JPH11316455A - 結晶基板材料を含むレチクル - Google Patents
結晶基板材料を含むレチクルInfo
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- JPH11316455A JPH11316455A JP5412399A JP5412399A JPH11316455A JP H11316455 A JPH11316455 A JP H11316455A JP 5412399 A JP5412399 A JP 5412399A JP 5412399 A JP5412399 A JP 5412399A JP H11316455 A JPH11316455 A JP H11316455A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １００〜２００ｎｍの範囲の波長に適し且つ
熱特性及び光学的特性に関して改善されたレチクルを提
供することである。 【解決手段】 照明光学系（２）と、基板材料（１０）
としてのフッ化マグネシウムを含むレチクル（１）とを
有するマイクロリソグラフィの露光装置であって、照明
光学系（２）は偏光（２０，ＰL，ＰR）した光を供給
し、レチクル（１）でフッ化マグネシウムの結晶主軸は
ほぼ光軸（Ａ）の方向に向いている。さらに、適切な冷
却装置（５，１３，１４，５０，５１，５２）が提案さ
れる。
熱特性及び光学的特性に関して改善されたレチクルを提
供することである。 【解決手段】 照明光学系（２）と、基板材料（１０）
としてのフッ化マグネシウムを含むレチクル（１）とを
有するマイクロリソグラフィの露光装置であって、照明
光学系（２）は偏光（２０，ＰL，ＰR）した光を供給
し、レチクル（１）でフッ化マグネシウムの結晶主軸は
ほぼ光軸（Ａ）の方向に向いている。さらに、適切な冷
却装置（５，１３，１４，５０，５１，５２）が提案さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明な基板材料が
光学的に単軸の結晶から形成されているレチクルに関す
る。
光学的に単軸の結晶から形成されているレチクルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ特許第３４１７８８Ａ号には、１
００〜２００ｎｍのリソグラフィ用のレチクルが記載さ
れている。レチクルの基板はＭｇＦ2 から成るべきであ
るが、ＣａＦ2 又は他の多様なフッ化物から基板を形成
しても同等である。所定の波長領域におけるフッ化物の
透過率のみが選択基準として考慮されていることは明ら
かである。結晶構造、複屈折、熱膨張及び偏光について
の記載は全くない。技術文書ＴＰ５８４０１には、特に
ＭｇＦ2 から成る透明光学要素を使用する１５７ｎｍの
リソグラフィが説明されているが、詳細な仕様の記載は
ない。ＭｇＦ2 は典型的な光学的に単軸の結晶である。
ドイツ特許第１９５３５３９２Ａ号には、偏光回転光学
構造及びその構造を含むマイクロリソグラフィ用投影露
光装置が記載されている。レチクル基板材料として記載
されている石英ガラスは規定のスペクトル領域では透過
性をもたないので、エキシマーレーザーの波長１５７ｎ
ｍを使用するリソグラフィをこの石英ガラスに依存して
行うことはできない。等方性ＣａＦ2 は、石英ガラスの
０．５・１０-6／Ｋに対して、１８．９・１０-6／Ｋと
いう著しく高い直線熱膨張係数を有する。
００〜２００ｎｍのリソグラフィ用のレチクルが記載さ
れている。レチクルの基板はＭｇＦ2 から成るべきであ
るが、ＣａＦ2 又は他の多様なフッ化物から基板を形成
しても同等である。所定の波長領域におけるフッ化物の
透過率のみが選択基準として考慮されていることは明ら
かである。結晶構造、複屈折、熱膨張及び偏光について
の記載は全くない。技術文書ＴＰ５８４０１には、特に
ＭｇＦ2 から成る透明光学要素を使用する１５７ｎｍの
リソグラフィが説明されているが、詳細な仕様の記載は
ない。ＭｇＦ2 は典型的な光学的に単軸の結晶である。
ドイツ特許第１９５３５３９２Ａ号には、偏光回転光学
構造及びその構造を含むマイクロリソグラフィ用投影露
光装置が記載されている。レチクル基板材料として記載
されている石英ガラスは規定のスペクトル領域では透過
性をもたないので、エキシマーレーザーの波長１５７ｎ
ｍを使用するリソグラフィをこの石英ガラスに依存して
行うことはできない。等方性ＣａＦ2 は、石英ガラスの
０．５・１０-6／Ｋに対して、１８．９・１０-6／Ｋと
いう著しく高い直線熱膨張係数を有する。
【０００３】既に提案されているＭｇＦ2 （フッ化マグ
ネシウム）は明らかに熱膨張が小さい。しかし、この結
晶はその結晶構造の関係上、光学的に単軸で複屈折する
ばかりでなく、熱膨張は異方性である。ペリクルは、レ
チクル上のマスク構造を保護するための薄い膜である。
有機物箔に加え、ＳｉＯ2 ペリクルなども知られてい
る。日本の特許第４−０８１７５６Ａ号は、フルオロポ
リマーの両面をＣａＦ2 で被覆したペリクルを提示して
いる。
ネシウム）は明らかに熱膨張が小さい。しかし、この結
晶はその結晶構造の関係上、光学的に単軸で複屈折する
ばかりでなく、熱膨張は異方性である。ペリクルは、レ
チクル上のマスク構造を保護するための薄い膜である。
有機物箔に加え、ＳｉＯ2 ペリクルなども知られてい
る。日本の特許第４−０８１７５６Ａ号は、フルオロポ
リマーの両面をＣａＦ2 で被覆したペリクルを提示して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１０
０〜２００ｎｍの範囲の波長に適し且つ熱特性及び光学
的特性に関して改善されたレチクルを提供することであ
る。本発明によるペリクルについても同様のことが当て
はまる。
０〜２００ｎｍの範囲の波長に適し且つ熱特性及び光学
的特性に関して改善されたレチクルを提供することであ
る。本発明によるペリクルについても同様のことが当て
はまる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、結晶の主
軸をレチクルの面に対しほぼ垂直にしたことを特徴とす
る。このようにすることによって、結晶基板の軸方向
は、レチクル面内の熱膨張が均一になるように整列され
る。結晶軸が正確に垂直に向いているのが理想的であ
る。しかし、たとえば、製造技術の関係で余儀なく発生
する偏差は、その結果として増加する不均一な熱膨張を
許容しうる範囲内で許容できる。請求項３に提示されて
いる５°の許容差は、それを越えると実施の意義が失わ
れるという尺度を表わす。ＭｇＦ2 は好ましい光学的に
単軸の結晶材料である。冷却装置を用いることにより、
レチクルの熱膨張に起因するマイクロリソグラフィの結
像の障害をさらに低減することができる。
軸をレチクルの面に対しほぼ垂直にしたことを特徴とす
る。このようにすることによって、結晶基板の軸方向
は、レチクル面内の熱膨張が均一になるように整列され
る。結晶軸が正確に垂直に向いているのが理想的であ
る。しかし、たとえば、製造技術の関係で余儀なく発生
する偏差は、その結果として増加する不均一な熱膨張を
許容しうる範囲内で許容できる。請求項３に提示されて
いる５°の許容差は、それを越えると実施の意義が失わ
れるという尺度を表わす。ＭｇＦ2 は好ましい光学的に
単軸の結晶材料である。冷却装置を用いることにより、
レチクルの熱膨張に起因するマイクロリソグラフィの結
像の障害をさらに低減することができる。
【０００６】本発明はまた、照明光学系と、基板材料と
してのフッ化マグネシウムを含むレチクルとを有するマ
イクロリソグラフィの露光装置であって、その照明光学
系は偏光した光（ＰL，ＰR）を放射する一方、レチクル
はフッ化マグネシウムからなり、その結晶主軸がほぼ光
軸の方向に向いていることを特徴とする。偏光した光を
放射する照明光学系にこのように構成されたレチクルを
組み込むことにより、光学的特性の最適化も得られる。
この場合、結晶の主軸と光軸とが一致しているので結晶
における屈折も方向には左右されなくなる。上述のこと
は光学軸の結晶軸からの許容されるずれがあっても適用
される。すなわち、１００〜２００ｎｍの光波長に対し
透明であるレチクルを露光装置に装備した場合、熱膨張
の異方性や光の屈折の異方性は全く影響を及ぼさず、熱
膨張の絶対値は最も広く使用されている比較材料として
のＣａＦ2 （９．４×１０-6／Ｋ）と比較して二分の一
である。
してのフッ化マグネシウムを含むレチクルとを有するマ
イクロリソグラフィの露光装置であって、その照明光学
系は偏光した光（ＰL，ＰR）を放射する一方、レチクル
はフッ化マグネシウムからなり、その結晶主軸がほぼ光
軸の方向に向いていることを特徴とする。偏光した光を
放射する照明光学系にこのように構成されたレチクルを
組み込むことにより、光学的特性の最適化も得られる。
この場合、結晶の主軸と光軸とが一致しているので結晶
における屈折も方向には左右されなくなる。上述のこと
は光学軸の結晶軸からの許容されるずれがあっても適用
される。すなわち、１００〜２００ｎｍの光波長に対し
透明であるレチクルを露光装置に装備した場合、熱膨張
の異方性や光の屈折の異方性は全く影響を及ぼさず、熱
膨張の絶対値は最も広く使用されている比較材料として
のＣａＦ2 （９．４×１０-6／Ｋ）と比較して二分の一
である。
【０００７】本発明に従ったレチクルのもう１つの実施
態様は請求項９から１１に記載されているように冷却装
置で冷却することである。冷却装置を用いることにより
適切な冷却による問題の解決を示唆している。さらに、
本発明においてはペリクルをも使用し、それをフッ化物
結晶、好ましくはＣａＦ2又はＢａＦ2、もしくはＭｇＦ
で構成させることが望ましい。
態様は請求項９から１１に記載されているように冷却装
置で冷却することである。冷却装置を用いることにより
適切な冷却による問題の解決を示唆している。さらに、
本発明においてはペリクルをも使用し、それをフッ化物
結晶、好ましくはＣａＦ2又はＢａＦ2、もしくはＭｇＦ
で構成させることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に示される実施
形態に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。波長が
たとえば１５７ｎｍであるＤＵＶエキシマーレーザー２
１は、光学系２と共に照明光学系を構成する。この照明
光学系には、ドイツ特許第１９５３５３９２Ａ号に記載
の偏光子２２が用意されている。この構成により、ベク
トルＰL及びＰR により指示される直線偏光を伴い且つ
光軸Ａを有する光束２０が形成される。この光束は、透
明基板１０上の、たとえば、クロムから形成される透過
性ではない構造１１を有するレチクル１を通過する。こ
の実施形態では、基板は光軸Ａの方向に主軸が向いてお
り、ＭｇＦ2 から形成されている。構造１１は投影対物
レンズ３、たとえば、鏡面対物レンズを通して、支持手
段４１に配置されているウェハ４上に結像される。基板
材料１０は本来の結像光路内に配置されていないので、
構造１１は基板１０の、投影対物レンズ３に向いた面に
配設されている。レチクル１は位置決め手段１２に固定
されている。
形態に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。波長が
たとえば１５７ｎｍであるＤＵＶエキシマーレーザー２
１は、光学系２と共に照明光学系を構成する。この照明
光学系には、ドイツ特許第１９５３５３９２Ａ号に記載
の偏光子２２が用意されている。この構成により、ベク
トルＰL及びＰR により指示される直線偏光を伴い且つ
光軸Ａを有する光束２０が形成される。この光束は、透
明基板１０上の、たとえば、クロムから形成される透過
性ではない構造１１を有するレチクル１を通過する。こ
の実施形態では、基板は光軸Ａの方向に主軸が向いてお
り、ＭｇＦ2 から形成されている。構造１１は投影対物
レンズ３、たとえば、鏡面対物レンズを通して、支持手
段４１に配置されているウェハ４上に結像される。基板
材料１０は本来の結像光路内に配置されていないので、
構造１１は基板１０の、投影対物レンズ３に向いた面に
配設されている。レチクル１は位置決め手段１２に固定
されている。
【０００９】レチクル１は、適切な透過率を有する材
料、たとえば、同じ結晶の向きのＣａＦ2，ＢａＦ2又は
ＭｇＦ2 などから成る２枚の平面平行カバープレート
（ペリクル）１３，１４の間に配置されている。これら
のペリクル１３，１４はダクト系統５１，５２及び冷却
装置５と接続している。これにより、好ましくは気体、
特に適切なヘリウムガスなどの流体５０がレチクル１の
周囲を循環する。その結果、構造１１が様々に異なる形
状で設けられているレチクル１の領域又は光束２０によ
り異なる強さで照射されるレチクル１の領域の相互の有
効な温度平衡が得られると共に、全体的な冷却と温度の
安定化が可能になる。実施形態の場合のように、レチク
ル１の表裏で逆方向の流れによる冷却を行うのが好まし
い。
料、たとえば、同じ結晶の向きのＣａＦ2，ＢａＦ2又は
ＭｇＦ2 などから成る２枚の平面平行カバープレート
（ペリクル）１３，１４の間に配置されている。これら
のペリクル１３，１４はダクト系統５１，５２及び冷却
装置５と接続している。これにより、好ましくは気体、
