(57)【要約】  プラズマＥＵＶ光源の問題（デブリの発生）を生じることなく、十分な強度のＥＵＶ光を出力することができるＥＵＶ光発生装置及びＥＵＶ露光装置を提供するために、ＥＵＶ光発生装置は、シンクロトロン（１）と、シンクロトロン（１）内部の電子の周回軌道（２）上に配置され、電子が入射されてＥＵＶ光（Ｌ）を発生する複数のターゲット（Ｔ）と、入射されるＥＵＶ光（Ｌ）を所定の方向に反射するマジックミラー（３）と、マジックミラー（３）によって反射されたＥＵＶ光をシンクロトロン（１）の外部に取り出す出力ポート（４）とを備え、複数のターゲット（Ｔ）の各々が、他のターゲット（Ｔ）から発生するＥＵＶ光（Ｌ）を遮らないように配置され、マジックミラー（３）によって反射されたＥＵＶ光が集光光または平行光である。
2008044319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンクロトロンと、
該シンクロトロン内部の電子の周回軌道上に配置され、電子が入射されてＥＵＶ光を発生する複数の薄膜またはワイヤ状ターゲットと、
入射される前記ＥＵＶ光を所定の方向に反射するマジックミラーと、
該マジックミラーで反射されたＥＵＶ光を前記シンクロトロンの外部に取り出す出力ポートとを備え、
前記マジックミラーで反射されたＥＵＶ光が集光光または平行光であることを特徴とするＥＵＶ光発生装置。
【請求項２】
複数の前記ターゲットの各々が、他の前記ターゲットから発生するＥＵＶ光を遮らないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光発生装置。
【請求項３】
前記ターゲットが、
幅が１０ｎｍ以上１００μｍ以下の薄膜であり、
ＥＵＶ光を発生しやすい物質からなる単層、又はＥＵＶ光を発生しやすい物質とＥＵＶ光を発生しにくい物質とからなる多層に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＵＶ光発生装置。
【請求項４】
前記ターゲットが、
太さが１０ｎｍ以上１０μｍ以下のワイヤであり、
単一のＥＵＶ光を発生しやすい物質で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＵＶ光発生装置。
【請求項５】
ＥＵＶ光を発生しやすい前記物質が、Ｃ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｔ、及びＰｂからなる群の中から選択される物質であり、
ＥＵＶ光を発生しにくい前記物質が、真空または、Ｋ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｓ、Ｂａ、及びＡｕからなる群の中から選択される物質であることを特徴とする請求項３又は４に記載のＥＵＶ光発生装置。
【請求項６】
ＥＵＶ光源と、
該ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光をレティクルに照射し、該レティクルに形成されたパターンをウエハ上の感光膜に露光転写する光学系とを備えるＥＵＶ露光装置であって、
前記ＥＵＶ光源が請求項１〜５の何れかに記載のＥＵＶ光発生装置であることを特徴とするＥＵＶ露光装置。
【請求項７】
前記光学系が、
前記ＥＵＶ光発生装置から平行光として出力されるＥＵＶ光を反射して、前記レティクルに入射させる第１ミラーと、
前記レティクルによって反射されたＥＵＶ光を、平行光の幅方向に絞って前記感光膜に照射する第２ミラーとを備えることを特徴とする請求項６に記載のＥＵＶ露光装置。
【請求項８】
前記ＥＵＶ光発生装置から平行光として出力されるＥＵＶ光が前記レティクルに入射し、
前記光学系が、前記レティクルによって反射されたＥＵＶ光を、平行光の幅方向に絞って前記感光膜に照射するミラーを備えることを特徴とする請求項６に記載のＥＵＶ露光装置。
【請求項９】
前記光学系が、
前記ＥＵＶ光発生装置から平行光として出力されるＥＵＶ光を反射して、前記レティクルに入射する第１ミラーと、
