JP3230105B2

JP3230105B2 - Ｘ線用多層膜ミラー、反射型ｘ線マスク、ｘ線用多層膜ミラーの製造方法、露光装置およびパターンを有するシリコンウエハの製造方法

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Publication number: JP3230105B2
Application number: JP33473592A
Authority: JP
Inventors: 哲也押野; 勝彦村上
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH06180399A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線投影露光やＸ線顕
微鏡等のＸ線の波長領域での反射光学系に用いられるＸ
線用多層膜ミラー、このＸ線用多層膜ミラーを用いたＸ
線投影露光における反射型Ｘ線マスク、その反射型Ｘ線
マスクを用いた露光装置、パターンを有するシリコンウ
エハの製造方法およびＸ線用多層膜ミラーの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のＸ線用多層膜ミラーは、屈折率
の大きく異なる二種類の物質を基板上に数Å〜数十Åの
厚さで交互に積層させたものである。Ｘ線用多層膜ミラ
ーは、多数の界面で反射した光の干渉効果を利用したも
のであり、多層膜の１周期の長さ（周期長）をｄ、Ｘ線
の入射角をθ、Ｘ線の波長をλとすると、ブラッグの条
件（２ｄ sinθ＝ｎλ）を満たすとき高い反射率を示
す。

【０００３】図１１は従来のＸ線用多層膜ミラーを示す
概略断面図である。この図において、Ｘ線多層膜ミラー
は基板２の表面５上に形成された多層膜１を備え、この
多層膜１は、屈折率（すなわち真空中の屈折率に対する
Ｘ線領域の波長を有する光の屈折率の比）の大きく異な
る二種類の物質からなる層１９、２０が交互に形成され
てなる。従来のＸ線用多層膜ミラーは、多層膜１の界面
４（つまり層１９、２０の界面）がミラーの表面３に平
行であるため、ミラーの表面３の法線Ｎに対して対称的
な方向にのみＸ線を反射する。すなわち、入射Ｘ線６と
反射Ｘ線７は法線Ｎを挾んで対称な位置にある。従っ
て、多層膜ミラーは、可視光に対して一般に用いられる
鏡と同様に、表面の形状が平面の場合は光の進む向きを
変えたり、曲面の場合は光の広がりを変えたりすること
に利用される。さらに、曲面の多層膜ミラーを組み合わ
せることにより、Ｘ線用の顕微鏡や投影露光の結像光学
系にも応用される。

【０００４】図１１に示すＸ線用多層膜ミラーは、Ｘ線
投影露光におけるマスクとして使用することもできる。
従来、Ｘ線投影露光ではＸ線が透過し易い物質からなる
厚さ２μｍ程度の自立膜（メンブレン）の上に、Ｘ線を
透過しにくい物質からなる薄膜部材で所望のパターンを
形成した透過型のマスクが用いられてきた。しかし、こ
のマスクはメンブレンの強度が非常に弱いため、大面積
のマスクの作製が困難であること、および、Ｘ線を照射
したときに発生する熱による変形が生じ易い等の問題点
があった。

【０００５】そこで、このような問題点を解決するため
に図１２(ａ)、(ｂ)、(ｃ)に示すような反射型のマスク
が提案されている。図１２(ａ)は多層膜１の一部をエッ
チングなどにより除去してパターンを形成したもの、同
図(ｂ)は多層膜１の表面の一部にＸ線を吸収する薄膜８
を積層してパターンを形成したもの、同図(ｃ)は多層膜
１の一部の周期構造をイオン注入などにより破壊し、周
期構造が破壊された多層膜２６によりパターンを形成し
たものである。図１２(ａ)、(ｂ)、(ｃ)に示すマスク
は、いずれも薄いメンブレンの代わりに厚い基板２を用
いることができるため、上記の問題点は生じない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】透過型マスクおよび反
射型マスクを用いたＸ線投影露光の光学系の概略図を図
４に示す。図４において、９は透過型マスク、１０は結
像光学系、１１は結像面、１２はＸ線、１３は図１２で
例示したような反射型マスクである。透過型マスク９で
はＸ線１２の透過光を利用するため、図４(ａ)に示すよ
うにパターンの配列する平面（すなわちマスク９の表
面）がＸ線１２の光軸に対して垂直になるように配置す
ることができる。一方、従来の反射型マスク１３では、
マスク１３の表面（パターンの配列する平面）をＸ線１
２の光軸に対して垂直にすると入射光と反射光が重なっ
てしまう（図１１参照）ため、図４(ｂ)に示すようにマ
スク１３の表面の法線方向が光軸に対し傾いた状態でマ
スク１３を配置しなければならない。

