(57)【要約】    【課題】  位置決め調整機構を用いてミラー位置を高精度に制御する場合、位置決め調整機構が設計値どおり正確に駆動することが好ましいが、調整機構の製作誤差等により、その動作には若干の誤差が生じることが多いという問題がある。    【解決手段】  真空環境で使用するミラー１であり、ミラーの裏面にミラーを冷却するための冷却インタフェース部１１と、ミラーの位置決めを行うための計測面部１２と、を配置し、計測面部１２の表面粗さが冷却インタフェース部１１よりも小さいことを特徴とするミラー。    【選択図】図２
2005303206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空環境で使用するミラーであり、該ミラーの裏面にミラーを冷却するための冷却インタフェース部と、ミラーの位置決めを行うための計測面部と、を配置し、前記計測面部の表面粗さが前記冷却インタフェース部よりも小さいことを特徴とするミラー。
【請求項２】
真空環境で使用するミラーであり、該ミラーの裏面にミラーを冷却するための冷却インタフェース部と、ミラーの位置決めを行うための計測面部と、を配置し、前記計測面部に金属膜を形成したことを特徴とするミラー。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載の前記ミラーを少なくとも一つ備えたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は極短紫外線（Extreme Ultra Violet線：ＥＵＶ線）露光装置等に用いられるミラー及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、１３ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光（軟Ｘ線と呼ぶこともある）を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている。このようなＥＵＶ光を用いる露光装置においては、一般に、反射鏡（ミラー）を組み合わせた反射光学系が用いられる。一例の光学系は、多層膜がコーティングされた４枚又は６枚のＥＵＶ反射鏡を備えた投影光学系である。これらの反射鏡は、多層膜の各界面における反射光の位相を一致させ、干渉効果によって高い反射率を実現するものである。
【０００３】
以下、図６及び図７を参照しつつ、ＥＵＶ露光装置の一例について説明する。
図６は、ＥＵＶ露光装置の一例を示す概略構成図である。
図７は、図６のＥＵＶ露光装置の投影光学系のミラー配置を示す図である。
【０００４】
図６に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー１０１で反射してレチクル１０２に照射される。
【０００５】
レチクル１０２は、レチクルステージ１０３に保持されている。このレチクルステージ１０３は、走査方向（Ｙ軸）に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、レチクル面内の走査方向と直交する方向（Ｘ軸）に微小ストロークを持ち、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークを持っている。ＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、Ｚ方向はレチクルフォーカス送光系１０４とレチクルフォーカス受光系１０５からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【０００６】
レチクル１０２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の投影光学鏡筒１１４内に入射する。このＥＵＶ光は、レチクル１０２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル１０２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収層（例えばＮｉやＡｌ）の有無でパターニングされている。
【０００７】
光学鏡筒１１４内には、図７に示すように６枚のミラーＭ１〜Ｍ６が配置されている。レチクル１０２で反射して光学鏡筒１１４内に入射したＥＵＶ光は、第１ミラーＭ１で反射した後に、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と順次反射し、最終的にはウェハ１１０に対して垂直に入射する。投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この例ではミラーは６枚であるが、ミラーが４枚あるいは８枚のものもある。第１ミラーＭ１と第２ミラーＭ２の間には、開口数（Ｎ．Ａ．）を規定する開口絞り１０６が配置されている。