前記レティクルによって反射されたＥＵＶ光を反射する第２ミラーと、
該第２ミラーによって反射されたＥＵＶ光を、平行光の幅方向に絞って前記感光膜に照射する第３ミラーとを備えることを特徴とする請求項６に記載のＥＵＶ露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光の発生装置、及びそれを光源として用いたＥＵＶ露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の集積度の向上に伴って回路パターンが微細化し、可視光や紫外光よりも短波長のＥＵＶ光を使用する露光装置が開発されている。ＥＵＶ露光装置用のＥＵＶ光源としては、プラズマ光源と放射（ＳＯＲ：Synchrotron Orbital Radiation）光源とが知られている。【０００３】
プラズマ光源は、レーザプラズマ（ＬＰＰ：Laser Produced Plasma）ＥＵＶ光源と放電プラズマ（ＤＰＰ：Discharge Produced Plasma）ＥＵＶ光源とがある。プラズマ光源で使用するターゲット物質としては、比較的高い変換効率が得られること、及びデブリ（debris：飛散粒子）が生じにくいことから、Ｘｅガス又は液化Ｘｅが使用されることが多い（得られるＥＵＶ光の波長は１３．５ｎｍ）。また、より高出力のＥＵＶ光源を得るために、Ｘｅよりも高い変換効率のＳｎを使用することが研究されている。下記特許文献１には、ターゲット物質としてＳｎを使用する場合の問題（大量のデブリの発生）を解決し、高い変換効率を実現するために、液体Ｓｎを使用する方法が開示されている。【０００４】
偏向磁石やアンジュレータを用いる放射光源は良質のＥＵＶ光を発生するが、そのパワーは５０ｍＷ程度である。【０００５】
一方、みらくる型放射光源では、電子ビームを薄膜に衝突させて発生する遷移放射によって１Ｗ程度のＥＵＶ光を生成できることが知られている。
【特許文献１】特開２００６−１３０３３号公報
【非特許文献１】D. Minkov, H. Yamada, N. Toyosugi, T. Yamaguchi, T. Kadono and M. Morita, Journal of Synchrotron Radiation, ISSN 0909-0495, (2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、プラズマＥＵＶ光源は、ＥＵＶ光への変換効率が低く、デブリが発生し、それがミラーなどに付着して光学系の性能を低下させる問題がある。上記特許文献１によって、ミラーなどに付着したデブリの除去が容易にはなるが、デブリの発生を無くすことはできない。【０００７】
プラズマＥＵＶ光源は、エミッタンスが大きいために、発生するＥＵＶ光の一部しか使用することができず非効率的であり、ＥＵＶ露光用の光源として使用するには大きな電力を必要とするという問題も有る。【０００８】
また、ＥＵＶ光は反射効率が悪く、ミラーを多層膜に形成したとしても７０％程度の反射率であり、半導体プロセスには約１００Ｗ以上の出力が必要とされるが、従来のプラズマＥＵＶ光源で高出力のＥＵＶ光を実現することは容易ではない。【０００９】
通常の放射光源及びみらくる型放射光源は、エミッタンスが小さく、変換効率の高い光源であるが、ＥＵＶ露光用としては、パワーが不十分である。【００１０】
従って、本発明の目的は、上記したプラズマＥＵＶ光源の問題を生じることなく、半導体プロセスでの使用に十分な強度および小さなエミッタンスのＥＵＶ光を出力することができるＥＵＶ光発生装置及びＥＵＶ露光装置を提供することにある。【００１１】
さらには、本発明の目的は、投影光学系のエレメントの数を減らして、露光強度を向上させたＥＵＶ露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、以下の手段によって達成される。【００１３】