【０００７】したがって、透過型マスク９の場合、マス
ク９の表面の各点と結像光学系１０との距離は一定であ
るが、反射型マスク１３の場合はＸ線１２の光軸に対し
て傾いている分だけ一定ではなくなる。従って、反射型
マスク１３を用いた場合、結像光学系１０がマスク１３
あるいは照明されているマスク１３の部分の全面に対し
焦点が合うような大きな焦点深度を有していなければな
らない。反射型マスク１３を用いた場合に結像光学系１
０に要求される焦点深度Ｄは、マスク１３を一辺ｌの正
方形とすると

【数１】Ｄ＝ｌ sin(90−θ) ……(１) θ：Ｘ線１２とマスク１３の表面とがなす斜入射角となる。(１)式から理解できるように、マスク１３が大
きくなるほど焦点深度Ｄを大きくする必要がある。ま
た、θが90°に近いほど焦点深度Ｄは小さくなるが、実
際は照明系の配置による制限から、θを約87°より大き
くすることは経験上困難である。例えば、倍率1／5、解
像度0.1μｍの光学系で、一辺10ｍｍの正方形の反射型
マスク１３に形成されたパターンをθ＝87°の配置でＸ
線縮小露光するとき、結像光学系１０の焦点深度Ｄは、
(１)式よりマスク側で500μｍ以上、結像光学系１０の
倍率が1／5であるからウエハ側で20μｍ（＝500×（1／
5）²）以上必要になる。一方、このような結像光学系１
０において実現可能な焦点深度Ｄは像側で１μｍ以下で
ある。従って、上記のような高分解能と大きな焦点深度
を兼ね備えた光学系を作製することは非常に困難であ
る。

【０００８】Ｘ線縮小投影露光の露光の方法としては、
上記のような大面積を一括露光する方法の他に、マスク
の一部を輪帯状に照明してウエハを露光しながらマスク
とウエハをスキャンすることにより、大面積の露光を行
う方法がある（たとえばSolid State Technology 日本
版，p.19-25，1991 September参照）。この方法は、マ
スクの一部を輪帯状に照明する結像光学系の作製が容易
であるという利点を持つ。マスクを輪帯状に照明する場
合は、輪帯の幅が上記の(１)式のｌに相当する。しか
し、例えば、倍率1／5、解像度0.1μｍの光学系を用い
て、輪帯の幅が0.5ｍｍ、θ＝87°の配置でＸ線縮小露
光するとき、光学系の焦点深度はウエハ側で１μｍ以上
必要になる。従って、焦点深度１μm程度の光学系で露
光装置を作製する場合には特定の一点でのみ焦点が合わ
なければならず、ほとんど実現困難な高精度のアライメ
ント精度が要求される。輪帯の幅をさらに小さくすれば
焦点深度Ｄを小さくして光学系への負担を軽くすること
ができるが、輪帯の幅が小さくなることにより照明光学
系の作製が困難になり、また、スループットの点から輪
帯全体のＸ線強度を低下させることは困難であるため、
輪帯の幅が小さくなればその分マスクの単位面積当たり
の照射Ｘ線強度が増大し、これによりマスクの耐久性の
問題も生じる。

【０００９】以上のように、従来の反射型マスクによる
Ｘ線投影露光では、透過型マスクに比べて高いアライメ
ント精度を必要とし、また結像光学系にも大きな焦点深
度を要求するという問題点があった。

