE® materials. The combination is symmetric about a common change in the sign of the CTE (T) slope on all mirrors M1, M2, M3, M4, M5, M6. In each arranged mirror, the plus sign indicates the ULE® material and the minus sign indicates the ZERO DUR® material.
各ミラーの吸収電力を構成する、以下の典型的ではあるが実際的な熱負荷により、解析が行われた。 The analysis was performed with the following typical but practical thermal loads that make up the absorbed power of each mirror.
図3を見ると、ミラーM1,M2,M3,M4,M5上では、「+++++−」の組み合わせが、
Referring to FIG. 3, on the mirrors M1, M2, M3, M4 and M5, the combination of “++++++” is
材料配合のさらなる最適化は、瞳に近い領域ではなく、視野に近い領域にULE(登録商標)ミラーを配置することにより行うことができる。このような6枚ミラー投影レンズ1においては、ミラーM1,M3,M4に、ULE(登録商標)材料を使用するのが好ましい。
Further optimization of the material formulation can be done by placing ULE® mirrors in areas close to the field of view rather than in areas close to the pupil. In such a six-
図4は、操作中の個々のミラーM1,M2,M3,M4,M5,M6の全体運動を可能にするマニピュレータの使用による、熱により誘導される収差の補正を示す。材料の組み合わせが任意の場合、図4は、ミラーM1,M2,M3,M4,M5,M6の間隔、偏心、傾きを変更することにより、全ての収差を特定の許容範囲内に調整できることを示している。 FIG. 4 shows the correction of heat-induced aberrations by the use of a manipulator that allows the total movement of the individual mirrors M1, M2, M3, M4, M5, M6 during operation. For any combination of materials, FIG. 4 shows that all aberrations can be adjusted within a certain tolerance by changing the spacing, decentration, and tilt of mirrors M1, M2, M3, M4, M5, and M6. ing.
収差の測定及び補正による操作中に引き起こされるウェハ露光装置の無駄時間と同様に、通常、遠隔制御により真空で操作される必要のあるマニピュレータが高額であることが、この補正法の欠点である。無駄時間は、生産の損失の原因となり、よって、かなりの経済的損失を招く。 A disadvantage of this correction method is that the manipulators that normally need to be operated in vacuum by remote control are expensive, as well as the wafer exposure apparatus dead time caused during operation by measuring and correcting aberrations. The dead time causes a loss of production and thus results in considerable economic loss.
図5は、歪み(NCE)のための材料配合最適化のグラフである。ここでは、図4のマニピュレータによる補正を行わない感度をNCE残差に従って配置したものを表示している。図5のグラフの左側は、NCEが最も小さい材料配合を示している。ここから、例えば、「+++−+−」または「−−−+−+」の配合が、最もNCEが小さいことがわかる。このようなULE(登録商標)−ZERODUR(登録商標)の組み合わせの場合、図5から明白であるように、全ての収差NCE、FPD、AST,Z7/8、Z9、RMSが、高価なマニピュレータによる補正なしで許容範囲内に見つかることが特に明白である。 FIG. 5 is a graph of material formulation optimization for strain (NCE). Here, the sensitivity that is not corrected by the manipulator in FIG. 4 is arranged according to the NCE residual. The left side of the graph of FIG. 5 shows the material formulation with the smallest NCE. From this, it can be seen that, for example, the combination of “+++++” or “−−− + − +” has the smallest NCE. In the case of such a combination of ULE (registered trademark) -ZERODUR (registered trademark), all the aberrations NCE, FPD, AST, Z7 / 8, Z9, and RMS are caused by an expensive manipulator, as is apparent from FIG. It is particularly clear that it can be found within tolerance without correction.
したがって、特に歪み(NCE)が、ULE(登録商標)/ZERODUR(登録商標)の材料配合により影響されることは明らかである。同様に、他の収差もまた、そのような材料の組み合わせにより影響されて最小化される。 Thus, it is clear that especially strain (NCE) is affected by the ULE® / ZERODU® material formulation. Similarly, other aberrations are also affected and minimized by such material combinations.
明示した材料分布は、典型的な温度分布を備えた典型的なシステムのために決定されたものであり、それに限定されるものではない。他の光学システムまたは温度分布の場合には、本発明の意味で互いに異なる、材料の最適な組み合わせがあってよい。 The explicit material distribution is determined for a typical system with a typical temperature distribution and is not limited thereto. In the case of other optical systems or temperature distributions, there may be optimal combinations of materials that differ from one another in the sense of the present invention.
CTE分布の空間的不均質性が、温度変化の際の表面変形の原因であることが予想される。この空間的不均質性は、CTE変動の周波数応答を多かれ少なかれシミュレートする。しかしながら、シミュレーションの実施により、関連しているのは、かなり低い周波数及び中間的な周波数の誤差(>1mm、MSFRまたはフォーム誤差)であることがわかっている。このような関連誤差の考えられる原因の例は、ドメインサイズに比例する熱変形である。その一方で、その原因は、固体それ自身の弾性的機械的特性に存在することもあり、これが、より高い空間周波数でのより強い減衰の原因となっている。この不均質性の周波数分布は、材料に応じたものであるため、ここでも最適化を行うことができる。 It is expected that the spatial inhomogeneity of the CTE distribution is responsible for surface deformation during temperature changes. This spatial inhomogeneity more or less simulates the frequency response of CTE variation. However, simulations have shown that it is related to fairly low and intermediate frequency errors (> 1 mm, MSFR or foam error). An example of a possible cause of such an associated error is thermal deformation that is proportional to the domain size. On the other hand, the cause may be in the elastic mechanical properties of the solid itself, which causes a stronger attenuation at higher spatial frequencies. Since the frequency distribution of this inhomogeneity depends on the material, it can be optimized here.
もちろん、他の材料も、このような収差を最適化すると考えられる。同様に、本発明は、EUVLコンポーネントにのみ制限されるべきではない。熱仕様及び散光仕様に応じて、例えば157nmリソグラフィシステムにおいて、これらの視点から選択的に反射コンポーネントを最適化するのが有利である。 Of course, other materials are believed to optimize such aberrations. Similarly, the present invention should not be limited only to EUVL components. Depending on the thermal and diffuse specifications, it is advantageous to optimize the reflective component selectively from these viewpoints, for example in a 157 nm lithography system.
Claims (17)
前記複数のミラーの基板材料はガラスセラミック材料又は非晶質チタンケイ酸塩ガラスのいずれかであり、さらに温度の関数としての基板材料の熱膨張係数の傾きの符号がゼロ交差の領域において異なるという態様で、前記複数のミラーの基板材料が少なくとも2つのミラーにおいて異なっており、さらに、上記異なる基板材料からなる少なくとも2つのミラーが、局所的及び大域的な温度上昇の結果として生じる投影レンズの像の誤差が上記複数のミラーが同じ材料で作られた場合に生じる像の誤差よりも小さくなるように、投影レンズに配置されており、
結像の方向に連続して配置された6個のミラー(M1、M2、M3、M4、M5、M6)が物体を像面に表示し、ここで、ガラスセラミック材料(-)が前記温度の関数としての基板材料の熱膨張係数の負の傾きを示す基板材料であり、非晶質チタンケイ酸塩ガラス(+)が前記温度の関数としての基板材料の熱膨張係数の正の傾きを示す基板材料であって、それぞれに前記基板材料のいずれかが割り当てられた6個のミラー(M1、M2、M3、M4、M5、M6)の配置が、ASTが小さくなる順番に並べたときに小さい方から選んだ組み合わせとして、[(+,+,-,-,-,-); (-,-,+,+,+,+); (+,-,-,-,-,-); (-,+,+,+,+,+); (+,+,-,-,-,+); (-,-,+,+,+,-); (+,-,-,-,-,+); (-,+,+,+,+,-); (+,+,+,+,+,-); (-,-,-,-,-,+); (+,-,+,+,+,-); (-,+,-,-,-,+); (+,-,+,+,+,+); (-,+,-,-,-,-); (+,+,-,+,+,-); (-,-,+,-,-,+); (+,-,-,+,+,-); (-,+,+,-,-,+); (+,+,+,+,-,-); (-,-,-,-,+,+); (+,-,+,+,-,-); (-,+,-,-,+,+); (+,+,-,+,+,+); (-,-,+,-,-,-); (+,-,-,+,+,+); (-,+,+,-,-,-); (+,+,+,+,-,+); (-,-,-,-,+,-); (+,-,+,+,-,+); (-,+,-,-,+,-); (+,+,-,+,-,-); (-,-,+,-,+,+); (+,-,-,+,-,-); (-,+,+,-,+,+); (+,+,-,+,-,-); (-,-,+,-,+,-); (+,-,-,+,-,+); (-,+,+,-,+,-)]というグループの中の基板材料の組み合わせの1つとなるように配置されていることを特徴とする、EUVリソグラフィのための投影レンズ。 A projection lens for EUV lithography having mirrors (M1, M2, M3, M4, M5, M6) each having a plurality of multilayers comprising a single substrate made from a substrate material,
The substrate material of the plurality of mirrors is either a glass ceramic material or an amorphous titanium silicate glass, and the sign of the slope of the coefficient of thermal expansion of the substrate material as a function of temperature is different in the zero crossing region The substrate material of the plurality of mirrors is different in at least two mirrors, and further, the at least two mirrors made of the different substrate materials may cause projection of an image of the projection lens produced as a result of local and global temperature increases. It is arranged in the projection lens so that the error is smaller than the image error that occurs when the plurality of mirrors are made of the same material,