即ち、本発明に係るＥＵＶ発生装置は、シンクロトロンと、該シンクロトロン内部の電子の周回軌道上に配置され、電子が入射されてＥＵＶ光を発生する複数の薄膜またはワイヤ状ターゲットと、入射される前記ＥＵＶ光を所定の方向に反射するマジックミラーと、該マジックミラーで反射されたＥＵＶ光を前記シンクロトロンの外部に取り出す出力ポートとを備え、前記マジックミラーで反射されたＥＵＶ光が集光光または平行光であることを特徴としている。【００１４】
上記ＥＵＶ発生装置において、複数の前記ターゲットの各々は、他の前記ターゲットから発生するＥＵＶ光を遮らないように配置されていることができる。【００１５】
また、前記ターゲットは、幅が１０ｎｍ以上１００μｍ以下の薄膜であり、ＥＵＶ光を発生しやすい物質からなる単層、又はＥＵＶ光を発生しやすい物質とＥＵＶ光を発生しにくい物質とからなる多層に形成されていることができる。【００１６】
また、前記ターゲットは、太さが１０ｎｍ以上１０μｍ以下のワイヤであり、単一のＥＵＶ光を発生しやすい物質で形成されていてもよい。【００１７】
また、ＥＵＶ光を発生しやすい前記物質は、Ｃ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｔ、及びＰｂからなる群の中から選択される物質であり、ＥＵＶ光を発生しにくい前記物質は、真空または、Ｋ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｓ、Ｂａ、及びＡｕからなる群の中から選択される物質であることができる。【００１８】
本発明に係るＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ光源と、該ＥＵＶ光源からのＥＵＶ光をレティクルに照射し、該レティクルに形成されたパターンをウエハ上の感光膜に露光転写する光学系とを備えるＥＵＶ露光装置であって、前記ＥＵＶ光源が上記ＥＵＶ光発生装置であることを特徴としている。【００１９】
上記ＥＵＶ露光装置において、前記光学系は、前記ＥＵＶ光発生装置から平行光として出力されるＥＵＶ光を反射して、前記レティクルに入射させる第１ミラー（Ｍ１）と、前記レティクルによって反射されたＥＵＶ光を、平行光の幅方向に絞って前記感光膜に照射する第２ミラー（Ｍ２）とを備えていることができる。【００２０】
また、前記ＥＵＶ光発生装置から平行光として出力されるＥＵＶ光は前記レティクルに入射し、前記光学系は、前記レティクルによって反射されたＥＵＶ光を、平行光の幅方向に絞って前記感光膜に照射するミラー（Ｍ３又はＭ７）を備えていてもよい。【００２１】
また、前記光学系は、前記ＥＵＶ光発生装置から平行光として出力されるＥＵＶ光を反射して、前記レティクルに入射する第１ミラー（Ｍ４）と、前記レティクルによって反射されたＥＵＶ光を反射する第２ミラー（Ｍ５）と、該第２ミラーによって反射されたＥＵＶ光を、平行光の幅方向に絞って前記感光膜に照射する第３ミラー（Ｍ６）とを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、強度が１０Ｗ以上のＥＵＶ光を所望の方向に出力することができる。【００２３】
また、本発明のＥＵＶ光発生装置から出力するＥＵＶ光を、所定の焦点に集光させることによって、半導体プロセスにおける従来のＥＵＶ露光装置の光学系を使用することができる。即ち、従来の、レーザプラズマＥＵＶ光源や放電プラズマＥＵＶ光源に置き換えて、本発明のＥＵＶ光発生装置をＥＵＶ光源として使用することができる。【００２４】
また、本発明のＥＵＶ光発生装置から出力するＥＵＶ光は、平行性が高く細長いビーム断面形状をしているために平行光として出力することによって、ＥＵＶ露光装置のミラーの数を少なくすることができる。従って、ミラーの反射による光強度の低減を抑制することができ、ターゲットで発生したＥＵＶ光を効率的に使用することができる。このことは、従来よりも強度の小さいＥＵＶ光でも半導体プロセスの露光に使用できることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るＥＵＶ発生装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のターゲット付近を拡大して示した部分平面図ある。