【００１０】本発明の目的は、反射型マスクと結像光学
系との相対的配置関係の自由度を増加させることの可能
なＸ線用多層膜ミラー、反射型Ｘ線マスク、Ｘ線用多層
膜ミラーの製造方法、露光装置およびパターンを有する
シリコンウエハの製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上にＸ線
領域の波長を有する光の屈折率と真空中の屈折率との差
が小さい物質からなる第一層と前記差が大きい物質から
なる第二層とを交互に積層してなる多層膜を備えたＸ線
用多層膜ミラーに適用され、そして、上述の目的は、前
記多層膜を構成する各層の界面に対して前記多層膜の表
面を所定角度だけ傾斜させて形成し、前記多層膜で反射
されるＸ線がこの多層膜表面の法線方向に沿って反射さ
れるように前記多層膜の周期およびこれを構成する各層
の界面と前記多層膜の表面とがなす前記所定角度を設定
したことにより達成される。。さらに、Ｘ線用多層膜ミ
ラーの前記多層膜の一部にＸ線を反射しないＸ線非反射
部を形成し、前記Ｘ線非反射部を所定のパターンに形成
形成して反射型Ｘ線マスクとした。

【００１２】また、上記多層膜ミラーは従来の多層膜ミ
ラーの製造方法では製造できないため、以下に述べるよ
うな方法が必要になる。上記方法の一つとして、多層膜
ミラーの薄膜形成時に基板上にスリットを配置し、それ
を基板表面に平行に移動させる方法を考案した。

【００１３】まず、図６(ｂ)に示すような断面形状の基
板２を用意する。この基板２の表面の一部は、他の表面
（平坦面）１７に対して所定の角度φで傾斜する傾斜面
１６に形成されている。この角度φは、製造すべきＸ線
用多層膜ミラー１４の表面３と多層膜１の界面４とがな
す角度φ（図１参照）に等しくされている。次に、この
基板２の上に図６(ａ)に示すようなスリット板１５を配
置する。スリット板１５には平面視長方形のスリット１
５ａが形成されており、このスリット１５ａの幅ａは、
多層膜１全体の厚さをｔとすれば、次式

【数２】ａ＝ｔ／tan φ ……(２) により定められる。逆に、ａの大きさを定めることによ
り多層膜１の膜厚ｔを調整できる。基板２の傾斜面１６
の幅ｂはａより大きければよい。

【００１４】次に、多層膜１をスパッタ法等により以下
の手順で積層する。まず、図７(ａ)に示すように、スリ
ット１５ａが基板２の傾斜面１６の上に位置するように
スリット板１５を配置する。そして、スリット板１５を
水平移動させつつそのスリット１５ａからスパッタ粒子
１８を基板２の表面１６に積層して多層膜１の第一層１
９を成膜し、図７(ｂ)に示すように第一層１９が所望の
膜厚ｄ₁になったとき第一層１９の成膜作業を停止し
て、同時にスリット板１５の水平移動を停止させる。こ
の間、スリット板１５は等速で水平移動され、その速度
は、距離

【数３】Ｐ＝ｄ₁／sin φ ……(３) を、第一層１９を一層成膜する時間で割った速度とされ
る。同様に、スリット板１５を水平移動させつつ第二層
２０を成膜し、図７(ｃ)に示すように第二層２０が所望
の膜厚ｄ₂になったとき第二層２０の成膜作業を停止し
て、同時にスリット板１５の水平移動を停止する。以上
で、多層膜１の一周期が積層できる。以下、上述と同様
の操作を繰り返し、基板２の全面に多層膜１を積層する
ことによって、図１に示すようなＸ線用多層膜ミラー１
４が得られる。また、成膜後にミラー１４の表面３を研
磨すると、表面粗さが小さくなりミラー１４の反射率を
向上することができる。

【００１５】上述の方法で作製した多層膜１は、従来の
多層膜１と同様、ミラー面内の膜厚が一定である。従っ
て、膜厚の大きさに関わらず面内の反射率は一定であ
る。また、任意の膜厚が選択できるため、内部応力が大
きいことにより膜厚を大きくすると剥離しやすいような
多層膜も、その膜厚を小さくすることによって作製する
ことが可能である。図１に示すＸ線用多層膜ミラー１４
を反射型マスク１３として使う場合は、図１２に示した
従来のマスク１３と同様の手法によりパターン形成が可
能である。

【００１６】また、別の製造方法として、従来と同様に
製造された多層膜ミラーから多層膜の一部を成膜後に除
去する方法がある。本方法には以下のような方法が含ま
れる。一つは、成膜された多層膜ミラーを多層膜表面に
対し傾けて配置して多層膜の表面側を研磨する方法であ
る。本方法は、図８(ａ)に示すように、表面１６が基板
２の底面２ａに対して角度φだけ傾いた傾斜平面に形成
された断面形状の基板２上に、まずスパッタ法等で図８
(ｂ)に示すように多層膜１を積層し、その表面を図８
(ｃ)に示すように斜めに研磨して多層膜１の一部２１を
斜めに除去するものである。

【００１７】基板２の表面（傾斜面）１６のなす角度φ
は、ミラー１４の表面３と多層膜１の界面４とがなす角
度に等しいが、これは、研磨により多層膜１の一部２１
を除去する作業において研磨面を基板２の底面２ａに平
行にして行えるようにするためである。従って、基板２
の表面１６を傾斜させることなく、平行平面基板に成膜
してそれを角度φだけ傾けて研磨してもよい。また、本
方法は角度φが大きくなると多層膜を多数層積層しなけ
ればならないものの、多層膜ミラーを非常に簡単に製造
できるという特徴を有する。従って、本方法は角度φの
小さいミラーや、面積の小さいミラーの製造に適してい
る。

【００１８】別の製造方法は、図９(ａ)に示すような断
面形状を有する基板２上に多層膜１を形成する方法であ
る。つまり、基板２の表面に、基板２の底面２ａに平行
な面が残らないようにＶ字型の溝Ｇを一定周期で一次元
に配列し、各溝Ｇを構成する二つの表面２２、２３のう
ち一方の表面２２が互いに平行に形成された基板２を用
意し、この基板２上に、図９(ｂ)に示すように多層膜１
をスパッタ法等により積層する。積層した後、多層膜１
の表面に研磨等を施して表面の一部を除去すると、図９
(ｃ)に示すような多層膜ミラー１４が得られる。本方法
は、同一の多層膜１の膜厚ｔを得る場合、上記の方法
（請求項６に記載の方法）に比べ積層数が少なくてよい
という特徴を有する。従って、角度φの大きなミラーお
よび面積の大きなミラーを容易に製造することができ
る。また、スパッタ等で積層粒子１８の入射方向を表面
２３に平行にすると、粒子が基板面２３に付着せず高反
射率のミラーが得やすい。また、層数が少ない場合は、
多層膜ミラー１４の反射率が基板２の各頂点２４の位置
で小さくなるが、層数を十分多くすれば反射率が飽和し
てミラー１４の反射率は面内で一定になる。さらにこの
ときはミラー１４の反射率が最大となるため、層数は反
射率が飽和する程度にするのが好ましい。

【００１９】また別の製造方法は、図１１に示すような
従来の多層膜ミラーを図１０(ａ)に示すように厚さ方向
に沿った切断面２５で切断して微小幅を有する複数のミ
ラー１４ａとし、再びそれらを図１０(ｂ)に示すように
多層膜１の積層方向にずらして接合し、表面を研磨して
図１０(ｃ)に示すような多層膜ミラー１４を製造する方
法である。ずらす量ｑは次式

【数４】ｑ＝ｒtan φ ……(４) ｒ：切断したミラーの幅、φ：多層膜１の界面４がなす
角で与えられ、多層膜１の膜厚ｔはｑより大きいことが好
ましい。これらの方法は、平面基板に限らず曲面基板に
も応用できる。

