DE69026056T2

DE69026056T2 - Scanner-Vorrichtung

Info

Publication number: DE69026056T2
Application number: DE1990626056
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Fukuda; Takashi Iizuka; Yutaka Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: EP0435644B1; DE69026056D1; EP0435644A3; JPH03202802A; JP2742122B2; EP0435644A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTE TECHNIK

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Reflexionsvorrichtung mit einem Spiegel mit einer mehrlagigen Beschichtung. Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Abtastsystem oder ein Belichtungsgerät mit einer solchen Reflexionsvorrichtung.
Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Reflexionsvorrichtung mit einem Spiegel mit einer mehrlagigen Be schichtung, der wirkungsvoll zur Reflexion von Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger, also beispielsweise Röntgenstrahlen, Vakuum-Ultraviolett-Strahlen und dergleichen ist, um ein erweitertes oder diffuses Reflexionslicht zu erzeugen. Gemäß einem weiteren Aspekt befaßt sich die Erfindung mit einem Abtastsystem oder einem Belichtungsgerät mit einer solchen Reflexionsvorrichtung.
Üblicherweise wird zur Reflexion von Licht mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger, welches einen schmalen Divergenzwinkel aufweist, wie beispielsweise Röntgenstrahlen oder Vakuum-Ultraviolett-Strahlen und zur Vergrößerung des Durchmessers des Lichts ein fester Konvexspiegel oder ein schwingend bewegter Konvex- oder ebener Spiegel verwendet. Wenn es bei Verwendung eines derartigen Spiegels erwünscht ist, bei einer bestimmten Wellenlänge eine verglichen mit den anderen Wellenlängen erhöhte Reflexionsfähigkeit vorzusehen, kann in Betracht gezogen werden, daß auf der Spiegeloberfläche eine im Hinblick auf die besondere Wellenlänge entworfene mehrlagige Schicht ausgebildet wird. Das Vorsehen einer derartigen mehrlagigen Beschichtung auf der Spiegeloberfläche bringt jedoch Probleme wie die folgenden mit sich.
Bei einem fixierten Konvexspiegel treffen verschiedene Abschnitte von Licht, das auf die Reflexionsoberfläche des Spiegels gegeben wird, auf verschiedene Stellen auf der konvexen Reflexionsoberfläche des Spiegels. Folglich haben die eingegebenen Lichtstrahlen an diesen Positionen verschiedene Winkel (Einfallswinkel) bezüglich der Reflexionsoberfläche. Andererseits ist eine mehrlagige Beschichtung im allgemeinen so optimiert, daß sie ihre Qualität zeigt, wenn Licht einer vorbestimmten Wellenlänge unter einem vorbestimmten Winkel (Einfallswinkel) daraufgegeben wird. Dementsprechend ist es bei einem fixierten konvexen Spiegel möglich, daß bezüglich der vorbestimmten Wellenlänge nur die Reflexionslichtstrahlen, die beispielsweise um die Spitze des Spiegeis erzeugt werden eine hohere Intensität (verglichen mit den anderen Wellenlängen) aufweisen, und daß die Reflexionslichtstrahlen, die durch die anderen Abschnitte des Spiegeis erzeugt werden, eine erhöhte Intensität bezüglich irgendeiner von der vorbestimmten Wellenlänge verschiedenen Wellenlänge aufweisen.
Wenn dies geschieht, dann weist das durch diesen Spiegel erzeugte Reflexionslicht in seinem Querschnitt eine räumliche Ungleichmäßigkeit auf.