Six mirrors (M 1, M 2, M 3, M 4, M 5, M 6) arranged in succession in the imaging direction display the object on the image plane, where the glass ceramic material (−) A substrate material exhibiting a negative slope of the coefficient of thermal expansion of the substrate material as a function, wherein the amorphous titanium silicate glass (+) exhibits a positive slope of the coefficient of thermal expansion of the substrate material as a function of said temperature The smaller of the six mirrors (M1, M2, M3, M4, M5, M6), each of which is one of the above-mentioned substrate materials, arranged in the order of decreasing AST. ((+, +,-,-,-,-); (-,-, +, +, +, +); (+,-,-,-,-,-); ( -, +, +, +, +, +); (+, +,-,-,-, +); (-,-, +, +, +,-); (+,-,-,-, -, +); (-, +, +, +, +,-); (+, +, +, +, +,-); (-,-,-,-,-, +); (+, -, +, +, +,-); (-, +,-,-,-, +); (+,-, +, +, +, +); (-, +,-,-,-, -); (+, +,-, +, +,-); (-,-, +,-,-, +); (+,-,-, + , +,-); (-, +, +,-,-, +); (+, +, +, +,-,-); (-,-,-,-, +, +); (+ ,-, +, +,-,-); (-, +,-,-, +, +); (+, +,-, +, +, +); (-,-, +,-,- ,-); (+,-,-, +, +, +); (-, +, +,-,-,-); (+, +, +, +,-, +); (-,- ,-,-, +,-); (+,-, +, +,-, +); (-, +,-,-, +,-); (+, +,-, +,-,- ); (-,-, +,-, +, +); (+,-,-, +,-,-); (-, +, +,-, +, +); (+, +,- , +,-,-); (-,-, +,-, +,-); (+,-,-, +,-, +); (-, +, +,-, +,-)] A projection lens for EUV lithography, characterized in that it is arranged to be one of the combinations of substrate materials in the group.
多層膜を有する複数のミラーを含み、前記ミラーにはガラスセラミック材料及び非晶質チタンケイ酸塩ガラスのいずれかが基板材料として割り当てられ、前記2つの基板材料は、温度の関数としての基板材料の熱膨張係数の傾きの符号がゼロ交差温度の領域において異なり、像の誤差が上記複数のミラーがすべて同じ基板材料とされた場合よりも小さくなるように、上記複数のミラーに基板材料が割り当てられていることを特徴とする方法。 A method for correcting image errors due to temperature rise in a projection lens for EUV lithography comprising:
A plurality of mirrors having a multilayer film, wherein the mirror is assigned either a glass ceramic material or an amorphous titanium silicate glass as a substrate material, the two substrate materials being a substrate material as a function of temperature; The substrate material is assigned to the plurality of mirrors so that the sign of the coefficient of thermal expansion is different in the region of the zero crossing temperature and the image error is smaller than when all the mirrors are made of the same substrate material. A method characterized by that.
前記温度分布の結果として推定される前記複数のミラーの表面変形を決定するステップと、
前記表面変形のそれぞれをミラーの仮想表面に重ね合わせ、ビーム追跡プログラム(ray-tracing-program)によって像の誤差を決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項6乃至9のうちいずれか一項に記載のEUVリソグラフィのための投影レンズにおける温度上昇による像の誤差を補正する方法。 Determining an estimated temperature distribution of the plurality of mirrors having the multilayer film by finite element analysis;
Determining a surface deformation of the plurality of mirrors estimated as a result of the temperature distribution;
Superimposing each of the surface deformations on a virtual surface of a mirror and determining an image error by a ray-tracing-program;
10. A method for correcting an image error due to a temperature rise in a projection lens for EUV lithography according to any one of claims 6-9.
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