【００２０】

【作用】本発明では、図１に示すようにミラー表面、す
なわち多層膜表面３が多層膜１を構成する各層１９、２
０の反射面（界面）４に対して角度φだけ傾いて形成さ
れている。従って、入射Ｘ線および反射Ｘ線のミラー表
面に対する角度θ_I、θ_Rは、多層膜１の反射面４に対す
るＸ線６、７の角度θと異なり、 θ_I＝θ−φ θ_R＝θ＋φ となる。これにより、本発明による多層膜ミラー１４
は、Ｘ線６をミラー表面３に対し非対称に反射すること
ができる。図２および図３に示すような本発明による多
層膜ミラー１４にパターンを形成した反射型マスク１３
を用いた、Ｘ線投影露光装置の概略図を図４(ｃ)に示
す。多層膜１の周期および多層膜１の傾きφを適宜設定
することにより、反射Ｘ線の角度θ_Rを９０゜にするこ
とができる。これにより、マスク１３の表面が結像光学
系１０の光軸に対して垂直になるようにマスク１３を配
置することができる。

【００２１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００２２】

【実施例】

−第１実施例− 図２は本発明の第１実施例を示す概略断面図である。本
図は基板２上に多層膜１を所望のパターン状に形成した
反射型マスクを示している。多層膜の界面４は反射マス
クの表面（つまり多層膜表面３）あるいは基板の表面５
に対し３゜傾いている。以下にこの反射型マスクの製造
方法を説明する。

【００２３】まず、図６(ｂ)に示すような形状の基板２
を用意する。この基板２は表面のサイズが20×20ｃｍで
あるが、その表面の一部（傾斜面）１６が他の表面１７
に対し３゜傾いている。次に、この基板２の上に、図６
(ａ)に示すような長方形のスリット１５ａが形成された
スリット板１５を配置した。このスリット１５ａの幅ａ
は傾斜面１６の幅ｂ以下であればよいが、本実施例では
ａ、ｂとも６．２μｍとした。次に、スリット板１５を
水平移動させつつ、モリブデン層１９と硅素層２０とか
らなる多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ）１をスパッタ法により積層
した。モリブデンおよび珪素の膜厚ｄ₁、ｄ₂は、それぞ
れ２５、４２Åとした。以上で、図１に示すようなＸ線
用多層膜ミラー１４が得られる。次に、この多層膜１の
一部をエッチングにより除去した。まず、ミラー１４の
表面にレジストを塗布し、これに紫外線を用いた縮小投
影露光装置で最小線幅0.5μｍのパターンを焼き付け
た。さらにイオンミリング装置により多層膜をエッチン
グした後、レジストを除去した。以上の結果、図２に示
すような反射型マスク１３が得られた。なお、基板２の
傾いた表面部分１６はミラー１４および反射型マスク１
３として用いない。

【００２４】このマスクに、波長１３０Å、ビームサイ
ズ0.5×0.5ｍｍの軟Ｘ線６を照射し、解像度0.1μｍ、
倍率1／5、焦点深度１μｍの光学系１０で、レジストを
塗布したシリコンウエハ上に縮小露光した。このとき、
マスク１３の反射光７がマスク表面（ミラー表面３）に
対して垂直になるようにマスク１３を配置した（図２参
照）。その結果、0.1×0.1ｍｍの領域に0.1μｍのパタ
ーンが形成された。さらに、ウエハを光軸に対し垂直に
±0.5μｍ動かしても同様の結果が得られた。

【００２５】本実施例では、マスクのパターンとして図
１２(ａ)に相当するものを作製したが、本発明によるマ
スクはこのようなパターン形状に限らず、例えば、図１
２(ｂ)、(ｃ)に相当するもの、あるいはこれらに類似し
た形態のマスクにも適応できる。また、本発明によるマ
スクは本実施例のような平面マスクに限らず、曲面形状
のマスクにも適応できる。

【００２６】−第２実施例− 図３は本発明の第２実施例を示す概略断面図である。本
図は、図示するような断面形状の基板２上に多層膜１が
積層されており、その表面３にＸ線吸収体８が所望のパ
ターンに形成されてなる反射型マスク１３を示してい
る。多層膜１の界面４は反射型マスク１３の表面３に対
し３゜傾いている。以下にこの反射型マスクの製造方法
を説明する。

【００２７】まず、図９(ａ)に示すような断面形状を有
する基板２を用意する。本基板２のｑおよびｒの値はそ
れぞれ0.52μｍ、10μｍとした。また、溝Ｇを形成する
表面２２、２３のなす角度は90゜とした。次に、モリブ
デン層１９と珪素層２０とからなる多層膜１をスパッタ
法により周期６４Åで150ペア積層した。本実施例で使
用したスパッタ装置は、スパッタ粒子１８がターゲット
の垂直方向に最も多く飛び出すため、本実施例では、こ
の垂直方向と基板の表面２３とが平行になるように、つ
まり表面２２がターゲットの垂直方向に直交するように
配置して成膜した。次に、多層膜１の表面３が平面とな
るように研磨してＸ線用多層膜ミラー１４を製造した。
次にこのミラー１４の表面３に吸収体８のパターンを形
成した。まず、ミラー１４の表面３に吸収体８として金
を100ｎｍ蒸着した。そして、ミラー１４の表面３にレ
ジストを塗布し、これに紫外線を用いた縮小投影露光装
置で最小線幅0.5μｍのパターンを焼き付けた。さらに
イオンミリング装置により金蒸着膜をエッチングした
後、レジストを除去した。以上の結果、図３に示すよう
なマスクが得られた。

【００２８】このマスクについて、実施例１と同様の露
光実験を行ったところ、実施例１と同じ結果が得られ
た。また、本発明によるマスクは本実施例のような平面
マスクに限らず、曲面形状のマスクにも適応できる。な
お、本実施例では、隣合う溝Ｇの表面２２ａ、２２ｂ、
２２ｃ上に形成された多層膜１の界面４どうしが一致し
ない場合がある。この場合、各表面２２ａ、２２ｂ、２
２ｃ上の多層膜１の境界部（図９に点線Ｂで示す）付近
では多層膜１の反射条件が十分に満たされないこともあ
りうる。しかし、反射条件が満たされない領域は、多層
膜１の周期や多層膜界面４がなす角度φを適宜設定する
ことにより十分小さくすることが可能であり、マスク１
３として使用した場合にその像に影響を与えるおそれは
ない。

【００２９】−第３実施例− 図８(ｃ)は本発明の第３実施例を示す概略断面図であ
る。多層膜１は基板２上に積層されており、このとき多
層膜１の界面４はミラー１４の表面３に対し５°傾いて
いる。以下に、この多層膜ミラー１４の製造方法を説明
する。

【００３０】まず、図８(ａ)に示すように、表面１６が
底面２ａに対し５゜傾いて形成され、表面１６の面積が
５×５ｍｍの基板２上に、モリブデン層１９と珪素層２
０とからなる多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ）１をスパッタ法によ
り周期96Åで45800ペア積層した。次に、多層膜１の表
面３が基板２の底面２ａと平行になるように、この多層
膜１の一部２１を研磨によって除去した。

【００３１】この多層膜ミラー１４に、コリメートされ
た波長130Å、ビームサイズ３×３ｍｍの軟Ｘ線６を入
射角θ_I＝40゜で照射したところ、図５に示すように反
射角θ_R＝50゜の方向にＸ線７が反射した。さらに、反
射Ｘ線７のビームサイズは3.6×３ｍｍに増加した。こ
れより、本多層膜ミラー１４はビームエキスパンダーと
して働くことが確認された。

【００３２】−第４実施例− 図１０(ｃ)は本発明の第４実施例を示す概略断面図であ
る。本図は図１０(ｃ)に示すような断面形状の基板２上
に多層膜１が積層しているＸ線用多層膜ミラー１４を示
している。多層膜１の界面４はミラー１４の表面３に対
し５゜傾いている。以下にこの多層膜ミラーの製造方法
を説明する。

【００３３】まず、図１１に示すような断面を有する多
層膜ミラーを用意する。多層膜１は周期96Å、1000ペア
のモリブデン層１９と珪素層２０とからなる多層膜であ
り、スパッタ法で作製した。この多層膜ミラーを、ダイ
ヤモンドカッターで図１０(ａ)に示すように切断面２５
に沿って切断して複数の切断ミラー１４ａを作製した。
このとき、各ミラー１４ａの幅ｒは100μｍとした。次
に、図１０(ｂ)に示すように、隣合うミラー１４ａの表
面が多層膜１の積層方向に8.75μｍずれるようにこれら
ミラー１４ａを接合した。さらに、表面３および裏面２
ａが平面となるようにミラー１４を研磨して図１０(ｃ)
に示すようなＸ線用多層膜ミラー１４を得た。このミラ
ー１４で実施例３と同様の実験を行ったところ、実施例
３と同様にビームエキスパンダーとして働くことがわか
った。

【００３４】なお、本発明のＸ線用多層膜ミラー等は、
その細部が上述の各実施例に限定されず、種々の変形例
が可能である。一例として、多層膜は本実施例で挙げた
モリブデンと珪素の組み合わせに限らない。また、角度
φも本実施例の値に限らない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｘ線用
多層膜ミラーによりＸ線をミラー表面に対し非対称に反
射することができる。そのため、本発明によるＸ線用多
層膜ミラーを用いてＸ線投影露光用の反射型Ｘ線マスク
を製作すると、反射光のミラー表面に対する角度を90゜
にすることができる。そのため、マスクに起因するアラ
イメント精度、照明光学系および結像光学系等への制限
を小さくすることができる。また、多層膜の周期および
多層膜を構成する各層の界面に対する多層膜表面の角度
を適宜選択することにより、特定の入射角をもって入射
するＸ線を任意の出射角で反射することが可能となり、
照明光学系、結像光学系および反射型Ｘ線マスクの配置
の自由度を増すことができる。また、本発明によるＸ線
用多層膜ミラーは、反射光のビームサイズを入射光に比
べ小さくしたり大きくしたりすることが可能である。従
って、ビーム断面積が非常に小さいという欠点があるシ
ンクロトロン放射光から放射される光でも、本ミラーに
より、その断面積を大きくすることができる。従って、
例えばＸ線投影露光においては、照明光学系に本ミラー
を用いるとマスクの広い領域が照明できる等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多層膜ミラーを示す概略断面図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例である反射型Ｘ線マスクを
示す概略断面図である。

【図３】本発明の第２実施例である反射型Ｘ線マスクを
示す概略断面図である。

【図４】(ａ)は透過型マスクを、(ｂ)は従来の反射型マ
スクを、(ｃ)は本発明による反射型マスクを用いた縮小
露光装置の概念図である。

【図５】本発明による多層膜ミラーにおける、入射およ
び反射ビームの断面積の変化を示す図である。

【図６】(ａ)は第１実施例の反射型Ｘ線マスクの製造に
用いられるスリットを示す概略斜視図、(ｂ)は基板を示
す概略斜視図である。

【図７】第１実施例の反射型Ｘ線マスクの製造工程を示
す概略図である。

【図８】第３実施例の多層膜ミラーの製造工程を示す概
略図である。

【図９】第２実施例の反射型Ｘ線マスクの製造工程を示
す概略断面図である。

【図１０】第４実施例の多層膜ミラーの製造工程を示す
概略図である。

【図１１】従来の多層膜ミラーを示す概略断面図であ
る。

【図１２】従来の反射型Ｘ線マスクを示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

Ｇ溝１多層膜２基板３ミラー表面４多層膜の界面（反射面）５基板表面６入射Ｘ線７反射Ｘ線８吸収体１０結像光学系１２Ｘ線１３反射型マスク１４多層膜ミラー１５スリット板１５ａスリット１６傾斜面１７平坦面１８スパッタ粒子１９モリブデン層２０珪素層２１多層膜の一部２２、２３表面２５切断面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21K 1/06 G02B 5/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成され、Ｘ線領域の波長を有
する光の屈折率と真空中の屈折率との差が小さい物質か
らなる第一層と前記差が大きい物質からなる第二層とを
交互に積層してなる多層膜を備えたＸ線用多層膜ミラー
において、前記多層膜を構成する各層の界面に対して前記多層膜の
表面を所定角度だけ傾斜させて形成し、前記多層膜で反射されるＸ線がこの多層膜表面の法線方
向に沿って反射されるように前記多層膜の周期およびこ
れを構成する各層の界面と前記多層膜の表面とがなす前
記所定角度を設定したことを特徴とするＸ線用多層膜ミ
ラー。
【請求項２】請求項１に記載のＸ線用多層膜ミラーの
前記多層膜の一部にＸ線を反射しないＸ線非反射部が形
成され、前記Ｘ線非反射部が所定のパターンに形成され
てなる反射型Ｘ線マスク。
【請求項３】Ｘ線領域の波長を有する光の屈折率と真
空中の屈折率との差が小さい物質からなる第一層と前記
差が大きい物質からなる第二層とを基板上に交互に積層
して多層膜を形成する工程を備えたＸ線用多層膜ミラー
の製造方法において、平坦面およびこの平坦面に対して所定角度をもって傾斜
する傾斜面を有する基板を用意し、前記傾斜面から前記
平坦面に向かって前記第一層および第二層を交互に形成
して前記多層膜を形成することを特徴とするＸ線用多層
膜ミラーの製造方法。
【請求項４】Ｘ線領域の波長を有する光の屈折率と真
空中の屈折率との差が小さい物質からなる第一層と前記
差が大きい物質からなる第二層とを交互に積層して多層
膜を形成する工程を備えたＸ線用多層膜ミラーの製造方
法において、断面Ｖ字型の溝が一定周期で一次元に配列され、各溝を
構成する一対の面のうち一方の面が互いに平行に配置さ
れた基板を用意し、この基板の前記一方の面に沿って前
記第一層および第二層を交互に形成して前記多層膜を形
成した後に、前記多層膜の表面と前記多層膜を構成する
前記各層の界面とが所定角度をもって傾斜するように前
記多層膜の一部を除去することを特徴とするＸ線用多層
膜ミラーの製造方法。
【請求項５】Ｘ線領域の波長を有する光の屈折率と真
空中の屈折率との差が小さい物質からなる第一層と前記
差が大きい物質からなる第二層とを基板上に交互に積層
して多層膜を形成する工程を備えたＸ線用多層膜ミラー
の製造方法において、前記基板上に設けられた平坦面に沿って前記第一層およ
び第二層を交互に形成して前記多層膜を形成した後、こ
の多層膜を前記基板とともに前記多層膜の厚さ方向に切
断した後、切断した前記多層膜をその積層方向に互いに
ずらして接合し、接合した多層膜の表面と前記多層膜を
構成する前記各層の界面とが所定角度をもって傾斜する
ように前記接合した多層膜の一部を除去することを特徴
とするＸ線用多層膜ミラーの製造方法。
【請求項６】光源からのＸ線をマスクに照射し、前記
マスクからの反射Ｘ線を基板上に投影露光する露光装置
において、前記マスクに請求項２に記載の反射型Ｘ線マスクを使用
し、前記反射型Ｘ線マスクの表面に対して光軸が垂直となっ
ていて、前記反射型Ｘ線マスクで反射されたＸ線を前記
基板上に投影露光する結像光学系を備えることを特徴と
する露光装置。
【請求項７】請求項２に記載の反射型Ｘ線マスクによ
り反射されたＸ線を、結像光学系によってレジストが塗
布されたシリコンウエハ上に投影露光し、前記Ｘ線が投
影露光されたレジストを現像して得られるレジストパタ
ーンをマスクに用いて前記シリコンウエハを加工するこ
とを特徴とするパターンを有するシリコンウエハの製造
方法。