JPH06120125A - 光学素子およびそれを用いた投影露光装置 - Google Patents
光学素子およびそれを用いた投影露光装置Info
- Publication number
- JPH06120125A JPH06120125A JP4294798A JP29479892A JPH06120125A JP H06120125 A JPH06120125 A JP H06120125A JP 4294798 A JP4294798 A JP 4294798A JP 29479892 A JP29479892 A JP 29479892A JP H06120125 A JPH06120125 A JP H06120125A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- incident
- optical element
- substrate
- light
- pattern
- 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
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Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細なパターンの転写を可能にする光学素子
および光学素子の照明方法を提供する。 【構成】 真空紫外線またはＸ線の所定の入射角に対し
て、斜め露光照明光に対して影となる所定パターンの側
面部分が少なくなるように、前記光学素子と前記斜め露
光照明光との位置を配置し、または、正反射する方向
と、該所定のパターンの側面方向が平行であるように光
学素子のパターンを形成する。 【効果】 光学素子を照明し、光学素子のパターンを転
写または結像する際に、微細なパターンを転写または結
像できるようになった。
および光学素子の照明方法を提供する。 【構成】 真空紫外線またはＸ線の所定の入射角に対し
て、斜め露光照明光に対して影となる所定パターンの側
面部分が少なくなるように、前記光学素子と前記斜め露
光照明光との位置を配置し、または、正反射する方向
と、該所定のパターンの側面方向が平行であるように光
学素子のパターンを形成する。 【効果】 光学素子を照明し、光学素子のパターンを転
写または結像する際に、微細なパターンを転写または結
像できるようになった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空紫外線またはＸ線の
照射により、像形成を行わせるために使用する光学素子
およびそれを用いた投影露光装置に係り、特に半導体の
パターン転写に用いる縮小Ｘ線リソグラフィ用反射型マ
スクおよびそれを用いた投影露光装置に関する。
照射により、像形成を行わせるために使用する光学素子
およびそれを用いた投影露光装置に係り、特に半導体の
パターン転写に用いる縮小Ｘ線リソグラフィ用反射型マ
スクおよびそれを用いた投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの固体素子の集積度および動作速
度を向上するため、回路パターンの微細化が進んでい
る。現在これらのパターンの形成には、露光光源を紫外
線とする縮小投影露光法が広く用いられている。この方
法の解像度は露光波長λに比例し投影光学系の開口数Ｎ
Ａに反比例する。解像限界の向上は開口数ＮＡを大きく
とることにより行われてきた。しかし、この方法は焦点
深度の減少と屈折光学系（レンズ）設計および製造技術
の困難から限界に近づきつつある。このため、露光波長
λを短くすることが行われている。例えば水銀ランプの
ｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）からｉ線（λ＝３６５ｎ
ｍ）、さらにＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）
等である。露光波長の短波長化により、解像度は向上す
る。しかし露光に用いる紫外線の波長の大きさからくる
原理的な限界から、従来の光露光技術を用いて、０．１
μｍ以下の解像度を得ることはかなり困難である。
度を向上するため、回路パターンの微細化が進んでい
る。現在これらのパターンの形成には、露光光源を紫外
線とする縮小投影露光法が広く用いられている。この方
法の解像度は露光波長λに比例し投影光学系の開口数Ｎ
Ａに反比例する。解像限界の向上は開口数ＮＡを大きく
とることにより行われてきた。しかし、この方法は焦点
深度の減少と屈折光学系（レンズ）設計および製造技術
の困難から限界に近づきつつある。このため、露光波長
λを短くすることが行われている。例えば水銀ランプの
ｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）からｉ線（λ＝３６５ｎ
ｍ）、さらにＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）
等である。露光波長の短波長化により、解像度は向上す
る。しかし露光に用いる紫外線の波長の大きさからくる
原理的な限界から、従来の光露光技術を用いて、０．１
μｍ以下の解像度を得ることはかなり困難である。
【０００３】一方、微細パターンの形成方法の一つに、
露光波長をおよそ０．５ｎｍから２ｎｍの軟Ｘ線とする
近接等倍方式のＸ線リソグラフィ技術がある。この方法
は露光波長が短いため、原理的に０．１μｍ以下の高い
解像度を得る可能性がある。一般に、回路パターンを形
成するためには、ウエハ上のレジストにマスクパターン
を転写する。近接等倍方式のＸ線リソグラフィでは等倍
方式のＸ線マスクと呼ばれる透過型マスクが用いられ
る。等倍Ｘ線マスクにおけるＸ線が透過する部分は、メ
ンブレンと呼ばれるＳｉ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、Ｃ等の軽元
素材料で形成された通常２μｍ程度の厚さからなる薄膜
からなる。等倍Ｘ線マスクにおけるＸ線が吸収する部分
は、このメンブレンの上に吸収体と呼ばれる厚さが０．
５μｍ〜１．０μｍ程度のＷ、Ａｕ、Ｔａ等の重金属の
回路パターンが形成されている。従って等倍Ｘ線マスク
は非常に剛性の弱いメンブレンの上に回路パターンが形
成されているため、吸収体の重金属の内部応力やＸ線マ
スクを所定の露光装置に装着する際の外力等で回路パタ
ーンに歪みが生じ、所望の回路パターンをウエハ上のレ
ジストに転写できない問題が起こっている。とくに近接
等倍Ｘ線リソグラフィでは、等倍Ｘ線マスクのパターン
が１対１の等倍でレジストに転写されるため、等倍Ｘ線
マスク上のパターンの歪みはレジストに１対１に転写さ
れる。剛性の弱い等倍Ｘ線マスクのパターンに歪みが生
じる問題は、近接等倍Ｘ線リソグラフィで大きな課題と
なっている。
露光波長をおよそ０．５ｎｍから２ｎｍの軟Ｘ線とする
近接等倍方式のＸ線リソグラフィ技術がある。この方法
は露光波長が短いため、原理的に０．１μｍ以下の高い
解像度を得る可能性がある。一般に、回路パターンを形
成するためには、ウエハ上のレジストにマスクパターン
を転写する。近接等倍方式のＸ線リソグラフィでは等倍
方式のＸ線マスクと呼ばれる透過型マスクが用いられ
る。等倍Ｘ線マスクにおけるＸ線が透過する部分は、メ
ンブレンと呼ばれるＳｉ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、Ｃ等の軽元
素材料で形成された通常２μｍ程度の厚さからなる薄膜
からなる。等倍Ｘ線マスクにおけるＸ線が吸収する部分
は、このメンブレンの上に吸収体と呼ばれる厚さが０．
５μｍ〜１．０μｍ程度のＷ、Ａｕ、Ｔａ等の重金属の
回路パターンが形成されている。従って等倍Ｘ線マスク
は非常に剛性の弱いメンブレンの上に回路パターンが形
成されているため、吸収体の重金属の内部応力やＸ線マ
スクを所定の露光装置に装着する際の外力等で回路パタ
ーンに歪みが生じ、所望の回路パターンをウエハ上のレ
ジストに転写できない問題が起こっている。とくに近接
等倍Ｘ線リソグラフィでは、等倍Ｘ線マスクのパターン
が１対１の等倍でレジストに転写されるため、等倍Ｘ線
マスク上のパターンの歪みはレジストに１対１に転写さ
れる。剛性の弱い等倍Ｘ線マスクのパターンに歪みが生
じる問題は、近接等倍Ｘ線リソグラフィで大きな課題と
なっている。
【０００４】以上のような背景をもとに近年、真空紫外
線または軟Ｘ線を露光光源とした縮小Ｘ線リソグラフィ
が注目を浴びている。例えば、Japanese Journal of Ap
plied Physics、 1991、 ３０号、１１Ｂ巻、３０５１
ページに記載されている。図１は縮小Ｘ線リソグラフィ
の露光光学系の例を示すものである。真空紫外線または
軟Ｘ線４１１を露光光源とし、入射角θで斜めに入射し
て反射型マスク８１を照明する。入射角θは種々の光学
系で異なるが、およそ１°から１５°程度である。マス
クを反射した光が反射光学系に蹴られないようにするた
め、縮小Ｘ線リソグラフィの露光光学系では、入射角を
０°（直入射）とすることはできない。反射型マスク８
１は真空紫外線または軟Ｘ線４１１を正反射することが
できる多層膜２１が形成されている。多層膜２１には所
定のパターンが形成されている。反射型マスク８１から
反射した真空紫外線または軟Ｘ線４１１は凸ミラー９２
で反射し、さらに凹ミラー９１で反射し、ウエハ８２上
で結像する。凸ミラー９２、凹ミラー９１には多層膜７
が形成されている。一般にこのような光学系において、
図１のようにｘｙｚー座標系をとるとき、ｘ方向を子午
方向、ｙ方向を球欠方向と呼ぶ。図１に示すような光学
系でマスクの照明領域とウェハの露光領域を拡大するた
めに、マスクを子午方向にウェハと同期して走査を行う
ことがある。ところで、真空紫外線またはＸ線に対して
反射鏡として用いる多層膜は、屈折率の異なる少なくと
も２種類の物質を所定の周期となるように膜厚を調整し
て交互に積層した膜であり、該真空紫外線またはＸ線に
対する多層膜の反射率は、該真空紫外線またはＸ線の波
長と入射角を固定した場合、膜の積層数に依存する。例
えば、ニッケル（Ｎｉ）厚さ１.２７ｎｍ、炭素（Ｃ）
厚さ１.２７ｎｍを交互に各２００層（周期長２.５４ｎ
ｍで２００周期）まで積層し、Ｎｉ／Ｃ多層膜を形成し
たときの、ＮｉとＣの対積層数と多層膜の反射率との関
係を図２に示す。ここで、多層膜を照明する際に用いた
Ｘ線の波長は５ｎｍ、Ｘ線の入射角は１０°である。多
層膜の反射率は、反射に寄与するＮｉとＣの積層対数の
増加に従い高くなり、約１６０対（周期）積層程度で飽
和する。よって、照明に用いるＸ線の波長が５ｎｍ、光
の入射角が１０°でＮｉ／Ｃ多層膜を反射鏡に用いる
際、有効な反射率を得るには、約０.４μｍ以上の厚さ
がいる。
線または軟Ｘ線を露光光源とした縮小Ｘ線リソグラフィ
が注目を浴びている。例えば、Japanese Journal of Ap
plied Physics、 1991、 ３０号、１１Ｂ巻、３０５１
ページに記載されている。図１は縮小Ｘ線リソグラフィ
の露光光学系の例を示すものである。真空紫外線または
軟Ｘ線４１１を露光光源とし、入射角θで斜めに入射し
て反射型マスク８１を照明する。入射角θは種々の光学
系で異なるが、およそ１°から１５°程度である。マス
クを反射した光が反射光学系に蹴られないようにするた
め、縮小Ｘ線リソグラフィの露光光学系では、入射角を
０°（直入射）とすることはできない。反射型マスク８
１は真空紫外線または軟Ｘ線４１１を正反射することが
できる多層膜２１が形成されている。多層膜２１には所
定のパターンが形成されている。反射型マスク８１から
反射した真空紫外線または軟Ｘ線４１１は凸ミラー９２
で反射し、さらに凹ミラー９１で反射し、ウエハ８２上
で結像する。凸ミラー９２、凹ミラー９１には多層膜７
が形成されている。一般にこのような光学系において、
図１のようにｘｙｚー座標系をとるとき、ｘ方向を子午
方向、ｙ方向を球欠方向と呼ぶ。図１に示すような光学
系でマスクの照明領域とウェハの露光領域を拡大するた
めに、マスクを子午方向にウェハと同期して走査を行う
ことがある。ところで、真空紫外線またはＸ線に対して
反射鏡として用いる多層膜は、屈折率の異なる少なくと
も２種類の物質を所定の周期となるように膜厚を調整し
て交互に積層した膜であり、該真空紫外線またはＸ線に
対する多層膜の反射率は、該真空紫外線またはＸ線の波
長と入射角を固定した場合、膜の積層数に依存する。例
えば、ニッケル（Ｎｉ）厚さ１.２７ｎｍ、炭素（Ｃ）
厚さ１.２７ｎｍを交互に各２００層（周期長２.５４ｎ
ｍで２００周期）まで積層し、Ｎｉ／Ｃ多層膜を形成し
たときの、ＮｉとＣの対積層数と多層膜の反射率との関
係を図２に示す。ここで、多層膜を照明する際に用いた
Ｘ線の波長は５ｎｍ、Ｘ線の入射角は１０°である。多
層膜の反射率は、反射に寄与するＮｉとＣの積層対数の
増加に従い高くなり、約１６０対（周期）積層程度で飽
和する。よって、照明に用いるＸ線の波長が５ｎｍ、光
の入射角が１０°でＮｉ／Ｃ多層膜を反射鏡に用いる
際、有効な反射率を得るには、約０.４μｍ以上の厚さ
がいる。
【０００５】従来の反射型Ｘ線マスクは、例えばExtend
ed Abstracts of the 18th Conference on Solid State
Devices and Material、1986、p17-p20. にあるよう
に、真空紫外線またはＸ線に対して相対的に反射率が高
い領域を多層膜が存在する部分とし、反射率が低いまた
は反射率が零である領域を、多層膜または多層膜構造が
存在しない部分として形成される。図３に示した反射型
マスクは、基板１上の多層膜２のある部分を除去して、
反射率の低い領域または非反射部３を形成する。多層膜
２が残っている部分は反射率の高い領域２となる。反射
率の低い領域または非反射部３と反射率の高い領域２の
配置により、反射型マスクにパターンを形成する。図４
は図３に示した反射型マスクを用い、所定の入射角（θ
＞０゜）で、入射光である真空紫外線またはＸ線４１１
が入射したとき、反射型マスクのパターンの位置と入射
光の反射強度分布の対応を示したものである。ここで、
反射型マスクのパターンの左側の境界４５および右側の
境界４７の側面は基板表面と垂直になる。マスクに対し
て入射光４１１が入射角（θ＞０゜）で左から斜めに入
射する。反射光４１は通常の強度を有する反射光であ
る。パターンの厚さをａとすると、パターン２２の左側
の境界４５から２ａ・ｔａｎθの部分で、入射光４１１
が反射するために寄与する多層膜の積層膜の総数が減
る。よって、このパターンの左側の境界４５から２ａ・
ｔａｎθの部分で、反射光４３の強度、すなわち反射率
が低下する。また図４で左から入射光４１１が入射する
と、パターンの右側の側面４７からａ・ｔａｎθの部分
で、反射光４４のように、反射光が漏れる問題があっ
た。従って、パターンの左側の境界４５で反射光の強度
が低下し、またパターンの右側の境界４７でパターンの
幅Ｔよりも外側で反射光の強度が存在するので、所望の
大きさのマスクパターンを結像、転写するのに問題が生
じる。
ed Abstracts of the 18th Conference on Solid State
Devices and Material、1986、p17-p20. にあるよう
に、真空紫外線またはＸ線に対して相対的に反射率が高
い領域を多層膜が存在する部分とし、反射率が低いまた
は反射率が零である領域を、多層膜または多層膜構造が
存在しない部分として形成される。図３に示した反射型
マスクは、基板１上の多層膜２のある部分を除去して、
反射率の低い領域または非反射部３を形成する。多層膜
２が残っている部分は反射率の高い領域２となる。反射
率の低い領域または非反射部３と反射率の高い領域２の
配置により、反射型マスクにパターンを形成する。図４
は図３に示した反射型マスクを用い、所定の入射角（θ
＞０゜）で、入射光である真空紫外線またはＸ線４１１
が入射したとき、反射型マスクのパターンの位置と入射
光の反射強度分布の対応を示したものである。ここで、
反射型マスクのパターンの左側の境界４５および右側の
境界４７の側面は基板表面と垂直になる。マスクに対し
て入射光４１１が入射角（θ＞０゜）で左から斜めに入
射する。反射光４１は通常の強度を有する反射光であ
る。パターンの厚さをａとすると、パターン２２の左側
の境界４５から２ａ・ｔａｎθの部分で、入射光４１１
が反射するために寄与する多層膜の積層膜の総数が減
る。よって、このパターンの左側の境界４５から２ａ・
ｔａｎθの部分で、反射光４３の強度、すなわち反射率
が低下する。また図４で左から入射光４１１が入射する
と、パターンの右側の側面４７からａ・ｔａｎθの部分
で、反射光４４のように、反射光が漏れる問題があっ
た。従って、パターンの左側の境界４５で反射光の強度
が低下し、またパターンの右側の境界４７でパターンの
幅Ｔよりも外側で反射光の強度が存在するので、所望の
大きさのマスクパターンを結像、転写するのに問題が生
じる。
【０００６】他の反射型マスクの例としては、特開平１
−１５２７２５号公報に記載されている。図５に示すよ
うに、反射型マスクの基板１の表面をあらかじめエッチ
ング除去し、凹構造３３を作り、非反射部とする所定の
パターンを形成した後、基板の表面に多層膜反射鏡を形
成し、凸構造部を反射部、凹構造部３４を非反射部とす
るものである。この方法はあらかじめパターンを形成し
てから多層膜を形成するので、途中の製造工程で多層膜
に欠陥がはいる機会が少ないという利点がある。しか
し、パターンの左側の境界４５およびパターンの右側の
境界４７の方向と入射光との角度を考慮していないた
め、図４で示したマスクと同様に、パターンの境界で反
射強度分布が劣化する。図６にパターンの位置とその反
射光の強度分布を示す。パターンの左側の境界４５で反
射光の強度が低下し、またパターンの右側の境界４７で
パターンの幅Ｔよりも外側で反射光の強度が存在するの
で、反射型マスクのパターンを結像、転写するのに問題
が生じる。
−１５２７２５号公報に記載されている。図５に示すよ
うに、反射型マスクの基板１の表面をあらかじめエッチ
ング除去し、凹構造３３を作り、非反射部とする所定の
パターンを形成した後、基板の表面に多層膜反射鏡を形
成し、凸構造部を反射部、凹構造部３４を非反射部とす
るものである。この方法はあらかじめパターンを形成し
てから多層膜を形成するので、途中の製造工程で多層膜
に欠陥がはいる機会が少ないという利点がある。しか
し、パターンの左側の境界４５およびパターンの右側の
境界４７の方向と入射光との角度を考慮していないた
め、図４で示したマスクと同様に、パターンの境界で反
射強度分布が劣化する。図６にパターンの位置とその反
射光の強度分布を示す。パターンの左側の境界４５で反
射光の強度が低下し、またパターンの右側の境界４７で
パターンの幅Ｔよりも外側で反射光の強度が存在するの
で、反射型マスクのパターンを結像、転写するのに問題
が生じる。
【０００７】また、特開昭６４−４０２１号公報に記載
のように、多層膜２に所定の厚さ及び形を有する吸収体
パターン３５を形成し、非反射部とする反射型マスクの
例もある(図７)。しかしこのマスク構造は、吸収体パタ
ーン３５は所定の厚さｂを持つため、反射部と非反射部
が段差を有する。図８にパターンの位置とその反射光の
強度分布を示す。上記２種類のマスクと同様にパターン
の左側では、２ａ・ｔａｎθの部分で、入射光４１１が
反射するために寄与する多層膜の積層膜の総数が減り、
反射光４３の強度、すなわち反射率が低下する。さらに
吸収体パターン３５の厚さｂによりｂ・ｔａｎθだけ影
の部分３６が生じるため、所望の幅を有するパターンに
おける反射率が低下する。図８に示したパターンの位置
とその反射光の強度分布はパターンの境界で強度が低下
し、またパターンの幅Ｔよりも外側で反射強度を有する
ので、反射型マスクのパターンを結像、転写するのに問
題が生じる。
のように、多層膜２に所定の厚さ及び形を有する吸収体
パターン３５を形成し、非反射部とする反射型マスクの
例もある(図７)。しかしこのマスク構造は、吸収体パタ
ーン３５は所定の厚さｂを持つため、反射部と非反射部
が段差を有する。図８にパターンの位置とその反射光の
強度分布を示す。上記２種類のマスクと同様にパターン
の左側では、２ａ・ｔａｎθの部分で、入射光４１１が
反射するために寄与する多層膜の積層膜の総数が減り、
反射光４３の強度、すなわち反射率が低下する。さらに
吸収体パターン３５の厚さｂによりｂ・ｔａｎθだけ影
の部分３６が生じるため、所望の幅を有するパターンに
おける反射率が低下する。図８に示したパターンの位置
とその反射光の強度分布はパターンの境界で強度が低下
し、またパターンの幅Ｔよりも外側で反射強度を有する
ので、反射型マスクのパターンを結像、転写するのに問
題が生じる。
【０００８】図８に示される反射型マスクで吸収体パタ
ーン３５に必要な厚さは、入射光であるＸ線の波長が５
ｎｍ、コントラストを５０以上にするとすると、Ｃｒを
吸収体に使う場合、０.２μｍの膜厚、またＡｕを吸収
体に使う場合、０.１μｍの膜厚が必要である。マスク
の照明に用いる真空紫外線またはＸ線の波長が短くなる
と吸収体に用いる厚さを大きくする必要がある。
ーン３５に必要な厚さは、入射光であるＸ線の波長が５
ｎｍ、コントラストを５０以上にするとすると、Ｃｒを
吸収体に使う場合、０.２μｍの膜厚、またＡｕを吸収
体に使う場合、０.１μｍの膜厚が必要である。マスク
の照明に用いる真空紫外線またはＸ線の波長が短くなる
と吸収体に用いる厚さを大きくする必要がある。
【０００９】図９は、先に示した図１の露光光学系にて
反射型マスク８１のパターン２２２２を結像転写したと
きに、露光光学系と反射型マスク８１の位置関係を示す
ものである。図９（ａ）はマスクの断面図、（ｂ）は上
から見た図である。球欠方向に平行なパターンの側面３
６１では反射光の強度が低下する。
反射型マスク８１のパターン２２２２を結像転写したと
きに、露光光学系と反射型マスク８１の位置関係を示す
ものである。図９（ａ）はマスクの断面図、（ｂ）は上
から見た図である。球欠方向に平行なパターンの側面３
６１では反射光の強度が低下する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のマスクの照明方
法ならびに反射型マスクの構造は、パターンの境界の側
面方向と入射光との角度を考慮していないため、先に示
した図４、図６、図８および図９に示すように、パター
ン境界近傍に反射率が低下した部分が生じる。パターン
幅に対する反射率が低下する部分の割合として、パター
ンの幅をＴとする時、図４、図６に示した反射型マスク
ではａ・ｔａｎθ／Ｔ、図８に示した反射型マスクでは
（ａ・ｔａｎθ＋ｂ・ｔａｎθ）／Ｔの値を定義する。パ
ターン幅に対する反射率が低下する部分の割合が約０.
１以上になると、結像または転写するパターンの解像が
不十分となる問題が発生する。例えば、入射角θが １
０°、パターンの幅Ｔが０.４μｍでパターンの厚さａ
が０.４μｍの場合、 ａ・ｔａｎθ／Ｔの値は約
０.１８となり、結像または転写するパターンの解像性
に障害が生ずる。
法ならびに反射型マスクの構造は、パターンの境界の側
面方向と入射光との角度を考慮していないため、先に示
した図４、図６、図８および図９に示すように、パター
ン境界近傍に反射率が低下した部分が生じる。パターン
幅に対する反射率が低下する部分の割合として、パター
ンの幅をＴとする時、図４、図６に示した反射型マスク
ではａ・ｔａｎθ／Ｔ、図８に示した反射型マスクでは
（ａ・ｔａｎθ＋ｂ・ｔａｎθ）／Ｔの値を定義する。パ
ターン幅に対する反射率が低下する部分の割合が約０.
１以上になると、結像または転写するパターンの解像が
不十分となる問題が発生する。例えば、入射角θが １
０°、パターンの幅Ｔが０.４μｍでパターンの厚さａ
が０.４μｍの場合、 ａ・ｔａｎθ／Ｔの値は約
０.１８となり、結像または転写するパターンの解像性
に障害が生ずる。
【００１１】また、本問題は、光学素子の照明に用いる
真空紫外線またはＸ線の波長が短くなり、用いる多層膜
の積層数が大きくなり、必然的にパターンの厚さａを大
きくとる必要がある場合、転写パターンの微細化に伴
い、結像または転写するべきマスクパターンの幅Ｔが小
さくしなければならない場合、また光学素子の照明に用
いる真空紫外線またはＸ線の入射角θが大きくなる場合
に、ａ・ｔａｎθ／Ｔまたは（ａ・ｔａｎθ＋ｂ・ｔａｎ
θ）／Ｔの値は大きくなり、マスクパターンを結像また
は転写する際にパターンの解像性に対して重大な障害と
なる。
真空紫外線またはＸ線の波長が短くなり、用いる多層膜
の積層数が大きくなり、必然的にパターンの厚さａを大
きくとる必要がある場合、転写パターンの微細化に伴
い、結像または転写するべきマスクパターンの幅Ｔが小
さくしなければならない場合、また光学素子の照明に用
いる真空紫外線またはＸ線の入射角θが大きくなる場合
に、ａ・ｔａｎθ／Ｔまたは（ａ・ｔａｎθ＋ｂ・ｔａｎ
θ）／Ｔの値は大きくなり、マスクパターンを結像また
は転写する際にパターンの解像性に対して重大な障害と
なる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した図４、６、８に
示した反射型マスクのパターンの境界で反射光の強度分
布が劣化する問題は、以下に示す光学素子の構造の工夫
により改善される。
示した反射型マスクのパターンの境界で反射光の強度分
布が劣化する問題は、以下に示す光学素子の構造の工夫
により改善される。
【００１３】図１０は本発明の光学素子の一例である反
射型マスクの断面構造とおよび入射角θ（θ＞０゜。以
下、同様。）で、入射光である真空紫外線またはＸ線４
１１が入射したとき、反射率の高い領域である多層膜で
形成されたパターン２２の位置と入射光の反射強度分布
の対応関係を示したものである。
射型マスクの断面構造とおよび入射角θ（θ＞０゜。以
下、同様。）で、入射光である真空紫外線またはＸ線４
１１が入射したとき、反射率の高い領域である多層膜で
形成されたパターン２２の位置と入射光の反射強度分布
の対応関係を示したものである。
【００１４】ここで、露光光学系に反射光学系を用いる
点から、真空紫外線またはＸ線４１１の波長はおよそ３
ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下であることが望ましい。
点から、真空紫外線またはＸ線４１１の波長はおよそ３
ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下であることが望ましい。
【００１５】図１０に示すように、真空紫外線またはＸ
線４１１の入射角θに対して、多層膜で形成されたパタ
ーン２２で真空紫外線またはＸ線４１１が正反射する方
向４１と、多層膜で形成されたパターン２２の右側の境
界４７の方向が平行であると、パターン２２の右側の境
界４７の外側からは反射光は漏れないため、パターン２
２の右側の境界４７では反射光の強度分布は矩形の分布
を示す。パターンの幅をＴ、厚さをａ、正反射する角度
をθ、パターン２２２３の最表面の法線とパターンの側
面とのなす角度をΘとすると、ａ・｜ｔａｎθ−ｔａｎ
Θ｜／Ｔが０以上、０．０５以下になるように、角度Θ
が決められるのが望ましい。なぜならば、パターンの解
像を実質的に可能とするためには、反射光の強度が低下
する領域がパターン幅Ｔに対して５％以内であることが
必要であるからである。
線４１１の入射角θに対して、多層膜で形成されたパタ
ーン２２で真空紫外線またはＸ線４１１が正反射する方
向４１と、多層膜で形成されたパターン２２の右側の境
界４７の方向が平行であると、パターン２２の右側の境
界４７の外側からは反射光は漏れないため、パターン２
２の右側の境界４７では反射光の強度分布は矩形の分布
を示す。パターンの幅をＴ、厚さをａ、正反射する角度
をθ、パターン２２２３の最表面の法線とパターンの側
面とのなす角度をΘとすると、ａ・｜ｔａｎθ−ｔａｎ
Θ｜／Ｔが０以上、０．０５以下になるように、角度Θ
が決められるのが望ましい。なぜならば、パターンの解
像を実質的に可能とするためには、反射光の強度が低下
する領域がパターン幅Ｔに対して５％以内であることが
必要であるからである。
【００１６】また、光学素子の構造の工夫により改善さ
れる別の例を図１１に示す。図１１は本発明の光学素子
の別の一例である反射型マスクの断面構造とおよび入射
角θで、入射光である真空紫外線またはＸ線４１１が入
射したとき、反射率の高い領域である多層膜で形成され
たパターン２２１の位置と入射光の反射強度分布の対応
関係を示したものである。図１１の反射型マスクは真空
紫外線またはＸ線４１１の入射角θに対して、多層膜で
形成されたパターン２２１の右側の境界４７に反射光の
出射を低減あるいは阻止するために、吸収体２２１１を
付けた構成とした。多層膜で形成されたパターン２２１
の右側の境界４７の外側から反射光が漏れないので、図
１０に示した反射型マスクと同様にパターン２２１の境
界で反射光の強度分布が改善される。図１１に示した反
射型マスクは、入射角θとパターン２２１の最表面の法
線とのなす角度Θとが異なる場合、あるいはパターン２
２１を形成後、角度Θが ０≦ａ｜ｔａｎθ−ｔａｎΘ
｜／Ｔ＜０．０５ の条件を満たせないときに、図１０
で示した反射型マスクの製造プロセスの最後に、パター
ン２２１の右側の境界４７から反射光がでないように吸
収体２２１１を付けると、反射光の強度分布が改善さ
れ、本発明の光学素子である反射型マスクの良品の歩留
まりが向上する。
れる別の例を図１１に示す。図１１は本発明の光学素子
の別の一例である反射型マスクの断面構造とおよび入射
角θで、入射光である真空紫外線またはＸ線４１１が入
射したとき、反射率の高い領域である多層膜で形成され
たパターン２２１の位置と入射光の反射強度分布の対応
関係を示したものである。図１１の反射型マスクは真空
紫外線またはＸ線４１１の入射角θに対して、多層膜で
形成されたパターン２２１の右側の境界４７に反射光の
出射を低減あるいは阻止するために、吸収体２２１１を
付けた構成とした。多層膜で形成されたパターン２２１
の右側の境界４７の外側から反射光が漏れないので、図
１０に示した反射型マスクと同様にパターン２２１の境
界で反射光の強度分布が改善される。図１１に示した反
射型マスクは、入射角θとパターン２２１の最表面の法
線とのなす角度Θとが異なる場合、あるいはパターン２
２１を形成後、角度Θが ０≦ａ｜ｔａｎθ−ｔａｎΘ
｜／Ｔ＜０．０５ の条件を満たせないときに、図１０
で示した反射型マスクの製造プロセスの最後に、パター
ン２２１の右側の境界４７から反射光がでないように吸
収体２２１１を付けると、反射光の強度分布が改善さ
れ、本発明の光学素子である反射型マスクの良品の歩留
まりが向上する。
【００１７】また、別の例を図１２に示す。図１２は本
発明の光学素子の別の一例である反射型マスクの断面構
造とおよび入射角θで、入射光である真空紫外線または
Ｘ線４１１が入射したとき、反射率の高い領域である多
層膜で形成されたパターン２２１の位置と入射光の反射
強度分布の対応関係を示したものである。入射した真空
紫外線またはＸ線４１１の正反射する角度θと一致する
ように、角度Θでイオンビーム等を多層膜に入射し、イ
オンビームの入射した領域２２２を形成する。イオンビ
ームの入射しない領域は反射率の高い領域である多層膜
で形成されたパターン２２である。イオンビームの入射
した領域２２２の多層膜は、多層膜を形成する少なくと
も２種類の膜の界面の急峻さがなくなり、反射率が著し
く低下する。多層膜で形成されたパターン２２の右側の
境界４７にイオンビームの入射した領域２２２があるの
で、多層膜で形成されたパターン２２の右側の境界４７
の外側から反射光が漏れにくい構造となっている。イオ
ンビーム等の入射角は制御しやすいので、このマスクの
多層膜で形成されたパターン２２の角度Θは、比較的容
易に制御できる利点があり、本発明の光学素子である反
射型マスクの良品の歩留まりが向上する。
発明の光学素子の別の一例である反射型マスクの断面構
造とおよび入射角θで、入射光である真空紫外線または
Ｘ線４１１が入射したとき、反射率の高い領域である多
層膜で形成されたパターン２２１の位置と入射光の反射
強度分布の対応関係を示したものである。入射した真空
紫外線またはＸ線４１１の正反射する角度θと一致する
ように、角度Θでイオンビーム等を多層膜に入射し、イ
オンビームの入射した領域２２２を形成する。イオンビ
ームの入射しない領域は反射率の高い領域である多層膜
で形成されたパターン２２である。イオンビームの入射
した領域２２２の多層膜は、多層膜を形成する少なくと
も２種類の膜の界面の急峻さがなくなり、反射率が著し
く低下する。多層膜で形成されたパターン２２の右側の
境界４７にイオンビームの入射した領域２２２があるの
で、多層膜で形成されたパターン２２の右側の境界４７
の外側から反射光が漏れにくい構造となっている。イオ
ンビーム等の入射角は制御しやすいので、このマスクの
多層膜で形成されたパターン２２の角度Θは、比較的容
易に制御できる利点があり、本発明の光学素子である反
射型マスクの良品の歩留まりが向上する。
【００１８】図１３に示すように、入射光である真空紫
外線またはＸ線４１１の入射角θと光学素子の一例であ
るである反射型マスク８１のパターンとの配置を考慮す
ることにより、ウェハ等の物面に結像される像パターン
の光強度分布の劣化を極力減らせることができる。少な
くとも１種類の所定のパターンが搭載された反射型マス
ク８１を、入射角θで真空紫外線またはＸ線４１１によ
り露光または照明する際に、真空紫外線またはＸ線４１
１に対して影３６１となる、すなわち反射率が低下する
パターン２２の側面部分３６１が少なくなるように、反
射型マスク８１のパターン２２を配置して、ウェハ等の
物面に結像される像パターンの光強度分布の劣化を極力
減らせることができる。
外線またはＸ線４１１の入射角θと光学素子の一例であ
るである反射型マスク８１のパターンとの配置を考慮す
ることにより、ウェハ等の物面に結像される像パターン
の光強度分布の劣化を極力減らせることができる。少な
くとも１種類の所定のパターンが搭載された反射型マス
ク８１を、入射角θで真空紫外線またはＸ線４１１によ
り露光または照明する際に、真空紫外線またはＸ線４１
１に対して影３６１となる、すなわち反射率が低下する
パターン２２の側面部分３６１が少なくなるように、反
射型マスク８１のパターン２２を配置して、ウェハ等の
物面に結像される像パターンの光強度分布の劣化を極力
減らせることができる。
【００１９】また、図１３に示すように、反射型マスク
８１と露光または照明光である真空紫外線またはＸ線４
１１との位置関係において、反射型マスク８１の少なく
とも１種類のパターン２２のなかで、線幅がより小さい
パターン２２の長軸の影となる側面部分３６１が少なく
なるように、反射型マスク８１のパターン２２を配置し
て、ウェハ等の物面に結像される像パターンの光強度分
布の劣化を極力減らせる。この方法により、影による解
像性の悪化を受けやすい幅の細いパターンの影はできな
いので、細いパターンの解像性の劣化が生じない。
８１と露光または照明光である真空紫外線またはＸ線４
１１との位置関係において、反射型マスク８１の少なく
とも１種類のパターン２２のなかで、線幅がより小さい
パターン２２の長軸の影となる側面部分３６１が少なく
なるように、反射型マスク８１のパターン２２を配置し
て、ウェハ等の物面に結像される像パターンの光強度分
布の劣化を極力減らせる。この方法により、影による解
像性の悪化を受けやすい幅の細いパターンの影はできな
いので、細いパターンの解像性の劣化が生じない。
【００２０】また、図１３に示すように、少なくとも１
種類のパターン２２のなかで、線幅がより小さいパター
ン２２と露光または照明光である真空紫外線またはＸ線
４１１の子午方向の一致が多くなるように、反射型マス
ク８１のパターン２２を配置し、影３６１となる側面部
分が少なくなるようにして、ウェハ等の物面に結像され
る像パターンの光強度分布の劣化を極力減らせる。
種類のパターン２２のなかで、線幅がより小さいパター
ン２２と露光または照明光である真空紫外線またはＸ線
４１１の子午方向の一致が多くなるように、反射型マス
ク８１のパターン２２を配置し、影３６１となる側面部
分が少なくなるようにして、ウェハ等の物面に結像され
る像パターンの光強度分布の劣化を極力減らせる。
【００２１】また、先の述べた図１に示すような光学系
で反射型マスク８１の照明領域とウェハの露光領域を拡
大するために、反射型マスクを子午方向にウェハと同期
して走査を行う場合、同期走査方向に振動が生じ、像パ
ターンの光強度分布の劣化が起る場合がある。この同期
走査により、ウェハ等の物面に結像される像パターンの
光強度分布の劣化と影３６１による像パターンの光強度
分布の劣化と相乗して像パターンの解像性を低下させ
る。図１３で、露光または照明光である真空紫外線また
はＸ線４１１を反射型マスク８１に入射し、基板である
ウェハ（図示せず）にパターン２２を転写する場合、反
射型マスク８１とウェハとを同期走査する方向と、反射
型マスク８１の少なくとも１種類のパターン２２のなか
で、線幅がより小さいパターン２２の長軸の影３６１と
なる側面部分が少なくなる方向が一致するように、反射
型マスク８１のパターン２２を配置して、ウェハ上の像
パターンの光強度分布の劣化を極力減らせる。
で反射型マスク８１の照明領域とウェハの露光領域を拡
大するために、反射型マスクを子午方向にウェハと同期
して走査を行う場合、同期走査方向に振動が生じ、像パ
ターンの光強度分布の劣化が起る場合がある。この同期
走査により、ウェハ等の物面に結像される像パターンの
光強度分布の劣化と影３６１による像パターンの光強度
分布の劣化と相乗して像パターンの解像性を低下させ
る。図１３で、露光または照明光である真空紫外線また
はＸ線４１１を反射型マスク８１に入射し、基板である
ウェハ（図示せず）にパターン２２を転写する場合、反
射型マスク８１とウェハとを同期走査する方向と、反射
型マスク８１の少なくとも１種類のパターン２２のなか
で、線幅がより小さいパターン２２の長軸の影３６１と
なる側面部分が少なくなる方向が一致するように、反射
型マスク８１のパターン２２を配置して、ウェハ上の像
パターンの光強度分布の劣化を極力減らせる。
【００２２】図１３で、子午および球欠方向に対して共
に平行ではないパターン２２２４では、そのパターンと
球欠方向とのなす角α４５の方向余弦ｃｏｓαで決まる
量だけ影３６１が生じる。影３６１を極力減らせるた
め、線幅のより細いパターンと球欠方向とのなす角α４
５が９０゜に近くなるように、反射型マスク８１でのパ
ターン２２２４の配置を考慮することが望ましい。
に平行ではないパターン２２２４では、そのパターンと
球欠方向とのなす角α４５の方向余弦ｃｏｓαで決まる
量だけ影３６１が生じる。影３６１を極力減らせるた
め、線幅のより細いパターンと球欠方向とのなす角α４
５が９０゜に近くなるように、反射型マスク８１でのパ
ターン２２２４の配置を考慮することが望ましい。
【００２３】また、パターン２２のとなる側面部分に生
じる反射率の低下またはパターン側面からの反射光の漏
れを補正するように、あらかじめ転写または結像するべ
き光学素子のパターンの幅を調整するように設計すれ
ば、パターンの幅の設計値と転写または結像された実際
パターンの幅のずれが改善される。図１０でｒを縮小
率、反射型マスクのパターン２２の幅をＴとすると、理
想的にはウェハ上の像パターンの幅がＴ・ｒとなる。実
際は、パターン２２の右側の側面４５から２ａ・ｔａｎ
θでの反射率の低下により、ウェハ上の像パターンの光
強度分布の劣化が生じていため、ウェハ上の像パターン
の幅は（Ｔ−ΔＴ）・ｒとなる。反射型マスクのパター
ン２２の幅をあらかじめ（Ｔ＋ΔＴ）として補正してや
れば、ウェハ上の像パターンの幅はＴ・ｒとなり、反射
型マスクのパターンの幅の設計値と転写または結像され
た像パターンの幅のずれが改善される。
じる反射率の低下またはパターン側面からの反射光の漏
れを補正するように、あらかじめ転写または結像するべ
き光学素子のパターンの幅を調整するように設計すれ
ば、パターンの幅の設計値と転写または結像された実際
パターンの幅のずれが改善される。図１０でｒを縮小
率、反射型マスクのパターン２２の幅をＴとすると、理
想的にはウェハ上の像パターンの幅がＴ・ｒとなる。実
際は、パターン２２の右側の側面４５から２ａ・ｔａｎ
θでの反射率の低下により、ウェハ上の像パターンの光
強度分布の劣化が生じていため、ウェハ上の像パターン
の幅は（Ｔ−ΔＴ）・ｒとなる。反射型マスクのパター
ン２２の幅をあらかじめ（Ｔ＋ΔＴ）として補正してや
れば、ウェハ上の像パターンの幅はＴ・ｒとなり、反射
型マスクのパターンの幅の設計値と転写または結像され
た像パターンの幅のずれが改善される。
【００２４】本発明の第一の要旨は、光学素子、この光
学素子は次のものを含む：前記光学素子の基板上には所
定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光であ
る真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成された
部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した前記
入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前記基
板上における前記部材が設けられていない部分に入射す
る前記入射光に対する前記部材が設けられていない部分
からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるように
構成され、前記部材に入射した前記基板表面に対する法
線方向に対して有限の入射角をもつ前記入射光が前記部
材で反射する場合において、前記部材は前記法線方向の
前記部材の一の断面における前記部材に入射する前記入
射光に対する前記部材から反射する反射光の反射率の値
が実質的な最大値をとる領域と、前記実質的な最大値よ
りも小さい値をとる領域とを有し、前記部材の前記断面
における断面形状は、前記断面形状が実質的に矩形であ
る場合と比較して、前記領域の全てに対する前記反射率
が前記実質的な最大値よりも小さい値をとる領域の割合
が少なくなるように構成されている点にある。
学素子は次のものを含む：前記光学素子の基板上には所
定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光であ
る真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成された
部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した前記
入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前記基
板上における前記部材が設けられていない部分に入射す
る前記入射光に対する前記部材が設けられていない部分
からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるように
構成され、前記部材に入射した前記基板表面に対する法
線方向に対して有限の入射角をもつ前記入射光が前記部
材で反射する場合において、前記部材は前記法線方向の
前記部材の一の断面における前記部材に入射する前記入
射光に対する前記部材から反射する反射光の反射率の値
が実質的な最大値をとる領域と、前記実質的な最大値よ
りも小さい値をとる領域とを有し、前記部材の前記断面
における断面形状は、前記断面形状が実質的に矩形であ
る場合と比較して、前記領域の全てに対する前記反射率
が前記実質的な最大値よりも小さい値をとる領域の割合
が少なくなるように構成されている点にある。
【００２５】本発明の第二の要旨は、光学素子、この光
学素子は次のものを含む：前記光学素子の基板上には所
定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光であ
る真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成された
部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した前記
入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前記基
板上における前記部材が設けられていない部分に入射す
る前記入射光に対する前記部材が設けられていない部分
からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるように
構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の一部
が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光
に対する反射光の一部が出射するように前記部材は構成
され、前記第二の側面から出射する前記反射光の全光量
が実質的に最大値となる前記部材の前記基板上への配置
位置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さくなる
ような位置に前記部材を前記基板上へ配置することを特
徴とする点にある。
学素子は次のものを含む：前記光学素子の基板上には所
定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光であ
る真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成された
部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した前記
入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前記基
板上における前記部材が設けられていない部分に入射す
る前記入射光に対する前記部材が設けられていない部分
からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるように
構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の一部
が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光
に対する反射光の一部が出射するように前記部材は構成
され、前記第二の側面から出射する前記反射光の全光量
が実質的に最大値となる前記部材の前記基板上への配置
位置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さくなる
ような位置に前記部材を前記基板上へ配置することを特
徴とする点にある。
【００２６】本発明の第三の要旨は、光学素子、この光
学素子は次のものを含む：前記光学素子の基板上には所
定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光であ
る真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成された
部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した前記
入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前記基
板上における前記部材が設けられていない部分に入射す
る前記入射光に対する前記部材が設けられていない部分
からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるように
構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の一部
が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光
に対する反射光の一部が出射するように前記部材は構成
され、前記基板上には複数個の前記部材が互いに離間し
て設けられ、前記複数個の全ての前記部材の前記第二の
側面から出射する反射光の全光量が実質的に最大値とな
る前記複数個の前記部材の前記基板上への各々の配置位
置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さくなる位
置に前記複数個の前記部材の各々を前記基板上へ配置す
ることを特徴とする。
学素子は次のものを含む：前記光学素子の基板上には所
定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光であ
る真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成された
部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した前記
入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前記基
板上における前記部材が設けられていない部分に入射す
る前記入射光に対する前記部材が設けられていない部分
からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるように
構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の一部
が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光
に対する反射光の一部が出射するように前記部材は構成
され、前記基板上には複数個の前記部材が互いに離間し
て設けられ、前記複数個の全ての前記部材の前記第二の
側面から出射する反射光の全光量が実質的に最大値とな
る前記複数個の前記部材の前記基板上への各々の配置位
置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さくなる位
置に前記複数個の前記部材の各々を前記基板上へ配置す
ることを特徴とする。
【００２７】本発明の第四の要旨は、投影露光装置、こ
の投影露光装置は次のものを含む：光学素子（８１）を
照明するための光源（８９）と、前記光学素子（８１）
からの反射光を被投影露光物（８２）へ投影するための
結像光学系（９５）とを有し、前記光学素子の基板上に
は所定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光
である真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成さ
れた部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した
前記入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前
記基板上における前記部材が設けられていない部分に入
射する前記入射光に対する前記部材が設けられていない
部分からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるよ
うに構成され、前記部材に入射した前記基板表面に対す
る法線方向に対して有限の入射角をもつ前記入射光が前
記部材で反射する場合において、前記部材は前記法線方
向の前記部材の一の断面における前記部材に入射する前
記入射光に対する前記部材から反射する反射光の反射率
の値が実質的な最大値をとる領域と、前記実質的な最大
値よりも小さい値をとる領域とを有し、前記部材の前記
断面における断面形状は、前記断面形状が実質的に矩形
である場合と比較して、前記領域の全てに対する前記反
射率が前記実質的な最大値よりも小さい値をとる領域の
割合が少なくなるように構成されている。
の投影露光装置は次のものを含む：光学素子（８１）を
照明するための光源（８９）と、前記光学素子（８１）
からの反射光を被投影露光物（８２）へ投影するための
結像光学系（９５）とを有し、前記光学素子の基板上に
は所定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光
である真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成さ
れた部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した
前記入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前
記基板上における前記部材が設けられていない部分に入
射する前記入射光に対する前記部材が設けられていない
部分からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるよ
うに構成され、前記部材に入射した前記基板表面に対す
る法線方向に対して有限の入射角をもつ前記入射光が前
記部材で反射する場合において、前記部材は前記法線方
向の前記部材の一の断面における前記部材に入射する前
記入射光に対する前記部材から反射する反射光の反射率
の値が実質的な最大値をとる領域と、前記実質的な最大
値よりも小さい値をとる領域とを有し、前記部材の前記
断面における断面形状は、前記断面形状が実質的に矩形
である場合と比較して、前記領域の全てに対する前記反
射率が前記実質的な最大値よりも小さい値をとる領域の
割合が少なくなるように構成されている。
【００２８】長は３ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であること
を特徴とする点にある。
を特徴とする点にある。
【００２９】本発明の第五の要旨は、投影露光装置、こ
の投影露光装置は次のものを含む：光学素子（８１）を
照明するための光源（８９）と、前記光学素子（８１）
からの反射光を被投影露光物（８２）へ投影するための
結像光学系（９５）とを有し、前記光学素子の基板上に
は所定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光
である真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成さ
れた部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した
前記入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前
記基板上における前記部材が設けられていない部分に入
射する前記入射光に対する前記部材が設けられていない
部分からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるよ
うに構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の
一部が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入
射光に対する反射光の一部が出射するように前記部材は
構成され、前記第二の側面から出射する前記反射光の全
光量が実質的に最大値となる前記部材の前記基板上への
配置位置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さく
なるような位置に前記部材を前記基板上へ配置すること
を特徴とする点にある。
の投影露光装置は次のものを含む：光学素子（８１）を
照明するための光源（８９）と、前記光学素子（８１）
からの反射光を被投影露光物（８２）へ投影するための
結像光学系（９５）とを有し、前記光学素子の基板上に
は所定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光
である真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成さ
れた部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した
前記入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前
記基板上における前記部材が設けられていない部分に入
射する前記入射光に対する前記部材が設けられていない
部分からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるよ
うに構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の
一部が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入
射光に対する反射光の一部が出射するように前記部材は
構成され、前記第二の側面から出射する前記反射光の全
光量が実質的に最大値となる前記部材の前記基板上への
配置位置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さく
なるような位置に前記部材を前記基板上へ配置すること
を特徴とする点にある。
【００３０】本発明の第六の要旨は、投影露光装置、こ
の投影露光装置は次のものを含む：光学素子（８１）を
照明するための光源（８９）と、前記光学素子（８１）
からの反射光を被投影露光物（８２）へ投影するための
結像光学系（９５）とを有し、前記光学素子の基板上に
は所定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光
である真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成さ
れた部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した
前記入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前
記基板上における前記部材が設けられていない部分に入
射する前記入射光に対する前記部材が設けられていない
部分からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるよ
うに構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の
一部が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入
射光に対する反射光の一部が出射するように前記部材は
構成され、前記基板上には複数個の前記部材が互いに離
間して設けられ、前記複数個の全ての前記部材の前記第
二の側面から出射する反射光の全光量が実質的に最大値
となる前記複数個の前記部材の前記基板上への各々の配
置位置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さくな
る位置に前記複数個の前記部材の各々を前記基板上へ配
置することを特徴とする点にある。
の投影露光装置は次のものを含む：光学素子（８１）を
照明するための光源（８９）と、前記光学素子（８１）
からの反射光を被投影露光物（８２）へ投影するための
結像光学系（９５）とを有し、前記光学素子の基板上に
は所定の厚さおよびパターン形状を有し、かつ、入射光
である真空紫外線またはＸ線を反射可能な材料で構成さ
れた部材が設けられ、前記部材は、前記部材に入射した
前記入射光に対する前記部材からの反射光の反射率が前
記基板上における前記部材が設けられていない部分に入
射する前記入射光に対する前記部材が設けられていない
部分からの反射光の反射率に比べて相対的に高くなるよ
うに構成され、前記部材の第一の側面から前記入射光の
一部が入射し、かつ、前記部材の第二の側面から前記入
射光に対する反射光の一部が出射するように前記部材は
構成され、前記基板上には複数個の前記部材が互いに離
間して設けられ、前記複数個の全ての前記部材の前記第
二の側面から出射する反射光の全光量が実質的に最大値
となる前記複数個の前記部材の前記基板上への各々の配
置位置よりも前記全光量が前記最大値に比べて小さくな
る位置に前記複数個の前記部材の各々を前記基板上へ配
置することを特徴とする点にある。
【００３１】
【実施例】〔実施例１〕本発明の光学素子の一例である
反射型Ｘ線マスクの製造例を示す。図１４はその工程を
示すものである。シリコン基板またはＳｉＣ基板１１に
マグネトロンスパッタ法にて、ニッケル(Ｎｉ)膜1.27nm
厚と炭素(Ｃ)膜1.27nm厚が交互に160層ずつ形成し、多
層膜２１を作る（図１４（ａ））。その上に、レジスト
を塗布し、パターン形成方法の一例である電子線リソグ
ラフィにてレジストパターン３８を形成し（図１４
（ｂ））、レジストパターンをマスクにして、反応性イ
オンエッチングにて多層膜を除去し（図１４（ｃ））、
レジストパターンを除去し、多層膜のパターン２２を形
成する（図１４（ｄ））。この時、図１５に示すように
エッチング装置７８の対抗電極７１の下面と試料で基板
であるＳｉウエハ１２の面を、反射型マスクの照明また
は露光に用いる入射光の角度と同じ角度θとなるように
配置して、斜めエッチングを行う。ここでエッチング条
件としては、用いるガス圧をなるべく小さくし、エッチ
ングを行う反応性イオンビーム７２の指向性を強めるの
が望ましい。さらに酸素プラズマアッシャにてレジスト
を除去した。パターンの最表面の法線とのなす角度がθ
であるパターン２２を搭載した反射型マスクを形成す
る。また、電子サイクロトロン共鳴を用いたイオンビー
ムによる反応性イオンエッチングにて、斜めエッチング
を行っても良い。
反射型Ｘ線マスクの製造例を示す。図１４はその工程を
示すものである。シリコン基板またはＳｉＣ基板１１に
マグネトロンスパッタ法にて、ニッケル(Ｎｉ)膜1.27nm
厚と炭素(Ｃ)膜1.27nm厚が交互に160層ずつ形成し、多
層膜２１を作る（図１４（ａ））。その上に、レジスト
を塗布し、パターン形成方法の一例である電子線リソグ
ラフィにてレジストパターン３８を形成し（図１４
（ｂ））、レジストパターンをマスクにして、反応性イ
オンエッチングにて多層膜を除去し（図１４（ｃ））、
レジストパターンを除去し、多層膜のパターン２２を形
成する（図１４（ｄ））。この時、図１５に示すように
エッチング装置７８の対抗電極７１の下面と試料で基板
であるＳｉウエハ１２の面を、反射型マスクの照明また
は露光に用いる入射光の角度と同じ角度θとなるように
配置して、斜めエッチングを行う。ここでエッチング条
件としては、用いるガス圧をなるべく小さくし、エッチ
ングを行う反応性イオンビーム７２の指向性を強めるの
が望ましい。さらに酸素プラズマアッシャにてレジスト
を除去した。パターンの最表面の法線とのなす角度がθ
であるパターン２２を搭載した反射型マスクを形成す
る。また、電子サイクロトロン共鳴を用いたイオンビー
ムによる反応性イオンエッチングにて、斜めエッチング
を行っても良い。
【００３２】〔実施例２〕本発明の光学素子の一例であ
る反射型Ｘ線マスクの別の実施例を示す。図１６はその
工程を示すものである。本発明の実施例１と同様にシリ
コン基板またはＳｉＣ基板１１にマグネトロンスパッタ
法にて、ニッケル(Ｎｉ)膜1.27nm厚と炭素(Ｃ)膜1.27nm
厚が交互に160層ずつ形成し、多層膜２１を作る（図１
６（ａ））。その上に、レジストを塗布し、パターン形
成方法の一例である光リソグラフィにてレジストパター
ン３８を形成し（図１６（ｂ））、レジストパターン３
８をマスクにして、反応性イオンエッチングにて多層膜
を除去し、多層膜のパターン２２１を形成する（図１６
（ｃ））。このあと斜め方向からＴａ２２１１を０．１
μｍ蒸着し（図１６（ｄ））、次に垂直方向からイオン
ミリング７２１により多層膜パターン２２１の表面に蒸
着したＴａを除去し、パターンの側面から反射光がでに
くい構造を有する反射型Ｘ線マスク（図１６（ｅ））を
形成する。
る反射型Ｘ線マスクの別の実施例を示す。図１６はその
工程を示すものである。本発明の実施例１と同様にシリ
コン基板またはＳｉＣ基板１１にマグネトロンスパッタ
法にて、ニッケル(Ｎｉ)膜1.27nm厚と炭素(Ｃ)膜1.27nm
厚が交互に160層ずつ形成し、多層膜２１を作る（図１
６（ａ））。その上に、レジストを塗布し、パターン形
成方法の一例である光リソグラフィにてレジストパター
ン３８を形成し（図１６（ｂ））、レジストパターン３
８をマスクにして、反応性イオンエッチングにて多層膜
を除去し、多層膜のパターン２２１を形成する（図１６
（ｃ））。このあと斜め方向からＴａ２２１１を０．１
μｍ蒸着し（図１６（ｄ））、次に垂直方向からイオン
ミリング７２１により多層膜パターン２２１の表面に蒸
着したＴａを除去し、パターンの側面から反射光がでに
くい構造を有する反射型Ｘ線マスク（図１６（ｅ））を
形成する。
【００３３】〔実施例３〕本発明の光学素子の一例であ
る反射型Ｘ線マスクの別の実施例を示す。図１７はその
工程を示すものである。本発明の実施例１と同様にシリ
コン基板またはＳｉＣ基板１１にマグネトロンスパッタ
法にて、ニッケル(Ｎｉ)膜1.27nm厚と炭素(Ｃ)膜1.27nm
厚が交互に160層ずつ形成し、多層膜２１を作る（図１
７（ａ））。次にＢｅイオンからなる指向性の強い集束
イオンビーム７２１を、反射型マスクの照明または露光
に用いる入射光が正反射する角度と同じ角度θで斜め方
向に入射し、所望のパターン２２２を描画する。このと
き入射イオンの種類とイオンビーム７２１の入射エネル
ギーを多層膜の厚さに応じて適宜選ぶ必要がある。入射
イオンの元素はＢｅの他、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ａｒ、Ｋｒ、
Ｐ、Ｘｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂ等が挙げられる。イオンビーム
７２１の入射した領域２２２の多層膜はＮｉ膜とＣ膜間
の界面の急峻さがなくなり、反射率は著しく低下する。
このため、パターンの側面から反射光がでにくい構造を
有する別の反射型Ｘ線マスクを形成する（図１７
（ｂ））。
る反射型Ｘ線マスクの別の実施例を示す。図１７はその
工程を示すものである。本発明の実施例１と同様にシリ
コン基板またはＳｉＣ基板１１にマグネトロンスパッタ
法にて、ニッケル(Ｎｉ)膜1.27nm厚と炭素(Ｃ)膜1.27nm
厚が交互に160層ずつ形成し、多層膜２１を作る（図１
７（ａ））。次にＢｅイオンからなる指向性の強い集束
イオンビーム７２１を、反射型マスクの照明または露光
に用いる入射光が正反射する角度と同じ角度θで斜め方
向に入射し、所望のパターン２２２を描画する。このと
き入射イオンの種類とイオンビーム７２１の入射エネル
ギーを多層膜の厚さに応じて適宜選ぶ必要がある。入射
イオンの元素はＢｅの他、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ａｒ、Ｋｒ、
Ｐ、Ｘｅ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂ等が挙げられる。イオンビーム
７２１の入射した領域２２２の多層膜はＮｉ膜とＣ膜間
の界面の急峻さがなくなり、反射率は著しく低下する。
このため、パターンの側面から反射光がでにくい構造を
有する別の反射型Ｘ線マスクを形成する（図１７
（ｂ））。
【００３４】〔実施例４〕図１８に示すＸ線投影露光装
置に実施例１〜３で示した反射型マスク８１を装着し
て、反射型マスク８１のパターンを、物面であるウェハ
８２へ転写する。反射型マスク８１と像パターンを形成
するウェハ８２は、それぞれマスクステージ８３とウェ
ハステージ８４に搭載されている。まず、反射型マスク
８１とウェハ８２との相対位置をアライメント装置８５
を用いて検出し、制御装置８６により駆動装置８７、８
８を介して位置合せを行う。Ｘ線源８９から放射された
Ｘ線４１１を反射鏡９０で集光し、反射型マスク８１上
の円弧領域を照明する。ここで、反射型マスク８１上の
多層膜パターンの内、より細いパターンの短軸方向の側
面とこの多層膜パターンから正反射するＸ線４１１の方
向が平行になるように反射型マスク８１のパターンの配
置を設定する。即ち反射型マスク８１と入射Ｘ線４１１
の位置関係は図１３に示すように、より細いパターン２
２の短軸方向と入射Ｘ線４１１の球欠方向、より細いパ
ターン２２の長軸方向が入射Ｘ線の子午方向になるよう
に設定する。反射型マスク８１で反射されたＸ線は、波
長５ｎｍ近傍のＸ線からなり、反射鏡９１、９２、９３
および９４からなる結像光学系９５により、ウェハ上に
倍率１／５で結像する。反射鏡９１、９２、９３および
９４は、反射型マスク８１と同様なＮｉ／Ｃ系多層膜を
蒸着し、各多層膜の周期長は各光学系の入射角に一致す
るように調節されている。反射型マスク８１とウェハを
倍率に応じて方向９６のように同期走査して、反射型マ
スク８１全面のパターンをウェハ８２に転写する。この
ような方法により、ウェハ８２上の３０ｍｍ角の領域で
０.０５μｍ幅のパターンを得ることができる。
置に実施例１〜３で示した反射型マスク８１を装着し
て、反射型マスク８１のパターンを、物面であるウェハ
８２へ転写する。反射型マスク８１と像パターンを形成
するウェハ８２は、それぞれマスクステージ８３とウェ
ハステージ８４に搭載されている。まず、反射型マスク
８１とウェハ８２との相対位置をアライメント装置８５
を用いて検出し、制御装置８６により駆動装置８７、８
８を介して位置合せを行う。Ｘ線源８９から放射された
Ｘ線４１１を反射鏡９０で集光し、反射型マスク８１上
の円弧領域を照明する。ここで、反射型マスク８１上の
多層膜パターンの内、より細いパターンの短軸方向の側
面とこの多層膜パターンから正反射するＸ線４１１の方
向が平行になるように反射型マスク８１のパターンの配
置を設定する。即ち反射型マスク８１と入射Ｘ線４１１
の位置関係は図１３に示すように、より細いパターン２
２の短軸方向と入射Ｘ線４１１の球欠方向、より細いパ
ターン２２の長軸方向が入射Ｘ線の子午方向になるよう
に設定する。反射型マスク８１で反射されたＸ線は、波
長５ｎｍ近傍のＸ線からなり、反射鏡９１、９２、９３
および９４からなる結像光学系９５により、ウェハ上に
倍率１／５で結像する。反射鏡９１、９２、９３および
９４は、反射型マスク８１と同様なＮｉ／Ｃ系多層膜を
蒸着し、各多層膜の周期長は各光学系の入射角に一致す
るように調節されている。反射型マスク８１とウェハを
倍率に応じて方向９６のように同期走査して、反射型マ
スク８１全面のパターンをウェハ８２に転写する。この
ような方法により、ウェハ８２上の３０ｍｍ角の領域で
０.０５μｍ幅のパターンを得ることができる。
【００３５】〔実施例５〕反射型マスクの多層膜とし
て、マグネトロンスパッタ法にて、ロジウム(Ｒｈ)膜1.
8nm厚と窒化ホウ素(ＢＮ)膜1.8nm厚を交互に150層ずつ
形成し、実施例１、２、３と同様に反射型Ｘ線マスクを
形成する。次に図１８に示すＸ線投影露光装置を用いて
露光照明し、ウエハに反射型マスクのパターンを結像転
写する。反射鏡９１、９２、９３および９４は、マスク
と同様なＲｈ／ＢＮ系多層膜を蒸着されている。ここで
マスクで反射されたＸ線は、波長７ｎｍ近傍のＸ線から
なる。実施例４と同様に結像転写したところ０.０７μ
ｍ幅のパターンを得ることができる。
て、マグネトロンスパッタ法にて、ロジウム(Ｒｈ)膜1.
8nm厚と窒化ホウ素(ＢＮ)膜1.8nm厚を交互に150層ずつ
形成し、実施例１、２、３と同様に反射型Ｘ線マスクを
形成する。次に図１８に示すＸ線投影露光装置を用いて
露光照明し、ウエハに反射型マスクのパターンを結像転
写する。反射鏡９１、９２、９３および９４は、マスク
と同様なＲｈ／ＢＮ系多層膜を蒸着されている。ここで
マスクで反射されたＸ線は、波長７ｎｍ近傍のＸ線から
なる。実施例４と同様に結像転写したところ０.０７μ
ｍ幅のパターンを得ることができる。
【００３６】〔実施例６〕反射型マスクの多層膜とし
て、マグネトロンスパッタ法にて、モリブデン(Ｍｏ)膜
３．３７nm厚と炭化ケイ素(ＳｉＣ)膜３．３７nm厚を交
互に５０層ずつ形成し、実施例１、２、３と同様に反射
型Ｘ線マスクを形成する。次に図１８に示すＸ線投影露
光装置を用いて露光照明し、ウエハに反射型マスクのパ
ターンを結像転写する。反射鏡９１、９２、９３および
９４は、マスクと同様なＭｏ／ＳｉＣ系多層膜を蒸着さ
れている。ここでマスクで反射されたＸ線は、波長１３
ｎｍ近傍のＸ線からなる。実施例４と同様に結像転写し
たところ０.１μｍ幅のパターンを得ることができる。
て、マグネトロンスパッタ法にて、モリブデン(Ｍｏ)膜
３．３７nm厚と炭化ケイ素(ＳｉＣ)膜３．３７nm厚を交
互に５０層ずつ形成し、実施例１、２、３と同様に反射
型Ｘ線マスクを形成する。次に図１８に示すＸ線投影露
光装置を用いて露光照明し、ウエハに反射型マスクのパ
ターンを結像転写する。反射鏡９１、９２、９３および
９４は、マスクと同様なＭｏ／ＳｉＣ系多層膜を蒸着さ
れている。ここでマスクで反射されたＸ線は、波長１３
ｎｍ近傍のＸ線からなる。実施例４と同様に結像転写し
たところ０.１μｍ幅のパターンを得ることができる。
【００３７】本実施例では、多層膜で用いた材料に関し
て、Ｎｉ／Ｃ、Ｒｈ／ＢＮ、Ｍｏ／ＳｉＣ系多層膜の場
合のみを説明したが、本発明は、本実施例で述べたよう
な材料に制限されることなく、例えば、ＮｉＣｒ／Ｃ、
Ｎｉ／Ｖ、Ｎｉ／Ｔｉ、Ｗ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｒｈ／Ｃ、
Ｒｕ／ＢＮ、Ｒｈ／Ｂ4Ｃ、ＲｈＲｕ／ＢＮ、Ｒｕ／Ｂ4
Ｃ、Ｍｏ／Ｓｉ、Ｐｄ／ＢＮ、Ａｇ／ＢＮ、Ｍｏ／Ｓｉ
Ｎ、Ｍｏ／Ｂ4Ｃ、Ｍｏ／Ｃ、Ｒｕ／Ｂｅ、Ｃｕ／Ｃ、
Ｃｏ／Ｃ、Ｆｅ／Ｃ、Ｍｎ／Ｃなどの多層膜の形成可能
な材料であれば、実施可能である。
て、Ｎｉ／Ｃ、Ｒｈ／ＢＮ、Ｍｏ／ＳｉＣ系多層膜の場
合のみを説明したが、本発明は、本実施例で述べたよう
な材料に制限されることなく、例えば、ＮｉＣｒ／Ｃ、
Ｎｉ／Ｖ、Ｎｉ／Ｔｉ、Ｗ／Ｃ、Ｒｕ／Ｃ、Ｒｈ／Ｃ、
Ｒｕ／ＢＮ、Ｒｈ／Ｂ4Ｃ、ＲｈＲｕ／ＢＮ、Ｒｕ／Ｂ4
Ｃ、Ｍｏ／Ｓｉ、Ｐｄ／ＢＮ、Ａｇ／ＢＮ、Ｍｏ／Ｓｉ
Ｎ、Ｍｏ／Ｂ4Ｃ、Ｍｏ／Ｃ、Ｒｕ／Ｂｅ、Ｃｕ／Ｃ、
Ｃｏ／Ｃ、Ｆｅ／Ｃ、Ｍｎ／Ｃなどの多層膜の形成可能
な材料であれば、実施可能である。
【００３８】また、本実施例は反射型マスクの場合のみ
を説明したが、反射型マスクに何ら限定されることなく
回折格子やリニアゾーンプレートなどの反射面に微細パ
ターンを有する光学素子にも適用できる。
を説明したが、反射型マスクに何ら限定されることなく
回折格子やリニアゾーンプレートなどの反射面に微細パ
ターンを有する光学素子にも適用できる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、像パターンの光強度分布が改善され、微細なパター
ンを転写または結像できる光学素子およびそれを用いた
投影露光装置が得ることができる。また、本発明の光学
素子を照明し、結像光学系を介して、光強度分布が改善
された像パターンを結像できるため、微細なパターンを
ウェハ等の物面に転写できるようになった。
ば、像パターンの光強度分布が改善され、微細なパター
ンを転写または結像できる光学素子およびそれを用いた
投影露光装置が得ることができる。また、本発明の光学
素子を照明し、結像光学系を介して、光強度分布が改善
された像パターンを結像できるため、微細なパターンを
ウェハ等の物面に転写できるようになった。
【図１】従来のＸ線縮小投影露光法の光学系を示す。
【図２】多層膜の積層数と反射率の関係を示すものあ
る。
る。
【図３】従来の反射型マスクを示すものである。
【図４】従来の反射型マスクと結像したパターンの振幅
と強度分布を示すものである。
と強度分布を示すものである。
【図５】従来の反射型マスクを示すものである。
【図６】従来の反射型マスクと結像したパターンの振幅
と強度分布を示すものである。
と強度分布を示すものである。
【図７】従来の反射型マスクを示すものである。
【図８】従来の反射型マスクと結像したパターンの振幅
と強度分布を示すものである。
と強度分布を示すものである。
【図９】従来の反射型マスクの照明方法を示すものであ
る。
る。
【図１０】本発明の光学素子の一例である反射型マスク
と結像したパターンの振幅と強度分布を示すものであ
る。
と結像したパターンの振幅と強度分布を示すものであ
る。
【図１１】本発明の光学素子の一例である反射型マスク
と結像したパターンの振幅と強度分布を示すものであ
る。
と結像したパターンの振幅と強度分布を示すものであ
る。
【図１２】本発明の光学素子の一例である反射型マスク
と結像したパターンの振幅と強度分布を示すものであ
る。
と結像したパターンの振幅と強度分布を示すものであ
る。
【図１３】本発明の光学素子の一例である反射型マスク
の照明方法を示すものである。
の照明方法を示すものである。
【図１４】本発明の光学素子の一例である反射型マスク
の製造工程を示すものである。
の製造工程を示すものである。
【図１５】本発明の実施例を示すものである。
【図１６】本発明の光学素子の一例である反射型マスク
の製造工程を示すものである。
の製造工程を示すものである。
【図１７】本発明の光学素子の一例である反射型マスク
の製造工程を示すものである。
の製造工程を示すものである。
【図１８】本発明の実施例を示すものである。
１…基板、２…反射部、３…非反射部、４…真空紫外線
またはＸ線、５…イオンビーム、７…多層膜、１１…シ
リコン基板またはＳｉＣ基板、１２…試料基板、２１…
多層膜、２２…多層膜で形成されたパターンまたは反射
率の高い領域、３３…非反射部の段差、３４…非反射部
の段差上の多層膜、３５…非反射部となる吸収体、３６
…非反射部となる吸収体の段差から生じる影部分、３８
…レジストパターン、４１…反射率の高い領域からの正
反射した真空紫外線またはＸ線、４２…正反射した真空
紫外線またはＸ線の入射角、４３…パターン境界での反
射率が低下し、強度が弱い反射光、４４…パターン側面
から漏れる光、４５…パターンの左側の境界、４６…パ
ターンと球欠方向とのなす角、４７…パターンの右側の
境界、７１…対抗電極、７２…反応性イオンビーム、７
８…エッチング装置、８１…反射型マスク、８２…ウェ
ハ、８３…マスクステージ、８４…ウェハステージ、８
５…アライメント装置、８６…制御装置、８７…駆動装
置、８８…駆動装置、８９…Ｘ線源、９０…反射鏡、９
１…反射鏡、９２…反射鏡、９３…反射鏡、９４…反射
鏡、９５…結像光学系、９６…同期走査方向、２２１…
多層膜のパターン、２２２…イオンビームを打ち込まれ
反射率の低下した多層膜のパターン、３６１…影または
反射光が漏れる部分、７２１…イオンミリング用のイオ
ン、４１１…入射または照明光、２２１１…Ｔａまたは
Ｔａ原子、２２２２…球欠方向に水平なパターン幅が細
い長軸パターン、２２２３…パターン右側の側面から漏
れる光、２２２４…子午および球欠方向に平行でない斜
めパターン。
またはＸ線、５…イオンビーム、７…多層膜、１１…シ
リコン基板またはＳｉＣ基板、１２…試料基板、２１…
多層膜、２２…多層膜で形成されたパターンまたは反射
率の高い領域、３３…非反射部の段差、３４…非反射部
の段差上の多層膜、３５…非反射部となる吸収体、３６
…非反射部となる吸収体の段差から生じる影部分、３８
…レジストパターン、４１…反射率の高い領域からの正
反射した真空紫外線またはＸ線、４２…正反射した真空
紫外線またはＸ線の入射角、４３…パターン境界での反
射率が低下し、強度が弱い反射光、４４…パターン側面
から漏れる光、４５…パターンの左側の境界、４６…パ
ターンと球欠方向とのなす角、４７…パターンの右側の
境界、７１…対抗電極、７２…反応性イオンビーム、７
８…エッチング装置、８１…反射型マスク、８２…ウェ
ハ、８３…マスクステージ、８４…ウェハステージ、８
５…アライメント装置、８６…制御装置、８７…駆動装
置、８８…駆動装置、８９…Ｘ線源、９０…反射鏡、９
１…反射鏡、９２…反射鏡、９３…反射鏡、９４…反射
鏡、９５…結像光学系、９６…同期走査方向、２２１…
多層膜のパターン、２２２…イオンビームを打ち込まれ
反射率の低下した多層膜のパターン、３６１…影または
反射光が漏れる部分、７２１…イオンミリング用のイオ
ン、４１１…入射または照明光、２２１１…Ｔａまたは
Ｔａ原子、２２２２…球欠方向に水平なパターン幅が細
い長軸パターン、２２２３…パターン右側の側面から漏
れる光、２２２４…子午および球欠方向に平行でない斜
めパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ 9122−2Ｈ (72)発明者 小川 太郎 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 持地 広造 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 武田 英次 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (28)
- 【請求項１】光学素子、この光学素子は次のものを含
む：前記光学素子の基板上には所定の厚さおよびパター
ン形状を有し、かつ、入射光である真空紫外線またはＸ
線を反射可能な材料で構成された部材が設けられ、 前記部材は、前記部材に入射した前記入射光に対する前
記部材からの反射光の反射率が前記基板上における前記
部材が設けられていない部分に入射する前記入射光に対
する前記部材が設けられていない部分からの反射光の反
射率に比べて相対的に高くなるように構成され、 前記部材に入射した前記基板表面に対する法線方向に対
して有限の入射角をもつ前記入射光が前記部材で反射す
る場合において、前記部材は前記法線方向の前記部材の
一の断面における前記部材に入射する前記入射光に対す
る前記部材から反射する反射光の反射率の値が実質的な
最大値をとる領域と、前記実質的な最大値よりも小さい
値をとる領域とを有し、 前記部材の前記断面における断面形状は、前記断面形状
が実質的に矩形である場合と比較して、前記領域の全て
に対する前記反射率が前記実質的な最大値よりも小さい
値をとる領域の割合が少なくなるように構成されてい
る。 - 【請求項２】請求項１記載の光学素子において、前記光
学素子は反射型マスク、リニアゾーンプレートまたは回
折格子であることを特徴とする。 - 【請求項３】請求項１記載の光学素子において、前記部
材の前記断面形状は、実質的に平行四辺形であることを
特徴とする。 - 【請求項４】請求項１記載の光学素子において、前記基
板表面に対する法線方向の前記部材の一の断面を有する
平面に対して実質的に平行に前記入射光が前記部材へ入
射するように前記入射光の入射方向が設定され、かつ、
前記法線と前記入射光の挾む角度が実質的に所定の有限
の角度Θとなるように前記部材への前記入射光の入射角
度は設定され、 前記平面における前記部材の断面形状は実質的に平行四
辺形であり、前記平行四辺形の平行な一の一対の二辺は
前記基板表面に対して実質的に平行であり、他の一対の
二辺は前記法線に対して実質的に前記Θの角度を有する
ことを特徴とする。 - 【請求項５】請求項４記載の光学素子において、前記Θ
は０≦ａ｜ｔａｎθ−ｔａｎΘ｜／Ｔ＜０．０５である
ことを特徴とする。ここで、ａは前記部材の厚さ、θは
前記入射角度、Ｔは前記部材の前記断面における幅を意
味する。 - 【請求項６】請求項１記載の光学素子において、前記基
板表面に対する法線方向の前記部材の一の断面形状は実
質的に平行四辺形であり、前記平行四辺形の平行な一の
一対の二辺は前記基板表面に対して実質的に平行であ
り、他の一対の二辺は前記法線に対して実質的に所定の
有限の角度を有し、前記他の一対の二辺のうちの一辺に
はその辺から前記入射光に対する反射光が出射すること
を低減または阻止するための手段が設けられていること
を特徴とする。 - 【請求項７】請求項１記載の光学素子において、前記部
材は真空紫外線またはＸ線に対して屈折率の異なる少な
くとも二種類以上の物質からなる層を周期的に積層した
多層膜であることを特徴とする。 - 【請求項８】請求項１記載の光学素子において、前記部
材を構成する物質には、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｗ，Ｔｉ，
Ｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｂ，Ｓｉ，Ｎ，Ｂ
ｅ，Ｃｕ，Ｃｏ，ＦｅまたはＭｎのうちの少なくとも一
つを有することを特徴とする。 - 【請求項９】請求項１記載の光学素子において、前記部
材の断面形状は実質的に平行四辺形であり、前記平行四
辺形の平行な一の一対の二辺は前記基板表面に対して実
質的に平行であり、他の一対の互いに平行な第一の辺お
よび第二の辺は前記法線に対して実質的に所定の有限の
角度を有し、 前記第一の辺には前記入射光の一部が入射し、かつ、前
記第二の辺は前記入射光に対する反射光の一部が出射す
るように前記部材は構成され、 前記第二の辺から出射する前記反射光の全光量が実質的
に最大値となる前記部材の前記基板上への配置位置より
も前記全光量が前記最大値に比べて小さくなるような前
記基板上の所定の位置へ前記部材を配置することを特徴
とする。 - 【請求項１０】請求項１記載の光学素子において、前記
部材の断面形状は実質的に平行四辺形であり、前記平行
四辺形の平行な一の一対の二辺は前記基板表面に対して
実質的に平行であり、他の一対の互いに平行な第一の辺
および第二の辺は前記法線に対して実質的に所定の有限
な角度を有し、 前記第一の辺には前記入射光の一部が入射し、かつ、前
記第二の辺は前記入射光に対する反射光の一部が出射す
るように前記部材は構成され、 前記基板上へ前記部材を配置する位置は、前記第二の辺
から出射する前記反射光の全光量が実質的に最小値とな
る位置であることを特徴とする。 - 【請求項１１】請求項１記載の光学素子において、前記
基板表面に対する法線方向の前記部材の一の断面形状は
実質的に平行四辺形であり、前記平行四辺形の平行な一
の一対の二辺は前記基板表面に対して実質的に平行であ
り、他の一対の第一の辺および第二の辺は前記法線に対
して実質的に所定の有限な角度を有し、 前記第一の辺には前記入射光の一部が入射し、かつ、前
記第二の辺からは前記入射光に対する反射光の一部が出
射するように前記部材は構成され、 前記基板上には複数個の前記部材が相互に離間して設け
られ、 前記複数個の全ての前記部材の前記第二の辺から出射す
る反射光の全光量が実質的に最大値となる前記複数個の
前記部材の前記基板上への各々の配置位置よりも前記全
光量が前記最大値に比べて小さくなる位置に前記複数個
の前記部材の各々を前記基板上へ配置することを特徴と
する。 - 【請求項１２】請求項１記載の光学素子において、前記
部材の断面形状は実質的に平行四辺形であり、前記平行
四辺形の平行な一の一対の二辺は前記基板表面に対して
実質的に平行であり、他の一対の第一の辺および第二の
辺は前記法線に対して実質的に所定の有限の角度を有
し、 前記第一の辺には前記入射光の一部が入射し、かつ、前
記第二の辺からは前記入射光に対する反射光の一部が出
射するように前記部材は構成され、 前記基板上には複数個の前記部材が互いに離間して設け
られ、 前記複数個の全ての前記部材の前記第二の辺から出射す
る反射光の全光量が実質的に最小値となるように前記複
数個の前記部材の各々を前記基板上へ配置することを特
徴とする。 - 【請求項１３】請求項１記載の光学素子において、前記
真空紫外線またはＸ線の波長は３ｎｍ以上１５０ｎｍ以
下であることを特徴とする。 - 【請求項１４】光学素子、この光学素子は次のものを含
む：前記光学素子の基板上には所定の厚さおよびパター
ン形状を有し、かつ、入射光である真空紫外線またはＸ
線を反射可能な材料で構成された部材が設けられ、 前記部材は、前記部材に入射した前記入射光に対する前
記部材からの反射光の反射率が前記基板上における前記
部材が設けられていない部分に入射する前記入射光に対
する前記部材が設けられていない部分からの反射光の反
射率に比べて相対的に高くなるように構成され、 前記部材の第一の側面から前記入射光の一部が入射し、
かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光に対する反
射光の一部が出射するように前記部材は構成され、 前記第二の側面から出射する前記反射光の全光量が実質
的に最大値となる前記部材の前記基板上への配置位置よ
りも前記全光量が前記最大値に比べて小さくなるような
位置に前記部材を前記基板上へ配置することを特徴とす
る。 - 【請求項１５】請求項１４記載の光学素子において、前
記光学素子は反射型マスク、リニアゾーンプレートまた
は回折格子であることを特徴とする。 - 【請求項１６】請求項１４記載の光学素子において、前
記部材の外周の一部には前記部材への入射光に対する前
記反射光の一部が出射することを阻止または低減するた
めの手段が形成されていることを特徴とする。 - 【請求項１７】請求項１４記載の光学素子において、前
記部材の断面形状は、実質的に矩形であることを特徴と
する。 - 【請求項１８】請求項１４記載の光学素子において、前
記部材の断面形状は、実質的に平行四辺形であることを
特徴とする。 - 【請求項１９】請求項１４記載の光学素子において、前
記真空紫外線またはＸ線の波長は３ｎｍ以上１５０ｎｍ
以下であることを特徴とする。 - 【請求項２０】光学素子、この光学素子は次のものを含
む：前記光学素子の基板上には所定の厚さおよびパター
ン形状を有し、かつ、入射光である真空紫外線またはＸ
線を反射可能な材料で構成された部材が設けられ、 前記部材は、前記部材に入射した前記入射光に対する前
記部材からの反射光の反射率が前記基板上における前記
部材が設けられていない部分に入射する前記入射光に対
する前記部材が設けられていない部分からの反射光の反
射率に比べて相対的に高くなるように構成され、 前記部材の第一の側面から前記入射光の一部が入射し、
かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光に対する反
射光の一部が出射するように前記部材は構成され、 前記基板上には複数個の前記部材が互いに離間して設け
られ、 前記複数個の全ての前記部材の前記第二の側面から出射
する反射光の全光量が実質的に最大値となる前記複数個
の前記部材の前記基板上への各々の配置位置よりも前記
全光量が前記最大値に比べて小さくなる位置に前記複数
個の前記部材の各々を前記基板上へ配置することを特徴
とする。 - 【請求項２１】請求項２０記載の光学素子において、前
記光学素子は反射型マスク、リニアゾーンプレートまた
は回折格子であることを特徴とする。 - 【請求項２２】請求項２０記載の光学素子において、前
記部材の外周の一部には前記部材への入射光に対する前
記反射光の一部が出射することを阻止または低減するた
めの手段が形成されていることを特徴とする。 - 【請求項２３】請求項２０記載の光学素子において、前
記部材の断面形状は、実質的に矩形であることを特徴と
する。 - 【請求項２４】請求項２０記載の光学素子において、前
記部材の断面形状は、実質的に平行四辺形であることを
特徴とする。 - 【請求項２５】請求項２０記載の光学素子において、前
記真空紫外線またはＸ線の波長は３ｎｍ以上１５０ｎｍ
以下であることを特徴とする。 - 【請求項２６】投影露光装置、この投影露光装置は次の
ものを含む：光学素子（８１）を照明するための光源
（８９）と、 前記光学素子（８１）からの反射光を被投影露光物（８
２）へ投影するための結像光学系（９５）とを有し、 前記光学素子の基板上には所定の厚さおよびパターン形
状を有し、かつ、入射光である真空紫外線またはＸ線を
反射可能な材料で構成された部材が設けられ、 前記部材は、前記部材に入射した前記入射光に対する前
記部材からの反射光の反射率が前記基板上における前記
部材が設けられていない部分に入射する前記入射光に対
する前記部材が設けられていない部分からの反射光の反
射率に比べて相対的に高くなるように構成され、 前記部材に入射した前記基板表面に対する法線方向に対
して有限の入射角をもつ前記入射光が前記部材で反射す
る場合において、前記部材は前記法線方向の前記部材の
一の断面における前記部材に入射する前記入射光に対す
る前記部材から反射する反射光の反射率の値が実質的な
最大値をとる領域と、前記実質的な最大値よりも小さい
値をとる領域とを有し、 前記部材の前記断面における断面形状は、前記断面形状
が実質的に矩形である場合と比較して、前記領域の全て
に対する前記反射率が前記実質的な最大値よりも小さい
値をとる領域の割合が少なくなるように構成されてい
る。長は３ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることを特徴と
する。 - 【請求項２７】投影露光装置、この投影露光装置は次の
ものを含む：光学素子（８１）を照明するための光源
（８９）と、 前記光学素子（８１）からの反射光を被投影露光物（８
２）へ投影するための結像光学系（９５）とを有し、 前記光学素子の基板上には所定の厚さおよびパターン形
状を有し、かつ、入射光である真空紫外線またはＸ線を
反射可能な材料で構成された部材が設けられ、 前記部材は、前記部材に入射した前記入射光に対する前
記部材からの反射光の反射率が前記基板上における前記
部材が設けられていない部分に入射する前記入射光に対
する前記部材が設けられていない部分からの反射光の反
射率に比べて相対的に高くなるように構成され、 前記部材の第一の側面から前記入射光の一部が入射し、
かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光に対する反
射光の一部が出射するように前記部材は構成され、 前記第二の側面から出射する前記反射光の全光量が実質
的に最大値となる前記部材の前記基板上への配置位置よ
りも前記全光量が前記最大値に比べて小さくなるような
位置に前記部材を前記基板上へ配置することを特徴とす
る。 - 【請求項２８】投影露光装置、この投影露光装置は次の
ものを含む：光学素子（８１）を照明するための光源
（８９）と、 前記光学素子（８１）からの反射光を被投影露光物（８
２）へ投影するための結像光学系（９５）とを有し、 前記光学素子の基板上には所定の厚さおよびパターン形
状を有し、かつ、入射光である真空紫外線またはＸ線を
反射可能な材料で構成された部材が設けられ、 前記部材は、前記部材に入射した前記入射光に対する前
記部材からの反射光の反射率が前記基板上における前記
部材が設けられていない部分に入射する前記入射光に対
する前記部材が設けられていない部分からの反射光の反
射率に比べて相対的に高くなるように構成され、 前記部材の第一の側面から前記入射光の一部が入射し、
かつ、前記部材の第二の側面から前記入射光に対する反
射光の一部が出射するように前記部材は構成され、 前記基板上には複数個の前記部材が互いに離間して設け
られ、 前記複数個の全ての前記部材の前記第二の側面から出射
する反射光の全光量が実質的に最大値となる前記複数個
の前記部材の前記基板上への各々の配置位置よりも前記
全光量が前記最大値に比べて小さくなる位置に前記複数
個の前記部材の各々を前記基板上へ配置することを特徴
とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4294798A JPH06120125A (ja) | 1991-11-12 | 1992-11-04 | 光学素子およびそれを用いた投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29547691 | 1991-11-12 | ||
| JP3-295476 | 1991-11-12 | ||
| JP22123792 | 1992-08-20 | ||
| JP4-221237 | 1992-08-20 | ||
| JP4294798A JPH06120125A (ja) | 1991-11-12 | 1992-11-04 | 光学素子およびそれを用いた投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120125A true JPH06120125A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=27330523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4294798A Pending JPH06120125A (ja) | 1991-11-12 | 1992-11-04 | 光学素子およびそれを用いた投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06120125A (ja) |
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