【図３】ターゲットを傾斜させて配置する場合の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＥＵＶ発生装置から出力される平行なＥＵＶ光の、光路に垂直な断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【図６】図５と異なる光学系を備えた本発明の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【図７】図５及び６と異なる光学系を備えた本発明の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【図８】図５〜７と異なる光学系を備えた本発明の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【図９】ＥＵＶ露光装置の従来の光学系の一例を示す断面図である。
【図１０】ＥＵＶ露光装置の従来の光学系の別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    シンクロトロンリング部
２    電子ビーム（電子の周回軌道）
３    マジックミラー
４    出力ポート
Ｌ、Ｌ1〜Ｌ4    ＥＵＶ光
Ｔ、Ｔ1〜Ｔ4    ターゲット
ｒ    電子の周回軌道の半径
ｄ    ターゲットの間隔
ｔ    ターゲットの厚さ
ｗ    ターゲットの幅
Ｆ    焦点
Ｏ    電子の周回軌道の中心
Ｍ１〜Ｍ７    第１〜第７ミラー
ＩＲ1〜ＩＲ4    照明光学系を構成する反射鏡
ＰＲ1〜ＰＲ4、ＰＭ１〜ＰＭ６    投影光学系を構成する反射鏡
Ｒ    レティクル
Ｗ    ウエハ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態に関して詳細に説明する。【００２８】
（ＥＵＶ光発生装置）
図１は、本発明の実施の形態に係るＥＵＶ光発生装置の概略構成を示す平面図である。本実施の形態に係るＥＵＶ光発生装置は、内部で電子を周回させるシンクロトロンリング部１と、電子の周回軌道（電子ビームとも記す）２上に配置された複数のターゲットＴと、ターゲットＴから放射されるＥＵＶ光Ｌを反射するマジックミラー３と、マジックミラー３によって反射されたＥＵＶ光Ｌをシンクロトロンリング部１の外部に取り出す出力ポート４とを備えて構成されている。【００２９】
図１において、シンクロトロンを構成するために必要な機器、例えば、電子の周回軌道を制御するためにシンクロトロンリング部１に装備される磁石（電磁石、永久磁石）、電磁石の電流の時間変化を制御する制御装置、及び、電子を発生させてシンクロトロンリング部１に導く入射器などは省略されている。それらによって、真空状態になっているシンクロトンリング部１の内部に、シンクロトロンリング部１の中心Ｏを中心とする、半径ｒのほぼ円軌道の電子ビーム２が形成される。【００３０】
マジックミラー３は準楕円ミラーとも呼ばれ、反射面の断面形状が微小な楕円形の集合として形成されている（R. Lopez-Delgado and H. Szwarc, Opt. Commun. 19 (1976) 286などによって公知であるので詳細説明は省略する）。マジックミラー３の反射面の具体的な形状は、反射面の所定領域で反射された後の光の光路（例えば集光、平行など）に応じて適宜設計され得る。なお、マジックミラーは極端な場合、楕円ミラーあるいは放物線ミラーに一致する。図１では、マジックミラー３は、反射されたＥＵＶ光Ｌが出力ポート４から出力して焦点Ｆで集光するように、反射面の表面形状が形成され、シンクロトロンリング部１内の適切な位置に配置されている。マジックミラー３は、電子の周回面に垂直な方向（図１において紙面に垂直な方向）に平坦であってもよいが、ＥＵＶ光Ｌの発散を押さえるために、垂直方向に楕円形状あるいは放物線形状であることが望ましい。また、マジックミラー３の表面は多層膜で形成されており、例えば波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を反射するように、Ｍｏ及びＳｉが交互に６〜７ｎｍの厚さで４０〜５０層積層されている。【００３１】
