JP6632331B2 - 反射光学素子及び露光装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の反射光学素子(反射ミラー)10の構成を示す概略的断面図である。本実施形態では、波長300nm以上330nm以下の光を含む露光光と、波長510nm以上760nm以下の範囲の光をアライメント光に用いる露光装置に使用することができる反射ミラーについて説明する。
実施例1の反射光学素子(反射ミラー)10は、表1に示す材料で積層群を3群有する構成とした。低屈折率物質層a1、a2、a3は、二酸化ケイ素層(屈折率:1.45)を用いた。高屈折率層b1は、二酸化チタン層(屈折率:2.47、消衰係数:2.33×10−3)を用いた。高屈折率層b2は五酸化タンタル層(屈折率:2.15、消衰係数:2.50×10−5)を用いた。高屈折率層b3は、酸化ハフニウム層(屈折率:2.01、消衰係数:3.46×10−6)を用いた。
次に、光学特性を比較するため、比較例1として、金属膜の上に、透明な誘電体膜を成膜した多層膜ミラー(特許文献1に記載のミラー)の分光反射率とSP偏光の反射位相差特性を計算した。計算は、光学薄膜設計ソフトウェア(Film Wizard、SCI)を用いた。
異なる膜構成と光学特性を比較する為、比較例2として、高屈折率物質と低屈折率物質との交互層による誘電体ミラー(特許文献2に記載のミラー)の分光反射率とSP反射位相差特性を計算した。
以上のように、比較例1は、波長240nm乃至400nmの反射率特性が、所望の値を満たすことが困難であり、比較例2は、波長510nm以上760nm以下の範囲の位相差特性が所望の値を満たすことが困難である。これに対し、実施例1は、反射率と位相差特性を両立することが可能である。これより、実施例1のミラーは、ミラー投影光学系を用いる露光装置で使用された場合、深紫外線の広い波長帯域で高反射率を有する。また、実施例1のミラーは、可視光でレクチル(マスク)、被処理体(ウェハー)面の観察、アライメントに必要なS偏光反射成分とP偏光反射成分の位相差を制御した反射ミラーである。
膜の層数と膜厚の範囲について説明する。
実施例2の反射光学素子(反射ミラー)10は、表2に示す材料で積層群を構成した。設計中心波長λ0を400nmとした。成膜に用いる膜材料については、実施例1と同様に、低屈折率層a1、a2、a3は、二酸化ケイ素層用いた。高屈折率層b1は、二酸化チタン層を用いた。高屈折率層b2はTa2O5を用いた。高屈折率層b3は酸化ハフニウム層を用いた。
実施例3の反射光学素子(反射ミラー)10は、設計中心波長λ0を400nmとし、成膜に用いる膜材料の低屈折率物a1、a2、a3は、SiO2を用いた。高屈折率層b1は二酸化チタン層を用いた。高屈折率層b2は、五酸化タンタル層を用いた。高屈折率層b3は、酸化ハフニウム層を用いた。
実施例4の反射光学素子(反射ミラー)10は、設計中心波長λ0を400nmとした。成膜に用いる膜材料について、実施例1と同様に、低屈折率層a1、a2、a3は、は二酸化ケイ素層を、高屈折率層b1に二酸化チタン層、高屈折率層b2に五酸化タンタル層を、高屈折率層b3に酸化ハフニウム層を用いた。
実施例5の反射光学素子(反射ミラー)10は、表5に示す材料で積層群を2群有する構成とした。低屈折率物質層a1、a2は、二酸化ケイ素層(屈折率:1.45)を用いた。高屈折率層b1は、五酸化タンタル層(屈折率:2.15、消衰係数:2.50×10−5)を用いた。高屈折率層b2は、酸化ハフニウム層(屈折率:2.01、消衰係数:3.46×10−6)を用いた。
膜の層数と膜厚の範囲について説明する。
次に、反射ミラーを搭載している露光装置の一例を実施例6として説明する。
11 基材
12 金属膜層
13 誘電体膜層
14 第1の積層群
15 第2の積層群
16 第3の積層群
a1、a2、a3 低屈折率層
b1、b2、b3 高屈折率層
100 露光装置
110 照明装置
112 光源部
114 照明光学系
120 投影光学系
122 平面ミラー
124 凹面ミラー
126 凸面ミラー
130 補正光学系
140 アライメント機構
141 アライメント光源
RT レチクル
Claims (20)
- 光源から、少なくとも波長300nm以上330nm以下の範囲の光を含む露光光でレチクルを照明する照明光学系と、
波長510nm以上760nm以下の範囲を含むアライメント光を用いて、前記レチクルと被処理体との位置を合わせるアライメント機構とを有し、
反射光学素子を有し、前記反射光学素子を用いて、前記露光光および前記アライメント光を前記被処理体に投影する投影光学系と、
を有する露光装置であって、
前記反射光学素子は、基材と、前記基材の上に金属膜と、前記金属膜の上に屈折率の異なる2層を1ペアとする交互層が積層されている積層群を少なくとも3群以上有し、
前記金属膜に隣接する第1の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は、320nm以上400nm以下であり、
大気側に隣接する第3の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は240nm未満であり、
前記第1の積層群は、2ペア以上4ペア以下の交互層で形成されており、波長400nmの1ペアの平均光学膜厚が161nm以上191nm以下であり、
前記第3の積層群は、5ペア以上10ペア以下の交互層で形成されており、
第2の積層群は、前記第1の積層群と前記第3の積層群の間にあり、
前記第2の積層群は、3ペア以上6ペア以下の交互層で形成されている、
ことを特徴とする露光装置。 - 前記反射光学素子は、反射ミラーであることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記反射光学素子は、前記積層群を3群有し、
前記第1の積層群は、二酸化ケイ素層と二酸化チタン層との交互層を有し、
前記第2の積層群は、二酸化ケイ素層と五酸化タンタル層との交互層を有し、
