(57)【要約】【課題】フレア（極端紫外線の散乱）の悪影響を低減し得る極端紫外線光学鏡筒等を提供する。【解決手段】反射光学系鏡筒は、計６枚の非球面ミラーＭ１〜Ｍ６と、これら各ミラーＭ１〜６を保持する保持機構Ｋ１〜Ｋ６並びに位置調整機構と、各ミラーＭ１〜Ｍ６に近接して配置された遮光板Ｐ１〜Ｐ６等を備えている。各遮光板Ｐ１〜Ｐ６は、高熱輻射率（０．７以上）・高熱伝導率材から形成されており、熱が短時間で拡散して局所的な温度上昇が抑制されるようになっている。遮光板Ｐ１〜Ｐ６の開口Ｐ１ａ〜Ｐ６ａは、対応する各ミラーＭ１〜Ｍ６の有効反射面に到達する正反射光束（有効光束、いわゆる光線追跡で記述される光束）が遮蔽されないようなサイズであり、且つ、面積が最小となるような大きさに形成されている。【選択図】      図１
2004152833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外線を反射する複数の光学素子及びその保持機構を有する光学系鏡筒であって、
前記光学素子の反射面に近接して配置された、該反射面に入・反射する有効光束以外の光線を遮る遮光板をさらに具備することを特徴とする極端紫外線光学鏡筒。
【請求項２】
前記遮光板が高熱輻射率・高熱伝導率材からなり、さらに該遮光板に冷却手段が付設されていることを特徴とする請求項１記載の極端紫外線光学鏡筒。
【請求項３】
前記遮光板を前記鏡筒に着脱可能に取り付ける着脱手段をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２記載の極端紫外線光学鏡筒。
【請求項４】
前記遮光板に前記光線が通過する複数の開口が開けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の極端紫外線光学鏡筒。
【請求項５】
前記開口を瞳上に投影した際、瞳上に形成される前記開口の陰が円形となることを特徴とする請求項４記載の極端紫外線光学鏡筒。
【請求項６】
極端紫外線を反射する光学素子であって、
該光学素子の反射面の有効光束が入・反射する部分以外の部分の上に、反射防止膜が成膜されていることを特徴とする極端紫外線反射光学素子。
【請求項７】
極端紫外線を選択的に感応基板上に照射してパターン形成する露光装置であって、
請求項１〜５記載の光学系鏡筒、又は、請求項６記載の光学素子を有することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
極端紫外線光学系の検査方法であって、
極端紫外線反射光学素子の反射面に入・反射する有効光束の一部を遮る開口を有する遮光板を用い、該遮光板の開口の位置を変えながら光学系の波面データを取得し、
該データと前記遮光板の開口の位置データとに基づいて、前記極端紫外線反射光学素子の反射面を修正加工することを特徴とする極端紫外線光学系の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズやミラー等の極端紫外線反射光学素子を有する極端紫外線光学鏡筒、及び、そのような光学素子・鏡筒を備える露光装置、さらに極端紫外線光学系の検査方法に関する。特には、フレア（極端紫外線の散乱）の悪影響を低減し得る極端紫外線光学鏡筒等に関する。
【０００２】
【背景技術】
図８及び図９を参照しつつ背景技術を説明する。
図８は、ＥＵＶ光露光装置の概略構成例を示す図である。
図８に示す露光装置は、ＥＵＶ源１０１と、このＥＵＶ源１０１から射出したＥＵＶ光（波長１３．４ｎｍ）１００を反射型マスク１０２に照射する照明光学系１０３と、反射型マスク１０２上の回路パターンをウエハ１０４上に投影するＥＵＶ投影光学系１０５と、マスクステージ１０６及びウエハステージ１０７から構成されている。
【０００３】
この露光装置においては、ＥＵＶ源１０１から発したＥＵＶ光１００が照明光学系１０３を経て反射型マスク１０２に照射される。反射型マスク１０２で反射したＥＵＶ光１００は、投影光学系１０５に入射する。投影光学系１０５を通ったＥＵＶ光１００は、ウエハ１０４上に到達し、反射型マスク１０２上のパターンがウエハ１０４上に縮小転写される。
【０００４】
投影光学系１０５は、一例で６枚の多層膜反射鏡（図示されず）で構成されている。投影光学系１０５は、ウエハ１０４上において、幅２ｍｍ・長さ３０ｍｍの輪帯状の露光視野を有する。各反射鏡は反射面形状が非球面であり、その表面にはＥＵＶ光の反射率を向上するためのＭｏ／Ｓｉ多層膜がコートされている。露光時において、反射型マスク１０２、ウエハ１０４は、それぞれステージ１０６、１０７上で走査される。ウエハ１０４の走査速度は、常に反射型マスク１０２の走査速度の所定倍率となるように同期している。その結果、光学系の視野よりも大きい領域に広がるパターンを転写することができる。
【０００５】
次いで、図９を参照して、光学系鏡筒の機械構造についてより詳細に説明する。
図９は、ＥＵＶ光露光装置の光学系鏡筒の一例を示す構成図である。
図９には、２枚の反射鏡（光学素子）１１１、１１２を保持する光学系鏡筒１１０が示されている。この鏡筒１１０は、鏡筒本体部１１０ａとフランジ部１１０ｂを有する。なお、この鏡筒１１０はインバー製であり、熱変性が生じにくい。
【０００６】
反射鏡１１１は、鏡筒１１０のフランジ部１１０ｂ上において、位置調整機構（ピエゾモータ等）１１５を介して保持機構１１６で保持されている。位置調整機構１１５は、組み立て時あるいはその後において反射鏡の位置を調整するための機構である。一方、反射鏡１１２は、鏡筒１１０のフランジ部１１０ｂ下において、保持機構１１７で保持されている。２枚の反射鏡１１１、１１２には、それぞれ穴１１１ａ、１１２ａが開けられている。図の上部の光源やマスク（図示されず）から発した光１００は、上の反射鏡１１１の穴１１１ａを通って下の反射鏡１１２の上面に達し、ここで反射した光１００が反射鏡１１１の下面に向かう。この光１００は、さらに反射鏡１１１の下面で反射して下方に向かい、反射鏡１１２の穴１１２ａを通ってマスクやウエハ（図示されず）に到達する。
【０００７】
ＥＵＶ光学系においては、前述の通り反射鏡（光学素子）表面にＭｏ／Ｓｉ多層膜がコートされている。ＥＵＶ投影光学系の開口数は例えば０．３〜０．５であり、波面収差は１ｎｍＲＭＳ以下が求められる。このような小さな波面収差を実現するためには、反射鏡として高精度な形状を有する非球面ミラーを用い、高精度なミラー組み立て・調整を行う必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図９を用いて説明したように、光学素子は保持機構１１６、１１７で鏡筒１１０に保持される。この種の保持機構は、高精度なミラーを変形させないで保持する機能と、光学素子の位置が変わらないようにする機能を兼ね備えていることが好ましい。
ここで、光学素子を変形させないようにする機能としては、光学素子が熱膨張した際に保持機構も変形して、光学素子の歪み（不均一変形）を抑制するような機能が考えられる。一方、光学素子の位置が変わらないようにする機能としては、光学素子を全方向で拘束することが考えられる。さらに、鏡筒が加振された場合に、すべり等で位置ずれが生じないようにすることも必要である。
【０００９】
ところで、ＥＵＶ光学系の性能は、解像力で表される場合が多い。そして、実際のＥＵＶ光学系の解像力を理論解像力（ＥＵＶ光学系の開口数や波長から算出される）により近づけるためには、少なくとも、ＥＵＶ光学系の波面収差をＥＵＶ光の波長よりも充分小さい値とする必要がある。
【００１０】
ＥＵＶ光学系の波面収差は、主にミラーの位置関係の誤差とミラーの形状誤差によって劣化する。波面収差の劣化に影響するミラーの形状誤差は、主に低次の形状誤差（低周波成分の形状誤差）である。例えば、アス（鞍型の変形）や３回対称の形状誤差等がこれに相当する。ところが、ミラーの形状誤差は、低次だけではなく高周波成分の形状誤差も存在する。この種の高周波成分の形状誤差は、ＥＵＶ光の散乱（フレア）を引き起こし、波面収差の劣化の場合とは異なった形態で光学系の性能に悪影響を及ぼす。すなわち、フレアが起こると、フィールド全体の像コントラストが劣化するおそれがある。なお、ＥＵＶ光学系においてフレアの起こる要因は、空間周期が１ｍｍ〜１μｍピッチのミラーの形状誤差に起因する場合が多いことが知られている。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、フレア（極端紫外線の散乱）の悪影響を低減し得る極端紫外線光学鏡筒等を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の極端紫外線光学鏡筒は、極端紫外線を反射する複数の光学素子及びその保持機構を有する光学系鏡筒であって、  前記光学素子の反射面に近接して配置された、該反射面に入・反射する有効光束以外の光線を遮る遮光板をさらに具備することを特徴とする。
本発明によれば、極端紫外線の散乱（フレア）を遮光板で遮ることができるので、フレアの光学性能に与える悪影響を低減することができる。
なお、ここでいう“近接”とは、光学素子の反射面と遮光板の開口端部との間隔が１０ｍｍ以下であることが好ましいという意味である。この間隔を１０ｍｍ以上とすると、フレアの除去効果が薄れ、像のコントラストに劣化が認められることがある。前記間隔の下限は原理的には０ｍｍであるが、光学素子と遮光板とを接触させると、光学素子にキズが生じる可能性があるので好ましくない。そのため、前記間隔の下限は、機械的な配置精度で決まるが、概ね約０．１ｍｍ以上とするのが好ましい。
【００１３】
本発明の極端紫外線光学鏡筒においては、前記遮光板が高熱輻射率・高熱伝導率材からなり、さらに該遮光板に冷却手段が付設されているものとすることができる。
この場合、光学素子の熱が遮光板に伝わり易くなるとともに、遮光板の熱を冷却手段で冷却することができる。そのため、光学素子の温度上昇を抑制でき、光学素子の熱変形の可能性を低減できる。
【００１４】
本発明の極端紫外線光学鏡筒においては、前記遮光板を前記鏡筒に着脱可能に取り付ける着脱手段をさらに具備することが好ましい。
【００１５】
本発明の極端紫外線光学鏡筒においては、前記遮光板に前記光線が通過する複数の開口が開けられていることが好ましい。
さらに、前記開口を瞳上に投影した際、瞳上に形成される前記開口の陰が円形となることが好ましい。
この場合、複数の開口の位置関係から、光学素子の回転位置や倍率等のより詳細な情報を得ることができる。
【００１６】
本発明の極端紫外線反射光学素子は、極端紫外線を反射する光学素子であって、  該光学素子の反射面の有効光束が入・反射する部分以外の部分の上に、反射防止膜が成膜されていることを特徴とする。
この場合、反射防止膜でフレアの光学性能に与える悪影響を低減できる。なお、反射防止膜を成膜せずに光学素子を削ることも考えられるが、その場合は切削加工時に光学素子が反り返る等の問題が起こり得る。反射防止膜を成膜する場合は、そのような変形を引き起こすことはないという利点もある。
【００１７】
本発明の露光装置は、極端紫外線を選択的に感応基板上に照射してパターン形成する露光装置であって、前述の光学系鏡筒、又は、光学素子を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の極端紫外線光学系の検査方法は、極端紫外線反射光学素子の反射面に入・反射する有効光束の一部を遮る開口を有する遮光板を用い、該遮光板の開口の位置を変えながら光学系の波面データを取得し、  該データと前記遮光板の開口の位置データとに基づいて、前記極端紫外線反射光学素子の反射面を修正加工することを特徴とする。
本発明によれば、光学素子の反射面の不適切な箇所がわかり、その箇所を修正することで波面収差を低減できる。そのため、所望の解像力が得易くなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、図７を参照して、ＥＵＶ光縮小投影露光技術の概要を説明する。
図７は、ＥＵＶ光露光装置の全体構成例を示す図である。
図７のＥＵＶ光露光装置は、露光用の照明光として極端紫外光を用いて、ステップアンドスキャン方式により露光動作を行なう投影露光装置である。
【００２０】
図７に示すように、露光装置２０１の最上流部には、レーザ光源２０３が配置されている。レーザ光源２０３は、赤外域から可視域の波長のレーザ光を発する機能を有し、例えば半導体レーザ励起によるＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を使用する。レーザ光源２０３から発せられたレーザ光は、集光光学系２０５により集光され、下部に配置されたターゲット２０７に達する。ターゲット２０７は、波長１３ｎｍ近傍の極端紫外光を効率よく発生することができる。レーザ光源２０３、集光光学系２０５、ターゲット２０７等から、レーザプラズマ光源が構成される。なお、本実施例ではレーザプラズマ光源を用いる場合について説明するが、本発明においては、他の形態のプラズマ光源（例えば放電プラズマ光源）や、プラズマ光源以外の光源を用いることもできる。
【００２１】
ターゲット２０７には、図示せぬノズルからキセノンガスが供給され、このキセノンガスがターゲット２０７において高照度のレーザ光を受ける。キセノンガスは、高照度のレーザ光のエネルギ照射により高温になってプラズマ状態に励起され、その後、低ポテンシャル状態へ遷移する際に極端紫外光を放出する。極端紫外光は、大気に対する透過率が低いため、光源部及びその後の光路は真空チャンバー２０９の中に収められている。
【００２２】
ターゲット２０７の上部には、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜をコートした回転放物面ミラー２１１が配置されている。ターゲット２０７から輻射された極端紫外光は、放物面ミラー２１１に入射し、波長１３ｎｍ付近の極端紫外光のみが露光装置２０１の下方に向かい平行光となって反射される。同ミラー２１１の下方には、厚さ０．１５ｎｍのべリリウムからなる可視光カット極端紫外光透過フィルター２１３が配置されている。同ミラー２１１で反射された極端紫外光のうち、所望の極端紫外光のみがフィルター２１３を通過する。フィルター２１３付近もチャンバー２１５により覆われている。
【００２３】
フィルター２１３の下方には、露光チャンバー２３３が設置されている。露光チャンバー２３３内のフィルター２１３の下方には、照明光学系２１７が配置されている。照明光学系２１７は、コンデンサー系のミラー、フライアイ光学系のミラー等で構成されており、フィルター２１３から入射した極端紫外光を円弧状に整形し、図の左方に向かって照射する。
【００２４】
照明光学系２１７の図の左方には、極端紫外光反射ミラー２１９が配置されている。同ミラー２１９は、図の右側の反射面２１９ａが凹型をした円盤状のものである。ミラー２１９の図の右方には、光路折り曲げミラー２２１が斜めに配置されている。同ミラー２２１の上方には、反射型マスク２２３が、反射面が下になるように水平に配置されている。照明光学系２１７から放出された極端紫外光は、極端紫外光反射ミラー２１９により反射集光された後に、光路折り曲げミラー２２１を介して、反射型マスク２２３の反射面に達する。
【００２５】
各ミラー２１９、２２１は、反射面が高精度に加工された石英の基板からなる。各ミラー反射面には、波長１３ｎｍの極端紫外光の反射率が高いＭｏとＳｉの多層膜が形成されている。なお、波長が１０〜１５ｎｍの極端紫外光を用いる場合には、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）等の物質と、Ｓｉ、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂ４Ｃ（４ホウ化炭素）等の物質とを組み合わせた多層膜でも良い。
【００２６】
反射型マスク２２３の反射面にも多層膜からなる反射膜が形成されている。この反射膜には、ウエハ２２９に転写するパターンに応じたマスクパターンが形成されている。反射型マスク２２３は、その上部に図示されたマスクステージ２２５に固定されている。マスクステージ２２５は、少なくとも１方向に移動可能であり、光路折り曲げミラー２２１で反射された極端紫外光を順次マスク２２３上に照射する。
【００２７】
反射型マスク２２３の下部には、順に投影光学系２２７、ウエハ２２９が配置されている。投影光学系２２７は、複数のミラー等からなる。投影光学系２２７は、反射型マスク２２３上のパターンを所定倍率に縮小し、ウエハ２２９上に結像する。ウエハ２２９は、ＸＹＺ方向（図示参照）に移動可能なウエハステージ２３１に吸着等により固定されている。
【００２８】
次に、図１〜図４を参照して、本発明に係る光学系鏡筒について説明する。
図１は、本発明に係る光学系鏡筒の構成を概略的に示す図である。
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、ミラーの有効領域に対する遮光板の開口形状の例を示す図である。
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、ミラー表面形状に対応した遮光板の形状の変形例を示す側面断面図である。
【００２９】
図１に示す光学系鏡筒（反射光学系鏡筒）は、計６枚の非球面ミラーＭ１〜Ｍ６と、これら各ミラーＭ１〜６を保持する保持機構Ｋ１〜Ｋ６並びに位置調整機構（図示されず）と、各ミラーＭ１〜Ｍ６に近接して配置された遮光板Ｐ１〜Ｐ６等を備えている。各ミラーに付した符号は、数字が大きくなるに連れて光学系の上流側から下流側に位置することを意味する。
【００３０】
図１に示すように、各非球面ミラーＭ１〜Ｍ６の反射面Ｍ１ａ〜Ｍ６ａは、回転対称の凹型非球面状に形成されている。反射型マスク２２３（図７参照）から射出したＥＵＶ光は、各ミラー反射面Ｍ１ａ〜Ｍ６ａで反射し（図１中２点鎖線で示す）、ウエハ２２９（図７参照）上に結像する。ミラー反射面Ｍ１ａ〜Ｍ６ａには、所望のＥＵＶ光（例えば波長１３ｎｍ）を反射するためのＭｏ／Ｓｉを交互に重ねた多層膜がコーティングされている。なお、多層膜（薄膜）の種類や構造は、反射波長によって異なるものを用いることができる。
【００３１】
この光学系における結像フィールドは、軸外しの位置で輪帯形状を有している。各ミラー反射面Ｍ１ａ〜Ｍ６ａの有効反射面（結像フィールドの所望の位置に到達するＥＵＶ光が反射する面）は、必ずしも円形ではなく、円が円弧状に連続的に配列された輪帯形状である場合が多い。これに対応して、各ミラーＭ１〜Ｍ６の外形形状も必ずしも円形ではなく、楕円形状や輪帯形状、あるいは、これらの一部に穴や切欠を設けた形状となっている。さらに、ミラーＭ１〜Ｍ６の外形の一部に穴や切欠が形成されたものも用いることができる。
【００３２】
保持機構Ｋ１〜Ｋ６は、各ミラーＭ１〜Ｍ６を鏡筒１に保持するための機構である。これら保持機構Ｋ１〜Ｋ６は、従来より提供されているものを用いることができる。位置調整機構（図示されず）は、例えばピエゾモータ等で構成されており、鏡筒１と保持機構Ｋ１〜Ｋ６間に介装されている。位置調整機構は、組み立て時あるいはその後においてミラーＭ１〜Ｍ６の位置を調整するための機構である。
【００３３】
遮光板Ｐ１〜Ｐ６は、各ミラーＭ１〜Ｍ６に近接して配置されている。各遮光板Ｐ１〜Ｐ６は、高熱輻射率（０．７以上）・高熱伝導率材から形成されており、熱が短時間で拡散して局所的な温度上昇が抑制されるようになっている。より具体的には、遮光板Ｐ１〜Ｐ６は、石英等のガラスやセラミックス、カーボン、Ａｌ２Ｏ３等の金属等から形成されている。遮光板Ｐ１〜Ｐ６を金属製とした場合は、その表面を酸化させる、又は、その表面に酸化膜をコーティングすることもできる。この場合、酸化物としては、銅やアルミニウム、ニッケル、ニクロム等の酸化物を用いることができる。さらに、一般に、熱輻射率は滑らかな表面では小さくなるので、遮光板表面に熱輻射面積を広げるための面粗し加工や凹凸加工を施すこともできる。一方、Ａｌ２Ｏ３等の金属やセラミックスは、高熱伝導率を有する材料であり、このような材料を用いることで高熱輻射率・高熱伝導率を兼ね備えた遮光板を形成できる。なお、金属には熱輻射率が低いものがあるので、前述のような表面処理（酸化やコーティング等）を施すことが好ましい。
【００３４】
各遮光板Ｐ１〜Ｐ６は、開口Ｐ１ａ〜Ｐ６ａを有する。これら開口Ｐ１ａ〜Ｐ６ａは、対応する各ミラーＭ１〜Ｍ６の有効反射面に到達する正反射光束（有効光束、いわゆる光線追跡で記述される光束）が遮蔽されないようなサイズであり、且つ、面積が最小となるような大きさに形成されている。このような大きさの開口Ｐ１ａ〜Ｐ６ａを有する遮光板Ｐ１〜Ｐ６を用いることで、理想的な光学性能を劣化させることなく、フレアをより有効に排除することができる。
【００３５】
なお、図１に示すような反射光学系においては、ミラーの有効領域が図２に示すような輪帯形状となっている場合がある。このような場合は、遮光板の開口の形状も輪帯状にすることが好ましい。例えば、図２（Ａ）に示すような有効領域の場合、遮光板の開口の形状は、半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と長さＬと角度θで表される形状とする。あるいは、図２（Ｂ）に示すような有効領域の場合、遮光板の開口の形状は、半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と長さＬ１、Ｌ２と角度θで表される形状とする。なお、半径Ｒ３とＲ４は、実質的に同じ値となることが多い。
【００３６】
ところで、遮光板の開口の面積を極力小さくするためには、遮光板の開口端部をミラー反射面により近接させることが好ましい。ミラーには入射光束と反射光束が異なる角度で入反射するが、遮光板の開口端部をミラー反射面に近接させると、これら入反射光を遮ることなく、開口の面積を縮めることができる。例えば、図３に示すような凹面ミラー１については、図３（Ａ）に示すようにミラー反射面１ａに沿って遮光板２全体を湾曲させたり、図３（Ｂ）に示すようにミラー反射面１ａ側に向けて遮光板３の開口端部３ａを折り曲げる等とすることができる。図３（Ｂ）の場合、ミラー反射面１ａと遮光板３の開口端部３ａ間の間隔ｔは、１０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００３７】
図１に示すように、各遮光板Ｐ１〜Ｐ６には、冷却機構Ｃ１〜Ｃ６が接続されている。これら冷却機構Ｃ１〜Ｃ６は、フレアの照射を受け、熱エネルギを吸収して昇温した各遮光板Ｐ１〜Ｐ６を冷却する機構である。このような冷却機構Ｃ１〜Ｃ６としては、例えば遮光板に接続されたヒートパイプＨ（図３（Ｂ）参照）及びヒートパイプＨ端部に設けられた水冷ジャケット（図示されず）で構成することができる。ヒートパイプＨは、断面径（あるいは幅）が数ｍｍ以下のものを用いることができるので、小さなスペースに収納でき、真空中での使用が容易であり、通常の熱伝導よりも効率よく熱を伝えることができる利点がある。
【００３８】
このように、遮光板Ｐ１〜Ｐ６が高熱輻射率・高熱伝導率を兼ね備えるとともに、冷却機構Ｃ１〜Ｃ６を付設したことで、ミラーＭ１〜Ｍ６の熱が遮光板Ｐ１〜Ｐ６に伝わり易くなるとともに、遮光板Ｐ１〜Ｐ６の熱を冷却手段Ｃ１〜Ｃ６で冷却することができる。そのため、ミラーＭ１〜Ｍ６の温度上昇を抑制でき、ミラーＭ１〜Ｍ６の熱変形の可能性を低減できる。
【００３９】
ところで、ＥＵＶ光学系で用いるミラーは、多層膜の存在する部分でのみ反射率を得ることができる。そのため、前述のような遮光板を配置する代わりに、ミラー表面の有効領域に限定して多層膜コートを施すことで、遮光板を配置する場合とほぼ同等の効果を得ることができる。しかしながら、有効領域に多層膜コートを施す場合は、ミラー反射面の一部分で且つ非対称な領域に多層膜を形成しなければならない。
【００４０】
一般に、多層膜は高い内部応力を有し、その応力によってミラーが変形する可能性があるため、多層膜をミラー全体にわたって対称的な領域に形成して内部応力による変形を緩和している。このように対称形の多層膜を形成すると、多層膜による応力変形の主成分がミラーの曲率変化に偏るが、ミラーの曲率半径の変化は、ミラーの間隔を調整することにより補正できるので、光学系の性能が劣化しないようにできる。あるいは、応力変形が光学系の波面収差に影響しないように、多層膜の形成領域を決めることもできる。なお、遮光板を用いる場合は、多層膜の形成領域にかかわらずフレアの影響を排除できるため、総合的に高性能な光学系を構成することができる。
【００４１】
