JPH06177014A - Ｘ線縮小投影露光装置 - Google Patents
Ｘ線縮小投影露光装置Info
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- JPH06177014A JPH06177014A JP4330753A JP33075392A JPH06177014A JP H06177014 A JPH06177014 A JP H06177014A JP 4330753 A JP4330753 A JP 4330753A JP 33075392 A JP33075392 A JP 33075392A JP H06177014 A JPH06177014 A JP H06177014A
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- JP
- Japan
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- optical system
- ray
- reflection mask
- reduction projection
- projection optical
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焦点合せのために反射マスクを移動したとき
に反射されたＸ線の主光線が移動しないようにする。 【構成】 Ｘ線源１、照明光学系２、反射マスク３、縮
小投影光学系４およびウェハ５とを備えたＸ線縮小投影
露光装置に、Ｘ線の光路上の反射マスク３の直前または
直後に、反射マスク３と平行に対向する折曲げミラー８
と、反射マスク３と折曲げミラー８とを保持して縮小投
影光学系４の光軸と平行に移動可能なステージ９とを備
える。
に反射されたＸ線の主光線が移動しないようにする。 【構成】 Ｘ線源１、照明光学系２、反射マスク３、縮
小投影光学系４およびウェハ５とを備えたＸ線縮小投影
露光装置に、Ｘ線の光路上の反射マスク３の直前または
直後に、反射マスク３と平行に対向する折曲げミラー８
と、反射マスク３と折曲げミラー８とを保持して縮小投
影光学系４の光軸と平行に移動可能なステージ９とを備
える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線リソグラフィーに
使用するＸ線縮小投影露光装置に関する。
使用するＸ線縮小投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路素子の微細化にと
もない、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、従来の紫外線の代りに、紫外線より
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露光装置は、
図２に示すように、Ｘ線源１、照明光学系２、反射マス
ク３、縮小投影光学系４、およびウェハ５から構成され
るものである。Ｘ線の光源１には、放射光またはレーザ
ープラズマＸ線源が使用される。照明光学系２は、斜入
射ミラーまたは多層膜ミラーおよびフィルターなどから
なり、光源１で発生したＸ線の中から所望の波長のＸ線
を取り出して反射マスク３上の必要な範囲を照明するも
のである。
もない、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、従来の紫外線の代りに、紫外線より
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露光装置は、
図２に示すように、Ｘ線源１、照明光学系２、反射マス
ク３、縮小投影光学系４、およびウェハ５から構成され
るものである。Ｘ線の光源１には、放射光またはレーザ
ープラズマＸ線源が使用される。照明光学系２は、斜入
射ミラーまたは多層膜ミラーおよびフィルターなどから
なり、光源１で発生したＸ線の中から所望の波長のＸ線
を取り出して反射マスク３上の必要な範囲を照明するも
のである。
【０００３】Ｘ線縮小投影リソグラフィーでは、Ｘ線を
反射する多層膜上に反射率の低い部分を設けてパターン
を形成した反射マスクが使用される。Ｘ線の波長域では
透明な物質が存在しないので、従来と同様の透過型のマ
スクを作製するためには、窒化シリコンなどのＸ線の吸
収の小さい物質からなる自立膜（メンブレン）の上に微
細なパターンを形成しなければならない。メンブレンに
よるＸ線の吸収を抑えるためにその厚さを０．１μｍ程
度以下にしなければならないので、この構造で大面積の
マスクを作製することは困難である。一方、反射マスク