図２は、図１のターゲットＴ付近を拡大して示す部分平面図である。以下、図２を参照してターゲットＴについて詳細に説明する。なお、図２では、４つのターゲットＴの各々を符号Ｔ1〜Ｔ4で区別し、ターゲットＴ1〜Ｔ4の各々から放射されるＥＵＶ光Ｌを符号Ｌ1〜Ｌ4で区別して示す。【００３２】
ターゲットＴは、遷移放射によってＥＵＶ光（波長約１３．５ｎｍ）が発生するように、所定の厚さ（電子の走行方向の厚さ）ｔの薄膜状に形成されている。例えば、約２０ＭｅＶの電子ビームを使用する場合、各ターゲットＴはｔ＝０．１〜０．２（μｍ）の厚さに形成されていることが望ましい。また、ターゲットＴの幅ｗは、例えば１０ｎｍ〜１００μｍであり、１０μｍ以下が望ましい。薄膜の材質及び構造は、ＥＵＶ光を発生しやすい物質からなる単層、又はＥＵＶ光を発生しやすい物質とＥＵＶ光を発生しにくい物質とからなる多層である。ＥＵＶ光を発生しやすい物質とは、プラズマ周波数が比較的高い物質を意味し、例えばＣ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｔ、Ｐｂ等である。また、ＥＵＶ光を発生しにくい物質とは、プラズマ周波数が比較的低い物質を意味し、例えば真空、Ｋ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｓ、Ｂａ、Ａｕ等である。尚、本明細書において、便宜上真空を物質として記載する。ＥＵＶ光を発生しにくい物質として真空を採用する場合、ＥＵＶ光が発生しやすい物質を所定の間隔を空けて複数配置して多層構造に形成する。【００３３】
ターゲットＴ1〜Ｔ4は、所定の間隔ｄで電子の周回軌道２上に配置されており、各ターゲットＴi（ｉ＝１〜３）から放射されるＥＵＶ光Ｌi（ｉ＝１〜３）が隣接するターゲットＴi+1（ｉ＝１〜３）に当たらないようにすることが必要である。即ち、ＥＵＶ光が隣接するターゲットによって遮られないように、ターゲットの間隔ｄ及び幅ｗは、配置するターゲットの数Ｎ及び電子の周回軌道２の半径ｒに応じて適切な値に決定されることが必要である。このとき、ＥＵＶ光Ｌ1〜Ｌ4は、それぞれターゲットＴ1〜Ｔ4から電子ビーム２のほぼ接線方向に放射されるので、各ＥＵＶ光Ｌ1〜Ｌ4の方向が異なる。従って、全てのＥＵＶ光Ｌ1〜Ｌ4がマジックミラー３に入射するように、マジックミラー３の大きさを考慮して、ターゲットＴ1〜Ｔ4を配置する電子の周回軌道２上の範囲が適切に決定されなければならない。例えば、半径ｒ＝１５０（ｍｍ）の円軌道上に幅ｗ＝０．１（ｍｍ）＝１００（μｍ）のターゲットを配置する場合、間隔ｄ＝８．１７（ｍｍ）にすればよい。【００３４】
尚、図１、図２では、４つのターゲットＴ1〜Ｔ4が電子の周回軌道２上に配置されているが、これに限定されず、所望するＥＵＶ光の強度に応じた数のターゲットＴを配置することができる。例えば、１つのターゲットで約１Ｗの強度のＥＵＶ光を生成できる場合、半導体プロセスにおける露光に要求される約１００ＷのＥＵＶ光を得るには、約１００個のターゲットを電子軌道２上に配置すればよい。【００３５】
以上のように、本実施の形態に係るＥＵＶ光発生装置は、所望する強度に応じた所定数のターゲットを電子の周回軌道上に配置し、ターゲットから発生するＥＵＶ光をマジックミラーで反射し、集光光または平行光として出力することができる。【００３６】
以上では、ターゲットを等間隔に配置する場合を説明したが、隣接するターゲットによってＥＵＶ光が遮られることが無ければ、ターゲットが等間隔に配置されていなくてもよい。【００３７】
また、ターゲットの表面が電子の入射方向に対して略垂直になるようにターゲットを配置する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、図３に示したよう、ターゲットの表面が電子の入射方向に対して傾斜するようにターゲットＴ’を配置してもよい。このようにターゲットＴ’を傾斜させて配置することによって、幅ｗが比較的大きいターゲットであっても、ＥＵＶ光がターゲットに当たらないように、相互に近接させて配置することが容易になる。【００３８】
また、複数のターゲットの望ましい配置として、各ターゲットが、隣接するターゲットから放射されるＥＵＶ光を遮らないように配置される場合を説明したが、これに限定されない。一部のターゲットが、隣接するターゲットから放射されるＥＵＶ光の一部を遮断するように配置されていてもよい。その場合、発生するＥＵＶ光の利用効率的が低下するが、従来よりも強力なＥＵＶ光を生成することはできる。また、ＥＵＶ光が当ったターゲットは発熱するので、ターゲットに融点の高い物質を使用したり、冷却手段を備えたりすることが望ましい。【００３９】
また、図２ではターゲットが薄膜の場合を示しているが、ターゲットは細いワイヤ状に形成されていてもよい。例えば、ワイヤ状のターゲットは、単一のＥＵＶ光を発生しやすい物質を用いて、太さが１０ｎｍ〜１０μｍ、望ましくは０．２μｍ以下に形成されていてもよい。【００４０】
また、１つのマジックミラーを用いる場合を説明したが、複数のマジックミラーを備えていてもよい。マジックミラーを複数備える場合、各々のマジックミラーの反射光が同じ焦点に集光するように、各マジックミラーの表面形状を形成し、各マジックミラーを配置すればよい。【００４１】
また、マジックミラーによる反射光が焦点Ｆに集光する場合に限らず、マジックミラーの反射面の形状を適切に形成して、反射されるＥＵＶ光を平行光として出力してもよい。【００４２】
（ＥＵＶ露光装置）
上記したＥＵＶ光発生装置を、ＥＵＶ光源として使用した、半導体プロセスで使用されるＥＵＶ露光装置について説明する。【００４３】
本発明に係るＥＵＶ光発生装置によって生成されるＥＵＶ光は、１つのターゲットからの放射角が１０〜１５ｍｒａｄであり、エミッタンスが非常に小さい。例えば、ターゲットの横幅（図１〜３において紙面に垂直な方向の長さ）が１００μｍとした場合、全ターゲットからのエミッタンスは７×１０-４ｍｍ2ｒａｄ2であり、通常のプラズマ光源のエミッタンス（３．５ｍｍ2ｒａｄ2）よりも非常に小さい。図４に、マジックミラーで反射されて幅約１００ｍｍ×厚さ３ｍｍの平行光として出力されるＥＵＶ光の、その光路に垂直な断面図を示す。このように、本発明のＥＵＶ光発生装置が出力するＥＵＶ光はエミッタンスが小さいことから、電子の周回軌道平面に垂直な方向の広がりが非常に小さい。従って、この特性を利用して、ＥＵＶ露光装置の光学系を従来よりも簡単な構成にすることができる。【００４４】
図５〜８の各々は、本発明の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。何れのＥＵＶ露光装置においても、ＥＵＶ光源は上記した本願発明に係るＥＵＶ光発生装置を用いている。また、図５〜８の何れにおいても、（ａ）はＥＵＶ露光装置の斜視図であり、（ｂ）はＥＵＶ光の光路を示す断面図（シンクロトロンは省略）である。図５の（ｃ）は、ターゲットＴ付近を拡大して示した部分斜視図である。また、図５〜７では、ウエハＷがシンクロトロン内の電子軌道と平行に配置されており、図８では、ウエハＷがシンクロトロン内の電子軌道と垂直に配置されている。【００４５】
