JP3236012B2 - Ｘ線露光装置 - Google Patents
Ｘ線露光装置Info
- Publication number
- JP3236012B2 JP3236012B2 JP26764490A JP26764490A JP3236012B2 JP 3236012 B2 JP3236012 B2 JP 3236012B2 JP 26764490 A JP26764490 A JP 26764490A JP 26764490 A JP26764490 A JP 26764490A JP 3236012 B2 JP3236012 B2 JP 3236012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- ray
- resist
- reflecting surface
- shape
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、S.O.R.源等のＸ線源を用いてレチクル等の
原版のパターンをウエハ等の半導体基板に転写して半導
体を製造するのに用いられるＸ線露光装置に関するもの
である。
原版のパターンをウエハ等の半導体基板に転写して半導
体を製造するのに用いられるＸ線露光装置に関するもの
である。
Ｘ線露光装置において、Ｘ線源としてS.O.R.源を用い
る場合、S.O.R.源からの光は、電子軌道面に水平方向に
は大きな発散角を有し、垂直方向には小さな発散角を有
するシート状の電磁波であるため、S.O.R.源からの光を
そのまま原版に照射したのでは、原版は垂直方向に小さ
な範囲しか照明されない。そこで、S.O.R.源をＸ線源と
して用いるＸ線露光装置では、S.O.R.からの光（Ｘ線）
を垂直方向に広げる何らかの手当が必要になる。
る場合、S.O.R.源からの光は、電子軌道面に水平方向に
は大きな発散角を有し、垂直方向には小さな発散角を有
するシート状の電磁波であるため、S.O.R.源からの光を
そのまま原版に照射したのでは、原版は垂直方向に小さ
な範囲しか照明されない。そこで、S.O.R.源をＸ線源と
して用いるＸ線露光装置では、S.O.R.からの光（Ｘ線）
を垂直方向に広げる何らかの手当が必要になる。
その方法として、従来、第２図（ａ）に示すよう
に、斜入射ミラー（平面ミラー）21をS.O.R.源とウエハ
22上の被露光面との間に配置し、これを数mradの角度で
振動させてS.O.R.源からの光を拡大する方法（たとえ
ば、『J.V.S.T.B１〔４〕（1983）1271』に示される方
法。）、同図（ｂ）に示すように、ミラー23の断面
を、指数関数で表わされる形状とし、ガウス分布をして
いるS.O.R.源からの光を垂直方向に関して拡大および強
度分布の均一化を行う方法（特開昭60−226122号公報に
示される方法）、などが知られている。ただし、同図
（ａ）の右側のグラフは、の方法において、ウエハに
塗布されたレジストで吸収されるＸ線強度の分布を示
し、同図（ｂ）の右側のグラフはの方法におけるマス
ク面上でのＸ線の強度の分布を示す。
に、斜入射ミラー（平面ミラー）21をS.O.R.源とウエハ
22上の被露光面との間に配置し、これを数mradの角度で
振動させてS.O.R.源からの光を拡大する方法（たとえ
ば、『J.V.S.T.B１〔４〕（1983）1271』に示される方
法。）、同図（ｂ）に示すように、ミラー23の断面
を、指数関数で表わされる形状とし、ガウス分布をして
いるS.O.R.源からの光を垂直方向に関して拡大および強
度分布の均一化を行う方法（特開昭60−226122号公報に
示される方法）、などが知られている。ただし、同図
（ａ）の右側のグラフは、の方法において、ウエハに
塗布されたレジストで吸収されるＸ線強度の分布を示
し、同図（ｂ）の右側のグラフはの方法におけるマス
ク面上でのＸ線の強度の分布を示す。
しかしながら、上記の方法によれば、瞬間的にマス
クの一部分が照明されるので、露光中、マスクが部分的
に熱膨張してパターンの転写歪を引き起こし易い。この
熱膨張の影響を避けるためには、ミラー21の振動周期を
十分に短かくしなければならず、そのためにミラー21の
駆動部に大きな駆動パワーが必要となる。また、ミラー
21の駆動部の機構が複雑になる。従って、あまり実用的
ではない。
クの一部分が照明されるので、露光中、マスクが部分的
に熱膨張してパターンの転写歪を引き起こし易い。この
熱膨張の影響を避けるためには、ミラー21の振動周期を
十分に短かくしなければならず、そのためにミラー21の
駆動部に大きな駆動パワーが必要となる。また、ミラー
21の駆動部の機構が複雑になる。従って、あまり実用的
ではない。
これに対しの方法によれば、ミラー23による反射に
よりS.O.R.源からの光の強度むらは無くなるが、マスク
を透過してレジスト24に吸収されるときは、レジストの
吸収率に波長依存性があり、S.O.R.源からの光は通常単
色ではない為、レジスト自身に露光むらが生じる。ま
た、ミラー23は、その頂点から片側半分の反射面だけを
備えており、使用するS.O.R.源からの光は電子軌道面の
上側かまたは下側のみであるため、利用効率が悪いとい
う欠点を有している。
よりS.O.R.源からの光の強度むらは無くなるが、マスク
を透過してレジスト24に吸収されるときは、レジストの
吸収率に波長依存性があり、S.O.R.源からの光は通常単
色ではない為、レジスト自身に露光むらが生じる。ま
た、ミラー23は、その頂点から片側半分の反射面だけを