なお、ミラーの反射面の有効光束が入・反射する部分以外の部分の上に、反射防止膜を成膜することもできる。一般に、ＥＵＶ光は薄膜に吸収され易く、ほとんどの薄膜は遮光板としても機能するので、反射防止膜でフレアの光学性能に与える悪影響を低減できる。反射防止膜は、ミラーの変形を抑制する観点から内部応力の小さいもの（例えば銀やアルミニウム等）が好ましい。さらに、膜を複数層で構成し、各層の応力が打ち消し合うような構造にしてもよい。これは、例えば引っ張り応力の層と圧縮応力の層を重ねるとよい。なお、ＥＵＶ光が反射防止膜に吸収されると、その熱エネルギによってミラーの熱変形が引き起こされるおそれがあるが、ＥＵＶ光の強度がそれ程大きくない場合は、本手法が有効である。
【００４２】
次に、本発明に係る光学系鏡筒の作用を、図４を参照しつつ述べる。
図４は、２つのミラー間のＥＵＶ光の反射状態を示す図である。（Ａ）は遮光板がある場合を示す図であり、（Ｂ）は遮光板がない場合を示す図である。
図４に示すように、ミラー５に入射したＥＵＶ光の一部（実線矢印で示す）は反射してミラー６に向かい、さらにこのミラー６で反射して下流側に向かう。一方、ＥＵＶ光の一部には、正反射せずに異なる角度に散乱するものがる（点線矢印で示す）。この散乱光が下流のミラー６で反射されて露光フィールドに達すると、フレアとなって像コントラストの低下を招く。
【００４３】
図４（Ｂ）に示すように遮光板がない場合は、露光フィールドに到達する散乱光の一部に、ミラー有効反射面以外の領域で再度散乱されたものも含まれるので、像コントラストの低下が引き起こされ易い。一方、図４（Ａ）に示すように遮光板７がある場合は、この遮光板７によりミラー６の有効領域以外に到達しようとする散乱光を遮蔽することができる。その結果、フレアの量が大幅に減り、フレアの光学性能に与える悪影響（像コントラスト低下等）を低減することができる。
【００４４】
以下、本発明に係るＥＵＶ光学系の検査方法について述べる。
前述したように、ＥＵＶ光学系において所望の解像力を得るためには、波面収差をＥＵＶ光の波長よりも充分小さい値とする必要がある。波面収差は、主にミラーの形状精度（低周波成分）とミラー位置精度の影響を受ける。ミラーの形状精度は、ミラー単体の形状精度に加え、鏡筒に保持した際の保持変形や自重変形も影響する。そのため、ミラーを鏡筒に保持した状態で高い形状精度を維持することは、極めて困難である。
【００４５】
ここで、波面収差を小さくする方法としては、波面収差の値に基づいてミラーの形状を補正する方法がある。ミラーの形状を補正するには、鏡筒内でミラーを意図的に変形させることが考えられるが、この方法は補正自由度が少ないという欠点がある。これに対し、補正自由度の高い方法として、ミラーを鏡筒から外して研磨する方法がある。
【００４６】
ミラーを研磨する場合は、波面の測定値から研磨量を算出し、その算出値にしたがって研磨加工を行う。波面の測定に関しては、波面データが鏡筒内の各ミラーのどの位置で反射したＥＵＶ光の値に相当するかについて、正確に把握する必要がある。このような座標管理データを取得するため、本実施例では、図１０に示すような波面測定器２０（本出願人による特開２０００−９１２０９号公報に開示された例）を用いる。
【００４７】
図１０は、本実施の形態における波面測定器の一例を示す図である。
図１０には、波面測定器に投影光学系３０（前述の図７の投影光学系２２７に相当する光学系）を取り付けて測定を行う例が示されている。なお、波面測定器は、露光装置本体に取り付けることもできる。なお、以下の説明において、入射側とは図１０の上側をいい、射出側とは図１０の下側をいう。
【００４８】
図１０において、レーザ光源部２５は、所定の波長域のレーザ光をほぼ平面波の状態で射出する。このレーザ光は、ビームスプリッタ２１を通過した後、集光光学系２２へと向かう。この集光光学系２２は、波面測定器の測定精度に対して球面収差及び正弦条件を充分に無視し得る程度に抑え込んだ、実質的に無収差の光学系である。ここで、集光光学系２２の入射面２２ａは、入射する平面波と同一形状（すなわち平面）であって、ハーフミラー面となっている。したがって、入射面２２ａ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２１へと戻される。一方、入射面２２ａを透過した透過光は、計測光として集光光学系２２で集光されて球面波に変換され、投影光学系３０へと向かう。なお、集光光学系２２の最終面（最も射出側のレンズ面）を参照面としてもよい。
【００４９】
投影光学系３０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、波面測定器２０内に位置決めされている。投影光学系３０には、物体面から発する球面波が入射する。ここで、投影光学系３０に波面収差が存在しなければ（つまり投影光学系３０が理想光学系であれば）、投影光学系３０からは像面位置において集光するような球面波が射出される。投影光学系３０の射出側で像面を挟んで反対側には、球面鏡２３が配置されている。この球面鏡２３の表面形状は、投影光学系３０が理想光学系である場合には、投影光学系３０から射出される球面波と同一形状に形成される。したがって、投影光学系３０が理想光学系である場合には、投影光学系３０から射出される球面波と同じ形状をもつ球面波が、再び投影光学系３０へと戻される。また、投影光学系３０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投影光学系３０へと戻される。
【００５０】
球面鏡２３にて反射されて投影光学系３０へと戻された計測光は、投影光学系３０から入射側に射出されて集光光学系２２を経た後、ビームスプリッタ２１へと向かう。前述のように、集光光学系２２の入射面２２ａにて反射された参照光もビームスプリッタ２１へと向かう。これらの計測光及び参照光は、ビームスプリッタ２１にて反射され、ＣＣＤ等の光電変換素子からなる受光器２４の受光面に達する。ここで、投影光学系３０が波面収差を有している場合には、受光器２４の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、投影光学系３０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いる。この干渉縞を画像解析することにより、投影光学系３０の波面収差を求めることができる。ここで、投影光学系３０と集光光学系２２及び球面鏡２３とを相対的に移動させつつ測定を行うことで、投影光学系３０の視野（又は露光領域）内の複数の位置での波面収差の測定が可能となる。
【００５１】
なお、レーザ光源部２５は、コヒーレント長が極力長い平面波を発生させるものであれば、レーザ以外であってもよい。以上、図１０に示す例では、投影光学系３０がミラーのみからなる反射型光学系であり、その色収差をほぼ無視できるため、投影光学系３０の使用波長（露光波長）とは異なる波長域にて計測を行っいる。しかし、計測光は、投影光学系３０の各ミラー（前述の図７のミラーＭ１〜Ｍ６に相当するミラー）上の多層膜表面で反射し、実際の露光時に用いられるＥＵＶ光が多層膜内部で反射する場合があるため、計測される波面収差と露光波長での波面収差とが異なるおそれもある。そのため、このような場合には、計測される波面収差と露光波長での波面収差とのずれをオフセットして、計測された波面収差に加えるようにする。
【００５２】
さらに、以上のような非露光波長のもとでの計測ではなく、露光波長で計測を行ってもよい。露光波長を用いて計測する場合は、例えば本出願人による特開昭５７−６４１３９号公報や特開平２−２２８５０５号公報に開示されている干渉計の原理を用いることができる。この特開昭５７−６４１３９号公報の干渉計を用いる場合は、屈折型光学素子の代わりに反射型光学素子を用い、ＥＵＶ光を紫外〜可視〜赤外等の検出可能な波長帯へ変換するための素子（蛍光板等）を、検出器の位置に配置するように変形する。ここで、検出器としては、ＥＵＶ光に感度を有しているものを用いてもよい。これは、例えば金属片をマトリックス状に配置して、光電効果による電流を各々の金属片ごとに検出する手法等が考えられる。
【００５３】
なお、波面測定器２０のセンサ（ＣＣＤ）面と投影光学系の瞳は、必ずしも正確に共役な関係である必要はなく、参照波面と測定波面との干渉を測定することができればよい。
【００５４】
図５（Ａ）は図１における最下流のミラー及び遮光板とデータ取得手段とを示す図であり、図５（Ｂ）は波面データに現れた陰の形状を示す図である。
以下、説明をわかり易くするために、図５（Ａ）に示すミラーＭ６・遮光板Ｐ６（図１における最下流のミラーＭ６・遮光板Ｐ６）についてのみ述べるが、鏡筒内の他のミラーについても同様である。
【００５５】
図５（Ａ）に示すように、遮光板Ｐ６は、ミラーＭ６に到達する有効光束（有効領域に入射する光束）の一部を遮蔽する（図中点線で示す光束）。遮光板Ｐ６を挿入した状態で波面を測定すると、波面データには遮光板Ｐ６の陰が投影される。なお、ここでいう“陰が投影される”とは、遮光板Ｐ６の像がＣＣＤ上に結像されることを意味するのではなく、一般的には開口のボケた像がＣＣＤ上で観察されることを意味する。ボケた陰であったとしても、ＣＣＤによって明部と暗部の分布を測定できるので、電気的に処理することにより、ＣＣＤ上における開口部の中心や、後述する測定領域を測定することが可能である。遮光板Ｐ６のミラーＭ６に対する位置は、予め測定しておく、又は、位置が決まるように遮光板Ｐ６を配置することにより決めることができる。したがって、波面測定器２０によって計測される波面データと、この波面データ上に形成される遮光板Ｐ６の陰のデータ（測定領域の位置又は開口の中心位置）から、波面とミラーの位置関係を求めることが可能となる。
【００５６】
なお、遮光板Ｐ６の開口Ｐ６ａの形状は、図５（Ｂ）に示すように波面データに現れる陰の形状（図中実線の円）が円形となるように形成するのが好ましい。つまり、光学系の瞳に投影した際に、遮光板Ｐ６の開口Ｐ６ａの陰が円形となるような形状が好ましい（“瞳に投影する”とは、実際にはＣＣＤ面上における開口Ｐ６ａの陰が円形となるようにすることである）。遮光板Ｐ６の開口Ｐ６ａの陰の形状が円形であると、円の中心（測定波面の中心）が算出し易くなり、円の中心位置を高精度に規定することができる。
【００５７】
なお、ＣＣＤ面上と実際の開口の形状や大きさは、一般的には同じではない。したがって、ＣＣＤ面上で開口Ｐ６ａの形状を円とするためには、実際の開口の形状は楕円型や卵型等の円とは異なる形状となる。ＣＣＤ面上の円の中心が、楕円等の開口形状である開口Ｐ６ａのどの位置に相当するかは、予め計算や実験によって求めておくことが可能である。したがって、円の中心を求めることによって、波面とミラーの位置関係を求めることができる。また、この円は、前述したようにエッジのはっきりしないボケた円であっても構わない。
【００５８】
なお、前述の通り、遮光板Ｐ６はミラーＭ６に到達する有効光束の一部を遮蔽するので、修正研磨が完了して結像に使用する際、遮光板は、着脱あるいは開口を広げる機能を有していなければならない。開口サイズを変える機能を備えている場合は、複数のサイズの開口について前述と同様の測定を実施し、その複数の測定結果を用いることでより詳細な座標管理データを取得することができる。
【００５９】
なお、複数の開口を有する遮蔽板を使用すると、さらに詳細な座標管理データを得ることができる。
図６は、瞳に投影した陰が円形となるような開口を２つ設けた遮光板で測定した光学系の波面を示す図である。
２つの開口を有する遮光板を使用すると、２つの開口の位置関係から回転位置や倍率等の情報が得られる。
さらに具体的に説明する。なお、ここでは理解し易いように、ミラーに設ける開口の形状とＣＣＤ面上に形成される開口の形状はどちらも円であるとする。開口の形状を円以外とする場合については、前述の説明と同様である。
【００６０】
図６には、ＣＣＤ面上における２つの開口の陰Ａ１、Ａ２が示されている。２つの開口の中心は、前述の通りに求めることができる。この結果から、２つの中心の間隔Ｌと、２つの中心同士を結ぶ直線と、波面データの水平線とのなす角θが計算によって求まる。また、陰Ａ１、Ａ２に各々相当する２つの開口ａ１、ａ２（図示されず）を考えた場合、２つの開口ａ１、ａ２の中心を求めることができ、この中心同士の間隔をＬａ、２つの中心を結ぶ線とミラーの基準とのなす角をθａとすると、Ｌａ、θａは測定等により求めることができる。したがって、波面データ上における倍率は、前述のＬとＬａとを比べれば求めることができ、θとθａとを比べれば回転を求めることができる。
【００６１】
なお、ミラーと開口の関係は既知である若しくは測定により求めることができるので、以上の説明が、ミラーと波面データとの関係に置きかえられることは前述した通りである。なお、遮蔽板の開口の形状とＣＣＤ面上における陰の形状が異なる場合は、この影響を考慮して倍率や回転を求める必要がある。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フレアの悪影響を低減し得る極端紫外線光学鏡筒等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学系鏡筒の構成を概略的に示す図である。
【図２】ミラーの有効領域に対する遮光板の開口形状の例を示す図である。
【図３】ミラー表面形状に対応した遮光板の形状の変形例を示す側面断面図である。
【図４】２つのミラー間のＥＵＶ光の反射状態を示す図である。（Ａ）は遮光板がある場合を示す図であり、（Ｂ）は遮光板がない場合を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は図１における最下流のミラー及び遮光板とデータ取得手段とを示す図であり、図５（Ｂ）は波面データに現れた陰の形状を示す図である。
【図６】瞳に投影した陰が円形となるような開口を２つ設けた遮光板で測定した光学系の波面を示す図である。
【図７】ＥＵＶ光露光装置の全体構成例を示す図である。
【図８】ＥＵＶ光露光装置の概略構成例を示す図である。
【図９】ＥＵＶ光露光装置の光学系鏡筒の一例を示す構成図である。
【図１０】本実施の形態における波面測定器の一例を示す図である。
【符号の説明】
Ｍ１〜Ｍ６  非球面ミラー          Ｍ１ａ〜Ｍ６ａ  ミラー反射面
Ｋ１〜Ｋ６  保持機構
Ｐ１〜Ｐ６  遮光板                Ｐ１ａ〜Ｐ６ａ  開口
２０  波面測定器
２２３  反射型マスク              ２２９  ウエハ
【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】
2004152833.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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