の場合は、厚い基板上にパターンを形成するので大面積
化は容易である。これらの理由により、Ｘ線縮小投影露
光装置では透過型ではなく反射型のマスクが用いられて
いる。
反射する多層膜上に反射率の低い部分を設けてパターン
を形成した反射マスクが使用される。Ｘ線の波長域では
透明な物質が存在しないので、従来と同様の透過型のマ
スクを作製するためには、窒化シリコンなどのＸ線の吸
収の小さい物質からなる自立膜（メンブレン）の上に微
細なパターンを形成しなければならない。メンブレンに
よるＸ線の吸収を抑えるためにその厚さを０．１μｍ程
度以下にしなければならないので、この構造で大面積の
マスクを作製することは困難である。一方、反射マスク
の場合は、厚い基板上にパターンを形成するので大面積
化は容易である。これらの理由により、Ｘ線縮小投影露
光装置では透過型ではなく反射型のマスクが用いられて
いる。
【０００４】図２において、反射マスク３で反射したＸ
線は、複数の多層膜ミラーで構成された縮小投影光学系
４によりウェハ５上に結像し、ウェハ５に塗布されたフ
ォトレジスト上にマスクパターンが縮小転写される。こ
のようなＸ線縮小投影露光装置で使用されるＸ線は、多
層膜反射鏡によって高い反射率の得られる、波長１０〜
２００オングストロームの、いわゆる軟Ｘ線である。軟
Ｘ線は大気中では吸収されて減衰するため、Ｘ線縮小投
影露光装置の光路は全て真空に保たれている。
線は、複数の多層膜ミラーで構成された縮小投影光学系
４によりウェハ５上に結像し、ウェハ５に塗布されたフ
ォトレジスト上にマスクパターンが縮小転写される。こ
のようなＸ線縮小投影露光装置で使用されるＸ線は、多
層膜反射鏡によって高い反射率の得られる、波長１０〜
２００オングストロームの、いわゆる軟Ｘ線である。軟
Ｘ線は大気中では吸収されて減衰するため、Ｘ線縮小投
影露光装置の光路は全て真空に保たれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＸ線縮小投影露光装置では、反射マスクへ入射した
Ｘ線は入射角と反射角とが等しくなるように鏡面反射す
るので、照明光学系と縮小投影光学系とが互いに干渉し
ないようにするために、反射マスクを照明する光線は反
射マスクに対して垂直ではなく必ず斜めに入射させなけ
ればならない。従って、反射マスクで反射した光線も反
射マスクの法線方向へ進行することはできず、反射マス
クの法線に対してある角度だけ傾いた方向へ進行する。
来のＸ線縮小投影露光装置では、反射マスクへ入射した
Ｘ線は入射角と反射角とが等しくなるように鏡面反射す
るので、照明光学系と縮小投影光学系とが互いに干渉し
ないようにするために、反射マスクを照明する光線は反
射マスクに対して垂直ではなく必ず斜めに入射させなけ
ればならない。従って、反射マスクで反射した光線も反
射マスクの法線方向へ進行することはできず、反射マス
クの法線に対してある角度だけ傾いた方向へ進行する。
【０００６】一方、縮小投影露光装置には、焦点合わせ
を行うための、反射マスクとウェハの両方を縮小投影光
学系の光軸方向へ平行移動させる機構が必要である。
を行うための、反射マスクとウェハの両方を縮小投影光
学系の光軸方向へ平行移動させる機構が必要である。
【０００７】しかしながら、従来のＸ線縮小投影露光装
置では、図２に示すように、焦点合せを行うために、反
射マスク３を縮小投影光学系４の光軸と平行に位置Ａか
ら位置Ａ’へ移動すると、反射マスク３で反射したＸ線
の主光線７は位置Ｂから破線で示す位置Ｂ’へ平行移動
するので、反射マスク３上の照明される領域が変化して
しまうという問題がある。さらに、縮小投影光学系４へ
入射するＸ線の主光線７が縮小投影光学系４の光軸から
ずれるので、解像力が低下してしまうという問題があ
る。
置では、図２に示すように、焦点合せを行うために、反
射マスク３を縮小投影光学系４の光軸と平行に位置Ａか
ら位置Ａ’へ移動すると、反射マスク３で反射したＸ線
の主光線７は位置Ｂから破線で示す位置Ｂ’へ平行移動
するので、反射マスク３上の照明される領域が変化して
しまうという問題がある。さらに、縮小投影光学系４へ
入射するＸ線の主光線７が縮小投影光学系４の光軸から
ずれるので、解像力が低下してしまうという問題があ
る。
【０００８】本発明の目的は、焦点合せのために反射マ
スクを移動しても反射されたＸ線の主光線が不動となる
Ｘ線縮小投影露光装置を提供することにある。
スクを移動しても反射されたＸ線の主光線が不動となる
Ｘ線縮小投影露光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】一実施例の構成を示す図
１に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、Ｘ線源
１と、このＸ線源１から発するＸ線を反射マスク３上に
照射する照明光学系２と、反射マスク３上に形成された
パターンの像をウェハ５上に投影結像する縮小投影光学
系４と、Ｘ線源１、照明光学系２、反射マスク３、縮小
投影光学系４およびウェハ５を真空空間中に保持する真
空容器とを備えたＸ線縮小投影露光装置に適用される。
そして、Ｘ線の光路上の反射マスク３の直前または直後
に、反射マスク３と平行に対向する折曲げミラー８と、
反射マスク３と折曲げミラー８とを保持して縮小投影光
学系４の光軸と平行に移動可能なステージ９とを備え、
これにより、上記目的を達成する。
１に対応づけて本発明を説明すると、本発明は、Ｘ線源
１と、このＸ線源１から発するＸ線を反射マスク３上に
照射する照明光学系２と、反射マスク３上に形成された
パターンの像をウェハ５上に投影結像する縮小投影光学
系４と、Ｘ線源１、照明光学系２、反射マスク３、縮小
投影光学系４およびウェハ５を真空空間中に保持する真
空容器とを備えたＸ線縮小投影露光装置に適用される。
そして、Ｘ線の光路上の反射マスク３の直前または直後
に、反射マスク３と平行に対向する折曲げミラー８と、
反射マスク３と折曲げミラー８とを保持して縮小投影光
学系４の光軸と平行に移動可能なステージ９とを備え、
これにより、上記目的を達成する。
【００１０】
【作用】本発明のＸ線縮小投影露光装置では、照明光学
系２から出射した主光線は、互いに平行に対向して設置
された折曲げミラー８と反射マスク３とで反射されて縮
小投影光学系４へ入射する。従って、照明光学系２から
出射する主光線と縮小投影光学系４へ入射する主光線と
は互いに平行である。また、折曲げミラー８と反射マス
ク３とは同一のステージ９上に設置されており、このス
テージ９は縮小投影光学系４の光軸と平行に移動するの
で、このステージ９を動かして反射マスク３と縮小投影
光学系４との距離を変えても縮小投影光学系４へ入射す
る主光線は不動である。
系２から出射した主光線は、互いに平行に対向して設置
された折曲げミラー８と反射マスク３とで反射されて縮
小投影光学系４へ入射する。従って、照明光学系２から
出射する主光線と縮小投影光学系４へ入射する主光線と
は互いに平行である。また、折曲げミラー８と反射マス
ク３とは同一のステージ９上に設置されており、このス
テージ９は縮小投影光学系４の光軸と平行に移動するの
で、このステージ９を動かして反射マスク３と縮小投影
光学系４との距離を変えても縮小投影光学系４へ入射す
る主光線は不動である。
【００１１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やすくするために実施例の図を用いたが、これにより本
発明が実施例に限定されるものではない。
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やすくするために実施例の図を用いたが、これにより本
発明が実施例に限定されるものではない。
【００１２】
【実施例】図１は一実施例の概略構成を示す図である。
なお、図２に示す従来の装置と同様な機器に対しては同
一の符号を付して相違点を中心に説明する。この実施例
では、反射マスク３と対向する位置に、反射マスク３と
平行に光線の方向を変えるための折曲げミラー８を設け
るとともに、反射マスク３と折曲げミラー８を並進ステ
ージ９上に設置する。なお、並進ステージ９は不図示の
機構により縮小投影光学系４の光軸と平行に移動可能で
ある。また、光源１、照明光学系２、反射マスク３、縮
小投影光学系４、ウェハ５、折曲げミラー８および並進
ステージ９は不図示の真空容器内に収納されている。
なお、図２に示す従来の装置と同様な機器に対しては同
一の符号を付して相違点を中心に説明する。この実施例
では、反射マスク３と対向する位置に、反射マスク３と
平行に光線の方向を変えるための折曲げミラー８を設け
るとともに、反射マスク３と折曲げミラー８を並進ステ
ージ９上に設置する。なお、並進ステージ９は不図示の
機構により縮小投影光学系４の光軸と平行に移動可能で
ある。また、光源１、照明光学系２、反射マスク３、縮
小投影光学系４、ウェハ５、折曲げミラー８および並進
ステージ９は不図示の真空容器内に収納されている。
【００１３】光源１から発したＸ線は、照明光学系２を
介して折曲げミラー８へ入射する。折曲げミラー８で反
射した光線は反射マスク３で反射した後、縮小投影光学
系４へ入射する。このとき、折曲げミラー８と反射マス
ク３は互いに平行に対向して設置されているので、照明
光学系２から出射したＸ線の主光線６の方向と、折曲げ
ミラー８および反射マスク３で反射して縮小投影光学系
４へ入射するＸ線の主光線７の方向とは互いに平行であ
る。ここで、縮小投影光学系４へ入射するＸ線の主光線
７は、縮小投影光学系４の光軸と一致するように予め調
整しておく。
介して折曲げミラー８へ入射する。折曲げミラー８で反
射した光線は反射マスク３で反射した後、縮小投影光学
系４へ入射する。このとき、折曲げミラー８と反射マス
ク３は互いに平行に対向して設置されているので、照明
光学系２から出射したＸ線の主光線６の方向と、折曲げ
ミラー８および反射マスク３で反射して縮小投影光学系
４へ入射するＸ線の主光線７の方向とは互いに平行であ
る。ここで、縮小投影光学系４へ入射するＸ線の主光線
７は、縮小投影光学系４の光軸と一致するように予め調
整しておく。
【００１４】このＸ線縮小投影露光装置において、焦点
位置調整を行うために反射マスク３と縮小投影光学系４
の距離を変える場合には、並進ステージ９を例えば図中
の位置Ａから位置Ａ’へ移動させる。この並進ステージ
９は縮小投影光学系４の光軸と平行に移動するので、位
置Ａ’へ移動しても縮小投影光学系４へ入射する主光線
７は不動である。
位置調整を行うために反射マスク３と縮小投影光学系４
の距離を変える場合には、並進ステージ９を例えば図中
の位置Ａから位置Ａ’へ移動させる。この並進ステージ
９は縮小投影光学系４の光軸と平行に移動するので、位
置Ａ’へ移動しても縮小投影光学系４へ入射する主光線
７は不動である。
【００１５】なお、本実施例では折曲げミラー８のあと
に反射マスク３を配置したが、この順序を逆にしてもよ
い。
に反射マスク３を配置したが、この順序を逆にしてもよ
い。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｘ
線の光路上の反射マスクの直前または直後に反射マスク
と平行に対向する折曲げミラーと、反射マスクおよび折
曲げミラーを保持して縮小投影光学系の光軸と平行に移
動可能なステージとを設けたので、反射マスクを光軸方
向に移動させても縮小投影光学系へ入射するＸ線の主光
線が不動となり、常に反射マスク上の一定の領域が照明
できるとともに、常に安定な解像力が得られる。また、
Ｘ線縮小投影露光装置では、一般にマスク上での照明光
強度の均一性を確保するために、照明光学系による光源
の像を縮小投影光学系の入射瞳面に結像させる、いわゆ
るケーラー照明が用いられる。本発明によれば、図１か
ら明らかなように、並進ステージ９を動かしても照明光
学系２の出射瞳から縮小投影光学系４までの距離が変わ
らないので、ケーラー照明の条件が変化しないという効
果がある。さらに、図２に示す従来のＸ線縮小投影露光
装置では、光源１、照明光学系２および縮小投影光学系
４がすべて反射マスク３に対して同じ側に配置されるの
で、これらが互いに干渉し、配置上の制約が多くなって
広い設置スペースが必要となる。これに対して本発明に
よれば、図１に示すように光学系全体を一本の細長いラ
イン状に配置できるため、設置スペースを小さくでき
る。特に、放射光を光源とする場合には、放射光リング
には放射状に何本ものビームラインが設置され、それぞ
れのビームラインに各一台づつＸ線縮小投影露光装置が
取り付けられることになるので、本発明のように装置を
細長いライン状に構成できるということは、一台の放射
光リングに多数のＸ線縮小投影露光装置を設置できると
いうことになり、光源の利用効率が高まり、その結果、
光源にかかるコストを相対的に低減させることができ
る。
線の光路上の反射マスクの直前または直後に反射マスク
と平行に対向する折曲げミラーと、反射マスクおよび折
曲げミラーを保持して縮小投影光学系の光軸と平行に移
動可能なステージとを設けたので、反射マスクを光軸方
向に移動させても縮小投影光学系へ入射するＸ線の主光
線が不動となり、常に反射マスク上の一定の領域が照明
できるとともに、常に安定な解像力が得られる。また、
Ｘ線縮小投影露光装置では、一般にマスク上での照明光
強度の均一性を確保するために、照明光学系による光源
の像を縮小投影光学系の入射瞳面に結像させる、いわゆ
るケーラー照明が用いられる。本発明によれば、図１か
ら明らかなように、並進ステージ９を動かしても照明光
学系２の出射瞳から縮小投影光学系４までの距離が変わ
らないので、ケーラー照明の条件が変化しないという効
果がある。さらに、図２に示す従来のＸ線縮小投影露光
装置では、光源１、照明光学系２および縮小投影光学系
４がすべて反射マスク３に対して同じ側に配置されるの
で、これらが互いに干渉し、配置上の制約が多くなって
広い設置スペースが必要となる。これに対して本発明に
よれば、図１に示すように光学系全体を一本の細長いラ
イン状に配置できるため、設置スペースを小さくでき
る。特に、放射光を光源とする場合には、放射光リング
には放射状に何本ものビームラインが設置され、それぞ
れのビームラインに各一台づつＸ線縮小投影露光装置が
取り付けられることになるので、本発明のように装置を
細長いライン状に構成できるということは、一台の放射
光リングに多数のＸ線縮小投影露光装置を設置できると
いうことになり、光源の利用効率が高まり、その結果、
光源にかかるコストを相対的に低減させることができ
る。
【図１】一実施例の構成を示す図。
【図２】従来のＸ線縮小投影露光装置の構成を示す図。
１ Ｘ線源 ２ 照明光学系 ３ 反射マスク ４ 縮小投影光学系 ５ ウェハ ６，７ 主光線 ８ 折曲げミラー ９ 並進ステージ
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ線源と、 このＸ線源から発するＸ線を反射マスク上に照射する照
明光学系と、 前記反射マスク上に形成されたパターンの像をウェハ上
に投影結像する縮小投影光学系と、 前記Ｘ線源、前記照明光学系、前記反射マスク、前記縮
小投影光学系および前記ウェハを真空空間中に保持する
真空容器とを備えたＸ線縮小投影露光装置において、 Ｘ線の光路上の前記反射マスクの直前または直後に、前
記反射マスクと平行に対向する折曲げミラーと、 前記反射マスクと前記折曲げミラーとを保持して前記縮
小投影光学系の光軸と平行に移動可能なステージとを備
えることを特徴とするＸ線縮小投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33075392A JP3254771B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | Ｘ線縮小投影露光装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33075392A JP3254771B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | Ｘ線縮小投影露光装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177014A true JPH06177014A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3254771B2 JP3254771B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18236170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33075392A Expired - Fee Related JP3254771B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | Ｘ線縮小投影露光装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3254771B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133489B2 (en) * | 1996-08-26 | 2006-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray illumination optical system and X-ray reduction exposure apparatus |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP33075392A patent/JP3254771B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7133489B2 (en) * | 1996-08-26 | 2006-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray illumination optical system and X-ray reduction exposure apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3254771B2 (ja) | 2002-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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