【０００８】
図６に戻って、ウェハ１１０は、ウェハステージ１１１上に載せられている。ウェハステージ１１１は、光軸と直交する面内（ＸＹ平面）を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ１１１は、光軸方向（Ｚ軸）にも微小ストロークの上下が可能で、Ｚ方向の位置はウェハオートフォーカス送光系１１２とウェハオートフォーカス受光系１１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ１１１のＸＹ方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、レチクルステージ１０３とウェハステージ１１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。光学鏡筒１１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡１１５が配置されており、ＸＹ方向のウエハの位置合わせに用いられる。
【０００９】
上述の反射ミラーＭ１〜Ｍ６は、図示はしないが、ミラーが極力変形しないように保持する保持機構、ミラーの位置を精密に位置決めする位置決め調整機構、ミラーの温度を精密に制御する温調機構を有する。温調機構は、輻射冷却を用いた構成が検討されており、その構成は例えば、ミラー裏面側に金属等の冷却板を近接配置した構成となる。冷却板の温度をミラー温度よりも低い温度に冷却して、輻射によりミラー温度を冷却することができる。輻射冷却の効率を上げるためには、ミラーの冷却面の輻射率を高くすることが好ましく、輻射率は非冷却面の材質や表面状態によって変化する。例えば、表面に凹凸を設けて、表面積を大きくする事により輻射率を向上させることが可能である。
【００１０】
ＥＵＶ露光装置の投影光学系に用いられる反射ミラーは非球面が用いられる可能性がある。この場合、図７に示すようなｘ、ｙ、ｚ直交座標系を考えると、ｘ、ｙ方向のシフト、ｘ軸、ｙ軸周りの回転（チルト）及びｚ軸方向の位置ずれの合計５軸を調整する必要がある。このような位置調整を高精度に行う位置決め調整機構としては、パラレルリンク機構や板バネガイドを用いたステージ機構などを用いることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
位置決め調整機構を用いてミラー位置を高精度に制御する場合、位置決め調整機構が設計値どおり正確に駆動することが好ましいが、調整機構の製作誤差等により、その動作には若干の誤差が生じることが多いという問題がある。
【００１２】
本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであって、調整機構の動作に誤差が生じたとしても高精度に位置決めすることの可能なミラー及びそれを用いた露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するための第１の手段は、真空環境で使用するミラーであり、該ミラーの裏面にミラーを冷却するための冷却インタフェース部と、ミラーの位置決めを行うための計測面部と、を配置し、前記計測面部の表面粗さが前記冷却インタフェース部よりも小さいことを特徴とするミラーである。
【００１４】
ミラーの位置を測定することによって、調整機構の動作に誤差が生じたとしても高精度に位置決めすることが可能である。ミラーの位置を測定するために、位置測定用の基準面をミラーの側面や裏面に配置する構成を考えることができる。しかしながら、裏面はミラーを冷却するための冷却インターフェース部が配置されており、その表面は表面粗さが大きい方が輻射率が高くなり好ましい。しかし、表面粗さの大きい面は、基準面としては不適である。従って、本手段では、位置測定用の基準面を裏面に配置することによって、ミラー裏面からの冷却を確保するとともに、ミラー裏面からのミラーの位置測定を行うことが可能となる。
前記課題を解決するための第２の手段は、真空環境で使用するミラーであり、該ミラーの裏面にミラーを冷却するための冷却インタフェース部と、ミラーの位置決めを行うための計測面部と、を配置し、前記計測面部に金属膜を形成したことを特徴とするミラーである。
【００１５】
ミラーの裏面に、金属膜が形成された計測面部と、冷却インターフェース部を持つため、第１の手段と同様に、ミラーの冷却とミラーの位置測定の両方を行うことが可能である。
【００１６】
第３の手段は、前記第１、第２の手段であって、前記ミラーを少なくとも一つ備えたことを特徴とする露光装置である。
本手段によれば高精度な露光を行うことが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、調整機構の動作に誤差が生じたとしても高精度に位置決めすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例にかかる反射ミラー１と鏡筒２の一部を示す模式図である。
本実施例の反射ミラー１は図７に示すＥＵＶ投影光学系に示される６つのミラーの一つを模式的に示すものである。反射ミラー１は突起部８を有し、突起部８はミラー保持機構４に保持される。ミラー保持機構４はミラー位置調整機構３に接合されており、調整機構３によって、ミラーの位置はｘ、ｙ、ｚ軸方向、ｘ、ｙ、ｚ軸周りの回転の６自由度を持って位置調整可能である。位置調整機構３は鏡筒２に固定されている。図２に示すように、突起部８は反射ミラー１の非球面対称軸３０を中心として１２０度ピッチに３つ配置されている。そのため、不図示ではあるが、ミラー保持機構、ミラー位置調整機構も全部で３つ配置されている。また、ミラー１の反射面１０にはＭｏ／Ｓｉの多層膜が形成され、高い反射率でＥＵＶ光を反射する。反射面１０は回転対称の非球面形状を有する。ミラー１の裏面には相対的に輻射率の高い冷却インターフェース部１１が設けられており、冷却板５によってミラーが冷却される。ミラー位置調整機構３は、例えば、パラレルリンク機構を用いたピエゾアクチュエータとすることが可能である。この場合、アクチュエータは内蔵位置センサを備え、アクチュエータの駆動量を測定可能な構成とすることが好ましい。
【００１９】
ミラーの位置を調整するアクチュエータの駆動量を正確に測定しても、製作誤差等によってミラーの位置を所望の場所に位置決めすることができないという可能性がある。本実施例ではミラー位置センサ６，７を用いてミラー１の位置を高精度に測定することによってこの問題を解消することが可能である。このミラー位置の計測結果から、ミラー位置調整機構３に与えた駆動量（あるいはミラー位置調整機構３に内蔵された位置センサの出力）とミラー位置の変化量の関係を精密に把握する。この情報をミラー位置調整機構の駆動プログラムに反映する（キャリブレーション）。キャリブレーション後は、ミラーの位置を測定せずに、ミラー位置調整機構３に与える駆動量（あるいは内蔵の位置センサ等からの出力値）と先に求められたミラー位置と駆動量（あるいはアクチュエータのセンサの出力値）との関係からミラーの位置を正確に位置決めすることが可能である。
【００２０】
本実施例では、ミラーの位置を測定するために、ミラー１に２つの基準平面９と、３つの基準面１２を配置した。ミラー位置センサ７が基準平面９の位置を測定し、ミラー位置センサ６が基準面１２の位置を測定することによって、高い精度でミラー１の位置を測定することが可能となる。
【００２１】
ミラーの位置を高精度に検出するミラー位置センサとしては、静電センサや渦電流センサなどの電気式センサやレーザー干渉計、レーザー変位計などの光学式センサが挙げられるが、特に光学式センサ(その中でもとくにレーザー干渉計)は測定距離が長くかつ高い検出分解能を有しているため好ましい。
【００２２】
高精度な光学式センサは一般に被測定物にレーザー光などを照射して、その反射光を検出する。従って、被測定面はレーザー光の反射率が高いことが好ましい。また、測定精度の観点からも基準面１２及び基準平面９の表面粗さは小さいことが好ましい。そのため、本実施例では裏面に設けた基準面１２の表面粗さを0.1μmRMS以下にした。
【００２３】
冷却インタフェース部１１は輻射率を高めるために表面粗さが高いことが好ましい。そのため、冷却インターフェース部１１の表面粗さを1μmRMS以上とした。
３つの裏面基準面１２は、測定精度を高くするためには、できるだけ間隔を開けて配置することが好ましい。特にミラーの傾きを調整する軸位置付近に配置すると、ミラー位置調整が容易になる。例えばミラー位置調整軸はミラーの支持位置付近（突起部８近傍）に配置する場合が多いので、裏面基準面１２も図２に示すように支持位置付近に配置するとよい。
【００２４】
本実施例によるミラーは、裏面に冷却インタフェース部１１と計測基準面１２を有するが、これらの表面粗さを変えて、計測基準面１２の表面粗さを冷却インタフェース部１１の表面粗さよりも小さくなるようにした。このようなミラーを用いることによって、基準面１２を高精度な光学式センサで検出することができ、かつ裏面の冷却効率を高く保つことができる。ミラー基準面１２のレーザー光反射率を高めるためには、表面粗さを高める代わりに、高反射コートを施してもよい。一般に高反射コート材料はアルミ等の金属膜が好ましいが、これらは輻射率が低い。従って、高反射コートは計測基準面１２だけに設け、冷却インタフェース部１１には形成しないことが好ましい。
【００２５】
ミラー基準面１２は例えば平面にするとよい。基準面を少なくとも3箇所設けて、これらの位置を図3(a)に示すようにレーザー干渉計(測長計)１３で計測することにより、ミラーのｚ軸方向の位置（間隔）及びｘ軸周り、ｙ軸周りの回転（チルト）を測定することができる。
【００２６】
また、図３（ｂ）に示すように、ミラー基準面１２を球面形状にしてもよい。この基準面をフィゾー干渉計あるいはトワイマングリーン干渉計等の干渉計１４で計測して、干渉縞を解析することによって、ミラーのｚ軸方向の位置（間隔）及びｘ軸周り、ｙ軸周りの回転（チルト）を測定することができる。
【００２７】
図４に本発明の実施例によるミラー１の裏面に冷却インターフェース部１１とミラー基準面１２とを作成する方法の一例を示す。
図４は、ミラー１の裏面を研磨する工程（図４（ａ））と、ミラー裏面の一部をマスキングして露出した部分の表面粗さを大きくする工程（図４（ｂ））とからなる。
【００２８】
最初に、ミラー１の裏面を研磨ツール１５を用いて研磨する。研磨ツール１５は回転軸１６を中心に矢印Ａに示すように回転してミラー１の裏面を研磨する。この結果、ミラー裏面の表面粗さを基準計測面として必要な値（例えば0.1μmRMS以下）に低減する。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、基準面とする部分にマスク１８を施し、表面粗さを大きくする処理を施す。マスク処理によって、マスクした部分である基準面の表面粗さを劣化することなく、冷却インタフェース部の表面粗さを所望の輻射率が得られるような粗さにする。表面粗さを劣化させる方法としては、例えば大きな砥粒を用いた研磨あるいはサンドブラストが好ましい。本実施例ではサンドブラストを用いており、ノズル１７から砂がマスク１の裏面に吹き付けられる。ノズル１７を矢印Ｂで示すように２次元的に移動させることにより、ミラー１の裏面のマスク１８が形成されていない領域の表面粗さを大きくすることができる。マスク１８としては、サンドブラスト等の表面粗さを大きくする処理の間は維持され、かつ、処理後に剥離できるものが好ましい。例えば、樹脂を塗布することによってマスクとすることができる。
【００３０】
マスク１８を剥離することによって、図４（ｃ）に示すように、マスク１の裏面に基準面１２と冷却インターフェース部１１を形成することができる。尚、図では基準面１２が一つしか示されていないが、所望の数及び領域に基準面１２を形成することが可能である。
【００３１】
図５は、本発明の実施例によるミラー１の裏面に冷却インターフェース部１１とミラー基準面１２とを作成する方法の他の例を示す。
図５はミラーの裏面に段差１９を設けて、計測基準面を冷却インターフェース部に対し島だしした。
【００３２】
図５（ａ）に示すように研削ツール１８を矢印Ｃに示すように２次元的に移動させることによって、段差部１９の領域を除いて研削加工を施した。研削加工は相対的に表面粗さが大きくなるので、輻射率が高くなり、冷却インターフェース部を形成する手法として適している。その後、図５（ｂ）に示すように、段差部１９を研磨ツール２０を用いて回転軸２１を中心に矢印Ｄで示すように回転研磨を行った。計測基準面を島構造とすることによって計測基準面部だけの表面粗さを小さくすることができる。
【００３３】
尚、上述の図４，５の例では基準面１２として平面の基準面を形成する方法について説明したが、基準面１２を形成するための研磨ツールを、例えば、平坦な面を用いるものではなく、球面を用いるものに変更すれば球面の基準面を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例にかかる反射ミラー１と鏡筒２の一部を示す模式図である。
【図２】図１の反射ミラーの構成を説明する図である。
【図３】ミラーの位置測定センサと基準面を説明する図である。
【図４】ミラーの裏面に冷却インターフェース部とミラー基準面を作成する方法の一例を説明する図である。
【図５】ミラーの裏面に冷却インターフェース部とミラー基準面を作成する方法の他の例を説明する図である。
【図６】ＥＵＶ露光装置を模式的に示す図である。
【図７】ＥＵＶ露光装置の投影光学系を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・反射ミラー、２・・・鏡筒、３・・・ミラー位置調整機構、４・・・ミラー保持機構、５・・・冷却板、６、７・・・ミラー位置センサ、８・・・突起部（保持部）、９・・・基準平面、１２・・・基準面
【図１】
2005303206.tif 000003
【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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