特に適切なヘリウムガスなどの流体５０がレチクル１の
周囲を循環する。その結果、構造１１が様々に異なる形
状で設けられているレチクル１の領域又は光束２０によ
り異なる強さで照射されるレチクル１の領域の相互の有
効な温度平衡が得られると共に、全体的な冷却と温度の
安定化が可能になる。実施形態の場合のように、レチク
ル１の表裏で逆方向の流れによる冷却を行うのが好まし
い。
【００１０】フッ化物結晶から成るペリクル１３，１４
を流体冷却を伴う状態又は伴わない状態で別の材料から
成るレチクルと組み合わせても有利である。１１１結晶
板を原料にして製造を開始し、これを従来の方法及び／
又はイオンビームにより研磨するのが好ましい。本発明
によるレチクル，ペリクル及び装置は接触露光装置にも
適している。本発明によるレチクルは、照明光束の偏光
を行わなくても使用可能である。光の円偏光を行わせる
場合には、複屈折の全ての効果は光軸Ａに対して回転対
称形であり、従って、多様に許容できる。
を流体冷却を伴う状態又は伴わない状態で別の材料から
成るレチクルと組み合わせても有利である。１１１結晶
板を原料にして製造を開始し、これを従来の方法及び／
又はイオンビームにより研磨するのが好ましい。本発明
によるレチクル，ペリクル及び装置は接触露光装置にも
適している。本発明によるレチクルは、照明光束の偏光
を行わなくても使用可能である。光の円偏光を行わせる
場合には、複屈折の全ての効果は光軸Ａに対して回転対
称形であり、従って、多様に許容できる。
【図１】 本発明に従った種類の投影露光装置を示す概
略図。
略図。
１…レチクル、２…光学系、３…投影対物レンズ、５…
冷却装置、１０…基板、１３，１４…ペリクル、２０…
光束、５０…流体、５１，５２…ダクト系統、Ａ…光
軸。
冷却装置、１０…基板、１３，１４…ペリクル、２０…
光束、５０…流体、５１，５２…ダクト系統、Ａ…光
軸。
Claims (12)
- 【請求項１】 透明な、光学的に単軸の結晶から成る基
板材料（１０）を含むレチクルにおいて、結晶の主軸
（Ａ）がレチクル（１）の面に対しほぼ垂直であること
を特徴とするレチクル。 - 【請求項２】 基板材料（１０）としてのＭｇＦ2 上に
構成されるレチクルにおいて、ＭｇＦ2 の主軸（Ａ）は
レチクル面（１）に対しほぼ垂直に向けられていること
を特徴とするレチクル。 - 【請求項３】 主軸はレチクル（１）の面に対し±５°
の範囲内で垂直に向けられていることを特徴とする請求
項１又は２記載のレチクル。 - 【請求項４】 レチクルに冷却装置（５，１３，１４，
５０，５１，５２）が設けられていることを特徴とする
請求項１から３の少なくとも１項に記載のレチクル。 - 【請求項５】 冷却装置（５，１３，１４，５０，５
１，５２）は流動流体（５０）を有することを特徴とす
る請求項４記載のレチクル。 - 【請求項６】 照明光学系（２）と、基板材料（１０）
としてのフッ化マグネシウムを含むレチクル（１）とを
有するマイクロリソグラフィの露光装置において、照明
光学系（２）は偏光（２０，ＰL，ＰR）した光を供給
し、レチクル（１）を構成しているフッ化マグネシウム
の結晶主軸はほぼ光軸（Ａ）の方向に向いていることを
特徴とする露光装置。 - 【請求項７】 照明光学系（２）と、透明な、光学的に
単軸の結晶から成る基板材料（１０）を含むレチクル
（１）とを有するマイクロリソグラフィの露光装置にお
いて、照明光学系は偏光（２０，ＰL，ＰR）した光を供
給し、レチクル（１）の基板材料（１０）の主軸はほぼ
光軸（Ａ）の方向に向けられていることを特徴とする露
光装置。 - 【請求項８】 請求項３から５の少なくとも１項に記載
のレチクルを有する請求項６又は７記載の露光装置。 - 【請求項９】 結晶から成る基板材料（１０）を含むレ
チクル（１）において、流体冷却装置を備えたこと特徴
とするレチクル。 - 【請求項１０】 少なくとも１枚の平坦な板（１３，１
４）がレチクル（１）と平行に配置され、レチクル
（１）と平坦な板（１３，１４）との間に流体（５０）
を流すことを特徴とする請求項９記載のレチクル
（１）。 - 【請求項１１】 平坦な板（１３，１４）は結晶、特に
ＣａＦ2又はＭｇＦ2から形成されていることを特徴とす
る請求項１０記載のレチクル（１）。 - 【請求項１２】 フッ化物結晶、特にＣａＦ2，ＢａＦ2
又はＭｇＦ2 から成るペリクル（１３，１４）。
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