前記第3の積層群は、二酸化ケイ素層と酸化ハフニウム層との交互層を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 - 前記金属膜は、アルミニウム金属から形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記第3の積層群は、波長400nmの1ペアの平均光学膜厚が127nm以上139nm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記第2の積層群は、波長400nmの1ペアの平均光学膜厚が147nm以上175nm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の露光装置。
- 波長300nm以上330nm以下の範囲の光及び波長510nm以上760nmの光を反射する反射光学素子であって、
前記反射光学素子は、基材と、前記基材の上に金属膜と、前記金属膜の上に屈折率の異なる2層を1ペアとする交互層が積層されている積層群を少なくとも3群以上有し、
前記金属膜の面に隣接する第1の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は、320nm以上400nm以下であり、
大気側に隣接する第3の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は240nm未満であり、
前記第1の積層群は、2ペア以上4ペア以下の交互層で形成されており、波長400nmの平均の光学膜厚が161nm以上191nm以下であり、
前記第3の積層群は、5ペア以上10ペア以下の交互層で形成されており、
第2の積層群は、前記第1の積層群と前記第3の積層群の間にあり、
前記第2の積層群は、3ペア以上6ペア以下の交互層で形成されている、
ことを特徴とする反射光学素子。 - 前記反射光学素子は、反射ミラーであることを特徴とする請求項7に記載の反射光学素子。
- 前記反射光学素子は、前記積層群を3群有し、
前記第1の積層群は、二酸化ケイ素層と二酸化チタン層との交互層を有し、
前記第2の積層群は、二酸化ケイ素層と五酸化タンタル層との交互層を有し、
前記第3の積層群は、二酸化ケイ素層と酸化ハフニウム層との交互層を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の反射光学素子。 - 前記金属膜が、アルミニウム金属から形成されていることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の反射光学素子。
- 前記第3の積層群は、波長400nmの1ペアの平均光学膜厚が127nm以上139nm以下であることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項に記載の反射光学素子。
- 前記第2の積層群は、波長400nmの1ペアの平均光学膜厚が147nm以上175nm以下であることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか一項に記載の反射光学素子。
- 光源から、少なくとも波長300nm以上330nm以下の範囲の光を含む露光光でレチクルを照明する照明光学系と、
波長510nm以上760nm以下の範囲を含むアライメント光を用いて、前記レチクルと被処理体との位置を合わせるアライメント機構とを有し、
反射光学素子を有し、前記反射光学素子を用いて、前記露光光および前記アライメント光を前記被処理体に投影する投影光学系と、
を有する露光装置であって、
前記反射光学素子は、基材と、前記基材の上に金属膜と、前記金属膜の上に屈折率の異なる2層を1ペアとする交互層が積層されている積層群を少なくとも2群有し、
前記金属膜の面に隣接する第1の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は、320nm以上400nm以下であり、
大気側に隣接する第2の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は240nm未満であり、
前記第1の積層群は、2ペア以上9ペア以下の交互層で形成されており、波長400nmの平均の光学膜厚が152nm以上180nm以下であり、
前記第2の積層群は、7ペア以上12ペア以下の交互層で形成されており、波長400nmの平均の光学膜厚が136nm以上146nm以下である、
ことを特徴とする露光装置。 - 前記反射光学素子は、反射ミラーであることを特徴とする請求項13に記載の露光装置。
- 前記第1の積層群は、二酸化ケイ素層と五酸化タンタル層との交互層を有し、
前記第2の積層群は、二酸化ケイ素層と酸化ハフニウム層との交互層を有することを特徴とする請求項13又は14に記載の露光装置。 - 前記金属膜が、アルミニウム金属から形成されていることを特徴とする請求項13乃至15のいずれか一項に記載の露光装置。
- 波長300nm以上330nm以下の範囲の光及び波長510nm以上760nmの光を反射する反射光学素子であって、
前記反射光学素子は、基材と、前記基材の上に金属膜と、前記金属膜の上に屈折率の異なる2層を1ペアとする交互層が積層されている積層群を少なくとも2群有し、
前記金属膜の面に隣接する第1の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は、320nm以上400nm以下であり、
大気側に隣接する第2の積層群を構成する交互層のうち屈折率が高い方の層の吸収端波長は240nm未満であり、
前記第1の積層群は、2ペア以上9ペア以下の交互層で形成されており、波長400nmの平均の光学膜厚が152nm以上180nm以下であり、
前記第2の積層群は、7ペア以上12ペア以下の交互層で形成されており、波長400nmの平均の光学膜厚が136nm以上146nm以下である、
ことを特徴とする反射光学素子。 - 前記反射光学素子は、反射ミラーであることを特徴とする請求項17に記載の反射光学素子。
- 前記第1の積層群は、二酸化ケイ素層と五酸化タンタル層との交互層を有し、
前記第2の積層群は、二酸化ケイ素層と酸化ハフニウム層との交互層を有することを特徴とする請求項17又は18に記載の反射光学素子。 - 前記金属膜が、アルミニウム金属から形成されていることを特徴とする請求項17乃至19のいずれか一項に記載の反射光学素子。
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