備えており、使用するS.O.R.源からの光は電子軌道面の
上側かまたは下側のみであるため、利用効率が悪いとい
う欠点を有している。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑
み、Ｘ線露光装置において、基板上のレジストを、より
少ないエネルギー損失で、強度むらなく均一に露光でき
るようにすることにある。
み、Ｘ線露光装置において、基板上のレジストを、より
少ないエネルギー損失で、強度むらなく均一に露光でき
るようにすることにある。
この目的を達成する為に、本発明の第１の形態は、Ｘ
線源と、前記Ｘ線で原板を照明し、原板のパターンを介
して基板上のレジストを露光せしめる照明系とを備え、
この系は円筒状に似た反射面を備えた凸ミラーを有し、
このミラーの反射面で、前記Ｘ線を反射して前記原板を
照明する。そして、この反射面は、この反射面の頂点に
関して前記Ｘ線源側と前記原板側の形状が非対称で、前
記頂点近傍において、前記Ｘ線源側の曲率半径が前記原
板側の曲率半径よりも小さく、その周辺部に前記頂点近
傍よりも曲率半径が大きい部分を有する非球面形状を備
える。
線源と、前記Ｘ線で原板を照明し、原板のパターンを介
して基板上のレジストを露光せしめる照明系とを備え、
この系は円筒状に似た反射面を備えた凸ミラーを有し、
このミラーの反射面で、前記Ｘ線を反射して前記原板を
照明する。そして、この反射面は、この反射面の頂点に
関して前記Ｘ線源側と前記原板側の形状が非対称で、前
記頂点近傍において、前記Ｘ線源側の曲率半径が前記原
板側の曲率半径よりも小さく、その周辺部に前記頂点近
傍よりも曲率半径が大きい部分を有する非球面形状を備
える。
この目的を達成する為の本発明の第２の形態は、Ｘ線
源と、前記Ｘ線で原板を照明し、原板のパターンを介し
て基板上のレジストを露光せしめる照明系とを備え、こ
の系は、円筒状に近い反射面を備えたミラーを有し、こ
のミラーの反射面で前記Ｘ線を反射して前記原板を照明
する。そして、この反射面は、この反射面の頂点に関し
て前記Ｘ線源側と前記原板側の形状が非対称な非球面形
状を有し、この反射面の頂点近傍の曲率半径ρ０、この
頂点で反射して前記レジストに吸収せしめられる、前記
Ｘ線の ビームの量がI0に設定され、この頂点を原点として、こ
の頂点の接線に相当する軸に沿ってｙ座標を定めた時の
前記反射面の面形状が関数Ｚ（ｙ）で示され、以下の条
件（１）〜（５）をほぼ満たす。
源と、前記Ｘ線で原板を照明し、原板のパターンを介し
て基板上のレジストを露光せしめる照明系とを備え、こ
の系は、円筒状に近い反射面を備えたミラーを有し、こ
のミラーの反射面で前記Ｘ線を反射して前記原板を照明
する。そして、この反射面は、この反射面の頂点に関し
て前記Ｘ線源側と前記原板側の形状が非対称な非球面形
状を有し、この反射面の頂点近傍の曲率半径ρ０、この
頂点で反射して前記レジストに吸収せしめられる、前記
Ｘ線の ビームの量がI0に設定され、この頂点を原点として、こ
の頂点の接線に相当する軸に沿ってｙ座標を定めた時の
前記反射面の面形状が関数Ｚ（ｙ）で示され、以下の条
件（１）〜（５）をほぼ満たす。
Ｚ(ｙ)＝Z0(ｙ)＋Ｋ(Ｚρ(ｙ)−Z0(ｙ)) …（１） ０＜Ｋ≦1.5 …（２） ここで、Z0（ｙ）は前記ミラーの反射面の基本曲面を
示す曲率半径ρ０の円筒状反射面の面形状を示す関数、
Ｚρ（ｙ）は前記（３）式及び（４）式をほぼ満たす時
の前記ミラーの反射面の面形状を示す関数、ρは前記ミ
ラーの反射面上の前記座標に沿った各点における曲率半
径、θは前記ミラーの反射面上の前記座標に沿った各点
に入射する前記Ｘ線の各ビームの入射角、l12は前記ミ
ラーの反射面上の前記座標に沿った各点と前記Ｘ線源の
発光中心との距離、l23は前記ミラーの反射面上の前記
座標に沿った各点で反射した前記各ビームが前記レジス
トに入射する点と、この各点との距離、Ｉは、前記Z
0（ｙ）なる面形状を備える反射面により前記放射源か
らのＸ線を反射して前記レジストを露光した時に、この
反射面上の前記座標に沿った各点で反射して前記レジス
トで吸収される前記Ｘ線の各ビームの量を示す。
示す曲率半径ρ０の円筒状反射面の面形状を示す関数、
Ｚρ（ｙ）は前記（３）式及び（４）式をほぼ満たす時
の前記ミラーの反射面の面形状を示す関数、ρは前記ミ
ラーの反射面上の前記座標に沿った各点における曲率半
径、θは前記ミラーの反射面上の前記座標に沿った各点
に入射する前記Ｘ線の各ビームの入射角、l12は前記ミ
ラーの反射面上の前記座標に沿った各点と前記Ｘ線源の
発光中心との距離、l23は前記ミラーの反射面上の前記
座標に沿った各点で反射した前記各ビームが前記レジス
トに入射する点と、この各点との距離、Ｉは、前記Z
0（ｙ）なる面形状を備える反射面により前記放射源か
らのＸ線を反射して前記レジストを露光した時に、この
反射面上の前記座標に沿った各点で反射して前記レジス
トで吸収される前記Ｘ線の各ビームの量を示す。
尚、前記ミラーの構造としては、例えば、SiC基板、S
iO2基板やSiO2基板上にAuを蒸着したもの、またはSiO2
基板上にPtを蒸着したもの、が利用できる。
iO2基板やSiO2基板上にAuを蒸着したもの、またはSiO2
基板上にPtを蒸着したもの、が利用できる。
本発明の第２の形態の装置では、前記（１）〜（４）
式を満足するように前記ミラーを構成することにより、
基板上のレジストのＸ線吸収（量）分布をほぼ均一にす
ることができる。また、本発明の第２の形態の装置の各
ミラーは、その反射面の形状が、周辺部（頂点から離れ
た光軸外の部分）の曲率半径が頂点近傍（光軸近傍）の
曲率半径よりも大きくなるので、各ミラーの周辺部に入
射するＸ線の周辺部のビームを効率良く原板及び基板に
向けることができる。即ち、単なる円筒状反射面でＸ線
を反射して原板及び基板に向けていた時に、露光に供し
なかった周辺部のビームを、露光に利用できる。
式を満足するように前記ミラーを構成することにより、
基板上のレジストのＸ線吸収（量）分布をほぼ均一にす
ることができる。また、本発明の第２の形態の装置の各
ミラーは、その反射面の形状が、周辺部（頂点から離れ
た光軸外の部分）の曲率半径が頂点近傍（光軸近傍）の
曲率半径よりも大きくなるので、各ミラーの周辺部に入
射するＸ線の周辺部のビームを効率良く原板及び基板に
向けることができる。即ち、単なる円筒状反射面でＸ線
を反射して原板及び基板に向けていた時に、露光に供し
なかった周辺部のビームを、露光に利用できる。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施例に係るＸ
線露光装置を示す概略図、断面図である。同図におい
て、１はシンクロトロンであり、シンクロトロン放射光
（S.O.R.）を放出する。このシンクロトロン１の水平軌
道面はＸ−Ｙ平面と平行であり、このシンクロトロン１
は、Ｚ方向に関しての幅が狭くＸ−Ｙ平面に平行な方向
の幅が長い、シート状のＸ線６をミラー２に向けて放射
する。ミラー２は、その反射面が円筒状反射面を基本曲
面とする、非球面形状を備えた凸面ミラーである。そし
て、このミラー２の母線はＸ方向に向いており、このミ
ラー２の反射面の頂点に立てた垂線は、Ｚ方向を向く。
ミラー２のＺ−Ｙ平面に関する断面形状は、円筒状から 所定の形状を備えており、ミラー２の反射面は、その頂
点に関して、シンクロトロン１側の形状と、それと反対
側の（マスク側の）形状とが、非対称になり、頂点近傍
で、シンクロトロン１側の曲率半径がマスク側の曲率半
径よりも小さくなるよう設定してある。
線露光装置を示す概略図、断面図である。同図におい
て、１はシンクロトロンであり、シンクロトロン放射光
（S.O.R.）を放出する。このシンクロトロン１の水平軌
道面はＸ−Ｙ平面と平行であり、このシンクロトロン１
は、Ｚ方向に関しての幅が狭くＸ−Ｙ平面に平行な方向
の幅が長い、シート状のＸ線６をミラー２に向けて放射
する。ミラー２は、その反射面が円筒状反射面を基本曲
面とする、非球面形状を備えた凸面ミラーである。そし
て、このミラー２の母線はＸ方向に向いており、このミ
ラー２の反射面の頂点に立てた垂線は、Ｚ方向を向く。
ミラー２のＺ−Ｙ平面に関する断面形状は、円筒状から 所定の形状を備えており、ミラー２の反射面は、その頂
点に関して、シンクロトロン１側の形状と、それと反対
側の（マスク側の）形状とが、非対称になり、頂点近傍
で、シンクロトロン１側の曲率半径がマスク側の曲率半
径よりも小さくなるよう設定してある。
ミラー２は、その反射面により、シンクロトロン１か
らのＸ線６を反射し、そのビーム径を拡大し、その断面
強度分布を所定の分布に変換しつつ、マスク３へ向け
る。ミラー２からのＸ線６は、シヤツター５を介してマ
スク３の回路パターンを照明し、この回路パターンを介
してウエハ４に向けられる。そして、このＸ線６によ
り、ウエハ４上のレジストが、マスク３の回路パターン
に応じて露光される。尚、シヤツター５、マスク３、ウ
エハ４の各受光面は、Ｚ−Ｙ平面とほぼ平行である。ま
た、ミラー２は、SiC基板に凸状反射面を加工したも
の、SiO2基板に凸状反射面を加工したもの、SiO2基板に
凸状反射面を加工した後、その上にAuを蒸着したもの、
SiO2基板に凸状反射面を加工した後、その上にPtを蒸着
したもの、等で構成される。
らのＸ線６を反射し、そのビーム径を拡大し、その断面
強度分布を所定の分布に変換しつつ、マスク３へ向け
る。ミラー２からのＸ線６は、シヤツター５を介してマ
スク３の回路パターンを照明し、この回路パターンを介
してウエハ４に向けられる。そして、このＸ線６によ
り、ウエハ４上のレジストが、マスク３の回路パターン
に応じて露光される。尚、シヤツター５、マスク３、ウ
エハ４の各受光面は、Ｚ−Ｙ平面とほぼ平行である。ま
た、ミラー２は、SiC基板に凸状反射面を加工したも
の、SiO2基板に凸状反射面を加工したもの、SiO2基板に
凸状反射面を加工した後、その上にAuを蒸着したもの、
SiO2基板に凸状反射面を加工した後、その上にPtを蒸着
したもの、等で構成される。
第３図に、第１図（ａ），（ｂ）で示す装置でウエハ
４を露光した時のウエハ４上のレジストのＺ方向に関す
るＸ線吸収分布（単位時間当たりの吸収量（強度）の分
布）を実線で示した。尚、第３図で破線で示される分布
は、円筒状反射面を備えるミラー（円柱面ミラーをミラ
ー２と置き換えてをウエハ４を露光した時のＺ方向に関
するＸ線吸収分布である。
４を露光した時のウエハ４上のレジストのＺ方向に関す
るＸ線吸収分布（単位時間当たりの吸収量（強度）の分
布）を実線で示した。尚、第３図で破線で示される分布
は、円筒状反射面を備えるミラー（円柱面ミラーをミラ
ー２と置き換えてをウエハ４を露光した時のＺ方向に関
するＸ線吸収分布である。
第４図に、第２図（ａ），（ｂ）に示す装置のミラー
２の断面形状を実線で示した。尚、破線で示す形状は、
前記円筒状反射面を備えるミラー（円柱面ミラー）の断
面形状である。
２の断面形状を実線で示した。尚、破線で示す形状は、
前記円筒状反射面を備えるミラー（円柱面ミラー）の断
面形状である。
円筒状反射面を備えたミラーを使用して露光した場
合、第３図の破線で示すように、Ｘ線吸収分布が不均一
になるので、この不均一性を補正する為に第３図中の斜
線部に相当するＸ線をカツトする工夫が必要である。そ
して、このようにＸ線の一部をカツトする方法を使用す
ると、レジストのＸ線の単位時間当たりの吸収量は低い
量となる。
合、第３図の破線で示すように、Ｘ線吸収分布が不均一
になるので、この不均一性を補正する為に第３図中の斜
線部に相当するＸ線をカツトする工夫が必要である。そ
して、このようにＸ線の一部をカツトする方法を使用す
ると、レジストのＸ線の単位時間当たりの吸収量は低い
量となる。
これに対し、本実施例のミラー２の場合、第３図の実
線で示すように、レジストのＸ線の単位時間当たりの吸
収量が円柱面ミラーの場合より大きくなり、しかもＸ線
吸収分布がレジスト上の非露光領域全域に亘り均一にな
るように、反射面の形状が工夫してある。従って、本実
施例の装置では、短時間で均一な露光を達成する。
線で示すように、レジストのＸ線の単位時間当たりの吸
収量が円柱面ミラーの場合より大きくなり、しかもＸ線
吸収分布がレジスト上の非露光領域全域に亘り均一にな
るように、反射面の形状が工夫してある。従って、本実
施例の装置では、短時間で均一な露光を達成する。
本実施例のミラー２に関して、以下に詳述する。
ウエハ４上のレジストのＺ方向に沿ったある場所にお
けるＸ線吸収量Ｉ（Ｚ）は、次式で表わすことができ
る。
けるＸ線吸収量Ｉ（Ｚ）は、次式で表わすことができ
る。
ここで、λはＸ線６の波長、I1（λ）はミラー２に入
射するＸ線６の強度、Ｒ（λ）はミラー２の反射率、Tw
（λ）はBe窓やフイルター等を有する場合のその透過
率、T3（λ）はマスク３の透過率、A4（λ）はレジスト
４の吸収率である。また、Ｃはミラー２上の各点の曲率
半径ρ、シンクロトロン１の発光中心とミラー２上の各
点との距離l12、ミラー２上の各点とウエハ４上のレジ
ストのミラー２上の各点に対応する点（Ｚ）との距離l
23、及びミラー２上の各点に入射するＸ線６のビームの
入射角θにより決定される、ミラー２によるＸ線６の拡
大率（ウエハ４上でのビーム面積／ミラー２上でのビー
ム面積）を示す。
射するＸ線６の強度、Ｒ（λ）はミラー２の反射率、Tw
（λ）はBe窓やフイルター等を有する場合のその透過
率、T3（λ）はマスク３の透過率、A4（λ）はレジスト
４の吸収率である。また、Ｃはミラー２上の各点の曲率
半径ρ、シンクロトロン１の発光中心とミラー２上の各
点との距離l12、ミラー２上の各点とウエハ４上のレジ
ストのミラー２上の各点に対応する点（Ｚ）との距離l
23、及びミラー２上の各点に入射するＸ線６のビームの
入射角θにより決定される、ミラー２によるＸ線６の拡
大率（ウエハ４上でのビーム面積／ミラー２上でのビー
ム面積）を示す。
ウエハ４上のレジストに単位時間に吸収させるＸ線量
（強度）を、レジストの種類、Ｘ線６の強度に基づい
て、Iaと定める。例えば、第３図に破線で示したような
円筒状反射面を備えたミラーを使用してレジストを露光
した時の、Ｘ線吸収分散に基づいて、レジストに吸収さ
れるＸ線量を、Ｚ方向に関して、照明領域の端から端ま
で積分し、積分値Irを求める。そして、この積分値Irを
Ｚ方向に関する照明領域の長さArで除算し、Ia＝Ir/Ar
として、Iaを決定できる。尚、被露光領域のＺ方向に関
する長さをDrとおくと、照明領域の長さArは被露光領域
の長さDrよりも大きくする必要があることと、あまり大
きく設定しすぎるとＸ線の強度（露光に供するＸ線量）
が小さくなること、を鑑みると、Dr＜Ar＜3Drなる条件
を満たすように装置を構成するのが良い。
（強度）を、レジストの種類、Ｘ線６の強度に基づい
て、Iaと定める。例えば、第３図に破線で示したような
円筒状反射面を備えたミラーを使用してレジストを露光
した時の、Ｘ線吸収分散に基づいて、レジストに吸収さ
れるＸ線量を、Ｚ方向に関して、照明領域の端から端ま
で積分し、積分値Irを求める。そして、この積分値Irを
Ｚ方向に関する照明領域の長さArで除算し、Ia＝Ir/Ar
として、Iaを決定できる。尚、被露光領域のＺ方向に関
する長さをDrとおくと、照明領域の長さArは被露光領域
の長さDrよりも大きくする必要があることと、あまり大
きく設定しすぎるとＸ線の強度（露光に供するＸ線量）
が小さくなること、を鑑みると、Dr＜Ar＜3Drなる条件
を満たすように装置を構成するのが良い。
さて、単位時間当たりのＸ線吸収量Iaを決めた後、ミ
ラー２の頂点近傍の曲率半径ρ０（未知数）を決める為
に、式（１），（２）において、Ｉ＝Ia、ρ＝ρ０を代
入し、これらの式で演算を行う。
ラー２の頂点近傍の曲率半径ρ０（未知数）を決める為
に、式（１），（２）において、Ｉ＝Ia、ρ＝ρ０を代
入し、これらの式で演算を行う。
このようにして、Ia及びρ０を決定し、ミラー２の頂
点で反射して、レジストの被露光領域（の中心）に吸収
されるＸ線の量I0をI0＝Iaとして定めると、ミラー２の
反射面の各点における曲率半径ρ＝ρ（ｙ）が、次の式
に基づいて求まる。
点で反射して、レジストの被露光領域（の中心）に吸収
されるＸ線の量I0をI0＝Iaとして定めると、ミラー２の
反射面の各点における曲率半径ρ＝ρ（ｙ）が、次の式
に基づいて求まる。
ここで、l12、l23、θは、前記（１），（２）式にお
ける変数と同じものであり、Ｉは曲率半径ρ０の円筒状
反射面を備えたミラー上の各点（ｙ）で反射したＸ線ビ
ームで、ウエハ４上のレジストを露光した時のレジスト
上の各点（Ｚ）での単位時間当たりのＸ線吸収量を示
す。
ける変数と同じものであり、Ｉは曲率半径ρ０の円筒状
反射面を備えたミラー上の各点（ｙ）で反射したＸ線ビ
ームで、ウエハ４上のレジストを露光した時のレジスト
上の各点（Ｚ）での単位時間当たりのＸ線吸収量を示
す。
本実施例では、予めI0、ρ０を設定し、前記（３），
（４）式に基づいて、被露光領域のレジストによるＸ線
吸収分布が第３図の実線で示される如く均一になるよう
に、ミラー２の頂点から端に向かって順次ミラー２の反
射面上の各点（ｙ）の曲率を決定した。この時の曲率ρ
（ｙ）の変化の様子を、縦軸にρ0/ρ（ｙ）をとって、
第５図に示してある。曲率中心がミラー２の表面よりも
下側にある時曲率ρ（ｙ）の符号は正（ρ（ｙ）＞
０）、曲率中心がミラー２の表面よりも上側にある時曲
率ρ（ｙ）の符号は負（ρ（ｙ）＜０）として図示して
あるが、図から明らかな通り、本実施例のミラー２は、
−0.5＜ρ0/ρ（ｙ）＜1.5の範囲内で反射面の形状が定
められており、しかも、ρ0/ρ（ｙ）＞０である。
（４）式に基づいて、被露光領域のレジストによるＸ線
吸収分布が第３図の実線で示される如く均一になるよう
に、ミラー２の頂点から端に向かって順次ミラー２の反
射面上の各点（ｙ）の曲率を決定した。この時の曲率ρ
（ｙ）の変化の様子を、縦軸にρ0/ρ（ｙ）をとって、
第５図に示してある。曲率中心がミラー２の表面よりも
下側にある時曲率ρ（ｙ）の符号は正（ρ（ｙ）＞
０）、曲率中心がミラー２の表面よりも上側にある時曲
率ρ（ｙ）の符号は負（ρ（ｙ）＜０）として図示して
あるが、図から明らかな通り、本実施例のミラー２は、
−0.5＜ρ0/ρ（ｙ）＜1.5の範囲内で反射面の形状が定
められており、しかも、ρ0/ρ（ｙ）＞０である。
本実施例のミラー２の反射面は、ミラー２の頂点から
離れるにつれて、頂点近傍の曲率半径ρ０と同じ曲率半
径を備える円筒状反射面から偏位したような形状をも
ち、頂点から十分に離れた軸外の点の曲率半径は、頂点
近傍の曲率半径ρ０よりも大きい。そして、被露光領域
のレジストによるＸ線吸収分布が均一になるように、頂
点に関して左右の反射面の形状が非対称である。このよ
うなミラー２は、シンクロトロン１からのＸ線６の軸外
の周辺部の従来露光に供しなかったビームを、光軸（Ｘ
線６の中心ビーム）側に集めてウエハ４に向ける作用と
ウエハ４上のレジストによるＸ線吸収分布を均一にする
作用とをあわせ持つ。従って、露光時間の短縮化と、露
光の均一化即ち正確なパターン転写とが可能になる。ま
た、Ｘ線吸収分布の均一性は、好ましくは、むらを２％
以内に抑えるように行われ、更に好ましくは、0.2％以
内に抑えるのが良い。
離れるにつれて、頂点近傍の曲率半径ρ０と同じ曲率半
径を備える円筒状反射面から偏位したような形状をも
ち、頂点から十分に離れた軸外の点の曲率半径は、頂点
近傍の曲率半径ρ０よりも大きい。そして、被露光領域
のレジストによるＸ線吸収分布が均一になるように、頂
点に関して左右の反射面の形状が非対称である。このよ
うなミラー２は、シンクロトロン１からのＸ線６の軸外
の周辺部の従来露光に供しなかったビームを、光軸（Ｘ
線６の中心ビーム）側に集めてウエハ４に向ける作用と
ウエハ４上のレジストによるＸ線吸収分布を均一にする
作用とをあわせ持つ。従って、露光時間の短縮化と、露
光の均一化即ち正確なパターン転写とが可能になる。ま
た、Ｘ線吸収分布の均一性は、好ましくは、むらを２％
以内に抑えるように行われ、更に好ましくは、0.2％以
内に抑えるのが良い。
つぎに本実施例による効果を具体的な数値を用いて示
す。
す。
まず、レジスト吸収強度Iaを求めるためのレジストに
吸収される積分強度Ir′を24mW/cm2とした。ここで、ミ
ラー材料:SiO2、マスク材料:Si3N4、レジスト材料:PMM
A、中心ビームの入射角:10mradとした。
吸収される積分強度Ir′を24mW/cm2とした。ここで、ミ
ラー材料:SiO2、マスク材料:Si3N4、レジスト材料:PMM
A、中心ビームの入射角:10mradとした。
そこで、被露光エリアを3cm□、照明エリアを6cm□と
すると、Ｘ線吸収量Iaは と決定し、このときのミラー２の頂点近傍の曲率半径ρ
０は50mとして（３），（４）式に基づいて反射面の形
状を決定した。これに対し、曲率半径50mの円筒状反射
面を備えたミラーを用いた場合、被露光エリア両端での
Ｘ線吸収量Icは3.5mW/cm2であった。
すると、Ｘ線吸収量Iaは と決定し、このときのミラー２の頂点近傍の曲率半径ρ
０は50mとして（３），（４）式に基づいて反射面の形
状を決定した。これに対し、曲率半径50mの円筒状反射
面を備えたミラーを用いた場合、被露光エリア両端での
Ｘ線吸収量Icは3.5mW/cm2であった。
このように本実施例のミラー２は、それと中心の曲率
半径が等しい円筒状反射面を備えたミラーと比較する
と、Ｘ線吸収量は15％アツプとなる。従って、単純に強
度だけ比較しても露光時間は円筒状反射面を備えたミラ
ーの場合の87％に減少する。
半径が等しい円筒状反射面を備えたミラーと比較する
と、Ｘ線吸収量は15％アツプとなる。従って、単純に強
度だけ比較しても露光時間は円筒状反射面を備えたミラ
ーの場合の87％に減少する。
ところで、本実施例で用いたレジストと他の種類のレ
ジストとでＸ線吸収分布を比較してみると、第６図に示
すような結果が得られる。図中、破線が本実施例におけ
るレジスト（レジスト１）、実線が他の種類のレジスト
（レジスト２）の場合の分布を示す。同図に示すよう
に、レジストが異なれば分布も異なり、むら（斜線部）
が生ずる。しかし、第７図に示すように他のレジスト
（レジスト２）におけるむらはたかだか３％であり、円
筒状反射面を備えたミラーを用いた場合のむら15％に比
べると非常に小さい。従って、単純に強度だけ比較して
も、露光時間は、円筒状反射面を備えたミラーの場合の
89％に減少する。
ジストとでＸ線吸収分布を比較してみると、第６図に示
すような結果が得られる。図中、破線が本実施例におけ
るレジスト（レジスト１）、実線が他の種類のレジスト
（レジスト２）の場合の分布を示す。同図に示すよう
に、レジストが異なれば分布も異なり、むら（斜線部）
が生ずる。しかし、第７図に示すように他のレジスト
（レジスト２）におけるむらはたかだか３％であり、円
筒状反射面を備えたミラーを用いた場合のむら15％に比
べると非常に小さい。従って、単純に強度だけ比較して
も、露光時間は、円筒状反射面を備えたミラーの場合の
89％に減少する。
ミラーの面形状の非球面化による強度アツプとそれに
伴なう露光時間の短縮は、これまで述べてきた、前述の
（３），（４）式を満足する形態に限られず、ある範囲
をもって有効である。（３），（４）式を満たすミラー
の面形状をＺρ（ｙ）、このミラーの基本曲面である曲
率半径ρ０の円筒状反射面を備えたミラーの面形状をZ0
（ｙ）とおくと、有効となる面形状Ｚ（ｙ）は Ｚ（ｙ）＝Z0（ｙ）＋Ｋ（Ｚρ（ｙ）−Z0（ｙ）） ０＜Ｋ≦1.5 とおける。Ｋは値をいろいろと変化させたときのレジス
トに吸収されるＸ線量（強度）分布を第８図に示す。Ｋ
＝０のときが円筒状反射面であり、Ｋ＝１のときが、ミ
ラー２の面形状である。尚、Z0（ｙ）は、頂点に原点を
おき、 なる式で表わすことができる。
伴なう露光時間の短縮は、これまで述べてきた、前述の
（３），（４）式を満足する形態に限られず、ある範囲
をもって有効である。（３），（４）式を満たすミラー
の面形状をＺρ（ｙ）、このミラーの基本曲面である曲
率半径ρ０の円筒状反射面を備えたミラーの面形状をZ0
（ｙ）とおくと、有効となる面形状Ｚ（ｙ）は Ｚ（ｙ）＝Z0（ｙ）＋Ｋ（Ｚρ（ｙ）−Z0（ｙ）） ０＜Ｋ≦1.5 とおける。Ｋは値をいろいろと変化させたときのレジス
トに吸収されるＸ線量（強度）分布を第８図に示す。Ｋ
＝０のときが円筒状反射面であり、Ｋ＝１のときが、ミ
ラー２の面形状である。尚、Z0（ｙ）は、頂点に原点を
おき、 なる式で表わすことができる。
〔発明の効果〕 以上、本発明によれば、基板上のレジストを、Ｘ線の
エネルギー損失を低く抑えつつ、均一に露光できる。従
って、原板のパターンを基板上のレジストに正確に転写
できるうえに露光時間の短縮も図れる。
エネルギー損失を低く抑えつつ、均一に露光できる。従
って、原板のパターンを基板上のレジストに正確に転写
できるうえに露光時間の短縮も図れる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例に係る露光装置の概略
図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示す装置の断面図、 第２図（ａ），（ｂ）は夫々、従来の露光装置及びこの
装置のミラーの効果を示す説明図、 第３図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置による、ウエ
ハー上のレジストのＸ線吸収分布と、円筒状反射面を備
えたミラーを有する露光装置によるウエハー上のレジス
トのＸ線吸収分布とを示す図、 第４図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置のミラーの反
射面の形状と、円筒状反射面を備えたミラーの反射面の
形状とを示す図、 第５図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置のミラーの頂
点近傍での曲率半径と、軸外の各点における曲率半径と
の比を示す図、 第６図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置において、使
用するレジストを他のレジストに変更した時の、このレ
ジストによるＸ線吸収分布を示す図、 第７図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置において、第
６図に示すレジストを使用した時に、この装置で得られ
るＸ線吸収分布と、円筒状反射面を有するミラーを備え
た露光装置で、このレジストを使用した時に、この装置
で得られるＸ線吸収分布とを示す図、 第８図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置において、ミ
ラーの反射面の形状を様々な形状に変えた時に、各形状
の反射面を備えたミラーにより得られるレジストのＸ線
吸収分布を示す図である。 １…シンクロトロン ２…凸面鏡 ３…マスク ４…ウエハ
図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示す装置の断面図、 第２図（ａ），（ｂ）は夫々、従来の露光装置及びこの
装置のミラーの効果を示す説明図、 第３図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置による、ウエ
ハー上のレジストのＸ線吸収分布と、円筒状反射面を備
えたミラーを有する露光装置によるウエハー上のレジス
トのＸ線吸収分布とを示す図、 第４図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置のミラーの反
射面の形状と、円筒状反射面を備えたミラーの反射面の
形状とを示す図、 第５図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置のミラーの頂
点近傍での曲率半径と、軸外の各点における曲率半径と
の比を示す図、 第６図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置において、使
用するレジストを他のレジストに変更した時の、このレ
ジストによるＸ線吸収分布を示す図、 第７図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置において、第
６図に示すレジストを使用した時に、この装置で得られ
るＸ線吸収分布と、円筒状反射面を有するミラーを備え
た露光装置で、このレジストを使用した時に、この装置
で得られるＸ線吸収分布とを示す図、 第８図は第１図（ａ），（ｂ）に示す装置において、ミ
ラーの反射面の形状を様々な形状に変えた時に、各形状
の反射面を備えたミラーにより得られるレジストのＸ線
吸収分布を示す図である。 １…シンクロトロン ２…凸面鏡 ３…マスク ４…ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｚ (72)発明者 海老沼 隆一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 福田 恵明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−244400（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−226122（ＪＰ，Ａ) 特許2731959（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (4)
- 【請求項１】Ｘ線源と、該Ｘ線源からのＸ線を反射して
原板を照明することにより、該原板のパターンを介して
基板上のレジストを露光せしめる凸面鏡とを備えた露光
装置において、前記凸面鏡が円筒状に近い非球面形状の
反射面を有し、該反射面は頂点近傍より曲率半径が大き
い周辺部を有し、更に、該反射面は、頂点に関して前記
Ｘ線源側と前記原板側の形状が非対称で、該頂点近傍に
おいて前記Ｘ線源側の曲率半径が前記原板側の曲率半径
より小さいことを特徴とするＸ線露光装置。 - 【請求項２】前記Ｘ線源がシンクロトロンを備えること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のＸ線露光
装置。 - 【請求項３】Ｘ線源と、円筒状に近い反射面を備えた凸
面鏡を有し、該Ｘ線源からのＸ線を該凸面鏡の反射面で
反射せしめて原板を照明し、該照明により該原板のパタ
ーンを介して基板上のレジストを露光する装置におい
て、前記凸面鏡の反射面が、該反射面の頂点に関して前
記Ｘ線源側と前記原板側の形状が非対称な関数Ｚ（ｙ）
で示される非球面形状を有し、該反射面の頂点近傍の曲
率半径がρ０に設定されており、以下の式をほぼ満たす
ことを 特徴とするＸ線露光装置。 Ｚ(ｙ)＝Z0(ｙ)＋Ｋ(Ｚρ(ｙ)−Z0(ｙ)) …（１） ０＜Ｋ≦1.5 …（２） ここで、Z0（ｙ）は前記ミラーの反射面の基本曲面であ
る曲率半径ρ０の円筒状反射面の面形状を示す関数、Ｚ
ρ（ｙ）は前記（３）式及び（４）式を満たす時の前記
ミラーの反射面の面形状を示す関数、I0は前記ミラーの
反射面の頂点で反射し前記レジストで吸収されるＸ線
量、ρは前記ミラーの反射面上の各点における曲率半
径、θは前記ミラーの反射面上の各点に入射するＸ線の
入射角、l12は前記ミラーの反射面上の各点と前記Ｘ線
源の発光中心との距離、l23は前記ミラーの反射面上の
各点と該各点で反射したＸ線が前記レジストに入射する
点との距離、Ｉは前記Ｚρ（ｙ）なる面形状の反射面に
より前記Ｘ線源からのＸ線を反射し前記基板上のレジス
トを露光した時に、反射面上の各点で反射し前記レジス
トで吸収されるＸ線量、を示し、ｙは前記反射面上の頂
点を原点とし、該頂点の接線をｙ軸とした時のｙ座標上
の位置を示す。 - 【請求項４】Ｋ＝１なる条件を満たすことを特徴とする
特許請求の範囲第（３）項記載のＸ線露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26764490A JP3236012B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | Ｘ線露光装置 |
| DE69031897T DE69031897T2 (de) | 1989-10-19 | 1990-10-18 | Röntgenbelichtungsvorrichtung |
| EP90311420A EP0424134B1 (en) | 1989-10-19 | 1990-10-18 | X-ray exposure apparatus |
| US07/735,691 US5123036A (en) | 1989-10-19 | 1991-07-22 | X-ray exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26764490A JP3236012B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | Ｘ線露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144224A JPH04144224A (ja) | 1992-05-18 |
| JP3236012B2 true JP3236012B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=17447542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26764490A Expired - Fee Related JP3236012B2 (ja) | 1989-10-19 | 1990-10-05 | Ｘ線露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3236012B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0772318A (ja) * | 1993-04-28 | 1995-03-17 | Canon Inc | 反射装置とこれを用いた照明装置や露光装置、並びにデバイス製造方法 |
| US7706503B2 (en) | 2007-11-20 | 2010-04-27 | Rigaku Innovative Technologies, Inc. | X-ray optic with varying focal points |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP26764490A patent/JP3236012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04144224A (ja) | 1992-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5123036A (en) | X-ray exposure apparatus | |
| JP2731955B2 (ja) | Ｘ線露光装置 | |
| CN100452295C (zh) | 照明装置、曝光装置及微元件的制造方法 | |
| US4458302A (en) | Reflection type optical focusing apparatus | |
| US20040001190A1 (en) | Projection exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP3706691B2 (ja) | Ｘ線縮小投影露光装置及びこれを用いた半導体デバイス製造方法 | |
| JP3605055B2 (ja) | 照明光学系、露光装置及びデバイス製造方法 | |
| US4521087A (en) | Optical system with diffuser for transformation of a collimated beam into a self-luminous arc with required curvature and numerical aperture | |
| US6316150B1 (en) | Low thermal distortion extreme-UV lithography reticle | |
| US4231657A (en) | Light-reflection type pattern forming system | |
| JP3950553B2 (ja) | 照明光学系及びそれを有する露光装置 | |
| CN106062635B (zh) | 光刻设备和方法 | |
| JPH0324769B2 (ja) | ||
| EP0389259B1 (en) | X-ray exposure apparatus | |
| JP3236012B2 (ja) | Ｘ線露光装置 | |
| US7081956B1 (en) | Method and device for determining reflection lens pupil transmission distribution and illumination intensity distribution in reflective imaging system | |
| JP3371510B2 (ja) | 照明装置及び露光装置 | |
| JP2001110713A (ja) | 反射型光学素子及び該光学素子を備える照明光学装置、投影露光装置、デバイス製造方法 | |
| JP2731959B2 (ja) | Ｘ線露光装置 | |
| JPS61117552A (ja) | 露光装置 | |
| JPS6346974B2 (ja) | ||
| JPH03210987A (ja) | 光処理装置 | |
| JPS58222522A (ja) | プロジエクシヨンアライナ | |
| JP3715984B2 (ja) | Ｘ線縮小投影露光方法、ｘ線縮小投影露光装置及びこれを用いた半導体デバイス製造方法 | |
| JP2868028B2 (ja) | Ｘ線照射装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |