JP3047983B2 - 微細パターン転写方法およびその装置 - Google Patents

微細パターン転写方法およびその装置

Info

Publication number
JP3047983B2
JP3047983B2 JP2080741A JP8074190A JP3047983B2 JP 3047983 B2 JP3047983 B2 JP 3047983B2 JP 2080741 A JP2080741 A JP 2080741A JP 8074190 A JP8074190 A JP 8074190A JP 3047983 B2 JP3047983 B2 JP 3047983B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
mirror
substrate
optical system
attitude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2080741A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03283420A (ja
Inventor
恒男 寺澤
茂夫 森山
昌昭 伊東
史彦 内田
創一 片桐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2080741A priority Critical patent/JP3047983B2/ja
Publication of JPH03283420A publication Critical patent/JPH03283420A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3047983B2 publication Critical patent/JP3047983B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウエーハ上に微細パターンを転写する装置
の高性能化に係り、特に反射鏡を含む光学系を用いたパ
ターン転写の高い信頼性を得るのに好適な微細パターン
転写方法および装置に関する。
〔従来の技術〕
マスク上に描かれた半導体素子等の回路パターンをウ
エーハ上に転写する縮小投影露光装置には、解像力が高
く微細パターンが転写できることが要求される。露光光
の波長が短いほど解像力が高くなるので紫外光やX線が
用いられるが、波長が短かいほど吸収されやすくなるの
で透過型レンズによる露光光学系を実現するのは難し
い。そこで、反射型露光光学系を用いることが考えられ
る。X線を用いることを前提とした従来の反射型露光光
学系は特開昭63-18626号公報に示されている。上記の従
来例のように、一般に反射型露光光学系では透過型レン
ズを用いた光学系に比べて開口数(NA)を大きくするこ
とは困難で、かつマスクとウエーハとの間の光路長は長
くなる傾向にある。光学系を構成する反射鏡に微小な傾
きが生じると、露光光の進行する方向の誤差は反射鏡の
傾き誤差の2倍になるので、光路長の長い光学系ではマ
スク上のパターンが結像する位置は変化する。特に、露
光中に反射鏡が微小回転振動を生じると、位置のずれた
像が重なつて転写されるのでパターンの寸法精度は得ら
れず微細パターンの転写は期待できない。また、温度変
化等によつて反射鏡を支える部材が微小変形して、反射
鏡に傾きを発生させる場合もある。従来の反射型露光光
学系には、上記のような反射鏡の姿勢の誤差に起因する
結像性能の劣化とその対策については配慮がなされてい
なかつた。
〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の課題は、反射型露光光学系において、反射鏡
の姿勢の誤差に起因する結像性能の劣化が生じない微細
パターン転写方法およびその装置を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、反射鏡の姿勢の誤差に起因する結像性能
の劣化を検出する手段と反射鏡の姿勢を制御する制御手
段を新たに付加し、これらの手段を用いることによつて
達成される。
〔作用〕
マスク上あるいはその近傍の所定のパターンの投影像
を検出し、反射鏡の姿勢を制御する。パターンの露光中
あるいは露光と露光との間に反射鏡の姿勢制御をするこ
とによつて、常に微細パターンを所定の位置に転写する
ことができる。その結果、歪が無視できかつ高い寸法精
度の微細パターンを転写することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について述べる。第1図は、X
線を用いた、本発明の微細パターン転写装置を示す図で
ある。X線源から放射されたX線1は、拡幅光学系2を
通つてマスク4を一様に照明する。マスク4上のパター
ンは、凹面鏡7,凸面鏡8,凹面鏡9および平面鏡10の反射
鏡のみで構成される縮小投影光学系により、ウエーハ12
上に縮小転写される。例えばマスク4上のパターン19
は、該パターンから発する主光線18で示される経路をた
どりウエーハ12上に縮小転写される。ウエーハ12はウエ
