JP3060540B2 - 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
- JP3060540B2 JP3060540B2 JP2407559A JP40755990A JP3060540B2 JP 3060540 B2 JP3060540 B2 JP 3060540B2 JP 2407559 A JP2407559 A JP 2407559A JP 40755990 A JP40755990 A JP 40755990A JP 3060540 B2 JP3060540 B2 JP 3060540B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- optical system
- mirror
- wafer
- imaging optical
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ上に微細パタ
ーンを転写する投影露光方法に関し、特にＸ線領域ある
いは真空紫外領域のビームを用いた、解像力の高い微細
パターン転写方法に関する。
ーンを転写する投影露光方法に関し、特にＸ線領域ある
いは真空紫外領域のビームを用いた、解像力の高い微細
パターン転写方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マスク上に描かれた半導体素子等の回路
パターンをウェーハ上に転写する投影露光装置には、解
像力が高く微細なパターンの転写が可能な性能が要求さ
れる。一般に、投影レンズの開口数（ＮＡ）が大きいほ
ど、あるいは露光光の波長が短いほど解像力は向上す
る。ここで、ＮＡを大きくする方法はパターン転写時に
焦点深度の低下をもたらすので、その大きさには限界が
ある。そこで、Ｘ線等の短波長のビームを用いて解像力
を向上させる検討が盛んに行なわれてきた。しかし、波
長が短いほどビームは吸収されやすくなるので、水銀ラ
ンプを光源とするような従来の露光装置のように透過型
レンズによる結像光学系を実現することは難しい。そこ
で、反射型結像光学系を用いる方法が提案されてきた。
パターンをウェーハ上に転写する投影露光装置には、解
像力が高く微細なパターンの転写が可能な性能が要求さ
れる。一般に、投影レンズの開口数（ＮＡ）が大きいほ
ど、あるいは露光光の波長が短いほど解像力は向上す
る。ここで、ＮＡを大きくする方法はパターン転写時に
焦点深度の低下をもたらすので、その大きさには限界が
ある。そこで、Ｘ線等の短波長のビームを用いて解像力
を向上させる検討が盛んに行なわれてきた。しかし、波
長が短いほどビームは吸収されやすくなるので、水銀ラ
ンプを光源とするような従来の露光装置のように透過型
レンズによる結像光学系を実現することは難しい。そこ
で、反射型結像光学系を用いる方法が提案されてきた。
【０００３】Ｘ線を用いることを前提とした従来の反射
型結像光学系は、特開昭63−18626号公報に示されてい
る。上記の従来例では、マスクパターンをウェーハ上に
転写する結像光学系の構成について詳細に検討されてい
る。しかし、Ｘ線源からマスクを照明するための照明光
学系の詳細については触れていない。一方、マスクとウ
ェーハとを接近させてパターンを転写する近接露光法に
おいては、反射鏡を走査して露光領域を拡大化する照明
光学系が特開平1−96600号公報に開示されている。しか
し、マスク全面を平行光で照明することを前提としてい
るので、結像光学系との整合性は考慮されていない。
型結像光学系は、特開昭63−18626号公報に示されてい
る。上記の従来例では、マスクパターンをウェーハ上に
転写する結像光学系の構成について詳細に検討されてい
る。しかし、Ｘ線源からマスクを照明するための照明光
学系の詳細については触れていない。一方、マスクとウ
ェーハとを接近させてパターンを転写する近接露光法に
おいては、反射鏡を走査して露光領域を拡大化する照明
光学系が特開平1−96600号公報に開示されている。しか
し、マスク全面を平行光で照明することを前提としてい
るので、結像光学系との整合性は考慮されていない。
【０００４】結像光学系の解像力を確保するためには、
マスクを照明するＸ線の方向を、マスク上の位置と結像
光学系の構成とから決まる所定の方向に一致させること
が必要である。また、特に反射型光学系では、ＮＡをあ
る程度大きくすることと露光領域を拡大することとが両
立しにくいことから、円弧状の狭い領域においてのみＮ
Ａを確保し、マスクとウェーハとを同期走査させてパタ
ーン転写を行なうことが考えられる。この場合、マスク
上の円弧領域を効率良く照明し、かつ照明光の方向を結
像光学系で決まる所定の方向に定めなければならない。
特開昭63−62231 号公報には、１あるいは２個の反射鏡
からなる結像光学系を用いてマスクパターンを転写する
場合に円弧状の照明を行なうためのミラーを導入するこ
とが記述されている。しかし、ミラーの形状や円弧状に
集光した照明光の進む方向については述べられていな
い。以上のように、従来の反射型結像光学系において
は、上記のような照明光学系と結像光学系との整合を考
慮したシステム全体の高性能化については配慮がなされ
ていなかった。
マスクを照明するＸ線の方向を、マスク上の位置と結像
光学系の構成とから決まる所定の方向に一致させること
が必要である。また、特に反射型光学系では、ＮＡをあ
る程度大きくすることと露光領域を拡大することとが両
立しにくいことから、円弧状の狭い領域においてのみＮ
Ａを確保し、マスクとウェーハとを同期走査させてパタ
ーン転写を行なうことが考えられる。この場合、マスク
上の円弧領域を効率良く照明し、かつ照明光の方向を結
像光学系で決まる所定の方向に定めなければならない。
特開昭63−62231 号公報には、１あるいは２個の反射鏡
からなる結像光学系を用いてマスクパターンを転写する
場合に円弧状の照明を行なうためのミラーを導入するこ
とが記述されている。しかし、ミラーの形状や円弧状に
集光した照明光の進む方向については述べられていな
い。以上のように、従来の反射型結像光学系において
は、上記のような照明光学系と結像光学系との整合を考
慮したシステム全体の高性能化については配慮がなされ
ていなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、露光
光としてＸ線領域あるいは真空紫外領域のビームを用い
る反射型露光方法において、光源から一つの面内に拡が
って放射される前記ビームを反射型結像光学系に整合し
た方向に偏向し、効率よくマスクを照明することによっ
て、解像力の高い微細パターン転写方法を提供すること
にある。
光としてＸ線領域あるいは真空紫外領域のビームを用い
る反射型露光方法において、光源から一つの面内に拡が
って放射される前記ビームを反射型結像光学系に整合し
た方向に偏向し、効率よくマスクを照明することによっ
て、解像力の高い微細パターン転写方法を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、Ｘ線領域あ
るいは真空紫外領域の扁平な形状のビームを楕円面鏡で
反射させることにより、前記ビームの形状を円弧状のビ
ームにする工程、円弧状の前記ビームをマスクに照射す
る工程、前記マスクで反射された前記ビームを結像光学
系を介してウェーハ上のレジスト膜に照射する工程を有
するパターン転写方法により達成される。
るいは真空紫外領域の扁平な形状のビームを楕円面鏡で
反射させることにより、前記ビームの形状を円弧状のビ
ームにする工程、円弧状の前記ビームをマスクに照射す
る工程、前記マスクで反射された前記ビームを結像光学
系を介してウェーハ上のレジスト膜に照射する工程を有
するパターン転写方法により達成される。
【０００７】
【作用】扁平な形状のビームを楕円面鏡で反射させるこ
とにより、入射ビームを効果的に円弧状ビームとするこ
とができる。露光用ビームの光源位置と、マスクに対し
て結像光学系の入射瞳と鏡像の関係にある位置とを２個
の焦点とする楕円面鏡は、マスクを照明する反射型照明
光学系として作用する。楕円面鏡の形状を適切に選ぶこ
とにより、特に光源から一つの面内に拡がって放射され
る扁平なビームを、マスクに対して結像光学系の入射瞳
と鏡像の関係にある位置を頂点とする円錐の側面に沿っ
て収束するビームとすることができる。このとき、マス
クが置かれる面と反射型結像光学系を回転軸対称に配置
し、この対称軸と前記円錐の中心軸とを一致させると、
収束ビームはマスク上の円弧領域を照明し、マスクから
反射する主光線は全て結像光学系の入射瞳に向かう。し
たがって、マスク上の円弧領域内にあるパターンは結像
光学系を介してウェーハ上に転写される。マスク上に描
かれている全てのパターンを転写するためには、マスク
とウェーハとを同期させて走査すればよい。
とにより、入射ビームを効果的に円弧状ビームとするこ
とができる。露光用ビームの光源位置と、マスクに対し
て結像光学系の入射瞳と鏡像の関係にある位置とを２個
の焦点とする楕円面鏡は、マスクを照明する反射型照明
光学系として作用する。楕円面鏡の形状を適切に選ぶこ
とにより、特に光源から一つの面内に拡がって放射され
る扁平なビームを、マスクに対して結像光学系の入射瞳
と鏡像の関係にある位置を頂点とする円錐の側面に沿っ
て収束するビームとすることができる。このとき、マス
クが置かれる面と反射型結像光学系を回転軸対称に配置
し、この対称軸と前記円錐の中心軸とを一致させると、
収束ビームはマスク上の円弧領域を照明し、マスクから
反射する主光線は全て結像光学系の入射瞳に向かう。し
たがって、マスク上の円弧領域内にあるパターンは結像
光学系を介してウェーハ上に転写される。マスク上に描
かれている全てのパターンを転写するためには、マスク
とウェーハとを同期させて走査すればよい。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。図１
は、Ｘ線源１として電子蓄積リングを用い、そこから放
射されるＸ線（シンクロトロン放射光）を露光光として
用いる本発明の微細パターン転写装置を示す図である。
Ｘ線源１から放射されたＸ線は、照明光学系として作用
する１個の楕円面鏡２で反射して、第１の基板であるマ
スク３を照明する。マスク３からの反射光は、凹面鏡
６，凸面鏡７，凹面鏡８および平面鏡９から構成される
反射型結像光学系１０を通して第２の基板であるウェー
ハ１１に到達する。その結果、マスク３上の照明された
領域に描かれているパターンがウェーハ１１上に転写さ
れる。マスク３を搭載したステージ４とウェーハ１１を
搭載したステージ１２を反射型結像光学系１０の縮小倍
率にあわせて同期走査させることにより、マスク３上の
パターンを全てウェーハ１１上に転写できる。
は、Ｘ線源１として電子蓄積リングを用い、そこから放
射されるＸ線（シンクロトロン放射光）を露光光として
用いる本発明の微細パターン転写装置を示す図である。
Ｘ線源１から放射されたＸ線は、照明光学系として作用
する１個の楕円面鏡２で反射して、第１の基板であるマ
スク３を照明する。マスク３からの反射光は、凹面鏡
６，凸面鏡７，凹面鏡８および平面鏡９から構成される
反射型結像光学系１０を通して第２の基板であるウェー
ハ１１に到達する。その結果、マスク３上の照明された
領域に描かれているパターンがウェーハ１１上に転写さ
れる。マスク３を搭載したステージ４とウェーハ１１を
搭載したステージ１２を反射型結像光学系１０の縮小倍
率にあわせて同期走査させることにより、マスク３上の
パターンを全てウェーハ１１上に転写できる。
【０００９】ここで、反射面は全てＭｏ（モリブデン）
とＳｉ（シリコン）とを交互に積層させた多層膜構造体
とし、波長１４ｎｍのＸ線に対して、入射角０度〜１０
度で４０％以上の反射率が得られるようにした。また、
凹面鏡６，凸面鏡７，凹面鏡８の面は、いずれも一つの
中心軸のまわりに回転軸対称に配置された面、あるいは
その一部を切り出した面とした。上記中心軸上で表わす
マスク３と凹面鏡６との間の距離をｔ1、凹面鏡６と凸
面鏡７との間の距離をｔ2、凸面鏡７と凹面鏡８との間
の距離をｔ3、凹面鏡８から平面鏡９を経てウェーハ１
１までの距離をｔ4とし、凹面鏡６，凸面鏡７，凹面鏡
８の面頂点の曲率半径をそれぞれｒ1，ｒ2，ｒ3、さら
にそれぞれの面の非球面量を表わす円錐定数をｃ1，
ｃ2，ｃ3とすると、本実施例では上記パラメータの値を
以下のように選んだ。
とＳｉ（シリコン）とを交互に積層させた多層膜構造体
とし、波長１４ｎｍのＸ線に対して、入射角０度〜１０
度で４０％以上の反射率が得られるようにした。また、
凹面鏡６，凸面鏡７，凹面鏡８の面は、いずれも一つの
中心軸のまわりに回転軸対称に配置された面、あるいは
その一部を切り出した面とした。上記中心軸上で表わす
マスク３と凹面鏡６との間の距離をｔ1、凹面鏡６と凸
面鏡７との間の距離をｔ2、凸面鏡７と凹面鏡８との間
の距離をｔ3、凹面鏡８から平面鏡９を経てウェーハ１
１までの距離をｔ4とし、凹面鏡６，凸面鏡７，凹面鏡
８の面頂点の曲率半径をそれぞれｒ1，ｒ2，ｒ3、さら
にそれぞれの面の非球面量を表わす円錐定数をｃ1，
ｃ2，ｃ3とすると、本実施例では上記パラメータの値を
以下のように選んだ。
【００１０】 ｔ1＝1000.0mm， ｔ2＝−149.863mm， ｔ3＝70.003mm ｔ4＝−120.951mm ｒ1＝−393.970mm， ｒ2＝108.6567mm， ｒ3＝−149.640mm ｃ1＝−0.94301 ， ｃ2＝−0.09193 ， ｃ3＝0.14273 ここで、露光光として用いるシンクロトロン放射光
は、図２に示すように一点２０から水平面内の拡がり角
φ1および鉛直面内の拡がり角φ2を有するＸ線２１とし
て放射される。実際、Ｘ線２１の鉛直面内の拡がり角φ
2 は１ｍｒａｄ程度で、数十ｍｒａｄの拡がり角φ1 に
比べては充分小さいから、Ｘ線は水平面内に設定したｚ
軸２２に沿って水平面内の矢印２３で示す方向に進む。
結像光学系１０は平面鏡９を除けば回転軸対称な形状で
あったから、反射鏡２に要求される機能は、図３に示す
ように、扁平な形で放射されるＸ線２１を２４に示す位
置で偏向してマスク３上で円弧領域２６を照明し、か
つ、結像光学系の入射瞳２７に収束するＸ線２５に変換
することである。図３では、照明光学系の機能をわかり
やすく説明するためにマスク３を透過型としたが、反射
型マスクの場合は、光源２０、Ｘ線２１等はマスク３の
右側に配置される。
は、図２に示すように一点２０から水平面内の拡がり角
φ1および鉛直面内の拡がり角φ2を有するＸ線２１とし
て放射される。実際、Ｘ線２１の鉛直面内の拡がり角φ
2 は１ｍｒａｄ程度で、数十ｍｒａｄの拡がり角φ1 に
比べては充分小さいから、Ｘ線は水平面内に設定したｚ
軸２２に沿って水平面内の矢印２３で示す方向に進む。
結像光学系１０は平面鏡９を除けば回転軸対称な形状で
あったから、反射鏡２に要求される機能は、図３に示す
ように、扁平な形で放射されるＸ線２１を２４に示す位
置で偏向してマスク３上で円弧領域２６を照明し、か
つ、結像光学系の入射瞳２７に収束するＸ線２５に変換
することである。図３では、照明光学系の機能をわかり
やすく説明するためにマスク３を透過型としたが、反射
型マスクの場合は、光源２０、Ｘ線２１等はマスク３の
右側に配置される。
【００１１】上記機能を有する反射鏡２を導入したとき
の露光光学系の基本構成と、マスク３上の代表点を照明
するＸ線とマスク３で反射する０次回折光の進行経路を
図４に示す。Ｘ線源１から放射されるＸ線は、水平面内
（紙面に垂直な面）に拡がって進むものとするが、図４
においては便宜上結像光学系の軸を水平方向に表示して
ある。凹面鏡６，凸面鏡７，凹面鏡８の面は、いずれも
一つの軸２９のまわりに回転軸対称な面、あるいはその
一部を切り出した面となっているから、前記入射瞳位置
２７の、マスク３に対して鏡像の位置を２８とすると、
点２８も軸２９上に存在する。ここで、Ｘ線源１から放
射されるＸ線は光源点２０から発するものとみなし、点
２０と点２８とを焦点とする回転楕円面を考える。この
楕円面の一部を切りだした面を照明光学系として作用す
る楕円面鏡２の形状とした。本実施例では、回転楕円面
の回転軸を含む面上での楕円の方程式を標準形 Ｘ2／ａ2＋Ｙ2／ｂ2＝１ で表わしたとき、ａ，ｂの値をそれぞれ 2791.351mm，
189.812mmと選んだ。その結果、Ｘ線源１の一点２０か
ら水平面内に放射されるＸ線は、楕円面鏡２で反射し
て、軸２９を中心軸とし点２８を頂点とする円錐の側面
に沿って進み、マスク３を円弧状に照明した。さらに、
マスク３で反射した０次回折光は結像光学系の入射瞳位
置２７に向かって進むビームとなった。このとき、楕円
面鏡２を定義する回転楕円体の長軸の長さは 5582.702m
m、短軸の長さは 379.623mm である。尚、上記楕円面鏡
をトロイダル面鏡で近似しても、ほぼ同様の作用が得ら
れる。ここで、結像光学系の軸２９は点２８を通り、か
つＸ線源１と楕円面鏡２におけるＸ線の反射点との間を
通るので、軸２９は水平面から傾いている。本実施例で
は約５.７ 度傾いている。したがって、マスク３も鉛直
面に対して約５.７ 度傾ける必要がある。また、楕円面
鏡２を定義する回転楕円体の長軸と結像光学系の中心軸
２９とは互いに２.１ 度傾いている。ウェーハ１１は、
平面鏡９の姿勢を調整することにより水平面内に置くこ
とができる。
の露光光学系の基本構成と、マスク３上の代表点を照明
するＸ線とマスク３で反射する０次回折光の進行経路を
図４に示す。Ｘ線源１から放射されるＸ線は、水平面内
（紙面に垂直な面）に拡がって進むものとするが、図４
においては便宜上結像光学系の軸を水平方向に表示して
ある。凹面鏡６，凸面鏡７，凹面鏡８の面は、いずれも
一つの軸２９のまわりに回転軸対称な面、あるいはその
一部を切り出した面となっているから、前記入射瞳位置
２７の、マスク３に対して鏡像の位置を２８とすると、
点２８も軸２９上に存在する。ここで、Ｘ線源１から放
射されるＸ線は光源点２０から発するものとみなし、点
２０と点２８とを焦点とする回転楕円面を考える。この
楕円面の一部を切りだした面を照明光学系として作用す
る楕円面鏡２の形状とした。本実施例では、回転楕円面
の回転軸を含む面上での楕円の方程式を標準形 Ｘ2／ａ2＋Ｙ2／ｂ2＝１ で表わしたとき、ａ，ｂの値をそれぞれ 2791.351mm，
189.812mmと選んだ。その結果、Ｘ線源１の一点２０か
ら水平面内に放射されるＸ線は、楕円面鏡２で反射し
て、軸２９を中心軸とし点２８を頂点とする円錐の側面
に沿って進み、マスク３を円弧状に照明した。さらに、
マスク３で反射した０次回折光は結像光学系の入射瞳位
置２７に向かって進むビームとなった。このとき、楕円
面鏡２を定義する回転楕円体の長軸の長さは 5582.702m
m、短軸の長さは 379.623mm である。尚、上記楕円面鏡
をトロイダル面鏡で近似しても、ほぼ同様の作用が得ら
れる。ここで、結像光学系の軸２９は点２８を通り、か
つＸ線源１と楕円面鏡２におけるＸ線の反射点との間を
通るので、軸２９は水平面から傾いている。本実施例で
は約５.７ 度傾いている。したがって、マスク３も鉛直
面に対して約５.７ 度傾ける必要がある。また、楕円面
鏡２を定義する回転楕円体の長軸と結像光学系の中心軸
２９とは互いに２.１ 度傾いている。ウェーハ１１は、
平面鏡９の姿勢を調整することにより水平面内に置くこ
とができる。
【００１２】結像光学系の軸２９の傾きを避けるために
は、楕円面鏡２に入射するＸ線を傾ければよい。図５
は、Ｘ線源１と楕円面鏡２との間に平面鏡３０を配置し
た例で、Ｘ線源１の光源位置２０はあたかも点３１の位
置にあるようにみなされる。平面鏡３０は、楕円面鏡２
とマスク３との間に配置しても同様の効果が得られる。
しかし、ここで用いる反射鏡はほとんど多層膜鏡とする
から、反射効率の面から考えて、理想的には楕円面鏡２
のみからなる照明光学系が望ましい。なお、楕円面鏡２
や平面鏡３０、マスク３、あるいは結像光学系１０を構
成する反射鏡は、Ｘ線の一部を熱として吸収するので、
熱変形に起因するパターン転写誤差を避けるために、冷
却手段を設けておくことが望ましい。本実施例では、多
層膜を有する楕円面鏡２に冷却手段を設けるとともに、
これをバンドパスフィルタとして用い、露光波長以外の
Ｘ線を吸収するようにした。
は、楕円面鏡２に入射するＸ線を傾ければよい。図５
は、Ｘ線源１と楕円面鏡２との間に平面鏡３０を配置し
た例で、Ｘ線源１の光源位置２０はあたかも点３１の位
置にあるようにみなされる。平面鏡３０は、楕円面鏡２
とマスク３との間に配置しても同様の効果が得られる。
しかし、ここで用いる反射鏡はほとんど多層膜鏡とする
から、反射効率の面から考えて、理想的には楕円面鏡２
のみからなる照明光学系が望ましい。なお、楕円面鏡２
や平面鏡３０、マスク３、あるいは結像光学系１０を構
成する反射鏡は、Ｘ線の一部を熱として吸収するので、
熱変形に起因するパターン転写誤差を避けるために、冷
却手段を設けておくことが望ましい。本実施例では、多
層膜を有する楕円面鏡２に冷却手段を設けるとともに、
これをバンドパスフィルタとして用い、露光波長以外の
Ｘ線を吸収するようにした。
【００１３】さて、図１において、ウェーハ１１は二次
元あるいは三次元方向に移動できるステージ１２上に搭
載されている。ウェーハ１１の裏面にはマークが形成さ
れている。このマーク位置を、ステージ１２側に設けて
ある検出光学系１５とその下側のベース１８上に設けて
ある検出器１６で検出することにより、ウェーハ１１の
搭載位置を正確に検出する。この検出結果に応じて、制
御系１７は、マスク３とウェーハ１１の走査開始の位置
あるいはタイミングを判断する。そして、結像光学系１
０の縮小倍率に応じてマスク３とウェーハ１１が同期走
査するように、マスク３を搭載するステージ４の駆動手
段５とステージ１２の駆動手段１３を駆動させる。ウェ
ーハ１１の裏面に設けてあるマークの位置検出は、ステ
ージ１２を停止して行なってもよいし、またマークを多
数配置してステージ１２を走査しながらマークの像が検
出器１６上の所定の位置を通過するタイミングを検出し
て行なってもよい。また、本実施例では、検出光として
可視領域のレーザ光を用いたが、検出光の波長領域はこ
れに限られることなく、Ｘ線、紫外光、赤外光等を用い
ることも可能である。
元あるいは三次元方向に移動できるステージ１２上に搭
載されている。ウェーハ１１の裏面にはマークが形成さ
れている。このマーク位置を、ステージ１２側に設けて
ある検出光学系１５とその下側のベース１８上に設けて
ある検出器１６で検出することにより、ウェーハ１１の
搭載位置を正確に検出する。この検出結果に応じて、制
御系１７は、マスク３とウェーハ１１の走査開始の位置
あるいはタイミングを判断する。そして、結像光学系１
０の縮小倍率に応じてマスク３とウェーハ１１が同期走
査するように、マスク３を搭載するステージ４の駆動手
段５とステージ１２の駆動手段１３を駆動させる。ウェ
ーハ１１の裏面に設けてあるマークの位置検出は、ステ
ージ１２を停止して行なってもよいし、またマークを多
数配置してステージ１２を走査しながらマークの像が検
出器１６上の所定の位置を通過するタイミングを検出し
て行なってもよい。また、本実施例では、検出光として
可視領域のレーザ光を用いたが、検出光の波長領域はこ
れに限られることなく、Ｘ線、紫外光、赤外光等を用い
ることも可能である。
【００１４】また、ウェーハ１１を搭載するステージ１
２の表面には、少なくとも１個のＸ線照射量検出器１４
を設けた。この検出器１４の検出結果を制御系１７に転
送してウェーハ１１上の照度を算出し、所定のＸ線照射
量が得られるようマスク３とウェーハ１１の同期走査の
速さを制御するようにした。
２の表面には、少なくとも１個のＸ線照射量検出器１４
を設けた。この検出器１４の検出結果を制御系１７に転
送してウェーハ１１上の照度を算出し、所定のＸ線照射
量が得られるようマスク３とウェーハ１１の同期走査の
速さを制御するようにした。
【００１５】尚、パターン転写とは通常ウェーハ上に塗
布されたレジストにＸ線等のビームを照射して感光させ
て潜像を作ることであるが、本発明はＸ線を用いてマス
クパターンの像をウェーハ上に形成する光学系に関する
ものであるから、レジストの使用に限ることなく、例え
ばＸ線照射による試料表面の直接加工やＸ線を励起光と
する加工等にも適用できる。
布されたレジストにＸ線等のビームを照射して感光させ
て潜像を作ることであるが、本発明はＸ線を用いてマス
クパターンの像をウェーハ上に形成する光学系に関する
ものであるから、レジストの使用に限ることなく、例え
ばＸ線照射による試料表面の直接加工やＸ線を励起光と
する加工等にも適用できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、所定の形状を有する１
個の楕円面鏡の導入によって、Ｘ線領域あるいは真空紫
外領域の扁平形状のビームを円弧状に整形してマスクを
照明できる。その結果、回転軸対称に配置された結像光
学系の結像性能を充分に引き出すことができ、あわせ
て、マスクとウェーハの同期走査手段の導入によって、
精度の高い微細パターンの転写が可能となる効果があ
る。また、照明光学系に多層膜からなる反射型バンドパ
スフィルタを導入して波長領域を制限したので、マスク
や結像光学系の温度上昇による精度の劣化を防止でき
る。更に、ビーム強度に応じてマスクとウェーハの同期
走査の速度を変えることができるので、常に照射量一定
で安定なパターン転写ができるようになった。
個の楕円面鏡の導入によって、Ｘ線領域あるいは真空紫
外領域の扁平形状のビームを円弧状に整形してマスクを
照明できる。その結果、回転軸対称に配置された結像光
学系の結像性能を充分に引き出すことができ、あわせ
て、マスクとウェーハの同期走査手段の導入によって、
精度の高い微細パターンの転写が可能となる効果があ
る。また、照明光学系に多層膜からなる反射型バンドパ
スフィルタを導入して波長領域を制限したので、マスク
や結像光学系の温度上昇による精度の劣化を防止でき
る。更に、ビーム強度に応じてマスクとウェーハの同期
走査の速度を変えることができるので、常に照射量一定
で安定なパターン転写ができるようになった。
【図１】本発明の実施例である微細パターン転写装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】Ｘ線の放射されるビームの拡がりを示す図であ
る。
る。
【図３】微細パターン転写装置における照明光の進行経
路を示す図である。
路を示す図である。
【図４】微細パターン転写装置における露光光学系の基
本構成図である。
本構成図である。
【図５】微細パターン転写装置の変形した露光光学系を
示す図である。
示す図である。
１…Ｘ線源、２…楕円面鏡、３…マスク、５…マスク搭
載ステージ駆動手段６…凹面鏡、７…凸面鏡、８…凹面
鏡、１１…ウェーハ、１３…ウェーハ搭載ステージ駆動
手段、２７…結像光学系の入射瞳。
載ステージ駆動手段６…凹面鏡、７…凸面鏡、８…凹面
鏡、１１…ウェーハ、１３…ウェーハ搭載ステージ駆動
手段、２７…結像光学系の入射瞳。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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63−236321（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−120714（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−307221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−55177（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 503 G03F 7/20 521
Claims (3)
- 【請求項１】Ｘ線領域あるいは真空紫外領域の扁平な形
状のビームを結像光学系の入射瞳のマスクに対する鏡像
の位置が焦点の一つとなる楕円面鏡で反射させることに
より、前記ビームの形状を円弧状のビームにする工程、
円弧状の前記ビームを前記マスクに照射する工程、前記
マスクで反射された前記ビームを前記結像光学系を介し
てウェーハ上のレジスト膜に照射する工程とを有するこ
とを特徴とするパターン転写方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のパターン転写方法におい
て、前記マスクと前記ウェーハを同期走査させることを
特徴とするパターン転写方法。 - 【請求項３】 シンクロトロン放射光を結像光学系の入射
瞳のマスクに対する鏡像の位置が焦点の一つとなる楕円
面鏡に照射する工程と、前記楕円面鏡で反射することに
より円弧状となった前記放射光を所定のパターンを有す
る前記マスクに照射する工程と、前記マスクで反射され
た前記放射光を前記マスクと前記ウェーハを同期走査さ
せながら前記ウェーハ上のレジスト膜に照射する工程と
を有することを特徴とするパターン転写方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407559A JP3060540B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 微細パターン転写方法およびその装置 |
| US07/812,022 US5222112A (en) | 1990-12-27 | 1991-12-23 | X-ray pattern masking by a reflective reduction projection optical system |
| KR1019910024303A KR100243965B1 (ko) | 1990-12-27 | 1991-12-26 | 미세패턴 전사 방법 및 그 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407559A JP3060540B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 微細パターン転写方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04225215A JPH04225215A (ja) | 1992-08-14 |
| JP3060540B2 true JP3060540B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=18517129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2407559A Expired - Fee Related JP3060540B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 微細パターン転写方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3060540B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3231241B2 (ja) * | 1996-05-01 | 2001-11-19 | キヤノン株式会社 | Ｘ線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP2407559A patent/JP3060540B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04225215A (ja) | 1992-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5222112A (en) | X-ray pattern masking by a reflective reduction projection optical system | |
| US5512759A (en) | Condenser for illuminating a ringfield camera with synchrotron emission light | |
| JP3284045B2 (ja) | Ｘ線光学装置およびデバイス製造方法 | |
| JP3771414B2 (ja) | リソグラフ投影装置 | |
| JPH11249313A (ja) | 環状面縮小投影光学系 | |
| US6225027B1 (en) | Extreme-UV lithography system | |
| JP2002503356A (ja) | リソグラフィック投影装置を走査する鏡像投影系及びこのような系を具えるリソグラフィック装置 | |
| JP2000091220A (ja) | 投影露光装置及び投影露光方法 | |
| US6316150B1 (en) | Low thermal distortion extreme-UV lithography reticle | |
| US6210865B1 (en) | Extreme-UV lithography condenser | |
| JP2002198309A (ja) | 熱的な負荷の少ない照明系 | |
| US7110084B2 (en) | Illumination optical system and exposure apparatus | |
| JP2005141158A (ja) | 照明光学系及び露光装置 | |
| JPH05291117A (ja) | 投影露光方法およびその装置 | |
| JP3060540B2 (ja) | 微細パターン転写方法およびその装置 | |
| JP2000182953A (ja) | マイクロリソグラフィ―投影装置 | |
| JP3371510B2 (ja) | 照明装置及び露光装置 | |
| JP3305119B2 (ja) | Ｘ線投影露光装置 | |
| JPH11238666A (ja) | Ｘ線投影露光装置 | |
| JP3189528B2 (ja) | Ｘ線投影露光装置 | |
| JPH11195580A (ja) | 半導体露光装置及び露光方法 | |
| JP3521506B2 (ja) | 照明装置及び露光装置 | |
| JP2830868B2 (ja) | 投影露光装置及び走査露光方法 | |
| JP3256773B2 (ja) | Ｘ線縮小投影露光装置 | |
| JP3254771B2 (ja) | Ｘ線縮小投影露光装置および方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |