(57)【要約】      （修正有）【課題】光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間を電気的に導通させた光学素子を提供する。【解決手段】  光学ミラー２と該光学ミラー２を保持するミラーホルダ１２と、前記光学ミラー２の表面と前記ミラーホルダ１２上の電極１０との間を電気的に導通させる電気的導通部１４を有する光学素子において、前記電気的導通部１４は、溶媒中に攪拌された導電性物質により構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ミラーと該光学ミラーを保持するミラーホルダと、
前記光学ミラーの表面と前記ミラーホルダ上の電極との間を電気的に導通させる電気的導通部を有する光学素子において、
前記電気的導通部は、溶媒中に攪拌された導電性物質により構成されることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記電気的導通部の前記溶媒を除去したことを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記導電性物質は、
銅、アルミニウム、鉄、金、銀、炭素、モリブデンからなる群の中の１つ以上の物質からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
光学ミラーと該光学ミラーを保持するミラーホルダと、
前記光学ミラーの表面と前記ミラーホルダ上の電極との間を電気的に導通させる電気的導通部を有する光学素子において、
前記電気的導通部は、液体金属により構成されることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
前記液体金属は、水銀であることを特徴とする請求項４記載の光学素子。
【請求項６】
前記光学ミラーの表面に、Ｍｏ層とＳｉ層とを交互に積層させた反射層を有する多層膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載された光学素子。
【請求項７】
前記反射層は、極端紫外光波長領域における反射性能を有することを特徴とする請求項６記載の光学素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の光学素子を光学系の少なくとも一部に備える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】
この発明は、光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間を電気的に導通させる電気的導通部を有する光学素子及び該光学素子を備える露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化の進展に伴い、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、従来の紫外線に代えて、これより短い波長（例えば１１〜１４ｎｍ程度）の極端紫外線を使用した投影露光装置が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１４８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の極端紫外線を使用した投影露光装置（ＥＵＶ露光装置）においては、極端紫外線が透過する物質が存在しないため、光学系は反射鏡によって構成される必要があるが、この波長域では物質の屈折率が１に非常に近いので、屈折や反射を利用した従来の光学素子と異なり、干渉により光を強めあう多層膜が成膜された光学ミラーなどが使用される。
【０００４】
ここで、ＥＵＶ露光装置における光学ミラーの使用環境は一般に真空に保たれているため、真空中で光学ミラーに高いエネルギーを有する極端紫外光（ＥＵＶ光）が照射されることによって、光学ミラーの表面、即ち、光学ミラーの表面に成膜されている多層膜の表面から電子が放出されてしまう（図８参照）。高いエネルギーを有するＥＵＶ光の照射が連続的に行われた場合には、自己バイアスにより抑制されるまで電子の放出が行われるため、最終的に多層膜の表面が正電位に帯電する。多層膜の表面が正電位に帯電した場合、正電引力により空間中の塵が引き寄せられ多層膜の表面に堆積する。この時、塵が有機系物質であれば、ＥＵＶ光により有機系物質が分解され炭化物となって多層膜の表面に固化し、光学ミラーの光学性能を劣化させる原因となる。即ち、ＥＵＶ露光装置内部の環境から有機物などを完全には排除することができないため、多層膜の表面が正電位に帯電することによって、有機物が多層膜の表面に付着する。そして、有機物が付着した状態でＥＵＶ光が照射されることによって有機物が分解され、ＥＵＶ光を吸収する炭化物が多層膜の表面に固化し、光学ミラーの光学性能が劣化する原因となる。
【０００５】
多層膜の表面に炭化物が付着することにより光学ミラーの光学特性が劣化することを防止するためには、光学ミラーの表面を電位制御用電源もしくはアースに電気的に接続する必要がある。光学ミラーの表面を電位制御用電源もしくはアースに電気的に接続した光学素子として、例えば、図６に示すように、電位制御用電源（図示省略）若しくはアース（図示省略）とミラーホルダ３０に設けられた電極２８とを接続し、円盤状の基材２２上に多層膜２６が成膜された光学ミラー２０の表面と、電極２８との間を、光学ミラー２０の表面に導線３２を接着剤３４を用いて固定した光学素子が存在する。また、図７に示すように、真空蒸着などにより導電性膜を成膜しパターニングすることにより、多層膜４６が成膜された光学ミラー４０の表面から基材４２のツバ部４４まで導電性膜５４で配線し、ツバ部４４をミラーホルダ５０に設けられた電極４８で挟み込むことによって電気的接続を確保した光学素子が存在する。
【０００６】
しかし、上述のように光学ミラーの表面に接着剤を塗布している場合、接着剤が凝固する際の体積収縮に伴う応力により、高精度に設計された光学ミラーの面形状に変化が生じ光学ミラーの面精度が低下してＥＵＶ露光装置の結像性能を低下させるという問題がある。また、真空蒸着などにより導電性薄膜を形成する場合には、工程が複雑であり光学素子の製造コスト増加の要因となる。更に、光学ミラーの表面と電極との間を導電性薄膜で配線するためには、図７に示す基材４２の角部５２を越えて成膜しなければならず結線不良が生じ易く、結果的に光学ミラーの表面と電極との間における電気的導通を確保することができないという問題があった。
【０００７】
この発明の課題は、光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間を電気的に導通させた光学素子及び該光学素子を備えた露光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の光学素子は、光学ミラー（２）と該光学ミラー（２）を保持するミラーホルダ（１２）と、前記光学ミラー（２）の表面と前記ミラーホルダ（１２）上の電極（１０）との間を電気的に導通させる電気的導通部（１４）を有する光学素子において、前記電気的導通部（１４）は、溶媒中に攪拌された導電性物質により構成されることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の光学素子は、光学ミラー（２）と該光学ミラーを保持するミラーホルダ（１２）と、前記光学ミラー（２）の表面と前記ミラーホルダ（１２）上の電極（１０）との間を電気的に導通させる電気的導通部（１６）を有する光学素子において、前記電気的導通部（１６）は、液体金属により構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の露光装置は、この発明の光学素子を光学系の少なくとも一部に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の光学素子によれば、溶媒中に攪拌された導電性物質により電気的導通部が構成されているため、光学ミラーの表面形状を変化させることなく、確実に光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間の電気的導通を確保することができる。したがって、光学ミラーの表面の電位を的確に制御し、光学ミラーの表面に炭化物が固化することを防止できるため、光学ミラーの光学性能劣化を適切に抑制することができる。
【００１２】
また、この発明の光学素子によれば、液体金属により電気的導通部が構成されているため、光学ミラーの表面形状に形状変化を与えることなく、確実に光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間の電気的導通を確保することができる。したがって、光学ミラーの表面の電位を的確に制御し、光学ミラーの表面に炭化物が固化することを防止できるため、光学ミラーの光学性能劣化を適切に抑制することができる。
【００１３】
また、この発明の露光装置によれば、光学系の少なくとも一部に光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間を、溶媒中に攪拌された導電性物質または液体金属により、光学ミラーの表面形状を変化させることなく、電気的に導通させた電気的導通部を有する光学素子を備えているため、長期に亘って良好な露光を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる光学素子について説明する。光学素子は、例えば、極端紫外光（ＥＵＶ光）を露光光とするＥＵＶ露光装置などに用いられる。図１は、第１の実施の形態にかかる光学素子の断面図である。図１に示すように、光学素子は、高精度な面形状に研磨された低熱膨張ガラス基材４（以下、基材４）の表面に、極端紫外光波長領域における反射性能を有する反射層を有する多層膜８、例えば、膜厚２．５ｎｍのＭｏ層と膜厚４．５ｎｍのＳｉ層とが交互に４０組積層された多層膜８が成膜された光学ミラー２と、光学ミラー２を保持するためのミラーホルダ１２とを備えている。ここで、基材４の周縁部分には、基材４と同一の物質からなるツバ６が形成されており、ミラーホルダ１２において、ツバ６を挟むように保持することによって、光学ミラー２がミラーホルダ１２に固定されている。また、ミラーホルダ１２には、電極１０が設けられており、この電極１０には、光学ミラー２の表面の電位を制御するための電源（図示省略）が接続されている。
【００１５】
更に、光学素子には、光学ミラー２の表面と電極１０との間を電気的に導通させる電気的導通部１４が設けられている。この電気的導通部１４は、溶媒中に攪拌された導電性物質、例えば、有機性媒質などの溶媒に導電性物質として銀の微粒子を攪拌させペースト状にした銀ペーストを、例えば、筆などを用いて塗布することによって形成されている（図２参照）。ここで、銀ペーストは塗布する厚さ、幅などにより電気抵抗を調整することができるため、光学ミラー２の表面と電極１０との間の抵抗が高い場合には、重ね塗りや塗布領域（塗布する幅）を拡大することにより抵抗を下げることができる。また、基材４の角部、例えば、図２に示す基材４とツバ６との境界部分などにおいても、重ね塗りなどをすることにより、光学ミラー２の表面と電極１０との間の導通を確保することができる。
【００１６】
なお、導電性物質としては、銀、銅、アルミニウム、鉄、金、炭素及びモリブデンからなる群の中の１つ以上の物質からなるものを用いることができる。また、銀ペーストなど、溶媒中に攪拌された導電性物質を塗布した後、例えば、加熱などにより溶媒を除去するようにしてもよい。なお、加熱などにより溶媒を除去した場合であっても、光学ミラー２の表面と電極１０との間の電気的導通を確保することには何らの影響も与えない。
【００１７】
この第１の実施の形態にかかる光学素子によれば、電気的導通部が溶媒中に攪拌された導電性物質により構成されているため、光学ミラーの表面に形状変化を与えることなく、光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間の電気的導通を確保することができる。また、光学ミラーの基材が角部を有する場合であっても、光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間の電気的導通を確保することができる。更に、導電性薄膜を成膜するなどの複雑な工程を経ることなく、電気的導通部を形成することができるため、光学素子の製作コストが高コスト化することを適切に抑制することができる。
【００１８】
また、この第１の実施の形態にかかる光学素子によれば、光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間の電気的導通を確保し、光学ミラーの表面の電位を確実に制御し、光学ミラーの表面が正電位に帯電することを防止しているため、光学ミラーの光学特性劣化を適切に抑制することができる。
【００１９】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる光学素子について説明する。図３は、第２の実施の形態にかかる光学素子の断面図である。なお、図３に示す光学素子は、第１の実施の形態にかかる光学素子（図１参照）と略同一の構成を有するものであるため、異なる部分についてのみ説明を行う。
【００２０】
図３に示す光学素子においては、ミラーホルダ１２には、光学ミラー２の光学性能に影響を及ぼさない有効領域外に覆いかぶさるようにして電極１６が配置されている。光学ミラー２の表面と電極１６との間の電気的導通は、液体金属、例えば、水銀により構成される電気的導通部１８により確保されている。
【００２１】
図４は、多層膜８が成膜された光学ミラー２の表面と電極１６との間に形成される電気的導通部１８について説明するための図である。電気的導通部１８は、電極１６に形成されたくぼみに、水銀などの液体金属を流し込むことにより構成されている。即ち、電極１６には、光学ミラー２に対向する面に所定のくぼみ、例えば、直径１ｍｍ、深さ１ｍｍのくぼみが形成されている。また、電極１６は、ミラーホルダ１２において（図３参照）、光学ミラー２の表面との間に所定の距離、例えば、１０μｍ以上〜５００μｍ以下の距離を有するように調整され配置されている。
【００２２】
ここで、電極１６に形成されているくぼみに、所定量の液体金属、例えば、１．５ｍｍ３の水銀を流し込む。この場合、水銀は表面張力が強いため、電極１６に形成されたくぼみより盛り上がった状態、即ち、光学ミラー２の表面に接した状態で安定することによって、電気的導通部１８が形成される。したがって、光学ミラー２の表面と電極１６とは、水銀を介して電気的に接続され、光学ミラー２と電極１６との間の電気的導通が確保される。
【００２３】
この第２の実施の形態にかかる光学素子によれば、液体金属により構成される電気的導通部を介して光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間の電気的導通を確保しているため、光学ミラーの表面形状に変化を生じさせることなく、光学ミラーの表面の電位を制御することができる。また、導電性薄膜を成膜するなどの複雑な工程を経ることなく電気的導通部を形成することができるため、光学素子の製作コストが高コスト化することを適切に抑制することができる。
【００２４】
また、この第２の実施の形態にかかる光学素子によれば、光学ミラーの表面とミラーホルダ上の電極との間の電気的導通を確保しているため、確実に光学ミラーの表面の電位を制御し、光学ミラーの表面が正電位に帯電することを防止して、光学ミラーの光学特性劣化を適切に抑制することができる。
【００２５】
また、上述の第１の実施の形態にかかる光学素子及び第２の実施の形態にかかる光学素子によれば、Ｍｏ層とＳｉ層とを交互に積層させ、極端紫外光波長領域における反射性能を有する反射層を有する多層膜が形成されているため、極端紫外光を良好に反射することができる。
【００２６】
次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置について説明する。図５は、第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置（縮小投影露光装置）の概略構成を示す図である。図５に示すＥＵＶ露光装置においては、光路上はすべて真空（例えば、１×１０−３Ｐａ以下）に保たれている。ＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明光学系ＩＬを備えている。照明光学系ＩＬから射出されたＥＵＶ光（一般的には波長５〜２０ｎｍを指し、具体的には波長１３．５ｎｍ、１１ｎｍが用いられる。）は、折り返しミラー３０１により反射され、パターンが形成されているレチクル３０２上を照射する。
【００２７】
レチクル３０２は、反射型のレチクルであり、レチクルステージ３０３に固定されたチャック３０３ａに保持されている。レチクルステージ３０３は、走査方向に移動可能に構成されており、走査方向と直行する方向及び光軸方向に微小移動可能に構成されている。レチクルステージ３０３の走査方向及び走査方向に直交する方向の位置は図示しないレーザ干渉計により高精度に制御され、光軸方向の位置はレチクルフォーカス送光系３０４とレチクルフォーカス受光系３０５からなるレチクルフォーカスセンサにより制御されている。
【００２８】
レチクル３０２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えば、モリブデン（Ｍｏ）／シリコン（Ｓｉ）やモリブデン（Ｍｏ）／ベリリウム（Ｂｅ））が成膜されており、この多層膜の上の吸収層（例えば、ニッケル（Ｎｉ）やアルミニウム（Ａｌ））によりパターニングされている。レチクル３０２により反射されたＥＵＶ光は、光学鏡筒３１４内に入射する。
【００２９】
光学鏡筒３１４内には、複数（この実施の形態においては４つ）のミラー３０６、３０７、３０８、３０９が設置されている。これらのミラー３０６〜３０９の少なくとも１つは、第１の実施の形態にかかる光学素子、または、第２の実施の形態にかかる光学素子により構成されている。なお、この実施の形態においては、投影光学系として４つのミラーを備えているが、６つまたは８つのミラーを備えるようにしてもよい。この場合には、開口数（ＮＡ）をより大きくすることができる。
【００３０】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、ミラー３０６により反射された後、ミラー３０７、ミラー３０８、ミラー３０９により順次反射され、光学鏡筒３１４内から射出して、ウエハ３１０に入射する。なお、ミラー３０６〜３０９などにより構成される投影光学系の縮小倍率は、例えば１／４または１／５である。また、光学鏡筒３１４の近傍には、ウエハ３１０のアライメントを行うオフアクシス顕微鏡３１５が設置されている。
【００３１】
ウエハ３１０は、ウエハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａ上に保持されている。ウエハステージ３１１は、光軸と直交する面内に設置されており、光軸と直交する面内に移動可能に構成されている。また、ウエハステージ３１１は、光軸方向にも微小移動可能に構成されている。ウエハステージ３１１の光軸方向の位置は、ウエハオートフォーカス送光系３１２とウエハオートフォーカス受光系３１３からなるウエハオートフォーカスセンサにより制御されている。ウエハステージ３１１の光軸と直交する面内における位置は、図示しないレーザ干渉計により高精度に制御されている。
【００３２】
露光時には、レチクルステージ３０３とウエハステージ３１１は、投影光学系の縮小倍率と同一の速度比、例えば、（レチクルステージ３０３の移動速度）：（ウエハステージ３１１の移動速度）＝４：１または５：１で同期走査する。
【００３３】
この第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置によれば、投影光学系を構成するミラーの少なくとも１つが第１の実施の形態にかかる光学素子、または、第２の実施の形態にかかる光学素子により構成されているため、ミラーの表面に炭化物が固化することによるミラーの光学性能劣化を適切に防止し、良好な露光を行うことができる。また、ミラーの光学性能劣化を適切に防止し、ミラーの使用可能期間を長くすることができるため、露光装置を効率的に稼動させることができ、適切なコスト削減を実現することができる。
【００３４】
なお、第３の実施の形態においては、ミラー３０６〜３０９の少なくとも１つが第１の実施の形態にかかる光学素子、または、第２の実施の形態にかかる光学素子により構成されているが、照明光学系ＩＬに含まれるミラー、折り返しミラー３０１などが第１の実施の形態にかかる光学素子、または、第２の実施の形態にかかる光学素子により構成されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施の形態にかかる光学素子の断面図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる光学ミラーの平面図である。
【図３】第２の実施の形態にかかる光学素子の断面図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる電気的導通部を説明するための図である。
【図５】第３の実施の形態にかかるＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来の技術を説明するための図である。
【図７】従来の技術を説明するための他の図である。
【図８】光学ミラーから電子が放出される状態の概念図である。
【符号の説明】
【００３６】
２・・・光学ミラー、４・・・ガラス基材、６・・・ツバ、８・・・多層膜、１０、１６・・・電極、１２・・・ミラーホルダ、１４、１８・・・電気的導通部、ＩＬ・・・照明光学系、３０２・・・レチクル、３０３・・・レチクルステージ、３０６〜３０９・・・ミラー、３１０・・・ウエハ、３１１・・・ウエハステージ。
【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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