図５に示したＥＵＶ露光装置では、マジックミラー３によって反射された平行光のＥＵＶ光Ｌは、第１ミラーＭ１、レティクル（反射型）Ｒ、第２ミラーＭ２の順に反射され、ウエハＷの表面に照射される。ここで、ウエハＷの表面には感光膜（図示せず）が塗布されている（図６〜８においても同じ）。第１ミラーＭ１は平面鏡であり、第２ミラーＭ２は、平行光であるＥＵＶ光Ｌの幅方向に所定の曲率を有する凹面鏡である。従って、ＥＵＶ光は、第２ミラーＭ２によって集光するように反射されて幅が絞られるので、レティクルＲのパターンがウエハＷ上の感光膜に縮小投影される。この光学系では２枚のミラーを備えており、従来のＥＵＶ露光装置と比較してミラーの枚数が非常に少ないので、ＥＵＶ光の反射による強度の低減を抑制することができる。【００４６】
例えば、ＥＵＶ光源（ＥＵＶ光発生装置）から出力される平行光であるＥＵＶ光の幅が１００ｍｍであり、ウエハＷの感光膜上でＥＵＶ光の幅を２５ｍｍにする場合、縮小率が１／４になるように第２ミラーＭ２の曲率を設計すればよい。平行光を幅方向にのみ縮小するように第２ミラーＭ２に曲率を持たせた場合、平行光の厚さ方向に縮小されないので、平行光の厚さ方向に縮小するには、マジックミラー３及び第２ミラーＭ２の少なくとも一方において、平行光の厚さ方向に曲率を持たせればよい。これによって、例えば、ウエハＷの感光膜上で幅２５ｍｍ×１ｍｍの領域にＥＵＶ光を照射することができる。尚、ウエハＷの感光膜上にＥＵＶ光を照射する領域はこれに限定されない。ＥＵＶ光源から出力される所定の幅及び厚さの断面形状を有するＥＵＶ光を、ウエハＷの感光膜上において、ほぼ長方形の所望領域に照射するには、マジックミラー３及び第２ミラーＭ２の曲率を適切に設計すればよい。【００４７】
図６に示したＥＵＶ露光装置では、図５よりも簡単な構成の光学系を採用している。即ち、マジックミラー３によって反射された平行光のＥＵＶ光Ｌは、レティクルＲ、第３ミラーＭ３の順に反射され、ウエハＷ上の感光膜に照射される。第３ミラーＭ３は、図５の第２ミラーＭ２と同様に、ＥＵＶ光Ｌの幅方向に所定の曲率を有する凹面鏡である。従って、レティクルＲのパターンは第３ミラーＭ３によってウエハＷ上の感光膜に縮小投影される。この光学系では１枚のミラーを備えており、図５に示した光学系よりもさらにＥＵＶ光の反射による強度の低減を抑制することができる。【００４８】
図６の光学系に関しても図５の光学系と同様に、ＥＵＶ光源から出力される所定の幅及び厚さの断面形状を有するＥＵＶ光を、ウエハＷの感光膜上において、ほぼ長方形の所望領域に照射するには、マジックミラー３及び第３ミラーＭ３の曲率を適切に設計すればよい。【００４９】
図７に示したＥＵＶ露光装置では、図５、６と異なる光学系を採用している。即ち、マジックミラー３によって反射された平行光のＥＵＶ光Ｌは、第４ミラーＭ４、レティクルＲ、第５ミラーＭ５、第６ミラーＭ６の順に反射され、ウエハＷ上の感光膜に照射される。第４及び第５ミラーＭ４、Ｍ５は平面鏡であり、第６ミラーＭ６は、ＥＵＶ光Ｌの幅方向に所定の曲率を有する凹面鏡である。従って、レティクルＲのパターンは第６ミラーＭ６によってウエハＷ上の感光膜に縮小投影される。この光学系では３枚のミラーを備えており、従来のＥＵＶ露光装置と比較してミラーの枚数が非常に少ないので、ＥＵＶ光の反射による強度の低減を抑制することができる。図７の光学系では、図５、６よりもミラーの枚数が多いが、ウエハＷ上の感光膜上でＥＵＶ光を走査させるための機構設計が容易になる利点がある。【００５０】
図７の光学系に関しても図５、図６の光学系と同様に、ＥＵＶ光源から出力される所定の幅及び厚さの断面形状を有するＥＵＶ光を、ウエハＷの感光膜上において、ほぼ長方形の所望領域に照射するには、マジックミラー３、第６ミラーＭ６の曲率を適切に設計すればよい。なお、上記では、第５ミラーＭ５を平面鏡としたが、第５ミラーＭ５に凹面鏡を用いてＥＵＶ光を縮小するために使用してもよい。例えば、第５ミラーＭ５でＥＵＶ光の幅を縮小し、第６ミラーＭ６でＥＵＶ光の厚さを縮小してもよい。【００５１】
図８に示したＥＵＶ露光装置では、ウエハが水平に配置され、電子軌道面が鉛直になるようにＥＵＶ光発生装置が配置されている、即ち、ウエハが電子軌道平面に垂直に配置されている。これによって図６と同様に光学系を簡単にすることができる。即ち、マジックミラー３によって反射された平行光のＥＵＶ光Ｌは、レティクルＲ、第７ミラーＭ７の順に反射され、ウエハＷ上の感光膜に照射される。第７ミラーＭ７は、ＥＵＶ光Ｌの幅方向に所定の曲率を有する凹面鏡である。従って、レティクルＲのパターンは、第７ミラーＭ７によってウエハＷ上の感光膜に縮小投影される。この光学系では１枚のミラーを備えており、図５と同様に、ＥＵＶ光強度の低減を抑制することができる。【００５２】
図８の光学系に関しても図５〜７の光学系と同様に、ＥＵＶ光源から出力される所定の幅及び厚さの断面形状を有するＥＵＶ光を、ウエハＷの感光膜上において、ほぼ長方形の所望領域に照射するには、マジックミラー３及び第７ミラーＭ７の曲率を適切に設計すればよい。【００５３】
なお、第１〜第７ミラーＭ１〜Ｍ７の表面は、ＥＵＶ光を効率よく反射するように、マジックミラー３と同様に多層膜で形成されている。【００５４】
以上のＥＵＶ露光装置における４種類の光学系は一例に過ぎず、これらに限定されない。ウエハ上の感光膜に投影するレティクルパターンの縮小率や、ＥＵＶ光をウエハ上で走査する機構などに応じて、適宜ミラーの数を増やしたり、平面鏡及び凹面鏡の配置及び曲率を変更したりすることができる。【００５５】
また、ウエハ及びＥＵＶ光発生装置の配置は、図５〜８に示した配置に限定されない。例えば、図８においてウエハＷを水平に配置する場合、それに応じてＥＵＶ光発生装置の配置を変更すれば良い。【００５６】
また、以上では、本願発明に係るＥＵＶ光発生装置が出力するＥＵＶ光の特性に適した光学系を採用する場合を説明したが、従来のＥＵＶ露光装置の光学系を使用することもできる。この場合、図１に示したように、ＥＵＶ光発生装置から出力されるＥＵＶ光を焦点Ｆで集光させる。そして、集光させた光を回転楕円体ミラーなどで平行光にして、従来のＥＵＶ露光装置の光学系、例えば、図９に示す照明光学系および投影光学系に入射させる。図９は、従来のＥＵＶ露光装置の光学系の一例を示す断面図である（特許文献１参照）。ＩＲ1〜ＩＲ4は照明光学系を構成する反射鏡であり、ＰＲ1〜ＰＲ4は投影光学系を構成する反射鏡である。Ｗは露光対象であるウエハ、Ｒはレティクル（反射型）である。本発明に係るＥＵＶ光発生装置から出力され、焦点Ｆで集光されたＥＵＶ光は、反射鏡Ｄによって平行光として反射され、照明光学系を構成する最初の反射鏡ＩＲ1に入射する。その後、反射鏡ＩＲ1〜ＩＲ4により順次反射され、マスクＭの所定領域を照明する。マスクＭに形成されたパターンによって反射されたＥＵＶ光は、投影光学系の反射鏡ＰＲ1〜ＰＲ4によって順次反射され、マスクパターンに対応する縮小された像をウエハＷ上の感光膜に結像する。【００５７】
光学系は、図９に示した光学系に限らず、種々の光学系を使用することができる。例えば、投影光学系として図１０に示した光学系を用いてもよい。図１０では、投影光学系が６枚の非球面ミラーＰＭ１〜ＰＭ６によって構成されている。【００５８】
また、反射光が平行光となるように表面形状を形成したマジックミラーを備えたＥＵＶ光発生装置を用いることもできる。その場合、ＥＵＶ光発生装置によって生成され、光学系に入射するＥＵＶ光は平行光であるので、上記のように集光された光を平行光にするための回転楕円体ミラー（例えば図９の反射鏡Ｄ）が不要である。【００５９】
以上、実施の形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されず、種々の変更を加えて実施することができ、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明によれば、半導体プロセスでの使用に十分な強度および小さなエミッタンスのＥＵＶ光を出力することができるＥＵＶ光発生装置及びＥＵＶ露光装置を提供するができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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