JPH0582418A - 微細パターン転写方法およびその装置 - Google Patents

微細パターン転写方法およびその装置

Info

Publication number
JPH0582418A
JPH0582418A JP3240806A JP24080691A JPH0582418A JP H0582418 A JPH0582418 A JP H0582418A JP 3240806 A JP3240806 A JP 3240806A JP 24080691 A JP24080691 A JP 24080691A JP H0582418 A JPH0582418 A JP H0582418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
mirror
substrate
ray
pattern transfer
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.)
Pending
Application number
JP3240806A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuneo Terasawa
恒男 寺澤
Hiroshi Fukuda
宏 福田
Souichi Katagiri
創一 片桐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3240806A priority Critical patent/JPH0582418A/ja
Priority to US07/812,022 priority patent/US5222112A/en
Priority to KR1019910024303A priority patent/KR100243965B1/ko
Publication of JPH0582418A publication Critical patent/JPH0582418A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • 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
    • GPHYSICS
    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70233Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
    • GPHYSICS
    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70283Mask effects on the imaging process
    • GPHYSICS
    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、X線領域あるいは真空紫外領域のビ
ームを露光光として用い、反射型縮小投影光学系を介し
てマスク上のパターンをウェーハ上に精度よく転写する
方法およびその装置を提供することにある。 【構成】反射型縮小結像光学系の絞りの位置に、周辺部
の反射率が中心部の反射率よりも低い反射鏡を設ける
か、もしくは結像光学系の絞りの位置に周辺部の透過率
が中心部の透過率よりも低いX線フィルタを設けること
により達成される。 【効果】X線を露光ビームとする投影光学系が空間的に
コヒーレントな系であっても、隣接パターン相互の干渉
の影響が少なく形状精度の高いパターン転写が実現でき
るという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ上に微細パタ
ーンを転写させる投影露光方法および装置に関し、特に
X線領域あるいは真空紫外領域のビームを用いて、解像
力の高い微細パターンを転写させる方法およびそれを実
施する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】マスク上に描かれた半導体素子等の回路
パターンを、ウェーハ上に転写させる投影露光装置に
は、解像力が高く、微細なパターンの転写が可能な性能
が要求される。一般に、投影レンズの開口数(NA)が
大きいほど、あるいは露光光の波長が短いほど解像力は
向上する。ここで、NAを大きくする方法はパターン転
写時に焦点深度の低下をもたらすため、その大きさには
限界がある。そこで、X線等の短波長のビームを用いて
解像力を向上させる検討が盛んに行われてきた。しか
し、波長が短いほどビームは吸収され易くなるので、水
銀ランプ等を光源とする従来の露光装置のように透過型
レンズによる結像光学系を実現させることは困難であつ
た。そこで、反射型結像光学系を用いる方法が提案され
てきた。X線を用いることを前提とした従来の反射型結
像光学系は、特開昭63−18626号公報や特開昭6
3−312638号公報に記述されている。この従来技
術においては、マスクパターンをウェーハ上に転写する
結像光学系の詳細な構成が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、X線源として、例えばシンクロトロン放射光を
用い、かつ多層膜鏡からなる結像光学系を使用すると、
露光用X線の波長領域が狭い範囲に限定されると同時
に、光源が実質的に点光源であることから、空間的なコ
ヒーレンスの度合が大きくなる。その結果、複雑に配置
された微細パターンを転写する場合には、隣接するパタ
ーン相互の干渉の影響により投影像の劣化が生じるとい
う問題があつた。また、上記従来技術においては、投影
像の劣化の防止についてなんら考慮されていなかった。
【0004】本発明の課題は、露光光としてX線領域あ
るいは真空紫外領域のビームを用いる反射型露光装置に
おいて、空間的なコヒーレンスの度合いが大きくても近
接効果による投影像の劣化が生じないX線投影露光方法
による微細パタ−ンの転写方法およびそれを実施するた
めの装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第1の基板
上に描かれているパターンを第2の基板上に縮小転写さ
せる結像光学系の絞りの位置に、周辺部の反射率が中心
部の反射率よりも低い反射鏡を設けるか、もしくは上記
結像光学系の絞りの位置に、周辺部の透過率が中心部の
透過率よりも低いX線フィルタを設けることにより達成
される。
【0006】
【作用】結像光学系の絞り位置に配置された反射鏡は、
上述した第1の基板側から見ると結像光学系の入射瞳に
対応するので、上記反射鏡は結像光学系の空間周波数フ
ィルタとして作用する。一般に、結像光学系の瞳位置に
透過率や位相に変化を与えるフィルタを置いて、投影像
を所望するものに変えていく像の改良法については、波
動光学,第1刷(1971年2月2日発行),第443
頁から第445頁〔岩波書店〕に開示があり、そこに
は、高次回折像を弱くして拡がりの小さい像を得ようと
するアポディゼイションフィルタの記述がある。本発明
の、結像光学系の入射瞳に対応する絞りの位置に配置す
る反射鏡あるいは透過フィルタは、その反射率あるいは
透過率の分布からアポディゼイションフィルタとして作
用するので、パターン転写の際に近接効果による投影像
の劣化を防止することができる
【0007】。
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用い詳
細に説明する。図1は、X線源1として電子蓄積リング
を用い、そこから放射されるX線(シンクロトロン放射
光)を露光光として用いる、本発明の微細パターン転写
装置の構成の一例を示す模式図である。X線源1から放
射されたX線は、照明光学系として作用する楕円面鏡2
で反射して、第1の基板上に形成されているマスク3を
照明する。マスク3からの反射光は、凹面鏡6、凸面鏡
7、凹面鏡8および平面鏡9から構成される反射型縮小
結像光学系10を通して、第2の基板であるウェーハ1
1上に到達する。その結果、マスク3上の照明された領
域に描かれているパターンがウェーハ11上に転写され
る。そして、マスク3上の照明領域が狭い場合には、マ
スク3を搭載したステージ4と、ウェーハ11を搭載し
たウェーハ載置台12を、反射型縮小結像光学系10の
縮小倍率にあわせて同期走査させることにより、マスク
3上のパターンをすべてウェーハ11上に転写させるこ
とができる。 ウェーハ載置台12は、ウェーハ11の
面と直角方向に移動できるzステージ15上に固定さ
れ、zステージ15は、ウェーハ11の面方向に移動可
能なxyステージ16上に搭載されている。ウェーハ1
1の載置位置誤差は、裏面に形成されているマークを検
出光学系20を介して、ベ−ス19に設けられた位置検
出器21で検出され、その検出結果は制御系22に送ら
れる。一方、ウェーハ11の移動位置の計測は、レーザ
測長器13で、zステージ15上に固定されたミラー1
4の位置を測定することにより行われ、その結果は常に
制御系22に送られる。制御系22は、マスク駆動手段
5、zステージ駆動手段17およびxyステージ駆動手
段18を制御することにより、マスク3とウェーハ11
を所望の位置関係に保持することができる。ここで、反
射鏡の反射面をすべてMo(モリブデン)とSi(シリ
コン)とを交互に積層させて構成した多層膜構造体と
し、波長14nmのX線に対して40%以上の反射率が
得られるようにした。また、凹面鏡6、凸面鏡7、凹面
鏡8の面は、いずれも一つの中心軸の回りに回転軸対称
に配置された面、もしくはその一部を切り出した面とし
た。上記中心軸上で表わすマスク3と凹面鏡6との間の
距離をt1、凹面鏡6と凸面鏡7との間の距離をt2、凸
面鏡7と凹面鏡8との間の距離をt3、凹面鏡8から平
面鏡9を経てウェーハ11までの距離をt4とし、凹面
鏡6、凸面鏡7、凹面鏡8の面頂点の曲率半径をそれぞ
れr1、r2、r3、さらにそれぞれの面の非球面量を表
わす円錐定数をc1、c2、c3とすると、本実施例にお
いては上記パラメータの値を以下のように選定した。 t1=1000.0mm、t2=-149.863mm、t3=70.003m
m、t4=-120.951mm、 r1=-393.970mm、 r2
=108.6567mm、r3=-149.640mm c1=-0.94301、c2=-0.09193、c3=0.14273 ここで、凸面鏡7は、図2における曲線23で示すよう
に、周辺部の反射率が中心部の反射率より低くなるよう
に多層膜の周期を連続的に変化させてある。そして、反
射率を変える方法は上記の方法に限らず、例えば、多層
膜の積層数を変化させる方法、多層膜形成後にイオン注
入等を行なう方法、多層膜上に適当な膜厚分布を有する
吸収体を設ける方法などを用いてもよい。この凸面鏡7
は、反射型結像光学系10の絞り位置に相当するので、
図2に示す反射率の分布は、空間周波数フィルタとして
作用する。つぎに、本発明を実施したときのパターン投
影像について説明する。図3は、マスク3上のパターン
の一例を示す図である。図3において、領域28はX線
を反射しない領域、領域24,25,26,27はX線
を反射してパターンを定義する領域である。凸面鏡7の
周辺部の反射率が中心部の反射率の1/2であるときの
投影像のX線強度分布の等高線図を、図4に示す。一
方、本発明を実施しないときに得られる投影像を、図5
に示す。本実施例においては、多層膜鏡で構成された結
像光学系を用いるため、パターン形成に寄与するX線の
波長領域は狭くなる。また、光源1も実質上点光源とみ
なせるから、図1に示す系は空間的には極めてコヒーレ
ントに近い結像系である。したがって、図5に示す投影
像は、干渉の効果が大きく現われており、強度分布や形
状精度の面で像が劣化している。しかし、本発明を実施
により得られた像は、図4に示すように、図5に比べて
像の劣化が少ない。すなわち、隣接パターンとの干渉の
影響が少なく形状精度も向上している。凸面鏡7の反射
率分布は、図2に示すような半径方向に単調に減少する
分布に限られることは無い。さらに、位相を変化させる
ように多層膜に分布を与えてもよい。反射率分布や位相
分布を適切に与えた反射鏡を用いると、投影像の焦点深
度または解像力を向上させることも可能である。本実施
例では、結像光学系の絞りの位置に凸面鏡7を配置し、
反射率分布を与えたが、結像光学系の絞りの位置に反射
面が存在しない系では、その絞り位置の近傍にX線の透
過率分布を有する薄膜フィルタを配置しても同様の効果
が得られる。また、上記フィルタ特性を有する凸面鏡7
あるいはX線透過フィルタにはビームが集中するので、
温度が上昇する可能性が有る。この場合、凸面鏡7ある
いはX線透過フィルタを絞りの位置からわずかにずらし
て配置することや、適宜冷却する手段を設けることがで
きる。なお、パターン転写とは通常ウェーハ上に塗布さ
れたレジストに、X線等のビームを照射して感光させて
潜像を作ることであるが、本発明は、X線を用いてマス
クパターンの像をウェーハ上に形成する光学系に関する
ものであるから、レジストの使用に限ることなく、例え
ばX線照射による試料表面の直接加工やX線を励起光と
する加工等にも適用できる。
【0008】
【発明の効果】本発明によれば、X線の投影光学系が空
間的にコヒーレントな系であっても、隣接パターン相互
の干渉の影響が少なく、形状精度の極めて高いパターン
転写を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で例示した微細パターン転写装
置の構成の一例を示す模式図。
【図2】本発明の実施例で例示した微細パタ−ン転写装
置の結像光学系の絞り位置に配置する反射鏡の反射率分
布を示す図。
【図3】本発明の実施例で例示したマスクパターンの一
例を示す図。
【図4】本発明の実施例で例示した微細パタ−ン転写装
置で得られた投影像を示す図。
【図5】従来の干渉効果の強い投影像を示す図。
【符号の説明】
1…X線源、2…楕円面鏡、3…マスク、4…ステ−
ジ、5…マスク駆動手段、6…凹面鏡、7…凸面鏡、8
…凹面鏡、9…平面鏡、10…反射型縮小結像光学系、
11…ウェーハ、12…ウエ−ハ載置台、13…レ−ザ
測長器、14…ミラ−、15…zステ−ジ、16…xy
ステ−ジ、17…zステ−ジ移動手段、18…xyステ
−ジ移動手段、19…ベ−ス、20…検出光学系、21
…位置検出器、22…制御系、23…凸面鏡における反
射率分布、 24、25、26、27…X線を反射する
パタ−ン領域、28…X線を反射しないパタ−ン領域。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線領域あるいは真空紫外領域のビームを
    第1の基板上に照明し、該第1の基板上に描かれている
    パターンを結像光学系を介して、第2の基板上に縮小転
    写させるX線投影露光方法において、上記結像光学系の
    瞳位置に形成される回折像のうち低次の回折像よりも高
    次の回折像を弱める工程を少なくとも含むことを特徴と
    する微細パターン転写方法。
  2. 【請求項2】X線領域あるいは真空紫外領域のビームを
    放射する光源と、第1の基板上に描かれているパターン
    を第2の基板上に縮小転写するための結像光学手段と、
    上記第2の基板を所望の位置に位置決めする手段とを有
    するX線投影露光装置において、上記結像光学手段は複
    数の反射鏡で構成され、かつ、上記結像光学系のほぼ絞
    りの位置に、中心部を反射もしくは透過するビームより
    も周辺部を反射もしくは透過するビームの強度を低下さ
    せる光学手段を少なくとも備えたことを特徴とする微細
    パターン転写装置。
  3. 【請求項3】請求項2において、結像光学系のほぼ絞り
    の位置に配置する光学手段は、周辺部の反射率が中心部
    の反射率よりも低い反射鏡であることを特徴とする微細
    パターン転写装置。
  4. 【請求項4】請求項2または請求項3において、反射鏡
    は多層膜鏡であることを特徴とする微細パターン転写装
    置。
  5. 【請求項5】請求項2において、結像光学系のほぼ絞り
    の位置に配置する光学手段は、周辺部の透過率が中心部
    の透過率よりも低いX線透過フィルタであることを特徴
    とする微細パターン転写装置。
  6. 【請求項6】請求項2において、X線領域あるいは真空
    紫外領域のビームを放射する光源は、シンクロトロン放
    射であることを特徴とする微細パターン転写装置。
JP3240806A 1990-12-27 1991-09-20 微細パターン転写方法およびその装置 Pending JPH0582418A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3240806A JPH0582418A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 微細パターン転写方法およびその装置
US07/812,022 US5222112A (en) 1990-12-27 1991-12-23 X-ray pattern masking by a reflective reduction projection optical system
KR1019910024303A KR100243965B1 (ko) 1990-12-27 1991-12-26 미세패턴 전사 방법 및 그 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3240806A JPH0582418A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 微細パターン転写方法およびその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0582418A true JPH0582418A (ja) 1993-04-02

Family

ID=17064967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3240806A Pending JPH0582418A (ja) 1990-12-27 1991-09-20 微細パターン転写方法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0582418A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100563774B1 (ko) * 2000-08-25 2006-03-24 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 마스크 조작장치, 리소그래피 투영장치, 디바이스제조방법 및 그것에 의하여 제조된 디바이스

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100563774B1 (ko) * 2000-08-25 2006-03-24 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 마스크 조작장치, 리소그래피 투영장치, 디바이스제조방법 및 그것에 의하여 제조된 디바이스

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5222112A (en) X-ray pattern masking by a reflective reduction projection optical system
KR100221678B1 (ko) 링필드 리덕션 투사장치
US6841323B2 (en) Mask producing method
JP3862347B2 (ja) X線縮小露光装置およびこれを利用したデバイス製造方法
EP0823662A2 (en) Projection exposure apparatus
US6208707B1 (en) X-ray projection exposure apparatus
JPH11249313A (ja) 環状面縮小投影光学系
JP4552428B2 (ja) 照明光学装置、投影露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JP2000091220A (ja) 投影露光装置及び投影露光方法
JP2007288188A6 (ja) ズーム対物光学系を備えた照明システム
KR20030006968A (ko) 리소그래피장치, 디바이스제조방법, 그 디바이스,반사기제조방법, 그 반사기 및 위상반전마스크
US6335786B1 (en) Exposure apparatus
TW200809919A (en) Exposure apparatus
TW200528932A (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP4496782B2 (ja) 反射光学系及び露光装置
JPH05291117A (ja) 投影露光方法およびその装置
KR20040026094A (ko) 리소그래피장치 및 디바이스 제조방법
JP2001052986A (ja) X線投影露光装置
JPH0588355A (ja) 反射型マスク及びそれを用いた露光装置
JPH0582418A (ja) 微細パターン転写方法およびその装置
JPH11238666A (ja) X線投影露光装置
JPH07244199A (ja) 投影露光方法及びその装置
JP2005011914A (ja) 反射型マスクおよび露光装置
JP3305119B2 (ja) X線投影露光装置
JP2000098230A (ja) 反射縮小結像光学系、該光学系を備えた露光装置および、該光学系を用いた露光方法