Andererseits verändert sich bei einem schwingbaren Spiegel die Neigung der Reflexionsoberfläche zum darauf gerichteten Licht mit der Zeit. Folglich verändert sich auch der Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Reflexionsoberfläche mit der Zeit. Dies führt dazu, daß bei dem erzeugten Reflexionslicht, mit welchem eine zu beleuchtende; Obefläche abgetastet wird, diejenige Lichtkomponente, die eine relativ starke Lichtintensität aufweist, eine variierende Wellenlänge hat. Wenn ein solcher fixierter Spiegel oder ein schwingbarer Spiegel in einem Beleuchtungssystem eines Röntgenstrahlenbelichtungsgerätes verwendet wird, um beispielsweise einen Halbleiter-Wafer mit von diesem Spiegel reflektierten Röntgenstrahlen zu belichten, verhindert die Ungleichmäßigkeit in der Wellenlänge oder die Variation der Wellenlänge wie vorstehend beschrieben eine gleichmäßige Belichtung, weil im allgemeinen die Empfindlichkeit eines auf den Wafer aufgetragenen Fotolacks eine Abhängigkeit von der Wellenlänge aufweist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist dementsprechend eine primäre Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Reflexionsspiegel zu schaffen, der frei von den vorstehend beschriebenen Nachteilen ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Reflexionsvorrichtung mit einem solchen Reflexionsspiegel zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abtastsystem mit einer solchen Reflexionsvorrichtung zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Belichtungsgerät mit einer solchen Reflexionsvorrichtung zu schaffen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Abtastsystem geliefert, mit einer Stahlungsquelle, einem Reflexionsspiegel zum Reflektieren eines Strahlungsstrahls von der Strahlungsquelle, um einen reflektierten Strahl zu erzeugen, und einer Antriebsvorrichtung zum Schwingen des Reflexionsspiegels, um den Strahlungsstrahl abzulenken, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung dazu ausgelegt ist, den Reflexionsspiegel derart zu schwingen, daß die Position und der Einfallswinkel des Strahlungsstrahls auf dem Reflexions spiegel entsprechend verändert werden, und der Reflexionsspiegel eine darauf ausgebildete mehrlagige Beschichtung aufweist, welche eine Dicke hat, die mit zunehmendem Abstand von der Strahlungsquelle in einer den einfallenden und den reflektierten Strahlungsstrahl enthaltenden Ebene allmählich zunimmt, wobei die Dicke der mehrlagigen Beschichtung so ist, daß eine veränderung des Wellenlängenspektrums des reflektierten Strahls in Abhängigkeit von der Position und dem Einfaliswinkel des Strahlungsstrahls im wesentlichen verhindert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Belichtungsgerät geliefert, mit einem Abtastsystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, und einem Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines Maskenmusters mit einem Strahlungsstrahl, der durch das Abtastsystem derart abgelenkt wird, daß ein Wafer dem Strahl ausgesetzt ist, nachdem der Strahl durch das Maskenmuster hindurchgetreten ist.
Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Reflexionsspiegel mit einer ebenen Refexionsoberfläche, einer konkaven Reflexionsobefläche oder einer konvexen Reflexionsoberfläche verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Spiegel eine ebene Reflexionsoberfläche, und die Antriebsvorrichtung bewegt den Reflexionsspiegel rotierend um eine von der Reflexionsoberfläche beabstandete Rotationsachse. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform hat der Reflexionsspiegel eine konvexe Reflexionsoberfläche, und die Antriebsvorrichtung bewegt den Reflexionsspiegel rotierend um eine von der Reflexionsoberfläche beabstandete Rotationsachse, oder, alternativ hierzu, die Antriebsvorrichtung bewegt den Reflexionsspiegel oszillierend in eine den Strahlungs strahl kreuzenden Richtung.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der Reflexionsspiegel vorzugsweise derart angeordnet, daß der Strahlungsstrahl wie Röntgenstrahlen streifend (unter einem gewissen Sreifwinkel) auf dessen Reflexionsoberfläche gegeben werden, um eine verbesserte Reflexionsfähigkeit zu gewährleisten.
Es ist hier anzumerken, daß der Begriff "Einfallsebene" eine Ebene bezeichnet, die den auf die Reflexionsoberfläche des Reflexionsspiegels gegebenen Strahlungsstrahl und den durch diese Reflexionsoberfläche erzeugten Reflexionsstrahl enthält.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine schematische und graphische Ansicht eines Belichtungsgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine schematische und graphische Ansicht eines in Figur 1 gezeigten Abtastsystems.
Figur 3 ist eine schematische und graphische Ansicht eines weiteren Beispiels eines Abtastsystems, das in dem in Figur 1 gezeigten Belichtungsgerät verwendbar ist.
Figur 4 ist eine graphische Darstellung, die das Wellenlängenspektrum an entgegengesetzten Enden bezüglich einer Abtastrichtung zeigt, wobei eine bestimmte Oberfläche unter Verwendung eines Abtastsystems gemäß der vorliegenden Erfindung abgetastet wird.
Figur 5 ist eine der Figur 4 ähnelnde graphische Darstellung, wobei jedoch die Oberfläche unter Schwingen eines Spiegels mit einer mehrlagigen Beschichtung abgetastet wird, deren Schichten eine gleichförmige Dicke über die gesamte Reflexionsoberfläche aufweisen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1, die ein Belichtungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, bezeichnet 1 eine Strahlungsquelle wie beispielsweise eine Röntgenstrahl quelle, die dazu ausgelegt ist, einen Strahlungsstrahl wie beispielsweise Röntgenstrahlen zu erzeugen, der verschiedene Wellenlängen enthält und eine relativ große Bandbreite und einen relativ kleinen Divergenzwinkel aufweist. Mit 2 ist eine Abtast- und Diffusionsvorrichtung mit einem schwingbaren Spiegel bezeichnet; und 3 ist eine Maske, auf welcher ein Schaltungsmuster ausgebildet ist; bei 4 befindet sich ein Halbleiter-Wafer mit einem auf dessen Oberfläche aufgetragenen Fotolack; bei 30 befindet sich eine Maskenbühne zum Halten der Maske 3; und bei 40 befindet sich eine Waferbühne zum Halten des Wafers 49 Die Strahlungsquelle 1, die Abtast- und Diffusionsvorrichtung 2 und die Bühnen 30 und 40 sind entlang einer horizontalen Achse angeordnet.
Die Abtast- und Diffusionsvorrichtung ist angeordnet, um den Röntgenstrahl 101 mit deren Spiegel zu reflektieren und um den Röntgenstrahl abtastend in eine Richtung oder Richtungen abzulenken, die in Figur 1 durch einen Pfeil S bezeichnet ist (sind). Auf diese Weise erzeugt sie( einen diffus gemachten Röntgenstrahl (Reflexionsstrahl), durch welchen die Maske 3 beleuchtet wird, und somit wird der Fotolack des Waf ers 4 durch den Röntgenstrahl dem Maskenmuster ausgesetzt. Obwohl dies in Figur 1 nicht gezeigt ist, pflanzt sich der Röntgenstrahl innerhalb einer Röhre oder einer Kammer, deren Innenraum evakuiert ist, fort. Wenn es gewünscht wird, kann das Innere einer derartigen Röhre oder Kammer beispielsweise mit einem Heliumgas gefüllt werden.
Der schwingbare Spiegel der Abtast- und Diffusionsvorrichtung 2 weist ein Substrat und einen auf dem Substrat ausgebildeten Reflexionsfilm auf, und der Reflexionsf ilm wird durch einen mehrlagigen Film gebildet. Jede Lage des mehrlagigen Films hat eine Dicke, die mit zunehmendem Abstand von der Strahlungsquelle 1 in der Einfallsebene des Strahlungsstrahls (Röntgenstrahls) 101 allmählich zunimmt.
Beim Entwurf eines derartigen Spiegels wird zunächst der Einfallswinkel des Strahlungsstrahls wie eines Röntgenstrahl 101 auf den Spiegel (Reflexionsoberfläche) betrachtet, und es wird der erforderlich Winkel der Schwingbewegung des Spiegeis entsprechend der Größe der benotigten Beleuchtungszone bestimmt. Dann wird der optimale mehrlagige Aufbau des Reflexionsfilmes bestimmt.
Als Material für das Substrat des Reflexionsspiegels kann Kieselerde (SiO&sub2;) am besten sein, insbesondere im Hinblick auf die Läppungsprazision und dergleichen. Es kann jedoch ein beliebiges anderes Material verwendet werden. Beispielsweise könrien Siliziumkarbid (SiC) oder andere Metall- Materialien verwendet werden.
Typischerweise weist ein Mehrlagenstrukturfilm abwechselnd angelagerte Schichten aus verschiedenen Materialien auf. Als Materialien können vorzugsweise zwei verschiedene Materialien ausgewählt werden, die bezüglich der Wellenlänge der in Rede stehenden Röntgenstrahlen eine große Differenz im Realteil des komplexen Brechungsindex, aber kleine Imaginärteile im komplexen Brechungsindex aufweisen. Als Verfahren zur Ausbildung eines derartigen Films sind beispielsweise ein Hochfrequenz-Magnetron-Sputter-Verfahren oder ein Ionenstrahl-Sputter-Verfahren wirkungsvoll. Es ist jedoch auch irgendein anderes Verfahren wie beispielsweise irgendeines von verschiedenen Sputter-Verfahren, Elektronenstrahlablagerungsverfahren, chemischen Dampfablagerungs(Vaporisierungs-)Verfahren verwendbar.
Um eine kontinuierlich Veränderung in der Periode des mehrlagigen Films (d.h. der Dicke jeder Lage) zu gewährleisten, kann während der Ausbildung des Films ein Verfahren verwendet werden, bei welchem eine Verschlußvorrichtung vor dem Substrat angeordnet und die Öffnungszeitdauer des Verschlusses gesteuert wird. Genauer gesagt wird eine Verschlußvorrichtung vor der Substratoberfläche angeordnet, auf welcher der Film auszubilden ist, und die Öffnung eines Verschlußflügels der Verschlußvorrichtung wird von derjenigen Seite der Substratoberfläche in Gang gesetzt, an welcher ein dickerer Film auszubilden ist. Die Öffnungsbewegung des Verschlußflügels ist kontinuierlich. Durch Wiederholung dieses Vorganges für alle auszubildenden Lagen erhält der resultierende mehrlagige Film eine sich kontinuierlich verändernde Periode (Filmschichtdicke) 9 Das Filmausbildungsverfahren ist jedoch nicht hierauf beschränkt, und es kann auch irgendein anderes Verfahren verwendet werden.
Figur 2 zeigt Details eines Beispiels der Abtast- und Diffusionsvorrichtung 2 des Ausführungsbeispiels nach Figur 1. Bei diesem Beispiel weist die Vorrichtung 2 einen Reflexionsspiegel 104 auf, der ein Substrat mit einer ebenen Oberfläche hat, auf welcher ein mehrlagiger Film ausgebildet ist. Genauer gesagt ist die Oberfläche des Substrates 103 durch Läppen poliert, und ein mehrlagiger Film 102 wird auf dieser Oberfläche ausgebildet. In der horizontalen Richtung längs der Oberfläche des Substrates 103 weist der mehrlagige Film 102 eine sich kontinuierlich verändernde Periode auf. Genauer gesagt, jede Lage des mehrlagigen Films 102 hat eine Dicke, die linear ansteigt, und zwar in einer Richtung von der Röntgenstrahleingangsseite zur Ausgabeseite. Hier ist die Dicke jeder Lage an einem gegebenen Punkt auf der Oberfläche des Substrates 103 so bestimmt, daß eine Größe "d x sinΘx" im wesentlichen konstant gehalten wird, wobei Θx der Einfallswinkel des Röntgenstrahis 101 ist, welcher sich mit der Winkelstellung des Spiegels 104 ändert, und wobei d die Dicke an einer besonderen Stelle innerhalb des Abschnittes des eingegebenen Röntgenstrahis 101 (zum Beispiel im Zentrum des Abschnittes des Röntgenstrahls) ist.
Bei diesem Beispiel ist der Spiegelschwingmechanismus so wie er dargestellt ist, und er umfaßt ein Betätigungselement 109, eine Antriebsvorrichtung 110, eine Steuervorrichtung 111 und einen Systemsteuerungscomputer 112, wobei das Betätigungselement 110 durch den Systemsteuerungscomputer 112, die eine Steuervorrichtung 111, und die Antriebsvorrichtung 110 angetrieben wird. Durch diesen Antrieb wird ein bewegbarer Abschnitt 108 des Betätigungselementes schwingend längs einer Bogenlinie um eine Drehachse 113 bewegt, wodurch der Spiegel 104, der durch eine Basishaltevorrichtung 105 gehalten wird und innerhalb einer Kammer vorgesehen ist, um die Achse 113 längs einer Bogenlinie schwingend bewegt wird. Mit 107 sind Balge bezeichnet, zum Trennen des Inneren der Kammer 106 vom Antriebsabschnitt (108, 109 und 113) und um die Kammer 106 dicht abzuschließen.
Der Schwingmechanismus ist nicht hierauf beschränkt, und irgendeiner, der den Spiegel 104 schwingen kann, ist verwendbar. Zum Beispiel: es ist eine Haltevorrichtung zum Halten des Spiegels vorgesehen, und eine Antriebsvorrichtung ist mit dem Spiegel oder der Haltevorrichtung gekoppelt, um dieselben anzutreiben. Das gezeigte Beispiel hat eine Computer-Steuerfunktion.
Eine andere Ausführungsform der Abtast- und Diffusionsvorrichtung 2 ist in Figur 3 gezeigt. In Figur 3 sind gleiche Bezugszeichen wie in Figur 2 ähnlichen Elementen zugewiesen. Mit 108 sind bewegbare Arme bezeichnet, und mit 119 ist ein Betätigungselement bezeichnet, das ein Auf- und Abwärtsbewegen der Arme 108 bewirkt. Ein Ende jedes Arms ist mit einer Basis 105 gekoppelt, so daß die Basis 105 und der Spiegel 104 durch die Arme 108 gehalten werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Substrat 103 des Spiegeis 104 eine konvexe Form mit quadratisch gekrümmter Oberfläche (zylindrische Oberfläche) mit einem sehr großen Krümmungsradius R, und auf dieser Oberfläche ist ein mehrlagiger Film 102 ausgebildet. Der Film 102 hat grundsätzlich einen ähnlichen mehrlagigen Aufbau wie der des Spiegels 104 nach Figur 2, und die Dicke jeder Lage nimmt mit Ansteigen der Entfernung von der Strahlungsquelle 1 (Figur 1) zu.
Bei diesem Beispiel wird der Spiegel 104 mittels des Betätigungselementes 119 und der Arme 108 oszillierend auf- und abbewegt, um Pfad des Röntgenstrahls 101 zu kreuzen. Folglich tastet der Spiegel 104 den Röntgenstrahl unter Reflektieren desselben ab. Der Spiegel 104 erzeugt somit einen diffusen Reflexionsstrahl (Röntgenstrahl).
Die Abtast- und Diffusionsvorrichtung 2 kann auf eine Art modifiziert werden, die verschieden von den Darstellungen in den Figuren 2 und 3 ist. Beispielsweise kann ein wie in Figur 3 gezeigter konvexer Spiegel auf der Haltevorrichtung 105 nach der Figur 2 montiert werden, so daß der Spiegel längs einer Bogenlinie bewegt werden kann.
Es wird nun ein praktisches Beispiel eines Reflexionsspiegels 104 beschrieben, welcher eine ebene oder eine konvexe Reflexionsoberfläche haben kann.
Es kann ein Kieselerdesubstrat 103 verwendet werden, dessen Oberfläche durch Läppen auf eine Größenordnung an Ebenheit von λ/20 (λ = 6328 Å) und eine Oberflächenrauhigkeit von 4,6 Årms poliert ist, und das eine Größe von 40 x 40 x 15 (mm) aufweist. Auf ein solches Substrat können vier Lagen Ruthenium (Ru) und drei Lagen Aluminium (Al) alternierend durch das Ionen-Sputter-Verfahren aufgetragen werden, um einen mehrlagigen Film 102 mit insgesamt sieben Lagen zu schaffen. Die Dicke jeder Lage kann durch das vorstehend erwähnte Verschlußsteuerungsverfahren kontinuierlich geradlinig verändert werden. Die Ruthenium-Lage kann eine sich von 17,2 Å bis 51,4 Å andernde Dicke haben. Die Aluminium-Lage kann eine sich von 7,8 Å bis 78,9 Å andernde Dicke haben&sub9; Bei dem Verschlußsteuerungsverfahren kann ein rechteckiger Verschluß vor dem Substrat 103 vorgesehen und mit konstanter Geschwindigkeit in eine horizontale Richtung längs der Oberfläche des Substrats bewegt werden.
Unter der Annahme, daß ein solcher Spiegel 104 in einer Spiegelkammer angeordnet ist, wurden Simulationen unter der Annahme durchgeführt, daß der Spiegel längs einer Bogenlinie mit einem Rotationsradius von 1 m geschwungen wurde, daß auf den Spiegel ein Strahl von Röntgenstrahlen von einer Synchrotronbahnstrahlungs-(SOR-)Quelle gegeben wurde, daß der Winkel der Schwingbewegung ±0,86 Grad betrug, daß der Röntgenstrahl einen Einfaliswinkel van 4 Grad auf den Spiegel aufwies, als die Winkelposition des Spiegels 0 Grad betrug, und daß der Meßpunkt zum Messen des erzeugten Reflexionsstrahls (Röntgenstrahls) in einer Entfernung von 1 m vom Spiegel 104 festgelegt wurde. Durch die Ergebnisse wurde bestätigt, daß der eingegebene Röntgenstrahl mit einer vertikalen Ausdehnung von 5 mm gerade vor dem Spiegel 104 ausgedehnt und projiziert werden kann, daß er eine Beleuchtungszone vom 30 mm beleuchten kann. Es wurde ferner bestätigt, daß die zentrale Wellenlänge des projizierten Röntgenstrahls an der oberen Kante, im Zentrum und an der unteren Kante der Beleuchtungszone im wesentlichen bei 9 Å gehalten werden kann, und daß über die Zone die Variation der Wellenlänge ausreichend unterdrückt werden kann. Figur 4 zeigt eine beispielhafte Wellenlängenverteilung an der oberen Kante (durchgezogene Linie) und an der unteren Kante (gestrichelte Linie) der Beleuchtungszone.
Für ein vergleichendes Beispiel wurden ähnliche Simulationen unter der Annahme gemacht, daß ein mehrlagiger Film, der bezüglich Licht von 9 Å optimiert war, mit einer gleichmäßigen Lagendicke auf dem Substrat ausgebildet wurde; das Substrat war aus Kieselerde hergestellt, jede Ruthenium-Lage hatte eine gleichmäßige Dicke von 33,8 Å über die Substratoberfläche, jede Aluminium-Lage hatte eine gleichmäßige Dicke von 38,9 Å über die Substratoberfläche, und die Gesamtanzahl der Lagen, der Winkel der Schwingbewegung des Spiegeis und der Einfaliswinkel des eingegebenen Röntgenstrahls waren die selben wie die bei der Simulation für den Spiegel gemäß der vorliegenden Erfindung. Durch die Ergebnisse wurde bestätigt, daß, obwohl eine ähnliche Beleuchtungszone vom 30 mm in 1 m Entfernung vom Spiegel erhalten werden kann, die zentrale Wellenlänge des Röntgenstrahls 11 Å an der oberen Kante der Zone und 7 Å an der unteren Kante der Zone beträgt, und daß über die Beleuchtungszone eine Ungleichmäßigkeit der Wellenlänge von ungefähr 4 Å erzeugt wurde. Figur 5 zeigt eine beispielhafte Wellenlängenverteilung an der oberen Kante (durchgezogene Linie) und der unteren Kante (gestrichelte Linie) für den Fall, daß ein mehrlagiger Film mit gleichmäßiger Lagendicke verwendet wird.
Es wird nun ein weiteres praktisches Beispiel eines Reflexionsspiegels gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es kann ein Kieselerde-Substrat 103 mit einer zylindrischen Oberfläche verwendet werden, die durch Läppen auf eine Größenordnung an Oberfächenprazision von λ/10 und eine Oberflächenrauhigkeit von 5,0 Årms poliert ist, und das eine Größe von 350 x 80 x 50 (mm) und einen Radius R = 50 m aufweist. Auf diese zylindrische Oberfläche können acht Lagen Ruthenium (Ru) und sieben Lagen Aluminium (Al) alternierend durch das Hochf requenz-Magnetron-Sputter-Verfahren aufgetragen werden, um einen mehrlagigen Film 102 mit insgesamt fünfzehn Lagen zu schaffen. Die Dicke jeder Lage kann durch das vorstehend beschriebene Verschlußsteuerungsverfahren von einem Ende zu dem anderen Ende kontinuierlich verändert werden. Innerhalb eines Bereichs von ±35 mm um das Zentrum (Spitze) des Substrats 103 und längs eines Bogens (zylindrische Oberfläche) kann jede Ruthenium-Lage eine sich von 15,0 Å bis 35,5 Å (von einem Ende zum anderen Ende) ändernde Dicke haben, während jede Aluminium-Lage eine sich von 9,5 Å bis 106,5 Å ändernde Dicke haben kann.
Unter der Annahme, daß ein solcher konvexer Spiegel 104 in einer Spiegelkammer angeordnet war, wurden Simulationen unter der Annahme durchgeführt, daß der Spiegel längs einer Bogenlinie mit einem Rotationsradius von 1 m geschwungen wurde, daß auf den Spiegel ein Strahl von Röntgenstrahlen von einer Synchrotronbahnstrahlungs-(SOR-)Quelle gegeben wurde, daß der Winkel der Schwingbewegung ±0,86 Grad betrug, daß der Röntgenstrahl einen Einfaliswinkel von 5 Grad auf das Zentrum (die Spitze) des Spiegel aufwies, als die Winkelposition des Spiegeis null (0) Grad betrug, und daß der Meßpunkt zum Mes sen des erzeugten Reflexionsstrahls (Röntgenstrahls) in einer Entfernung von 1 m vom Spiegel 104 festgelegt wurde. Durch die Ergebnisse wurde bestätigt, daß der eingegebene Röntgenstrahl mit einer vertikalen Ausdehnung von 5 mm gerade vor dem Spiegel 104 ausgedehnt und projiziert werden kann, daß er eine Beleuchtungszone vom 93 mm beleuchtet. Es wurde ferner bestätigt, daß die zentrale Wellenlänge des projizierten Röntgenstrahls an der oberen und der unteren Kante der Beleuchtungszone im wesentlichen bei 10 Å gehalten werden kann, und daß über die Zone die Variation der Wellenlänge ausreichend unterdrückt werden kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird verstanden werden, daß der Reflexionsspiegel der vorliegenden Erfindung den Vorteil aufweist, daß der erzeugte Reflexionsstrahl eine geringe Wellenlängen-Ungleichförmigkeit aufweist, zusätzlich zu dem Vorteil, daß Licht mit einem geringen Divergenzwinkel in Licht von ausreichender Ausdehnung zur Beleuchtung einer weiten Zone transformierbar ist.
Wenn ein solcher Spiegel beispielsweise in einem Rönt genstrahl-Belichtungsgerät verwendet wird, ist es möglich, die Korrektur einer von der spektralen Empfindlichkeit eines verwendeten Fotolacks abhängenden ungleichförmigen Belichtung zu vermeiden oder zu reduzieren, und deshalb besteht kein Bedarf an komplizierten, von den Eigenschaften von einzelnen Fotolackmaterialien abhängenden Korrekturarbeiten. Wenn ein solcher Spiegel verwendet wird, ist eine gleichförmige Belichtung eines Fotolacks auf einem Wafer auf einfache Weise selbst dann erreichbar, wenn die Beleuchtung in der Belichtungsregion nicht einheitlich ist, nämlich durch ein entspre chend der Uneinheitlichkeit der Beleuchtung unterschiedliches Festsetzen der Belichtungszeitperioden für verschiedene Abschnitte der Belichtungsregion. Als solche Belichtungssteuerung kann ein bekanntes Verfahren wie es in der Zeitschrift "Summary of Society of Japanese Applied Physics, 1988, Spring, 31a-k-9" von Nihon Denki Kabushiki Kaisha diskutiert wurde, verwendet werden. Wenn es hierbei erforderlich ist, die Stärke des Beleuchtungslichts durch eine Vorrichtung zu messen, sollte die Intensität des Beleuchtungslichts den Absorptionseigenschaften (Wellenlängenabhängigkeit) des verwendeten Fotolacks entsprechen.
Andererseits wurde kürzlich der Zerstörung eines strahlenoptischen Elements durch Strahlung Aufmerksamkeit geschenkt. Weil bei der in den Figuren 1, 2 oder 3 gezeigten Anordnung der Spiegel 104 schwingend oder oszillierend bewegt wird, verändert sich die Einfallsstelle der Strahlung auf dem Spiegel mit der Zeit. Deshalb ist die Möglichkeit einer lokalen Beschädigung der Spiegeloberfläche sehr gering. Ferner ist es durch geeignete Auswahl beispielsweise der Form der Spiegelreflexionsoberfläche oder des Winkels der Schwingbewegung leicht möglich, den Abstand oder den Blickwinkel einzustellen, und durch geeignete Auswahl beispielsweise der Materialien, der Anzahl der Lagen, der Lagendicke oder der Lagendickeverteilung des mehrlagigen Films ist es leicht möglich, eine gewünschte Wellenlängenverteilung zu erhalten.
Gemäß einem anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf einen Spiegel anwendbar, der fest fixiert ist. Wenn ein solcher Spiegel in einem Belichtungsgerät zu verwenden ist, wird er vorzugsweise eine konvexe Reflexionsobefläche haben. Auf der konvexen Reflexionsoberfläche kann ein mehrlagiger Film ausgebildet sein, wobei jede Lage eine sich mit der Position auf der Reflexionsoberfläche ändernde Dicke aufweist. Dies ist wirksam, um eine Unregelmäßigkeit in der Wellenlänge eines erzeugten Reflexionsstrahl von der Reflexionsoberfläche zu unterdrücken, welche aus verschiedenen Einfallswinkeln von verschiedenen Abschnitten eines eingegebenen Strahlungsstrahl resultieren, die an verschiedenen Stellen der Reflexionsoberfläche des Spiegels auftreffen. Dementsprechend ist es leicht möglich, einen Reflexionsstrahl zu erhalten, der eine ausreichende Ausdehnung und eine ausreichend reduzierte Ungleichförmigkeit in der Wellenlänge aufweist.
Der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Strahlungsstrahl ist nicht auf Röntgenstrahlen oder Vakuum-Ultraviolett-Strahlen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auch für Ultraviolett-Strahlen, sichtbare Strahlen oder Infrarot-Strahlen mit einer Wellenlänge von 200 nm oder mehr verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere wirkungsvoll, wenn sie bei einem Strahlungsstrahl angewendet wird, der eine relativ große Bandbreite aufweist.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die darin offenbarten Strukturen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die angegebenen Details beschränkt, und diese Anmeldung soll Modifikationen oder Abänderungen abdecken, die Verbesserungen bezwecken oder innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche liegen.

Claims

1. Abtastsystem mit einer Stahlungsquelle (1), einem Reflexionsspiegel (104) zum Reflektieren eines Strahlungsstrahls (101) von der Strahlungsquelle (1), um einen reflektierten Strahl zu erzeugen, und einer Antriebsvorrichtung (2) zum Schwingen des Reflexionsspiegels (1), um den Strahlungsstrahl abzulenken, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Antriebsvorrichtung dazu ausgelegt ist, den Reflexionsspiegel (104) derart zu schwingen, daß die Position und der Einfallswinkel des Strahlungsstrahls auf dem Reflexionsspiegel (104) entsprechend verändert werden, und

der Reflexionsspiegel (104) eine darauf ausgebildete mehrlagige Beschichtung (102) aufweist, welche eine Dicke hat, die mit zunehmendem Abstand von der Strahlungsquelle in einer den einfallenden und den reflektierten Strahlungsstrahl (101) enthaltenden Ebene allmählich zunimmt, wobei die Dicke der mehrlagigen Beschichtung (102) so ist, daß eine Veränderung des Wellenlängenspektrums des reflektierten Strahls in Abhängigkeit von der Position und dem Einfallswinkel des Strahlungsstrahls (101) im wesentlichen verhindert wird.

2. Abtastsystem nach Anspruch 1, wobei der Reflexionsspiegel (104) derart angeordnet ist, daß der Strahlungsstrahl (101) von der Strahlungsquelle (1) streifend auf den Reflexionsspiegel (104) auftrifft.

3. Abtastsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reflexionsspiegel (104) eine ebene Reflexionsoberfläche aufweist, und wobei die Antriebsvorrichtung (2) den Reflexionsspiegel (104) rotierend um eine Rotationsachse (113), die von der Reflexionsoberfläche beabstandet ist, bewegt.

4. Abtastsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reflexionsspiegel (104) eine konvexe Reflexionsobefläche aufweist, und wobei die Antriebsvorrichtung (2) den Reflexionsspiegel (104) rotierend um eine Rotationsachse (113), die von der Reflexionsoberfläche beabstandet ist, bewegt.

5. Abtastsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reflexionsspiegel eine konvexe Reflexionsoberfläche aufweist, und wobei die Antriebsvorrichtung (2) den Reflexionsspiegel (104) oszillierend geradlinig in eine den Strahlungsstrahl (101) kreuzende Richtung bewegt.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlungsquelle (1) eine Röntgenstrahiquelle aufweist.

7. Belichtungsgerät mit

einem wie in einem der vorhergehenden Ansprüche dargestellten Abtastsystem, und

einem Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines Maskenmusters (3) mit einem Strahlungsstrahl (101), der durch das Abtastsystem derart abgelenkt wird, daß ein Wafer (4) dem Strahl (101) ausgesetzt ist, nachdem der Strahl (101) durch das Maskenmuster (3) hindurchgetreten ist.