JPH06140303A - 投影露光装置 - Google Patents

投影露光装置

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JPH06140303A
JPH06140303A JP28562392A JP28562392A JPH06140303A JP H06140303 A JPH06140303 A JP H06140303A JP 28562392 A JP28562392 A JP 28562392A JP 28562392 A JP28562392 A JP 28562392A JP H06140303 A JPH06140303 A JP H06140303A
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JP
Japan
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multilayer film
exposure apparatus
projection exposure
reflective
reflecting mirror
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Pending
Application number
JP28562392A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Ito
昌昭 伊東
Hiroaki Oiizumi
博昭 老泉
Eiji Takeda
英次 武田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】露光強度の低下を避けながら、マスク寿命が長
いX線投影露光装置を提供する。 【構成】反射型マスク2のパターンを、反射鏡3、4か
らなる結像光学系により基板5に転写するX線投影露光
装置において、反射型マスク2の反射面6が反射鏡3、
4の反射面7を構成する多層膜より耐熱性のよい第1の
多層膜で形成され、反射鏡3、4の反射面7が第1の多
層膜より反射率の高い第2の多層膜で構成される。 【効果】反射率と耐熱性の点から最適なX線投影露光装
置が構成され、X線投影露光装置のコスト低減の効果が
大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、投影露光装置、更に詳
しく言えば、半導体集積回路等の製造工程におけるリソ
グラフィ技術に使用するX線又は真空紫外線と反射型光
学系を用いる投影露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】リソグラフィ技術に使用するマスク上に
描かれた半導体集積回路等のパターンを半導体集積回路
の基板に転写する投影露光装置においては、解像度と焦
点深度が重要である。一般に、結像光学系の開口数をN
A、露光波長をλとすると、解像度Rと焦点深度DOF
は次式で与えられる。
【0003】 R=k1λ/NA (1) DOF=k2λ/NA2 (2) ただし、k1、k2は定数である。現在、波長365nm
の水銀i線とNA0.5程度のレンズ光学系を用いて、
解像度0.35μm、焦点深度1μmが実現されてい
る。
【0004】半導体集積回路を高密度化するために、さ
らに高解像度の投影露光装置が要求されている。式
(1)から判るように、開口数NAが大きいほど、ある
いは露光波長λが短いほど解像度Rは向上する。しかし
開口数NAを大きくすると、式(2)にしたがって焦点
深度DOFが低下するので、この方法による高解像度化
は限界がある。一方、露光波長を十数nmないし数nm
のX線領域まで短波長化すると、焦点深度1μmを確保
しながら解像度0.1μm以下を達成することが可能で
ある。しかし、X線領域では物質の屈折率が1に極めて
近いので、屈折型光学系の適用は困難であり、反射型光
学系を使用する必要がある。近年、屈折率の異なる2種
類の物質の薄膜を交互に多数積層した多層膜鏡が実用化
され、高反射率のX線反射が可能となってきた。そこ
で、多層膜反射型光学系を用いるX線投影露光装置の検
討が盛んに行なわれている。
【0005】従来のX線投影露光装置は、例えばJ.Vac.
Sci.Technol. B7, 第1648頁〜第1651頁 1989年に開示
されている。図4は、従来のX線投影露光装置における
光学系の構成を示す。電子蓄積リングから放射されるX
線41は、コンデンサミラー(図示しない)で反射型マ
スク42に集光される。反射型マスク42は、非反射性
の基板上に反射面46のパターンを形成したものであ
る。照明された反射型マスク40上のパターンは、反射
鏡43、44で構成される結像光学系により基板45上
に縮小投影される。ここで、反射型マスク42と反射鏡
43、44の反射面46は全て、モリブデン(Mo)と
ケイ素(Si)を交互に積層したMo/Si多層膜46
で形成され、露光波長は13nmである。また他のX線
投影露光装置が文献、オー・エス・エー プロシーディ
ング・オブ・ソフト・エックス・レイ プロジェクショ
ン リソグラフィー (OSA Proceedings of Soft-X-Ra
yProjection Lithography)第11頁〜第15頁 オプティ
カル ソサエティ オブアメリカ(Optica1 Society of
America)12巻、1991年に開示されている。これは、
前記従来例と同一露光装置において、反射型マスクと反
射鏡の反射面をすべて、モリブデン(Mo)と炭化ホウ
素(B4C)を交互に積層したMo/B4C多層膜で形成
したものであり、露光波長は13nmである。上記各従
来技術のX線投影露光装置では、反射型マスクと反射鏡
は同じ構成物質の多層膜で形成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】X線投影露光装置にお
いて露光強度を高めるためには、高反射率の多層膜を使
用する必要がある。図2は、上記の従来例で使用される
多層膜の反射率計算値を示す。Mo/Si多層膜とMo
/B4C多層膜のピーク反射率はそれぞれ70%、60
%である。多層膜反射面は3枚あるので、ウェハへの入
射X線強度とマスクへの入射X線強度との比は、Mo/
Si多層膜では34.3%、Mo/B4C多層膜で2
1.6%となる。したがって、露光強度に関しては、M
o/Si多層膜はMo/B4C多層膜よりも有利であ
る。
【0007】ところで、電子蓄積リングから放射される
ビームすなわちシンクロトロン放射光は、X線から可視
光にわたる連続波長光である。また、多層膜反射は干渉
効果を利用するので、図2に示したように反射波長帯域
が狭い。特に、反射型マスクはビームが最初に入射する
多層膜反射面であるので、入射ビームの大部分は吸収さ
れて熱に変換する。多層膜が加熱されると、層間で拡散
が生じたり界面の粗さが増加するので、反射率が低下す
る。多層膜の耐熱性は構成物質に依存するが、図3に示
すように、Mo/B4C多層膜はMo/Si多層膜より
も高温に耐えられる。したがって、反射型マスクの寿命
に関しては、Mo/B4C多層膜はMo/Si多層膜よ
りも有利である。上記のように従来のX線投影露光装置
では、露光強度とマスク寿命を両立させることが困難で
あった。本発明の目的は、露光強度の低下をできるだけ
避けながら、マスク寿命が長いX線投影露光装置を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、X線又は真空紫外線で照明された反射型
マスク上のパターンを反射鏡で構成される結像光学系に
より基板に転写する投影露光装置において、上記反射型
マスクの反射面を上記反射鏡の反射面を形成する物質よ
り耐熱性のよい第1の物質で形成し、上記反射鏡の反射
面を上記第1の物質物質より反射率の高い第2の物質で
形成した。好ましい実施形態として、上記反射型マスク
及び反射鏡の反射面は多層膜で形成し、反射率の優れた
多層膜として、Mo、Ru、Rh、W、Re等の重元素
とBe、B、C、Si等の軽元素を交互に積層したも
の、耐熱性のよい多層膜として上記重元素と炭化物、窒
化物、ホウ化物のいずれかの化合物を交互に積層したも
のが使用される。
【0009】
【作用】反射型マスクの反射面は耐熱性に優れた多層膜
で形成されるので、寿命が向上する。一方、反射鏡の反
射面は高反射率の多層膜で形成されるので、高い露光強
度が得られる。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を詳細に説明する。図1
は本発明によるX線投影露光装置の一実施例の要部構成
を示す図である。電子蓄積リングから放射されるX線1
は、コンデンサミラー(図示しない)で反射型マスク2
に集光される。照明された反射型マスク2上の反射面6
のパターンは、反射鏡3、4で構成される結像光学系に
より半導体集積回路の基板5上に縮小投影される。反射
型マスク2は、非反射性のガラス基板上にMo/B4
多層膜6のパターンを形成したものである。Mo/B4
C多層膜は、厚さ2.5nmのMo薄膜と厚さ4.2nm
のB4C薄膜を各50層交互に形成したものである。ま
た、反射鏡3、4の反射面としてMo/Si多層膜7が
形成されている。Mo/Si多層膜は、厚さ2.5nm
のMo薄膜と厚さ4.2nmのSi薄膜の各50層から
構成される。露光波長は13nmである。
【0011】図2及び図3はそれぞれMo/B4C多層
膜及びMo/Si多層膜の反射率の温度及び波長に対す
る依存性を示す。図3に示すように、Mo/B4C多層
膜はMo/Si多層膜よりも耐熱性が高いので、反射型
マスクの寿命が長くなる。露光に不要な波長成分はほと
んど反射型マスクで吸収されるので、反射鏡に関しては
耐熱性の問題はない。また、図2に示したように、Mo
/Si多層膜とMo/B4C多層膜のピーク反射率はそ
れぞれ70%、60%である。多層膜反射面は、Mo/
4C多層膜1枚とMo/Si多層膜2枚であるので、
ウェハへの入射X線強度とマスクへの入射X線強度との
比は、29.4%となる。この数値は、すべての反射面
にMo/Si多層膜を使用する場合の34.3%より小
さいが、すべての反射面にMo/B4C多層膜を使用す
る場合の21.6%より大きい。
【0012】このように本実施例では、露光強度の低下
をできるだけ避けながら、反射型マスクの寿命向上が可
能である。
【0013】なお、本発明は前述した実施例に限定され
るものではない。結像光学系の中に特に熱負荷の大きい
反射鏡があるならば、その反射面を耐熱性の優れた多層
膜で形成してもよい。また、多層膜の構成物質として
は、Mo、Ru、Rh、W、Reなどの重元素とBe、
B、C、Siなどの軽元素を組み合わせてもよい。特に
反射型マスクの多層膜を、炭化物、窒化物、ホウ化物等
の化合物で形成することが耐熱性の点で望ましい。多層
膜の形成法としては、マグネトロンスパッタ法、イオン
ビームスパッタ法、電子ビーム蒸着法、CVD法などを
使用することができる。
【0014】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によると、
露光強度の低下をできるだけ避けながら、寿命が長い反
射型マスクを使用することが可能であり、リソグラフィ
コスト低減の効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるX線投影露光装置の一実施例の要
部構成を示す図である。
【図2】多層膜の反射率と波長の関係を説明する図であ
る。
【図3】多層膜の反射率と温度の関係を説明する図であ
る。
【図4】従来のX線投影露光装置の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】 1…X線、 2…反射型マス
ク、3、4…反射鏡、 5…基板、6
…Mo/B4C多層膜、 7…Mo/Si多層
膜、41…X線、 42…反射型
マスク、43、44…反射鏡、 45…基
板、46…Mo/Si多層膜。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線又は真空紫外線で照明された反射型マ
    スク上のパターンを、反射鏡で構成される結像光学系に
    より基板に転写する投影露光装置において、上記反射型
    マスクの反射面が上記反射鏡の反射面を形成する物質よ
    り耐熱性のよい第1の物質で形成され、上記反射鏡の反
    射面を形成する物質が上記第1の物質物質より反射率の
    高い第2の物質で形成されたことを特徴とする投影露光
    装置。
  2. 【請求項2】X線又は真空紫外線で照明された多層膜反
    射型マスク上のパターンを、多層膜反射鏡で構成される
    結像光学系により基板に転写する投影露光装置におい
    て、上記反射型マスクの多層膜が上記反射鏡の多層膜よ
    り耐熱性のよい第1の多層膜で形成され、上記反射鏡の
    多層膜が上記第1の多層膜より反射率の高い第2の多層
    膜で形成されたことを特徴とする投影露光装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の投影露光装置において、上
    記第1の多層膜を構成する少なくとも1つの物質が上記
    第2の1つの物質の融点より高い融点を持つことを特徴
    とする投影露光装置。
  4. 【請求項4】請求項2又は3記載の投影露光装置におい
    て、上記第1の多層膜が炭化物、窒化物、ホウ化物のい
    ずれかを含むことを特徴とする投影露光装置。
  5. 【請求項5】請求項2記載の投影露光装置において、上
    記反射型マスクの多層膜がMoとB4Cを交互に積層し
    た多層膜であり、上記反射鏡の多層膜がMoとSiを交
    互に積層した多層膜であることを特徴とする投影露光装
    置。
JP28562392A 1992-10-23 1992-10-23 投影露光装置 Pending JPH06140303A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833237A (en) * 1984-07-31 1989-05-23 Fuji Spinning Co., Ltd. Process for producing granular porous chitosan
JP2009260183A (ja) * 2008-04-21 2009-11-05 Asahi Glass Co Ltd Euvリソグラフィ用反射型マスクブランクの製造方法
JP2010500776A (ja) * 2006-08-16 2010-01-07 サイマー インコーポレイテッド Euv光学器械

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