ーハステージ13上に装着されている。ウエーハステージ
13を一定距離移動させた後に停止させてパターンを転写
することを繰返し行なうことにより、ウエーハ12上の全
面にパターンを縮小転写する。凹面鏡7,凸面鏡8および
凹面鏡9から構成される光学系については、特開昭63-1
8626号公報にいくつかの具体例が詳細に示されている。
本実施例では、マスク露光光として波長が14nmのX線
を用い、以下に示すFナンバーが15の光学系を採用し
た。すなわち、第1図において、マスク4から凹面鏡7
までの距離をS、凹面鏡7,凸面鏡8および凹面鏡9の曲
率半径をそれぞれr1,r2,r3、凹面鏡7と凸面鏡8との
間の面頂点間距離をd1、凸面鏡8と凹面鏡9との間の
面頂点間距離をd2とし、また凹面鏡7,凸面鏡8および
凹面鏡9の二次曲面形状を表わす円錐定数をそれぞれκ
1,κ2,κ3とする。さらに、凹面鏡9から平面鏡10を
通つてウエーハ12に到る距離をd3とする。これらのパ
ラメータの値を第1表に示す。
なお、反射鏡はすべて多層膜鏡である。
位置検出用照明系であるHe-Neレーザ等の照明光源3
は、マスク4上の、回路パターン領域の外側にある予め
決められたパターンを所定の方向に照明する。上記予め
決められたパターンは、該パターン、から発する主光線
17で示される経路をたどりミラー14で折り曲げられて、
ウエーハステージ13の近傍にあるポジシヨンセンサ11上
にその像を形成する。パターン転写中に光学系を構成す
る凹面鏡7が微小回転振動したと仮定すると、ウエーハ
12上の転写位置が微小振動するとともにポジシヨンセン
サ11上に形成される像の位置も変化する。その変化量を
制御部15に伝達し、上記ポジシヨンセンサ11上の像の位
置が所定の位置に戻るように凹面鏡駆動手段16を稼働さ
せて凹面鏡7の位置と姿勢を制御する。この制御によ
り、マスク4上のパターンはウエーハ12上の所定位置に
安定に転写される。
本実施例における凹面鏡7の微小回転角θと微小回転
により生じる転写位置の微小移動量δとの関係は、露光
光学系の各パラメータの値として第1表に示す値を用い
ると、第2図の曲線20に示す通りである。今、最小寸法
が0.2μmの微細パターンを転写する場合を考えると、
1回のパターン転写中に許容される転写位置の微小移動
量δは0.05μm以下である。これに対応する凹面鏡7の
微小回転角は0.04μradであり、この程度の回転は容易
に生じてしまう。したがつて、パターン転写中、あるい
は転写と転写の間等に常に反射鏡の姿勢を制御すること
が必要である。
第1図では、反射鏡を駆動する手段として凹面鏡7の
駆動部16のみを有する例を示したが、凸面鏡8あるいは
凹面鏡9あるいは平面鏡10の、位置と回転を制御する駆
動部も設けることが考えられる。さらに、上述のような
反射鏡の姿勢制御は行なわず、マスク4を搭載するマス
クステージ5を微小移動させたり、あるいはウエーハス
テージ13の停止位置を変化させても同様な効果がある。
反射鏡の姿勢制御と、マスクステージ5の微小移動ある
いはウエーハステージ13の停止位置の変更とをあわせて
行なつてもよい。
検出光をポジシヨンセンサ11のある方向に反射させる
ミラー14の表面形状を平面以外の面、例えば球面とする
と、ミラー14に入射する検出光のわずかな位置変化をポ
ジシヨンセンサ11上で拡大して捕らえることができるの
で、検出精度が向上する。さらに、予め決められたパタ
ーンの像位置を精度良く検出する手段として、検出用の
レーザ光を分岐し、反射鏡で構成される縮小投影光学系
を通過した分岐光と通過しない分岐光とを干渉させて位
置移動量を検出する方法、あるいはポジシヨンセンサ11
を回折格子に置き換えて、これを波長がわずかに異なる
2周波レーザで照明し、再び縮小光学系を通過して戻る
反射光の干渉検出を行なう方法等がある。
第1図では、マスク4上のパターンをウエーハ12上に
転写するための露光光はマスク14を透過照明するように
示してある。しかし、露光光の波長に応じてマスクの透
過率が変化するので、透過率が極端に小さくなる波長領
域では反射型マスクとするほうが望ましい。例えば、波
長が126nmから248nmの間のエキシマレーザ領域の光や波
長が1nm程度のX線を露光光に選ぶと、第1図に示すよ
うな透過照明用のマスクが使用可能である。しかし、波
長が10nm程度のX線を露光光に選ぶ場合は、反射型マス
クを使用することが望ましい。第3図は、反射型マスク
を使用した本発明の微細パターン転写装置である。反射
型マスク21を反射照明するようにX線の入射方向と拡幅
光学系2の位置、および位置検出用照明系であるHe-Ne
レーザ光源3をマスク21に対して反対側に設定するほか
は、第1図に示す構成と同一である。また、反射型マス
クを使用した場合でも、位置検出用照明系は透過照明と
してもよい。反射型マスク21の構成としては、マスク基
板の表面にX線を反射する多層膜を設け、この多層膜上
にX線を吸収する吸光剤のパターンを設ける構造、ある
いは、上記多層膜そのものでパターンを形成する構造等
が考えられる 〔発明の効果〕 本発明によれば、反射型投影光学系の反射鏡の姿勢の
誤差に起因する結像位置の変動が無いので、ウエーハ上
に転写すべきパターンの位置精度および寸法精度の高い
微細パターン転写が可能となつた。
【図面の簡単な説明】 第1図は、透過型マスクを用いた本発明の微細パターン
転写装置を示す図、第2図は、本実施例における凹面鏡
7の微小回転角θと微小回転により生じる転写位置の微
小移動量δとの関係を示す図、第3図は、反射型マスク
を用いた本発明の微細パターン転写装置を示す図であ
る。 1……露光用X線、2……X線拡幅光学系、3……照明
光源、4……マスク、7……凹面鏡、8……凸面鏡、9
……凹面鏡、11……ポジシヨンセンサ、12……ウエー
ハ、13……ウエーハステージ、16……凹面鏡駆動部、20
……凹面鏡7の微小回転角θと微小回転により生じる転
写位置の微小移動量δとの関係を示す曲線。21……反射
型マスク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 史彦 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 片桐 創一 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−47917(JP,A) 特開 昭64−89328(JP,A) 特開 平1−302723(JP,A) 特開 昭63−18626(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一の基板上のパターンを凹面鏡および凸
    面鏡を含む複数の反射鏡を有する投影光学系により第二
    の基板上に転写する方法であって、パターン転写中に第
    一の基板上あるいはその近傍にある予め決められたパタ
    ーンの前記投影光学系による投影像の位置をポジション
    センサで検出する工程と、前記検出された位置に基づい
    て前記投影光学系の凹面鏡あるいは凸面鏡の姿勢をもと
    にもどるように制御する工程を含むことを特徴とするパ
    ターン転写方法。
  2. 【請求項2】前記第一の基板上のパターンを第二の基板
    上に転写するための露光光として波長が249nm以下の光
    を用い、前記第一の基板上あるいはその近傍にある予め
    決められたパターンの投影像を検出するための検出光と
    して上記露光光とは異なる波長の光を用いることを特徴
    とする請求項1記載のパターン転写方法。
  3. 【請求項3】反射基板からなる第一の基板上のパターン
    を、反射鏡を含む投影光学系により第二の基板上に転写
    する方法であって、反射鏡の姿勢の誤差に起因する結像
    性能の劣化を補正するために、パターン転写中に反射鏡
    の姿勢を制御する工程を含むことを特徴とするパターン
    形成方法。
  4. 【請求項4】請求項3記載の露光方法であって、反射鏡
    の姿勢を制御する工程は、凹面鏡または凸面鏡の姿勢を
    制御することによりおこなうことを特徴とするパターン
    形成法。
  5. 【請求項5】第一の基板上の所定のパターンを第二の基
    板上にX線を用いて縮小投影する装置であって、反射鏡
    を含む投影光学系と、パターン転写中に前記反射鏡の姿
    勢の誤差を検出する手段と、前記検出された反射鏡の姿
    勢の誤差を補正する手段とを含むことを特徴とするパタ
    ーン転写装置。
  6. 【請求項6】前記反射鏡の姿勢の誤差は、前記第一の基
    板上あるいはその近傍にある予め決められたパターンの
    前記投影光学系による投影像を用いて検出し、前記第一
    の基板上の所定のパターンを前記第二の基板上に転写す
    るための露光光としてX線を用い、前記第一の基板上あ
    るいはその近傍にある予め決められたパターンの投影像
    を検出するための検出光として上記露光光とは異なる波
    長の光を用いることを特徴とする請求項5記載のパター
    ン転写装置。
JP2080741A 1990-03-30 1990-03-30 微細パターン転写方法およびその装置 Expired - Fee Related JP3047983B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2080741A JP3047983B2 (ja) 1990-03-30 1990-03-30 微細パターン転写方法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2080741A JP3047983B2 (ja) 1990-03-30 1990-03-30 微細パターン転写方法およびその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03283420A JPH03283420A (ja) 1991-12-13
JP3047983B2 true JP3047983B2 (ja) 2000-06-05

Family

ID=13726824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2080741A Expired - Fee Related JP3047983B2 (ja) 1990-03-30 1990-03-30 微細パターン転写方法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3047983B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW490598B (en) * 1999-11-30 2002-06-11 Asm Lithography Bv Lithographic projection apparatus and method of manufacturing a device using a lithographic projection apparatus
US7158215B2 (en) * 2003-06-30 2007-01-02 Asml Holding N.V. Large field of view protection optical system with aberration correctability for flat panel displays
JP4565916B2 (ja) * 2004-07-23 2010-10-20 三洋電機株式会社 光反応装置
US7307262B2 (en) * 2004-12-23 2007-12-11 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR101693498B1 (ko) * 2015-06-17 2017-01-17 주식회사 옵티레이 노광 장치에서의 카메라 조명 및 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03283420A (ja) 1991-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5222112A (en) X-ray pattern masking by a reflective reduction projection optical system
US8390783B2 (en) Method of measuring the position of a mask surface along the height direction, exposure device, and exposure method
US6278514B1 (en) Exposure apparatus
US7184124B2 (en) Lithographic apparatus having an adjustable projection system and device manufacturing method
KR20110016400A (ko) 측정 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP2000091220A (ja) 投影露光装置及び投影露光方法
JPH02181717A (ja) ホトリソグラフィ投影光学システム
JP2979667B2 (ja) 反射型のx線露光用マスク
JP3231241B2 (ja) X線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法
US6240158B1 (en) X-ray projection exposure apparatus with a position detection optical system
US7471372B2 (en) Exposure apparatus and production method of device using the same
JP3047983B2 (ja) 微細パターン転写方法およびその装置
JPH1064814A (ja) 面位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP3097620B2 (ja) 走査型縮小投影露光装置
JP2005166778A (ja) 露光装置、デバイスの製造方法
JP4764161B2 (ja) 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JPH11238666A (ja) X線投影露光装置
US20030223127A1 (en) Projection aligner and optical system therefor
JP3295860B2 (ja) 投影露光方法とそのための装置
JPH0510815B2 (ja)
JP2010114344A (ja) 露光装置、およびデバイス製造方法
JP4433609B2 (ja) 露光方法及び装置
JPH1092718A (ja) 投影露光装置
JP2780302B2 (ja) 露光装置
JP2004356539A (ja) 露光装置、投影光学系、デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees