JP3316699B2 - X-ray reflection optical element and X-ray optical system having the same - Google Patents

X-ray reflection optical element and X-ray optical system having the same

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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/702Reflective 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】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、X線リソグラフィーに
用いられるX線(縮小)投影露光装置等を構成するX線
用の光学素子およびそれを有する光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray optical element constituting an X-ray (reduction) projection exposure apparatus used for X-ray lithography and an optical system having the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路素子の微細化に伴
い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を
向上させるために、従来の紫外線に代わってこれより波
長の短いX線を使用した縮小投影リソグラフィー技術が
開発されている。この技術に使用されるX線露光装置
は、主としてX線源、照明光学系、マスク、結像光学系
(縮小投影光学系)、ウエハステージにより構成され
る。X線源には放射光またはレーザプラズマX線源が使
用される。照明光学系は、反射面に斜め方向から入射し
たX線を反射させる斜入射ミラー、反射面が多層膜によ
り形成される多層膜ミラー、および所定の波長のX線の
みを反射または透過させるフィルタ等により構成され、
マスク上を所望の波長のX線で照明する。マスクには透
過型マスクと反射型マスクとがある。透過型マスクは、
X線をよく透過する物質からなる薄いメンブレンの上に
X線を吸収する物質を所望の形状に設けることでパター
ンを形成したものである。一方、反射型マスクは、例え
ばX線を反射する多層膜上に反射率の低い部分を所望の
形状に設けることでパターンを形成したものである。こ
のようなマスク上に形成されたパターンは、複数の多層
膜ミラー等で構成された縮小投影光学系により、フォト
レジストが塗布されたウエハ上に結像して該レジストに
転写される。なお、X線は大気(特に、その中の窒素)
に吸収されて減衰するため、その光路は全て所定の真空
度に維持されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of semiconductor integrated circuit elements, X-rays having shorter wavelengths have been used in place of conventional ultraviolet rays in order to improve the resolution of an optical system limited by the diffraction limit of light. Reduced projection lithography technology has been developed. An X-ray exposure apparatus used in this technique mainly includes an X-ray source, an illumination optical system, a mask, an imaging optical system (reduction projection optical system), and a wafer stage. A radiation or laser plasma X-ray source is used as the X-ray source. The illumination optical system includes an oblique incidence mirror that reflects X-rays incident on the reflection surface from an oblique direction, a multilayer mirror whose reflection surface is formed by a multilayer film, a filter that reflects or transmits only X-rays of a predetermined wavelength, and the like. Consisting of
The mask is illuminated with X-rays of a desired wavelength. The mask includes a transmission mask and a reflection mask. The transmission mask is
The pattern is formed by providing a substance that absorbs X-rays in a desired shape on a thin membrane made of a substance that transmits X-rays well. On the other hand, the reflection type mask has a pattern formed by providing a portion having a low reflectance in a desired shape on a multilayer film that reflects X-rays, for example. The pattern formed on such a mask is imaged on a photoresist-coated wafer by a reduction projection optical system composed of a plurality of multilayer mirrors and the like, and is transferred to the resist. Note that X-rays are in the atmosphere (especially nitrogen in them)
Therefore, all the optical paths are maintained at a predetermined vacuum degree.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようなX線露光装
置では、前記照明光学系はマスクの広い範囲にX線を照
射(照明)する必要がある。例えば、縮小倍率が1/5
の縮小投影光学系を備えたX線縮小投影露光装置におい
ては、この縮小投影光学系によりウエハ上で一辺の長さ
が20mmの正方形の領域を露光するためには、マスク上で
一辺 100mmの正方形領域を照明する必要がある。この場
合、所望の回折限界の解像力を得るために縮小投影光学
系の開口数全体を使用することが望まれるが、そのため
には、単にマスク上のパターン面の各点に露光光(X
線)が照射されるだけでなく、縮小投影光学系の露光光
の入射側開口数に相当する広がり角を有する光が各点に
照射される必要がある。
In such an X-ray exposure apparatus, the illumination optical system needs to irradiate (illuminate) X-rays over a wide area of the mask. For example, if the reduction ratio is 1/5
In an X-ray reduction projection exposure apparatus provided with a reduction projection optical system, in order to expose a square area having a side length of 20 mm on a wafer by the reduction projection optical system, a square having a side length of 100 mm on a mask is required. The area needs to be illuminated. In this case, it is desired to use the entire numerical aperture of the reduction projection optical system in order to obtain a desired diffraction-limited resolution. To that end, exposure light (X) is simply applied to each point on the pattern surface on the mask.
In addition, it is necessary to irradiate each point with light having a divergence angle corresponding to the numerical aperture on the incident side of the exposure light of the reduction projection optical system.

【0004】ところで、X線源として使用する放射光や
レーザプラズマX線源などは、光源としての大きさがか
なり小さいため、出射される露光光(X線)の光束もそ
の直径が小さくなる。X線源の大きさは、放射光の場合
は電子ビームの直径で決まり、レーザプラズマX線源の
場合はターゲットに照射するレーザ光のスポット径で決
まる。しかし、いずれの場合も得られるX線の光束は直
径が0.1 〜1mm程度でしかなく、マスクに照射すべき領
域と比べて非常に小さい。
[0004] Incidentally, since the radiation light or the laser plasma X-ray source used as the X-ray source has a considerably small size as a light source, the light beam of the emitted exposure light (X-ray) also has a small diameter. The size of the X-ray source is determined by the diameter of the electron beam in the case of radiation light, and is determined by the spot diameter of the laser light applied to the target in the case of a laser plasma X-ray source. However, in each case, the X-ray luminous flux obtained is only about 0.1 to 1 mm in diameter, and is very small as compared with the area to be irradiated on the mask.

【0005】そのため、斜入射ミラーや多層膜ミラーな
どの曲面ミラーあるいはそれらを複数組み合わせて構成
された従来の照明光学系では、前述のような小さなX線
源を使用する限り上記の要求を満たすことはできなかっ
た。例えば、図2aに示すように照明光学系3による光
源2の像Pの近くにマスク4を配置した場合(クリティ
カル照明という)、露光光Bの光軸A上およびその近傍
では充分な広がり角をもって露光光Bが照射される。し
かし、ここで露光光Bが照射される領域は、光軸Aの近
傍のごく狭い領域における光源2の像の大きさ程であ
る。照明光学系3の拡大倍率を大きくしてある程度光源
2の像を大きくすることはできるが、その場合は光の広
がり角が小さくなってしまう。
[0005] Therefore, a curved mirror such as an oblique incidence mirror or a multilayer mirror or a conventional illumination optical system constituted by combining a plurality of these mirrors satisfies the above requirements as long as a small X-ray source as described above is used. Could not. For example, as shown in FIG. 2A, when the mask 4 is arranged near an image P of the light source 2 by the illumination optical system 3 (referred to as critical illumination), a sufficient divergence angle is formed on and near the optical axis A of the exposure light B. Exposure light B is applied. However, the area irradiated with the exposure light B here is about the size of the image of the light source 2 in a very narrow area near the optical axis A. The image of the light source 2 can be enlarged to some extent by increasing the magnification of the illumination optical system 3, but in this case, the spread angle of light is reduced.

【0006】また、図2bに示すように結像光学系の入
射瞳50上に照明光学系3による光源2の像Pが結ばれ
るように配置した場合(ケーラー照明という)、マスク
4上ではある程度の広がりで露光光Bを照射させること
が可能となる。しかし、マスク4上のパターン面の各点
を照射する光の広がり角は著しく小さくなり、結像光学
系の回折限界の解像力を得ることが困難になる。また、
図2aと2bの中間の位置にマスク4を配置した場合で
も、露光光Bがマスク4に照射される領域の広さとマス
ク4のパターンの各点を照射する光の広がり角の大きさ
を両立させることはできない。
When the image P of the light source 2 by the illumination optical system 3 is arranged on the entrance pupil 50 of the imaging optical system (referred to as Koehler illumination) as shown in FIG. It is possible to irradiate the exposure light B with the spread of the light. However, the spread angle of the light illuminating each point on the pattern surface on the mask 4 becomes extremely small, and it becomes difficult to obtain the diffraction-limited resolution of the imaging optical system. Also,
Even when the mask 4 is arranged at an intermediate position between FIGS. 2A and 2B, the size of the area where the exposure light B is irradiated on the mask 4 and the spread angle of the light that irradiates each point of the pattern of the mask 4 are compatible. I can't let that happen.

【0007】以上のような理由から、従来のX線縮小投
影露光装置では、回折限界の解像力を得ようとするとマ
スクのパターンの非常に狭い領域しか露光することがで
きず、露光領域を拡大しようとすると回折限界の解像力
が得られないという問題があった。本発明は、このよう
な問題を解決することを目的とする。
For the reasons described above, the conventional X-ray reduction projection exposure apparatus can only expose a very small area of the mask pattern when trying to obtain a diffraction-limited resolution, and will enlarge the exposure area. Then, there is a problem that a resolution limit of a diffraction limit cannot be obtained. An object of the present invention is to solve such a problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的のために、本発
明では、複数の凸部または凹部が設けられた基板と該基
板上に形成されたX線を反射する多層膜とを有するX線
反射用光学素子を用いて、露光を行なうようにした(請
求項1)。また、複数の微細な凸部もしくは凹部が設け
られた基板と該基板上に形成されたX線を反射する多層
膜とを有するX線反射用光学素子、所望のパターンが形
成されたマスクおよび該パターンを結像させる結像光学
系とを備え、前記X線反射用光学素子で反射したX線を
2次光源とした際の該2次光源の像が、前記結像光学系
の入射瞳上または前記マスク上もしくは該入射瞳とマス
クとの間の任意の位置のいずれかに結像するようにX線
用光学系を構成した(請求項5)。そして、この光学系
を用いて、複数の微細な凸部もしくは凹部が設けられた
基板と該基板上に形成されたX線を反射する多層膜とを
有するX線反射用光学素子にX線を照射し、該素子で反
射したX線を2次光源として該2次光源の像を結像光学
系の入射瞳上またはマスク上もしくは該入射瞳とマスク
との間の任意の位置のいずれかに結像させることで露光
を行なうようにした(請求項6)。
In order to achieve the above object, the present invention provides an X-ray having a substrate provided with a plurality of projections or depressions and a multilayer film formed on the substrate for reflecting X-rays. Exposure is performed using a reflection optical element (claim 1). Further, an X-ray reflection optical element having a substrate provided with a plurality of fine projections or depressions and a multilayer film formed on the substrate and reflecting X-rays, a mask on which a desired pattern is formed, and An image forming optical system for forming an image of a pattern, wherein an image of the secondary light source when an X-ray reflected by the X-ray reflecting optical element is used as a secondary light source is formed on an entrance pupil of the image forming optical system. Alternatively, the X-ray optical system is configured so that an image is formed on the mask or at an arbitrary position between the entrance pupil and the mask. Using this optical system, X-rays are applied to an X-ray reflection optical element having a substrate provided with a plurality of fine projections or depressions and a multilayer film formed on the substrate and reflecting the X-rays. The X-ray radiated and reflected by the element is used as a secondary light source, and an image of the secondary light source is placed on an entrance pupil of an imaging optical system or on a mask or at any position between the entrance pupil and the mask. Exposure is performed by forming an image (claim 6).

【0009】[0009]

【作用】図3に示すように、光源2の大きさがマスク4
と同程度であれば、マスク4上の光軸Aから離れた点に
おいても様々な方向から光線(露光光B)が入射するた
め、マスク4のパターン全面をカバーする領域で回折限
界の解像力を得ることができる。なお、図3はケーラー
照明の場合を示すが、クリティカル照明の場合も大きな
光源の像がマスク上に形成されるので照明領域は拡大さ
れる。しかしながら、現実にはそのような大きなX線源
を求めることは困難である。そこで、本発明では、小さ
な光源(X線源)を充分な大きさと発散角を有する2次
X線源に変換し、この2次X線源の像を前記縮小投影光
学系の入射瞳上またはマスク上もしくは両者の間の位置
に結像させるようにした。
As shown in FIG. 3, the size of the light source 2 is
Since the light (exposure light B) is incident from various directions even at a point on the mask 4 away from the optical axis A, the resolution of the diffraction limit is reduced in a region covering the entire pattern of the mask 4. Obtainable. FIG. 3 shows the case of Koehler illumination, but also in the case of critical illumination, a large light source image is formed on the mask, so that the illumination area is enlarged. However, in reality, it is difficult to find such a large X-ray source. Therefore, in the present invention, a small light source (X-ray source) is converted into a secondary X-ray source having a sufficient size and divergence angle, and an image of this secondary X-ray source is placed on the entrance pupil of the reduction projection optical system or An image was formed on the mask or at a position between the two.

【0010】本発明は、図1に示すように、X線源2か
ら発したX線を2次X線源として機能するX線反射用光
学素子1に照射する。このX線反射用光学素子1の表面
(反射面)には微細な凸部もしくは凹部が多数設けてあ
り、入射したX線は単純な鏡面反射をするのではなく、
鏡面反射の方向を中心としてある広がりをもって拡散す
るように反射する。そのため、このX線反射用光学素子
1の表面(反射面)が、広い面積と発散角とを併せ持つ
2次X線源となる。
According to the present invention, as shown in FIG. 1, X-rays emitted from an X-ray source 2 are applied to an X-ray reflecting optical element 1 functioning as a secondary X-ray source. The surface (reflection surface) of the X-ray reflecting optical element 1 is provided with a large number of fine projections or depressions, and the incident X-ray does not simply reflect specularly.
The light is reflected so as to diffuse with a certain spread around the direction of specular reflection. Therefore, the surface (reflection surface) of the X-ray reflection optical element 1 serves as a secondary X-ray source having both a large area and a divergence angle.

【0011】図6はX線反射用光学素子1の一例の概略
を示す垂直断面図、図7は光学素子1の一例の概略を示
す斜視図である。このX線反射用光学素子1は、基板6
上に微細な凸部7(図6a)もしくは凹部8(図6b)
を多数設け、その上にX線を反射する多層膜9を形成し
たものである。これらの凸部および凹部の寸法は素子自
体の寸法に比べて充分小さければ良く、その形状も特に
限定されるものではない。また、凸部7あるいは凹部8
は、図7aに示すようにX線の反射面領域に個々に円形
状に形成してこれを密接させてもよいし、図7bに示す
ようにX線の反射面全体に連続的に形成させてもよい。
ただし、凸部や凹部の形状は、以下に説明するように球
面形状であることが好ましい。
FIG. 6 is a vertical sectional view schematically showing an example of the optical element 1 for X-ray reflection, and FIG. 7 is a perspective view schematically showing an example of the optical element 1. The optical element 1 for X-ray reflection includes a substrate 6
A fine convex portion 7 (FIG. 6a) or concave portion 8 (FIG. 6b)
Are provided, and a multilayer film 9 for reflecting X-rays is formed thereon. The dimensions of these projections and depressions need only be sufficiently smaller than the dimensions of the element itself, and their shapes are not particularly limited. Further, the convex portion 7 or the concave portion 8
May be formed individually in a circular shape in the X-ray reflection surface region as shown in FIG. 7A and closely contacted with each other, or may be formed continuously on the entire X-ray reflection surface as shown in FIG. 7B. You may.
However, it is preferable that the shape of the convex portion and the concave portion is a spherical shape as described below.

【0012】図4は、X線を反射する多層膜の球面形状
部分の凸部10にX線(A、B、Cで表す)が入射した
時、反射したX線がどのように広がるかを示す図であ
る。球面の曲率半径をr、直径をd、凸部10の頂上で
のX線の入射角をθとし、半径がrで弦の長さがdの円
弧の張る角を2φとする。なお、光源(X線源)からこ
の凸部10までの距離はdやrと比べて非常に大きく設
定されるので、この場合入射光は平行光と考えて差し支
えない。この時、凸部10の頂上へ入射したX線Bは頂
上からの法線nに対してθの角度で反射するが、他の点
に入射したX線はその入射面(反射面)が傾いているた
め頂上での反射光とは異なる角度で反射する。例えば、
図4に示すように、凸部10の一方の端に入射したX線
Aは、法線nに対して(θ−2φ)の角度で反射し、も
う一方の端に入射したX線Cは(θ+2φ)の角度で反
射する。その結果、この凸部10へ角度θで入射した平
行光線束は、角度θの鏡面反射の方向を中心として2φ
の広がり角をもつ円錐形状に発散する形で反射する。な
お、図5に示すように、球面形状の凹部11へ平行光線
束が入射させる場合も全く同様である。この場合、反射
光は一旦集束した後発散することになる。以上のよう
に、個々の凸部あるいは凹部を充分小さくして、これを
多数配置したX線反射用光学素子1の表面は、2φの発
散角をもつ2次光源として機能する。φをrとdで表す
と、2r・sin φ=dが成立するので、φが充分小さい
時は2φ=d/rとなる。
FIG. 4 shows how the reflected X-rays spread when the X-rays (represented by A, B, and C) enter the convex portion 10 of the spherical portion of the multilayer film that reflects the X-rays. FIG. The radius of curvature of the spherical surface is r, the diameter is d, the incident angle of X-rays at the top of the convex portion 10 is θ, and the angle at which a circular arc having a radius r and a chord length is d is 2φ. Since the distance from the light source (X-ray source) to the projection 10 is set to be much larger than d and r, the incident light may be considered as parallel light in this case. At this time, the X-ray B incident on the top of the convex portion 10 is reflected at an angle of θ with respect to the normal n from the top, but the X-ray incident on another point has its incident surface (reflection surface) inclined. Therefore, the light is reflected at an angle different from the reflected light at the top. For example,
As shown in FIG. 4, the X-ray A incident on one end of the projection 10 is reflected at an angle of (θ−2φ) with respect to the normal n, and the X-ray C incident on the other end is The light is reflected at an angle of (θ + 2φ). As a result, the parallel light beam incident on the convex portion 10 at an angle θ is 2φ around the direction of the specular reflection at the angle θ.
Diverging into a conical shape with a divergence angle of. Note that, as shown in FIG. 5, the same applies to the case where a parallel light beam is incident on the spherical recess 11. In this case, the reflected light diverges after being once focused. As described above, the surface of the X-ray reflection optical element 1 in which the individual projections or depressions are made sufficiently small and arranged in large numbers functions as a secondary light source having a divergence angle of 2φ. When φ is represented by r and d, 2r · sin φ = d is satisfied, and when φ is sufficiently small, 2φ = d / r.

【0013】照明光学系は、この2次X線源の等倍の像
または数倍に拡大した像を縮小投影光学系の入射瞳上ま
たはマスク上もしくは両者の間の位置に結像させる。こ
の時、マスクを照明するX線の光束は、縮小投影光学系
の入射側開口数を満たすのに充分な広がり角を有してい
なければならない。今、照明光学系へ2φの発散角をも
つ光束が入射したとすると、その入射側開口数は sin2
φ〜2φとなり、出射側開口数は光学系の倍率をmとし
て、(sin 2φ) /m〜2φ/m=d/(r・m)とな
る。所望の回折限界の解像力を得る目的で縮小投影光学
系の開口数の全体を使用するには、この照明光学系の出
射側開口数が縮小投影光学系の入射側開口数と等しい
か、あるいはこれより大きい値とすればよい。ただし、
出射側開口数を入射側開口数よりも大きくすると、縮小
投影光学系に入射しない光線の割合が大きくなって露光
時間を長くする必要が生じ、露光装置のスループットが
低下する。従って、照明光学系の出射側開口数と縮小投
影光学系の入射側開口数とは等しい値になるようにする
ことが好ましい。
The illumination optical system forms an image at the same magnification or an image magnified several times of the secondary X-ray source on the entrance pupil of the reduction projection optical system, on the mask, or at a position between the two. At this time, the luminous flux of the X-ray illuminating the mask must have a divergence angle sufficient to satisfy the entrance-side numerical aperture of the reduction projection optical system. Now, assuming that a light beam having a divergence angle of 2φ is incident on the illumination optical system, the incident side numerical aperture is sin2
φ to 2φ, and the exit-side numerical aperture is (sin 2φ) / m to 2φ / m = d / (rm) where m is the magnification of the optical system. To use the entire numerical aperture of the reduction projection optical system for the purpose of obtaining a desired diffraction-limited resolution, the exit-side numerical aperture of the illumination optical system is equal to or smaller than the entrance-side numerical aperture of the reduction projection optical system. A larger value may be used. However,
If the numerical aperture on the exit side is larger than the numerical aperture on the entrance side, the proportion of light rays that do not enter the reduction projection optical system will increase, and it will be necessary to lengthen the exposure time, and the throughput of the exposure apparatus will decrease. Therefore, it is preferable that the exit-side numerical aperture of the illumination optical system and the entrance-side numerical aperture of the reduction projection optical system have the same value.

【0014】なお、2次X線源として用いるX線反射用
光学素子は、微細な凹凸が設けられた基板とこの基板上
に形成されたX線を反射する多層膜により構成される。
この多層膜へのX線の入射角は、図4、図5に示すよう
に(θ±φ)の範囲で変化する。従って、多層膜の反射
ピークの半値幅は2φ程度以上あることが望まれる。一
般に、多層膜のピーク半値幅はこれより充分に大きい
が、特にφを大きくしたい場合には多層膜の層数を少な
くすることでピーク半値幅を広げるようにしてもよい。
The optical element for X-ray reflection used as a secondary X-ray source is composed of a substrate provided with fine irregularities and a multilayer film formed on the substrate to reflect X-rays.
The angle of incidence of X-rays on the multilayer film changes in the range of (θ ± φ) as shown in FIGS. Therefore, it is desired that the half width of the reflection peak of the multilayer film is about 2φ or more. In general, the peak half width of the multilayer film is sufficiently larger than this, but especially when it is desired to increase φ, the peak half width may be increased by reducing the number of layers of the multilayer film.

【0015】また、X線反射用光学素子は、その基板上
に設ける微細な凸部もしくは凹部の形状精度について特
に厳しくする必要はない。しかし、その表面粗さはこの
表面上に形成する多層膜の反射率を低下させない程度に
小さくしておくことが好ましく、例えば、自乗平均で数
Å以下の平滑な表面とするとよい。そのためには、基板
に感光材料を塗布してこれをフォトリソグラフィーによ
り加工して微細な凸部を形成する方法(第1の方法)、
基板上に耐熱性材料をスクリーン印刷して微細な凸部を
形成する方法(第2の方法)、および基板をエッチング
して微細な凹部を形成する方法(第3の方法)等を用い
ることができる。
In the X-ray reflection optical element, it is not necessary to make the shape accuracy of the fine projections or depressions provided on the substrate particularly strict. However, the surface roughness is preferably small enough not to reduce the reflectivity of the multilayer film formed on the surface, and for example, it may be a smooth surface having a root mean square of several square inches or less. For this purpose, a method of applying a photosensitive material to a substrate and processing it by photolithography to form fine projections (first method);
A method of forming fine projections by screen printing a heat-resistant material on a substrate (second method), a method of forming fine depressions by etching a substrate (third method), and the like can be used. it can.

【0016】前記第1の方法に用いる感光材料として
は、リソグラフィーに使用するフォトレジストでもよい
し、感光性ポリイミドなどでもよい。ポリイミドは、耐
熱性に優れているので強いX線が照射される場合には有
利である。通常のフォトレジストや感光性ポリイミドは
現像後の断面が矩形になるため、これをなだらかな傾斜
にするためにこの基板とマスクとの間に隙間を設けて回
折による像のボケを利用してもよい。また、矩形断面の
パターンの上に重ね塗りをする方法や高温でポストベー
ク(現像後のレジストのベーキング)を行うなどの方法
を用いてもよい。第2の方法に用いる耐熱材料として
は、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂を用いることが
できる。この場合、樹脂の表面張力によって自然に球面
形状の凸部が形成される。また、第3の方法で行われる
エッチング工程は、ドライエッチングでもウェットエッ
チングでも構わないが、エッチングされた表面が充分な
平滑性を保つように適宜方法を選択するとよい。
The photosensitive material used in the first method may be a photoresist used for lithography or a photosensitive polyimide. Polyimide is advantageous when irradiated with strong X-rays because of its excellent heat resistance. Since the cross section after development of a normal photoresist or photosensitive polyimide becomes rectangular, even if a gap is provided between this substrate and the mask to make this a gentle slope, even if the image blur due to diffraction is used. Good. Further, a method of applying a layer on a pattern having a rectangular cross section or a method of performing post-baking (baking of a resist after development) at a high temperature may be used. As the heat-resistant material used in the second method, for example, a heat-resistant resin such as polyimide can be used. In this case, a spherical convex portion is naturally formed by the surface tension of the resin. In addition, the etching step performed by the third method may be either dry etching or wet etching, and an appropriate method may be selected so that the etched surface maintains sufficient smoothness.

【0017】以上のようにして形成された微細な凸部も
しくは凹部の上に多層膜を形成する際は、通常の多層膜
を形成する時と同様の方法を用いることができる。例と
して、スパッタリング、真空蒸着およびCVD(Chemica
l Vapor Deposition) などの薄膜製造方法が挙げられ
る。多層膜を構成する物質としては、Mo(モリブデ
ン)とSi(シリコン)の組み合わせ等が挙げられる
が、これに限定されるものではない。
When a multilayer film is formed on the fine projections or depressions formed as described above, the same method as that for forming a normal multilayer film can be used. Examples include sputtering, vacuum deposition and CVD (Chemica
l Vapor Deposition). Examples of the material forming the multilayer film include a combination of Mo (molybdenum) and Si (silicon), but are not limited thereto.

【0018】[0018]

【実施例1】図10は、本発明のX線反射用光学素子の
一実施例の概略およびその製造過程を説明する図であ
る。図10(c)に示すように、X線反射用光学素子1
は、シリコンからなる基板20、基板20上に形成され
ると共にほぼ半球状の複数の凸部が設けられたフォトレ
ジスト層21およびこのレジスト層21上に形成された
多層膜23とで構成されている。
Embodiment 1 FIG. 10 is a diagram for explaining an outline of an embodiment of an X-ray reflecting optical element according to the present invention and a manufacturing process thereof. As shown in FIG. 10C, the X-ray reflection optical element 1
Is composed of a substrate 20 made of silicon, a photoresist layer 21 formed on the substrate 20 and provided with a plurality of substantially hemispherical projections, and a multilayer film 23 formed on the resist layer 21. I have.

【0019】X線反射用光学素子1の製造に際しては、
まず、図10(a)に示すように、直径3インチ、厚さ
5mmの鏡面研磨したシリコン基板20を用意し、この研
磨面上にフォトレジストを0.2 μmの厚さで一様に塗布
してフォトレジスト層21を形成した。そして、所定の
パターンが形成されたマスク22を介して紫外線81を
照射することでレジスト層21を露光した。マスク22
には、直径5μmの円をピッチ10μmで並べたパターン
が設けられている。露光方法としては、フォトレジスト
層21とマスク22とを密着させず、両者の間に間隔s
を設定するプロキシミティ露光法を用いた。本実施例で
はこのsの値を約 100μmに設定した。この露光による
光の回折によってマスク22上のパターンのボケた像が
フォトレジスト層21に転写されるため、現像後のフォ
トレジスト層21の断面は図10(b)のようななだら
かな形状となり、ほぼ半球状の凸部が形成された。さら
に、このフォトレジスト層21上にスパッタリング法に
よりモリブデンとシリコンを交互に積層して多層膜23
を形成することで、図10(c)のようなX線反射用光
学素子1を得た。
In manufacturing the X-ray reflection optical element 1,
First, as shown in FIG. 10A, a mirror-polished silicon substrate 20 having a diameter of 3 inches and a thickness of 5 mm is prepared, and a photoresist is uniformly applied on the polished surface with a thickness of 0.2 μm. A photoresist layer 21 was formed. Then, the resist layer 21 was exposed by irradiating ultraviolet rays 81 through a mask 22 on which a predetermined pattern was formed. Mask 22
Is provided with a pattern in which circles having a diameter of 5 μm are arranged at a pitch of 10 μm. As the exposure method, the photoresist layer 21 and the mask 22 are not brought into close contact with each other, and the distance s is set between the two.
Was used. In this embodiment, the value of s is set to about 100 μm. Since the blurred image of the pattern on the mask 22 is transferred to the photoresist layer 21 by the diffraction of light due to this exposure, the cross section of the photoresist layer 21 after development has a gentle shape as shown in FIG. A substantially hemispherical convex portion was formed. Further, molybdenum and silicon are alternately laminated on the photoresist layer 21 by a sputtering method to form a multilayer film 23.
Was formed, an X-ray reflecting optical element 1 as shown in FIG. 10C was obtained.

【0020】なお、本実施例ではフォトレジストで凸部
を形成したが、感光性ポリイミドなどの他の感光材料を
使用してもよい。
In this embodiment, the projections are formed by photoresist, but other photosensitive materials such as photosensitive polyimide may be used.

【0021】[0021]

【実施例2】図11は、本発明のX線反射用光学素子の
一実施例の概略およびその製造過程を説明する図であ
る。図11(c)に示すように、X線反射用光学素子1
は、実施例1と同様、シリコンからなる基板20、この
基板上に形成されると共にほぼ半球状の複数の凸部が設
けられたフォトレジスト層21およびこのレジスト層2
1上に形成された多層膜23とで構成されている。
Embodiment 2 FIG. 11 is a view for explaining an outline of an embodiment of an X-ray reflecting optical element according to the present invention and a manufacturing process thereof. As shown in FIG. 11C, the X-ray reflection optical element 1
As in the first embodiment, a substrate 20 made of silicon, a photoresist layer 21 formed on the substrate and provided with a plurality of substantially hemispherical projections, and a resist layer 2
1 and a multilayer film 23 formed on the substrate 1.

【0022】X線反射用光学素子1の製造に際しては、
まず、直径3インチ、厚さ5mmの鏡面研磨したシリコン
基板20を用意し、この研磨面上にフォトレジストを0.
2 μmの厚さで一様に塗布した。そして、通常のフォト
リソグラフィー工程によりフォトレジストのパターニン
グを行った。このパターニングは、現像後のフォトレジ
スト層21が、図11(a)に示すような、直径6μ
m、高さ0.2 μmの円柱状のフォトレジストがピッチ10
μmで並ぶパターンとなるように設定した。このパター
ニング後、フォトレジストのガラス転移点よりも高い温
度(本実施例では200 ℃)に設定してフォトレジスト層
21のポストベークを行った。これにより、フォトレジ
スト層21が軟化して図11(b)に示すようななだら
かな形状となり、ほぼ半球状の凸部が形成された。さら
に、このフォトレジスト層21上にスパッタリング法に
よりモリブデンとシリコンを交互に積層して多層膜23
を形成することで、図11(c)のようなX線反射用光
学素子1を得た。
In manufacturing the X-ray reflection optical element 1,
First, a mirror-polished silicon substrate 20 having a diameter of 3 inches and a thickness of 5 mm was prepared.
The coating was uniformly applied at a thickness of 2 μm. Then, the photoresist was patterned by a normal photolithography process. In this patterning, the photoresist layer 21 after development has a diameter of 6 μm as shown in FIG.
m, 0.2 μm high cylindrical photoresist with pitch 10
The pattern was set so as to be arranged in μm. After this patterning, the photoresist layer 21 was post-baked at a temperature higher than the glass transition point of the photoresist (200 ° C. in this embodiment). As a result, the photoresist layer 21 was softened to have a gentle shape as shown in FIG. 11B, and a substantially hemispherical convex portion was formed. Further, molybdenum and silicon are alternately laminated on the photoresist layer 21 by a sputtering method to form a multilayer film 23.
The X-ray reflection optical element 1 as shown in FIG.

【0023】[0023]

【実施例3】図12は、本発明のX線反射用光学素子の
一実施例の概略およびその製造過程を説明する図であ
る。図12(c)に示すように、X線反射用光学素子1
は、シリコンからなる基板20、基板20上に形成され
ると共にほぼ半球状の複数の凸部が設けられたポリイミ
ド層24およびこのポリイミド層24上に形成された多
層膜23とで構成されている。
Embodiment 3 FIG. 12 is a view for explaining an outline of an embodiment of an X-ray reflecting optical element of the present invention and a process for manufacturing the same. As shown in FIG. 12C, the X-ray reflection optical element 1
Is composed of a substrate 20 made of silicon, a polyimide layer 24 formed on the substrate 20 and provided with a plurality of substantially hemispherical projections, and a multilayer film 23 formed on the polyimide layer 24. .

【0024】X線反射用光学素子1の製造に際しては、
まず、直径3インチ、厚さ5mmの鏡面研磨したシリコン
基板20を用意し、この研磨面上に感光性ポリイミド樹
脂を1μmの厚さで塗布した。そして、このポリイミド
樹脂を露光、現像、ベーキングすることで図12(a)
に示すような直径5μm、高さ1μmの円柱状のポリイ
ミド樹脂がピッチ10μmで並べられた第1のポリイミド
層24aを形成した。次に、第1のポリイミド層24a
上に再度ポリイミド樹脂を前記パターン部が隠れるよう
に(厚さ約 0.5μm)塗布した。そして、露光、現像は
行わずそのままベーキングを行なうことで第2のポリイ
ミド層24bを形成した。この第2のポリイミド層24
bは、ポリイミド樹脂による粘性により、図12(b)
に示すように下地となる第1のポリイミド層24aの形
状に応じた起伏を生じ、ほぼ半球状の凸部が形成され
た。さらに、この第2のポリイミド層24b上にスパッ
タリング法によりモリブデンとシリコンを交互に積層し
て多層膜23を形成することで、図12(c)のような
X線反射用光学素子1を得た。
In manufacturing the X-ray reflection optical element 1,
First, a mirror-polished silicon substrate 20 having a diameter of 3 inches and a thickness of 5 mm was prepared, and a 1 μm-thick photosensitive polyimide resin was applied on the polished surface. Then, this polyimide resin is exposed, developed, and baked to obtain a structure shown in FIG.
A first polyimide layer 24a in which columnar polyimide resins having a diameter of 5 μm and a height of 1 μm are arranged at a pitch of 10 μm as shown in FIG. Next, the first polyimide layer 24a
A polyimide resin was applied thereon again so that the pattern portion was hidden (thickness: about 0.5 μm). Then, the second polyimide layer 24b was formed by performing baking as it was without performing exposure and development. This second polyimide layer 24
b is due to the viscosity of the polyimide resin.
As shown in FIG. 7, undulations corresponding to the shape of the first polyimide layer 24a serving as a base were generated, and a substantially hemispherical convex portion was formed. Further, molybdenum and silicon were alternately stacked on the second polyimide layer 24b by a sputtering method to form a multilayer film 23, thereby obtaining the X-ray reflection optical element 1 as shown in FIG. .

【0025】なお、第2のポリイミド層24bは、必ず
しも第1のポリイミド層24aと同じ感光性ポリイミド
樹脂を用いる必要はなく、感光性のないポリイミド樹脂
を用いることもできる。また、第1のポリイミド層24
aと第2のポリイミド層24bの一方、あるいは両方を
フォトレジストの層に代えても本実施例の製法を適用す
ることが可能である。
The second polyimide layer 24b does not necessarily need to use the same photosensitive polyimide resin as the first polyimide layer 24a, and may use a non-photosensitive polyimide resin. Also, the first polyimide layer 24
The manufacturing method of the present embodiment can be applied even if one or both of a and the second polyimide layer 24b are replaced with a photoresist layer.

【0026】[0026]

【実施例4】図13は、本発明のX線反射用光学素子の
一実施例の概略およびその製造過程を説明する図であ
る。図13(c)に示すように、X線反射用光学素子1
は、シリコンからなる基板20、基板20上に形成され
ると共にほぼ半球状の複数の凸部が設けられたポリイミ
ド層24およびこのポリイミド層24上に形成された多
層膜23とで構成されている。
Fourth Embodiment FIG. 13 is a view for explaining the outline of an embodiment of the optical element for X-ray reflection according to the present invention and the manufacturing process thereof. As shown in FIG. 13C, the X-ray reflection optical element 1
Is composed of a substrate 20 made of silicon, a polyimide layer 24 formed on the substrate 20 and provided with a plurality of substantially hemispherical projections, and a multilayer film 23 formed on the polyimide layer 24. .

【0027】このX線反射用光学素子1の製造に際して
は、まず、直径3インチ、厚さ5mmの鏡面研磨したシリ
コン基板20を用意し、この研磨面上にポリイミド樹脂
をスクリーン印刷して、図13(a)に示すように、直
径5μm、高さ1μmの円柱状のパターンがピッチ10μ
mで並べられたポリイミド層24を形成した。そして、
このパターンを清浄雰囲気中で30分間放置しておいた。
その結果、図13(b)に示すように、パターニングさ
れたポリイミド層24はその自重により基板20上に広
がるとともに表面張力によってほぼ半球状の形状となっ
た。そして、このポリイミド層24をベークすることで
半球状の凸部を形成した。さらに、このポリイミド層2
4の上にスパッタリング法によりモリブデンとシリコン
を交互に積層して多層膜23を形成することで、図13
(c)のようなX線反射用光学素子1を得た。
In manufacturing the X-ray reflecting optical element 1, first, a mirror-polished silicon substrate 20 having a diameter of 3 inches and a thickness of 5 mm is prepared, and a polyimide resin is screen-printed on the polished surface. As shown in FIG. 13A, a columnar pattern having a diameter of 5 μm and a height of 1 μm has a pitch of 10 μm.
The polyimide layers 24 arranged in m were formed. And
The pattern was left in a clean atmosphere for 30 minutes.
As a result, as shown in FIG. 13B, the patterned polyimide layer 24 spread on the substrate 20 by its own weight, and became substantially hemispherical due to the surface tension. Then, the polyimide layer 24 was baked to form hemispherical projections. Furthermore, this polyimide layer 2
13 is formed by alternately stacking molybdenum and silicon on the substrate 4 by sputtering to form a multilayer film 23.
An X-ray reflection optical element 1 as shown in FIG.

【0028】なお、本実施例ではポリイミド樹脂を用い
て光学素子の凸部を形成したが、基板20にアルミナ
(Al2 3 )、炭化珪素(SiC)等のセラミックス
を用いてこの基板上にガラスペーストをスクリーン印刷
して焼成することで凸部を形成するようにしてもよい。
In this embodiment, the projections of the optical element are formed by using a polyimide resin. However, a ceramic such as alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC) or the like is used for the substrate 20, and the substrate is formed on the substrate. The projections may be formed by screen printing and firing a glass paste.

【0029】[0029]

【実施例5】図14は、本発明のX線反射用光学素子の
一実施例の概略およびその製造過程を説明する図であ
る。図14(d)に示すように、X線反射用光学素子1
は、複数の凹部が設けられたシリコンからなる基板20
とこの基板20上に形成された多層膜23とで構成され
ている。
Embodiment 5 FIG. 14 is a diagram for explaining the outline of an embodiment of the X-ray reflecting optical element of the present invention and the manufacturing process thereof. As shown in FIG. 14D, the optical element for X-ray reflection 1
Is a substrate 20 made of silicon provided with a plurality of concave portions.
And a multilayer film 23 formed on the substrate 20.

【0030】このX線反射用光学素子1の製造に際して
は、まず、直径3インチ、厚さ5mmの鏡面研磨したシリ
コン板20を用意し、その研磨面を熱酸化して図14
(a)に示すような、厚さ0.5 μmのSiO2 層25を
形成した。そして、この上にレジスト(図示せず)を塗
布して通常のフォトリソグラフィー工程によりパターニ
ングを行い、さらに、パターニングされたレジストをマ
スクとしてCHF3 、H 2 、O2 の混合ガスによる反応
性イオンエッチング(Reactive Ion Etching)を行なう
ことでSiO2 層25に直径2μmの穴を10μmピッチ
に形成した(レジストを剥離した後の状態を図14
(b)に示す)。この後、フッ酸(HF)、硝酸(HN
3 )、酢酸(CH3 COOH)の混合液からなるエッ
チング液に浸すことでシリコン基板20をエッチングし
た。この時、エッチング液は、前記SiO2 層25に形
成された穴を通じてシリコン基板20を等方的にエッチ
ングするため、所定時間が経過した後エッチング液から
引き上げるとシリコン基板20には図14(c)に示す
ような半球状の凹部が形成される。エッチング終了後S
iO2 層25をフッ酸(HF)で溶かして除去し、シリ
コン基板20上にスパッタリング法によりモリブデンと
シリコンを交互に積層して多層膜23を形成すること
で、図14(d)のようなX線反射用光学素子1を得
た。
When manufacturing this X-ray reflecting optical element 1
First, a 3 inch diameter, 5 mm thick mirror polished silicon
14 is prepared and the polished surface is thermally oxidized.
0.5 μm thick SiO, as shown in FIG.TwoLayer 25
Formed. Then, a resist (not shown) is applied thereon.
Cloth and use the usual photolithography process
And then pattern the patterned resist.
CHF as a screenThree, H Two, OTwoReaction of mixed gas
Perform Reactive Ion Etching
SiOTwoHoles with a diameter of 2 μm are formed at a pitch of 10 μm in layer
FIG. 14 shows the state after the resist is removed.
(Shown in (b)). Thereafter, hydrofluoric acid (HF), nitric acid (HN)
OThree), Acetic acid (CHThree(COOH) mixed solution
Etching the silicon substrate 20 by immersing it in
Was. At this time, the etching solution is SiO 2TwoShape on layer 25
Silicon substrate 20 isotropically etched through the formed hole
The etching solution after a certain period of time
When pulled up, the silicon substrate 20 is shown in FIG.
Such a hemispherical concave portion is formed. After etching, S
iOTwoThe layer 25 is removed by dissolving it with hydrofluoric acid (HF).
Molybdenum on the substrate 20 by sputtering
Forming a multilayer film 23 by alternately stacking silicon
Thus, an X-ray reflecting optical element 1 as shown in FIG.
Was.

【0031】[0031]

【実施例6】図15は、本発明のX線反射用光学素子の
一実施例の概略およびその製造過程を説明する図であ
る。図15(d)に示すように、X線反射用光学素子1
は、複数の凹部が設けられたシリコンからなる基板20
とこの基板20上に形成された多層膜23とで構成され
ている。
[Embodiment 6] Fig. 15 is a view for explaining an outline of an embodiment of the X-ray reflecting optical element of the present invention and a manufacturing process thereof. As shown in FIG. 15D, the optical element for X-ray reflection 1
Is a substrate 20 made of silicon provided with a plurality of concave portions.
And a multilayer film 23 formed on the substrate 20.

【0032】X線反射用光学素子1の製造に際しては、
まず、直径3インチ、厚さ5mmの鏡面研磨したシリコン
基板20を用意し、この研磨面上にフォトレジストを1
μmの厚さに一様に塗布した。そして、実施例2と同
様、通常のフォトリソグラフィー工程によりフォトレジ
ストのパターニングを行った。このパターニングは、現
像後に直径6μm、高さ0.2 μmの円柱状のフォトレジ
ストがピッチ10μmで並ぶパターンとなるように設定し
た。パターニング後、フォトレジストのガラス転移点よ
りも高い温度(本実施例では200 ℃)に設定してフォト
レジスト層21のポストベークを行った。これにより、
フォトレジストが軟化してほぼ半球状の凸部が形成さ
れ、フォトレジスト層21は図15(a)に示すような
パターンに形成された。次に、このパターニングされた
フォトレジスト層21をマスクとして、レジストとシリ
コンの選択比が1に近い条件で反応性イオンエッチング
を行った。エッチングの際は、反応ガスとしてCF4
2 の混合ガスを用いた。図15(b)にエッチングの
途中の状態を示す。レジスト層21とシリコン基板20
のエッチング速度がほぼ等しいため、シリコン基板20
はパターニングされたレジストが薄い部分ほど深く削ら
れることになる。その結果、レジスト層21の形状がシ
リコン基板20へ転写される。従って、この反応性イオ
ンエッチングにより、シリコン基板20には図15
(c)に示すようなほぼ半球状の凸部が形成される。そ
して、エッチング終了後、シリコン基板20上にスパッ
タリング法によりモリブデンとシリコンを交互に積層し
て多層膜23を形成することで、図15(d)のような
X線反射用光学素子1を得た。
In manufacturing the X-ray reflection optical element 1,
First, a mirror-polished silicon substrate 20 having a diameter of 3 inches and a thickness of 5 mm was prepared.
It was applied uniformly to a thickness of μm. Then, as in Example 2, the photoresist was patterned by a normal photolithography process. This patterning was set so that after development, a columnar photoresist having a diameter of 6 μm and a height of 0.2 μm was arranged at a pitch of 10 μm. After patterning, the photoresist layer 21 was post-baked at a temperature higher than the glass transition point of the photoresist (200 ° C. in this embodiment). This allows
The photoresist was softened to form a substantially hemispherical projection, and the photoresist layer 21 was formed in a pattern as shown in FIG. Next, using the patterned photoresist layer 21 as a mask, reactive ion etching was performed under conditions where the selectivity between resist and silicon was close to 1. At the time of etching, a mixed gas of CF 4 and H 2 was used as a reaction gas. FIG. 15B shows a state during the etching. Resist layer 21 and silicon substrate 20
Since the etching rates of the silicon substrate 20
Means that the thinner the patterned resist, the deeper it will be shaved. As a result, the shape of the resist layer 21 is transferred to the silicon substrate 20. Therefore, the silicon substrate 20 is subjected to the reactive ion etching as shown in FIG.
A substantially hemispherical convex portion as shown in FIG. After completion of the etching, molybdenum and silicon are alternately stacked on the silicon substrate 20 by a sputtering method to form a multilayer film 23, thereby obtaining the X-ray reflection optical element 1 as shown in FIG. .

【0033】なお、本実施例では基板材料としてシリコ
ンを用いたが、炭化珪素(SiC)等のセラミックスや
ガラスなどを用いてもよい。また、レジスト層21のパ
ターニングは、実施例2で用いた方法だけでなく、実施
例1、3、4で用いた方法を用いることも可能である。
また、レジストの代わりにポリイミド等の樹脂を用いて
もよい。
Although silicon is used as the substrate material in this embodiment, ceramics such as silicon carbide (SiC) or glass may be used. The patterning of the resist layer 21 can be performed not only by the method used in the second embodiment but also by the method used in the first, third, and fourth embodiments.
Further, a resin such as polyimide may be used instead of the resist.

【0034】[0034]

【実施例7】図8は、本発明の一実施例を示すX線光学
系の概略構成図であり、X線縮小投影露光装置に使用さ
れるものである。このX線光学系は、2次X線源として
機能するX線反射用光学素子1、Mo(モリブデン)/
Si(シリコン)の組み合わせの多層膜が形成された楕
円ミラー13、マスク4および縮小投影光学系14とを
備え、ウエハ5にマスク4に形成されたパターンの縮小
された像が結像されるようになっている。このX線光学
系に入射するX線12は、X線源(本実施例では放射光
を用いた)から出射し、斜入射ミラーやフィルタ等から
なる前置光学系(共に図示せず)により 130Å付近の波
長が選択された後、スリット(図示せず)でX線の光束
の形状を約30mm角となるように成形されている。そし
て、発散角が約 0.1°以下のほぼ平行な光束としてX線
光学系に入射する。
Seventh Embodiment FIG. 8 is a schematic structural view of an X-ray optical system showing an embodiment of the present invention, which is used in an X-ray reduction projection exposure apparatus. This X-ray optical system includes an X-ray reflection optical element 1 functioning as a secondary X-ray source, Mo (molybdenum) /
An elliptical mirror 13, a mask 4, and a reduction projection optical system 14 having a multilayer film formed of a combination of Si (silicon) are provided, so that a reduced image of the pattern formed on the mask 4 is formed on the wafer 5. It has become. The X-rays 12 entering the X-ray optical system are emitted from an X-ray source (radiation light is used in this embodiment), and are transmitted by a front optical system (both not shown) including an oblique incidence mirror, a filter, and the like. After a wavelength around 130 ° is selected, a slit (not shown) is formed so that the shape of the X-ray light beam is about 30 mm square. Then, it enters the X-ray optical system as a substantially parallel light beam having a divergence angle of about 0.1 ° or less.

【0035】X線反射用光学素子1は、その反射面(X
線12が入射する面)がMo(モリブデン)/Si(シ
リコン)の組み合わせからなる多層膜により形成されて
いる。さらに、この反射面には、直径dが約10μm、球
面の曲率半径rが約 170μmの半球状の複数の凸部が、
ほぼ10μmピッチで一辺30mmの正方形の領域内に形成さ
れている。楕円ミラー13は、2つある焦点の一方がX
線反射用光学素子1の設置位置となるように配置されて
いる。縮小投影光学系14は、図面では詳細を示してい
ないが放物面を有するミラー1枚と楕円面を有するミラ
ー2枚の計3枚のミラーにより構成される。これら3枚
のミラーは、共にその反射面にMo/Siの組み合わせ
の多層膜が形成されている。本実施例の縮小投影光学系
14は、解像力が0.1 μm以上、焦点深度が 1.8μm以
上となるように縮小倍率を1/5、像側開口数を0.06に
設定してあり、マスク側の開口数は0.012 となる。
The X-ray reflecting optical element 1 has a reflecting surface (X
The surface on which the line 12 is incident is formed by a multilayer film made of a combination of Mo (molybdenum) / Si (silicon). Further, a plurality of hemispherical projections having a diameter d of about 10 μm and a radius of curvature r of the spherical surface of about 170 μm are formed on the reflecting surface.
It is formed in a square area of 30 mm on a side at a pitch of about 10 μm. The elliptical mirror 13 has one of two focal points X
It is arranged so as to be the installation position of the line reflection optical element 1. Although not shown in detail in the drawing, the reduction projection optical system 14 is composed of one mirror having a paraboloid and two mirrors having an elliptical surface, for a total of three mirrors. Each of these three mirrors has a multilayer film of Mo / Si combination formed on the reflection surface. The reduction projection optical system 14 of this embodiment has a reduction magnification of 1/5 and an image-side numerical aperture of 0.06 so that the resolution is 0.1 μm or more and the depth of focus is 1.8 μm or more. The number will be 0.012.

【0036】このような構成のX線光学系においては、
前述のように発散角約 0.1°以下のほぼ平行な光束とし
て入射するX線12は、まず、X線反射用光学素子1の
反射面により反射される。この光学素子1は、発散角が
2φの2次光源として機能する。このφの値は、反射面
の凸部の直径dと球面の曲率半径rを用いて2φ=d/
rと表すことができるので、反射するX線の発散角はd
/r=10/170=0.06(rad) =3.4 ゜となる。つまり、X
線反射用光学素子1は、30mm四方の寸法と3.4°の発散
角を有する2次X線源として機能する。X線反射用光学
素子1で反射したX線は、楕円ミラー13で反射して前
記2次X線源の像を5倍に拡大して縮小投影光学系14
の入射瞳に結像する。従って、マスク4は 150mm角以上
の広い範囲が照明される。この時のX線の発散角は楕円
ミラー13の拡大倍率に応じて減少し、約0.012(rad)=
0.69゜となり、縮小投影光学系14のマスク側の開口数
と一致する。マスク4を照明、透過したX線は、縮小投
影光学系14を通過することでマスク4上に形成された
パターンの縮小像をウエハ5上に結像する。
In the X-ray optical system having such a configuration,
As described above, the X-rays 12 incident as substantially parallel light beams having a divergence angle of about 0.1 ° or less are first reflected by the reflecting surface of the X-ray reflecting optical element 1. This optical element 1 functions as a secondary light source having a divergence angle of 2φ. The value of φ is calculated as 2φ = d / using the diameter d of the convex portion of the reflecting surface and the radius of curvature r of the spherical surface.
r, the divergence angle of the reflected X-ray is d
/R=10/170=0.06(rad)=3.4 ゜That is, X
The line reflection optical element 1 functions as a secondary X-ray source having a size of 30 mm square and a divergence angle of 3.4 °. The X-rays reflected by the X-ray reflecting optical element 1 are reflected by an elliptical mirror 13 to magnify the image of the secondary X-ray source by a factor of 5 to reduce the projection optical system 14.
At the entrance pupil. Therefore, the mask 4 illuminates a wide area of 150 mm square or more. At this time, the divergence angle of the X-rays decreases according to the magnification of the elliptical mirror 13, and is about 0.012 (rad) =
0.69 °, which is the same as the numerical aperture of the reduction projection optical system 14 on the mask side. The X-rays illuminating and transmitting the mask 4 pass through the reduction projection optical system 14 to form a reduced image of the pattern formed on the mask 4 on the wafer 5.

【0037】本実施例のX線光学系で縮小投影露光実験
を行ったところ、長さ30mm、幅0.2mm 、半径17.5mmの円
弧状の領域全体に渡って、0.1 μmのライン・アンド・
スペースを解像することができた。一方、X線反射用光
学素子1を平面の多層膜ミラーに代えた他は同様の条件
を設定して露光実験を行ったところ、0.2 μmのライン
・アンド・スペースしか解像することができなかった。
When a reduction projection exposure experiment was performed with the X-ray optical system of the present embodiment, a line-and-line of 0.1 μm was formed over an entire arc-shaped region having a length of 30 mm, a width of 0.2 mm and a radius of 17.5 mm.
Space could be resolved. On the other hand, when an exposure experiment was performed under the same conditions except that the X-ray reflection optical element 1 was replaced with a flat multilayer mirror, only a 0.2 μm line and space could be resolved. Was.

【0038】[0038]

【実施例8】図9は、本発明の一実施例を示すX線光学
系の概略構成図であり、X線縮小投影露光装置に使用さ
れるものである。図9において、図8と同一の構成およ
び機能を有する構成要件は同一符号を付してその説明を
適宜省略する。本実施例のX線光学系は、X線源である
レーザプラズマX線源15、このX線源15から出射し
たX線をほぼ平行光となるように反射する放物面ミラー
16、、2次X線源として機能するX線反射用光学素子
1、シュバルツシルドミラー17、マスク4および縮小
投影光学系14とを備え、ウエハ5にマスク4に形成さ
れたパターンの縮小された像が結像されるようになって
いる。
[Embodiment 8] FIG. 9 is a schematic diagram of an X-ray optical system showing an embodiment of the present invention, which is used in an X-ray reduction projection exposure apparatus. In FIG. 9, components having the same configurations and functions as those in FIG. 8 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate. The X-ray optical system according to the present embodiment includes a laser plasma X-ray source 15, which is an X-ray source, a parabolic mirror 16, which reflects X-rays emitted from the X-ray source 15 so as to become substantially parallel light. An X-ray reflection optical element 1 functioning as a next X-ray source, a Schwarzschild mirror 17, a mask 4, and a reduction projection optical system 14 are provided, and a reduced image of a pattern formed on the mask 4 is formed on the wafer 5. It is supposed to be.

【0039】放物面ミラー16は、その反射面にMo/
Siの組み合わせからなる多層膜がコーティングされて
おり、反射したX線12がほぼ平行光となるようにその
反射面(放物面)の形状が設定されている。X線反射用
光学素子1は、その反射面(X線12が入射する面)が
Mo(モリブデン)/Si(シリコン)の組み合わせか
らなる多層膜により形成されている。さらに、この反射
面には、直径dが約10μm、球面の曲率半径rが約80μ
mの半球状の複数の凸部が、ほぼ10μmピッチで直径15
mmの円状の範囲内に形成されている。シュバルツシルド
ミラー17は、中心軸を共有する2枚の球面鏡17a、
17bで構成された光学系で、各球面鏡の反射面にはM
o/Siの組み合わせからなる多層膜が形成されてい
る。なお、シュバルツシルドミラー17の光軸付近に設
置された球面鏡(凸面鏡)17aと入射するX線との干
渉を避けるため、X線反射用光学素子1での反射光の主
光線の方向がシュバルツシルドミラー17の光軸に対し
て約10゜傾くように配置してある。このシュバルツシル
ドミラー17の拡大倍率は10倍に設定してある。縮小投
影光学系14は実施例7と同じ構成であり、縮小倍率が
1/5、像側開口数が0.06となるように設定されてお
り、マスク側の開口数は0.012 である。
The parabolic mirror 16 has Mo / Mo on its reflection surface.
A multilayer film made of a combination of Si is coated, and the shape of the reflection surface (parabolic surface) is set so that the reflected X-rays 12 become substantially parallel light. The X-ray reflecting optical element 1 has a reflecting surface (a surface on which the X-rays 12 are incident) formed of a multilayer film made of a combination of Mo (molybdenum) / Si (silicon). Further, this reflecting surface has a diameter d of about 10 μm and a radius of curvature r of the spherical surface of about 80 μm.
m hemispherical projections with a pitch of approximately 10 μm and a diameter of 15
It is formed within a circular range of mm. The Schwarzschild mirror 17 has two spherical mirrors 17a sharing a central axis,
17b, the reflecting surface of each spherical mirror has M
A multilayer film made of a combination of o / Si is formed. In order to avoid interference between the spherical mirror (convex mirror) 17a installed near the optical axis of the Schwarzschild mirror 17 and the incident X-ray, the direction of the principal ray of the light reflected by the X-ray reflecting optical element 1 is changed by Schwarzschild. The mirror 17 is disposed so as to be inclined by about 10 ° with respect to the optical axis. The magnification of the Schwarzschild mirror 17 is set to 10 times. The reduction projection optical system 14 has the same configuration as that of the seventh embodiment. The reduction magnification is set to 1/5, the image-side numerical aperture is set to 0.06, and the mask-side numerical aperture is 0.012.

【0040】このような構成のX線光学系においては、
前述のように発散角約 0.1°以下のほぼ平行な光束とし
て入射するX線12は、まず、X線反射用光学素子1の
反射面により反射される。この光学素子1は、発散角が
2φの2次X線源として機能する。このφの値は、反射
面の凸部の直径dと球面の曲率半径rを用いて2φ=d
/rと表すことができるので、反射するX線の発散角は
d/r=10/80 =0.12(rad) =6.9 ゜となる。つまり、
X線反射用光学素子1は、直径15mm、発散角6.9 °の2
次光源として機能する。X線反射用光学素子1で反射し
たX線は、シュバルツシルドミラー17で反射して前記
2次X線源の像を10倍に拡大して縮小投影光学系14の
入射瞳に結像する。従って、マスク4はおよそ150mm の
広い範囲が照明される。この時のX線の発散角はシュバ
ルツシルドミラー17の拡大倍率に応じて減少し、0.01
2(rad)=0.69゜となり、縮小投影光学系14のマスク側
の開口数と一致する。マスク4を照明、透過したX線
は、縮小投影光学系14を通過することでマスク4上に
形成されたパターンの縮小像をウエハ5上に結像する。
In the X-ray optical system having such a configuration,
As described above, the X-rays 12 incident as substantially parallel light beams having a divergence angle of about 0.1 ° or less are first reflected by the reflecting surface of the X-ray reflecting optical element 1. This optical element 1 functions as a secondary X-ray source having a divergence angle of 2φ. The value of φ is calculated as 2φ = d using the diameter d of the convex portion of the reflecting surface and the radius of curvature r of the spherical surface.
/ R, the divergence angle of the reflected X-rays is d / r = 10/80 = 0.12 (rad) = 6.9 °. That is,
The X-ray reflection optical element 1 has a diameter of 15 mm and a divergence angle of 6.9 °.
Functions as a secondary light source. The X-rays reflected by the X-ray reflecting optical element 1 are reflected by a Schwarzschild mirror 17 to magnify the image of the secondary X-ray source by a factor of 10 to form an image on the entrance pupil of the reduced projection optical system 14. Therefore, the mask 4 illuminates a wide area of about 150 mm. The divergence angle of the X-ray at this time decreases according to the magnification of the Schwarzschild mirror 17 and becomes 0.01
2 (rad) = 0.69 °, which coincides with the numerical aperture of the reduction projection optical system 14 on the mask side. The X-rays illuminating and transmitting the mask 4 pass through the reduction projection optical system 14 to form a reduced image of the pattern formed on the mask 4 on the wafer 5.

【0041】本実施例のX線光学系で縮小投影露光実験
を行ったところ、長さ30mm、幅0.2mm 、半径17.5mmの円
弧状の領域全体に渡って、0.1 μmのライン・アンド・
スペースを解像することができた。一方、X線反射用光
学素子1を平面の多層膜ミラーに代えた他は同様の条件
を設定して露光実験を行ったところ、0.2 μmのライン
・アンド・スペースしか解像することができなかった。
When a reduction projection exposure experiment was performed using the X-ray optical system of this embodiment, a line-and-line of 0.1 μm was formed over an entire arc-shaped region having a length of 30 mm, a width of 0.2 mm, and a radius of 17.5 mm.
Space could be resolved. On the other hand, when an exposure experiment was performed under the same conditions except that the X-ray reflection optical element 1 was replaced with a flat multilayer mirror, only a 0.2 μm line and space could be resolved. Was.

【0042】ところで、本発明で2次X線源として使用
したX線反射用光学素子は、X線源に近い位置に設置さ
れるため比較的強いX線にさらされる。反射されなかっ
たX線の大半はこの光学素子に吸収されるので、吸収し
たX線のエネルギーにより光学素子の温度が上昇する。
そのため、このX線反射用光学素子においては耐熱性が
重要となる。本発明におけるX線反射用光学素子は、実
施例1〜6で説明した各種方法で製造することができる
が、レジストで反射面に凸部を形成する製法(実施例
1、2)は、比較的容易ではあるがレジストの耐熱性に
依存するため100℃程度の耐熱性しかない。これに対
し、耐熱性樹脂であるポリイミド(実施例3、4)を使
用すると300 ℃以上の耐熱性を得ることができる。ま
た、セラミクス基板の上にガラスペーストを印刷焼成す
る製法やシリコン基板をエッチングして凹部を設ける製
法では800 ℃程度、さらに、セラミクス基板をエッチン
グして凹部を設ける製法では1000℃以上の高い耐熱性を
得ることが可能である。耐熱性の問題はX線を反射させ
る多層膜についても考慮しておくとよい。各実施例では
Mo/Siの組み合わせからなる多層膜を用いたが、こ
の多層膜は300 ℃程度の耐熱性しかない。従って、これ
より高い耐熱性を必要とする時は、多層膜としてそれ自
身が高い耐熱性を有するもの(例えば、Mo/SiCの
組み合わせ)を使用すればよい。このように、本発明の
X線反射用光学素子は、非常に高い強度のX線を出射す
るX線源に対しても対応させることができ、使用するX
線の強度に合わせて必要な耐熱性をもつ素子を製造する
ことが可能である。
Incidentally, the optical element for X-ray reflection used as the secondary X-ray source in the present invention is placed at a position close to the X-ray source, so that it is exposed to relatively strong X-rays. Most of the unreflected X-rays are absorbed by this optical element, and the energy of the absorbed X-rays raises the temperature of the optical element.
Therefore, in this X-ray reflection optical element, heat resistance is important. The optical element for X-ray reflection in the present invention can be manufactured by various methods described in Examples 1 to 6. However, the manufacturing method of forming a convex portion on a reflection surface with a resist (Examples 1 and 2) is comparative. Although it is easy to achieve the target, it depends only on the heat resistance of the resist, and therefore has only a heat resistance of about 100 ° C. On the other hand, when polyimide (Examples 3 and 4) which is a heat-resistant resin is used, heat resistance of 300 ° C. or more can be obtained. In addition, high heat resistance of about 800 ° C in the method of printing and firing glass paste on the ceramics substrate and the method of etching the silicon substrate to form recesses, and more than 1000 ° C in the method of etching the ceramics substrate and forming recesses. It is possible to obtain The problem of heat resistance should be taken into consideration for a multilayer film that reflects X-rays. In each of the embodiments, a multilayer film made of a combination of Mo / Si is used, but this multilayer film has heat resistance of only about 300 ° C. Therefore, when higher heat resistance is required, a multilayer film having a high heat resistance itself (for example, a combination of Mo / SiC) may be used. As described above, the X-ray reflection optical element of the present invention can be applied to an X-ray source that emits X-rays of extremely high intensity,
It is possible to manufacture an element having the necessary heat resistance according to the strength of the wire.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、光源から出射されたX
線を、ある大きさと発散角とを兼ね備えた2次X線源と
して機能する基板上に微細な凸部もしくは凹部を多数設
けたX線反射用光学素子によって反射させ、この反射し
たX線でマスクを照明することにより、マスク上の数百
mmの広い領域を充分な広がり角をもって照明することが
できる。そのため、広い露光領域において縮小投影光学
系の回折限界の解像力を得ることが可能である。
According to the present invention, X emitted from the light source
X-rays are reflected by an X-ray reflection optical element having a large number of fine projections or depressions on a substrate functioning as a secondary X-ray source having both a certain size and a divergence angle, and the reflected X-rays are used as a mask. Illuminate the mask by hundreds
A wide area of mm can be illuminated with a sufficient divergence angle. Therefore, it is possible to obtain a diffraction-limited resolution of the reduction projection optical system in a wide exposure area.

【0044】また、前記X線反射用光学素子の凸部また
は凹部の形状をほぼ球面形状とし、その外径d、曲率半
径rおよびマスクを照明する照明光学系の拡大倍率m
を、d/(r・m)が縮小投影光学系のマスク側開口数
とほぼ等しくなるように設定すると、前記X線反射用光
学素子へ入射したX線のほとんどを縮小投影光学系によ
る結像に寄与させてX線の利用効率を高めることがで
き、X線縮小投影露光装置のスループットを大幅に向上
することができる。
The convex or concave portion of the X-ray reflecting optical element has a substantially spherical shape, the outer diameter d, the radius of curvature r, and the magnification m of the illumination optical system for illuminating the mask.
Is set so that d / (rm) is substantially equal to the mask-side numerical aperture of the reduction projection optical system, most of the X-rays incident on the X-ray reflection optical element are imaged by the reduction projection optical system. , The efficiency of X-ray utilization can be increased, and the throughput of the X-ray reduction projection exposure apparatus can be greatly improved.

【0045】なお、本発明は、X線縮小投影露光装置で
の使用に限定されるものではなく、X線の結像を利用し
た他のX線光学機器に広く適用することが可能である。
例えば、X線顕微鏡の照明光学系に本発明を適用すれ
ば、顕微鏡の視野を大幅に拡大することが可能となる。
The present invention is not limited to use in an X-ray reduction projection exposure apparatus, but can be widely applied to other X-ray optical apparatuses utilizing X-ray imaging.
For example, if the present invention is applied to an illumination optical system of an X-ray microscope, the field of view of the microscope can be greatly expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、本発明のX線光学系の原理を説明するため
の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the principle of an X-ray optical system according to the present invention.

【図2】は、従来のX線縮小投影露光装置の照明光学系
を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an illumination optical system of a conventional X-ray reduction projection exposure apparatus.

【図3】は、従来の照明光学系の問題点を解決するため
の一方法を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing one method for solving the problem of the conventional illumination optical system.

【図4】は、本発明のX線反射用光学素子の作用を説明
する概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the optical element for X-ray reflection of the present invention.

【図5】は、本発明のX線反射用光学素子の作用を説明
する概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the optical element for X-ray reflection of the present invention.

【図6】は、本発明のX線反射用光学素子の一例を示す
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of the optical element for X-ray reflection of the present invention.

【図7】は、本発明のX線反射用光学素子の一例を示す
斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of the optical element for X-ray reflection of the present invention.

【図8】は、本発明の一実施例であるX線光学系の概略
構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an X-ray optical system according to one embodiment of the present invention.

【図9】は、本発明の一実施例であるX線光学系の概略
構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an X-ray optical system according to an embodiment of the present invention.

【図10】は、本発明のX線反射用光学素子の一実施例
の概略およびその製造過程を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an outline of an embodiment of an optical element for X-ray reflection of the present invention and a manufacturing process thereof.

【図11】は、本発明のX線反射用光学素子の一実施例
の概略およびその製造過程を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining an outline of an embodiment of the optical element for X-ray reflection of the present invention and a manufacturing process thereof.

【図12】は、本発明のX線反射用光学素子の一実施例
の概略およびその製造過程を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an embodiment of an X-ray reflection optical element according to the present invention and a process for manufacturing the same.

【図13】は、本発明のX線反射用光学素子の一実施例
の概略およびその製造過程を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating an embodiment of an X-ray reflecting optical element of the present invention and a process for manufacturing the same.

【図14】は、本発明のX線反射用光学素子の一実施例
の概略およびその製造過程を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an embodiment of an optical element for X-ray reflection according to the present invention and a manufacturing process thereof.

【図15】は、本発明のX線反射用光学素子の一実施例
の概略およびその製造過程を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining the outline of an embodiment of the optical element for X-ray reflection of the present invention and the manufacturing process thereof.

【主要部分の符号の説明】[Explanation of Signs of Main Parts]

1 X線反射用光学素子 2 X線源 3 照明光学系 4 マスク 5 ウエハ 6 基板 7 凸部 8 凹部 9 多層膜 10 球面形状の凸部 11 球面形状の凹部 12 平行X線 13 楕円ミラー 14 縮小投影光学系 15 レーザプラズマX線源 16 放物面ミラー 17 シュバルツシルドミラー 20 基板 21 レジスト層 22 マスク 23 多層膜 24 ポリイミド層 25 SiO2 層 50 結像光学系の入射瞳DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray reflection optical element 2 X-ray source 3 Illumination optical system 4 Mask 5 Wafer 6 Substrate 7 Convex part 8 Concave part 9 Multilayer film 10 Spherical convex part 11 Spherical concave part 12 Parallel X-ray 13 Elliptical mirror 14 Reduction projection Optical system 15 laser plasma X-ray source 16 parabolic mirror 17 Schwarzschild mirror 20 substrate 21 resist layer 22 mask 23 multilayer film 24 polyimide layer 25 SiO 2 layer 50 entrance pupil of imaging optical system

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 実質的に曲率半径が一定の球面の一部を
なす凹部または凸部を複数設けた基板と、該基板上に形
成されたX線を反射する多層膜とを有するX線反射用光
学素子。
1. A part of a spherical surface having a substantially constant radius of curvature.
An optical element for X-ray reflection , comprising: a substrate provided with a plurality of concave portions or convex portions; and a multilayer film formed on the substrate to reflect X-rays.
【請求項2】 基板上に感光材料を形成する工程と、 前記感光材料にマスクに設けられたパターンのボケた像
を転写する工程と、 現像することにより前記感光材料表面になだらかな凸部
を設ける工程と、 前記感光材料上にX線を反射する多層膜を形成する工程
からなるX線反射用光学素子の製造方法。
2. A step of forming a photosensitive material on a substrate, a step of transferring a blurred image of a pattern provided on a mask to the photosensitive material, and a step of developing a smooth convex portion on the surface of the photosensitive material. A method for manufacturing an optical element for X-ray reflection, comprising the steps of: providing; and forming a multilayer film that reflects X-rays on the photosensitive material.
【請求項3】 基板上に感光材料を形成する工程と、 前記感光材料にマスクに設けられたパターンの像を転写
し、現像する工程と、 前記現像された感光材料をポストベークすることにより
軟化させ、前記感光材料表面になだらかな凸部を設ける
工程と、 反応性イオンエッチングにより前記感光材料表面に形成
された前記なだらかな凸部を前記基板に転写する工程
と、 前記感光材料上にX線を反射する多層膜を形成する工程
からなるX線反射用光学素子の製造方法。
3. A step of forming a photosensitive material on a substrate, a step of transferring an image of a pattern provided on a mask to the photosensitive material, and a step of developing, and post-baking the developed photosensitive material to soften it. Providing a gentle convex portion on the photosensitive material surface, transferring the gentle convex portion formed on the photosensitive material surface to the substrate by reactive ion etching, and X-rays on the photosensitive material. A method for producing an optical element for X-ray reflection, comprising a step of forming a multilayer film reflecting light.
【請求項4】 基板上に感光材料を形成する工程と、 前記感光材料にマスクに設けられたパターンの像を転写
し、現像する工程と、 前記現像されたパターン上に更に感光材料を形成する工
程と、 前記感光材料をベーキングすることにより、前記感光材
料表面になだらかな凸部を設ける工程と、 前記感光材料上にX線を反射する多層膜を形成する工程
からなるX線反射用光学素子の製造方法。
4. A step of forming a photosensitive material on a substrate, a step of transferring an image of a pattern provided on a mask to the photosensitive material, and a step of developing, and further forming a photosensitive material on the developed pattern. An X-ray reflection optical element comprising: a step of providing gentle projections on the surface of the photosensitive material by baking the photosensitive material; and a step of forming a multilayer film that reflects X-rays on the photosensitive material. Manufacturing method.
【請求項5】 基板上に耐熱性材料をスクリーン印刷し
てパターンを形成する工程と、 前記形成されたパターンを清浄雰囲気中で放置すること
により、なだらかな凸部を設ける工程と、 前記基板上にX線を反射する多層膜を形成する工程から
なるX線反射用光学素子の製造方法。
5. A step of forming a pattern by screen-printing a heat-resistant material on a substrate, a step of providing a gentle convex by leaving the formed pattern in a clean atmosphere, Forming a multilayer film that reflects X-rays on the substrate.
【請求項6】 基板上にエッチングマスクとなる層を形
成する工程、 前記エッチングマスク層に所定のパターンを形成する工
程、 該パターンが形成されたエッチングマスク層をマスクと
して前記基板を等方エッチングして該基板になだらかな
凹部を設ける工程、および前記エッチングされた基板上
にX線を反射する多層膜を形成する工程、からなるX線
反射用光学素子の製造方法。
6. A step of forming a layer serving as an etching mask on a substrate, a step of forming a predetermined pattern on the etching mask layer, and isotropically etching the substrate using the etching mask layer on which the pattern is formed as a mask. Forming a gentle concave portion in the substrate by forming a multilayer film that reflects X-rays on the etched substrate.
【請求項7】 複数の微細な凸部もしくは凹部が設けら
れた基板と該基板上に形成されたX線を反射する多層膜
とを有するX線反射用光学素子、所望のパターンが形成
されたマスクおよび該パターンを結像させる結像光学系
とを備え、 前記X線反射用光学素子で反射したX線を2次光源とし
た際の該2次光源の像が、前記結像光学系の入射瞳上ま
たは前記マスク上もしくは該入射瞳とマスクとの間の任
意の位置のいずれかに結像することを特徴とするX線用
光学系。
7. An X-ray reflection optical element having a substrate provided with a plurality of fine projections or depressions and a multilayer film formed on the substrate for reflecting X-rays, wherein a desired pattern is formed. A mask and an image forming optical system for forming an image of the pattern, wherein the image of the secondary light source when the X-ray reflected by the X-ray reflecting optical element is used as a secondary light source, An optical system for X-rays, which forms an image on an entrance pupil, on the mask, or on an arbitrary position between the entrance pupil and the mask.
【請求項8】 複数の微細な凸部もしくは凹部が設けら
れた基板と該基板上に形成されたX線を反射する多層膜
とを有するX線反射用光学素子、所望のパターンが形成
されたマスク、前記X線反射用光学素子とマスクとの間
に配置された照明光学系および前記パターンを結像させ
る結像光学系とを備え、 前記凸部または凹部の各々の表面は実質的に曲率半径が
一定の球面の一部をなし、 該球面の曲率半径をr、外径をd、前記照明光学系の倍
率をmとした場合、 d/(r・m)で求まる値が、前記結像光学系における
露光光が入射する側の開口数と等しいことを特徴とする
X線用光学系。
8. An X-ray reflection optical element having a substrate provided with a plurality of fine projections or depressions and a multilayer film formed on the substrate for reflecting X-rays, wherein a desired pattern is formed. A mask, an illumination optical system disposed between the X-ray reflection optical element and the mask, and an imaging optical system for forming an image of the pattern, wherein a surface of each of the convex portions or the concave portions has substantially a curvature. Radius
When a part of a fixed spherical surface is formed, the radius of curvature of the spherical surface is r, the outer diameter is d, and the magnification of the illumination optical system is m, the value obtained by d / (rm) is the imaging optics. An optical system for X-rays, wherein the numerical aperture is equal to the numerical aperture on the side where the exposure light is incident in the system.
【請求項9】 複数の微細な凸部もしくは凹部が設けら
れた基板と該基板上に形成されたX線を反射する多層膜
とを有するX線反射用光学素子にX線を照射し、該素子
で反射したX線を2次光源として該2次光源の像を結像
光学系の入射瞳上またはマスク上もしくは該入射瞳とマ
スクとの間の任意の位置のいずれかに結像させることを
特徴とする露光方法。
9. An X-ray reflecting optical element having a substrate provided with a plurality of fine projections or depressions and a multilayer film for reflecting X-rays formed on the substrate is irradiated with X-rays. X-rays reflected by the element are used as a secondary light source to form an image of the secondary light source either on the entrance pupil of the imaging optical system or on a mask or at an arbitrary position between the entrance pupil and the mask. Exposure method characterized by the above-mentioned.
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