JPH07244199A - 投影露光方法及びその装置 - Google Patents
投影露光方法及びその装置Info
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- JPH07244199A JPH07244199A JP6032544A JP3254494A JPH07244199A JP H07244199 A JPH07244199 A JP H07244199A JP 6032544 A JP6032544 A JP 6032544A JP 3254494 A JP3254494 A JP 3254494A JP H07244199 A JPH07244199 A JP H07244199A
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- optical system
- reflective mask
- incident angle
- incident
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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
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- 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)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (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】異なる反射特性を持った反射型マスクを使用し
ても、露光強度の低下をできるだけ避けながら、高い露
光強度と高解像度とを維持し、スル−プット低下を抑え
ることのできるＸ線投影露光方法とその装置を提供す
る。 【構成】投影露光法により、反射型マスク１２のパター
ンを、反射鏡１１を備えた結像光学系により基板１０上
に転写するに際し、マスク１２と光源１９との間および
マスク１２と結像光学系との間の少なくとも一方に、入
射角制御用反射鏡１３を設ける。マスク１２の反射特性
が変化してマスク１４の特性となった際には、マスク１
４を矢印方向に傾けて（回転して）基板上の投影露光強
度が最大になるように入射角を調整する。調整後の入射
角においても結像光学系のビーム位置と方向とが変わら
ず常に一定となるようにするため入射角制御用反射鏡１
３を１７の位置に移動して補正する。
ても、露光強度の低下をできるだけ避けながら、高い露
光強度と高解像度とを維持し、スル−プット低下を抑え
ることのできるＸ線投影露光方法とその装置を提供す
る。 【構成】投影露光法により、反射型マスク１２のパター
ンを、反射鏡１１を備えた結像光学系により基板１０上
に転写するに際し、マスク１２と光源１９との間および
マスク１２と結像光学系との間の少なくとも一方に、入
射角制御用反射鏡１３を設ける。マスク１２の反射特性
が変化してマスク１４の特性となった際には、マスク１
４を矢印方向に傾けて（回転して）基板上の投影露光強
度が最大になるように入射角を調整する。調整後の入射
角においても結像光学系のビーム位置と方向とが変わら
ず常に一定となるようにするため入射角制御用反射鏡１
３を１７の位置に移動して補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体集積回路
等の微細パターンの形成工程に用いられるリソグラフィ
技術に係り、特にＸ線を露光光源とし、多層膜を反射マ
スクパターンとする反射型光学系を用いるＸ線投影露光
方法およびその装置に関する。
等の微細パターンの形成工程に用いられるリソグラフィ
技術に係り、特にＸ線を露光光源とし、多層膜を反射マ
スクパターンとする反射型光学系を用いるＸ線投影露光
方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マスク上に描かれた半導体集積回路等の
パターンを基板に転写する投影露光においては、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ＮＡ、露光波長をλとすると、解像度Ｒと焦点深度Ｄ
ＯＦは次式（１）、（２）で与えられる。 Ｒ＝ｋ1λ／ＮＡ …（１） ＤＯＦ＝ｋ2λ／ＮＡ2 …（２） ただし、式中のｋ1、ｋ2は定数である。
パターンを基板に転写する投影露光においては、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ＮＡ、露光波長をλとすると、解像度Ｒと焦点深度Ｄ
ＯＦは次式（１）、（２）で与えられる。 Ｒ＝ｋ1λ／ＮＡ …（１） ＤＯＦ＝ｋ2λ／ＮＡ2 …（２） ただし、式中のｋ1、ｋ2は定数である。
【０００３】現在、波長３６５ｎｍの水銀ｉ線とＮＡ
０．５程度のレンズ光学系を用いて、解像度Ｒ０．３５
μｍ、焦点深度ＤＯＦ１μｍが実現されている。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
露光方法が要求されている。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
ど解像度は向上する。しかし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。
０．５程度のレンズ光学系を用いて、解像度Ｒ０．３５
μｍ、焦点深度ＤＯＦ１μｍが実現されている。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
露光方法が要求されている。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
ど解像度は向上する。しかし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。
【０００４】一方、露光波長を十数ｎｍ〜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、すなわち実験的には０．０５
μｍ、理論的には０．０３μｍ程度まで達成することが
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線投影露光方法
の検討が盛んに行なわれている。多層膜の周期長をΛ、
周期をｎ、反射波長をλ、入射角をθとすると次式
（３）の条件が満たされたときに反射がおこる。
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、すなわち実験的には０．０５
μｍ、理論的には０．０３μｍ程度まで達成することが
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線投影露光方法
の検討が盛んに行なわれている。多層膜の周期長をΛ、
周期をｎ、反射波長をλ、入射角をθとすると次式
（３）の条件が満たされたときに反射がおこる。
【０００５】 ２・Λ・cosθ = n・λ( n＝１，２，……… ） …（３） 多層膜の反射には選択性があり、式（３）より入射角θ
が変化すると反射される波長λが変化することがわか
る。
が変化すると反射される波長λが変化することがわか
る。
【０００６】従来のＸ線投影露光方法は、例えば米国真
空学会誌〔J .Vac.Sci.Technol. B7, p.1648-p.1651 (1
989)〕に開示されている。図６は、従来のＸ線投影露光
方法を説明する光学系の概略図で、以下、図面にしたが
って説明すると、電子蓄積リング（光源６９）から放射
されるＸ線６１は、コンデンサミラー（図示しない）で
反射型マスク６２に集光される。反射型マスク６２は、
非反射性の基板上に多層膜を反射面とするマスクパター
ンを形成したものである。Ｘ線６１により照明された反
射型マスク６２上のマスクパターンは、反射鏡６３（凸
面鏡）、６４（凹面鏡）で構成される結像光学系により
基板６５上に縮小投影される。ここで、反射型マスク６
２と反射鏡６３、６４の反射面はすべて、モリブデン
（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ
多層膜で形成され、露光波長は１３ｎｍである。
空学会誌〔J .Vac.Sci.Technol. B7, p.1648-p.1651 (1
989)〕に開示されている。図６は、従来のＸ線投影露光
方法を説明する光学系の概略図で、以下、図面にしたが
って説明すると、電子蓄積リング（光源６９）から放射
されるＸ線６１は、コンデンサミラー（図示しない）で
反射型マスク６２に集光される。反射型マスク６２は、
非反射性の基板上に多層膜を反射面とするマスクパター
ンを形成したものである。Ｘ線６１により照明された反
射型マスク６２上のマスクパターンは、反射鏡６３（凸
面鏡）、６４（凹面鏡）で構成される結像光学系により
基板６５上に縮小投影される。ここで、反射型マスク６
２と反射鏡６３、６４の反射面はすべて、モリブデン
（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ
多層膜で形成され、露光波長は１３ｎｍである。
【０００７】また、他のＸ線投影露光方法が、米国光学
会誌〔OSA Proceedings of Soft-X-Ray Projection Lit
hography, p.11-p.15 Vol.12,（1991)〕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（Ｍ
ｏ）と炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）を交互に積層したＭｏ／Ｂ4
Ｃ多層膜で形成したものであり、露光波長は１３ｎｍで
ある。
会誌〔OSA Proceedings of Soft-X-Ray Projection Lit
hography, p.11-p.15 Vol.12,（1991)〕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（Ｍ
ｏ）と炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）を交互に積層したＭｏ／Ｂ4
Ｃ多層膜で形成したものであり、露光波長は１３ｎｍで
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線投影露光方法にお
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。しかし、多層膜の反射波長のバンド
幅が数オングストロ−ムと非常に狭く、複数回の多層膜
の反射が必要なことから、使用する多層膜の反射波長域
をできるだけ一致させることも露光強度を高める上で重
要である。図７は、多層膜の周期長が異なる２枚の反射
型マスクについての反射率と照射光の波長との関係を示
したものであり、図中の実線は反射型マスクに積層され
ている多層膜をＭｏ／Ｓｉの繰り返し膜で、周期長：
６．８０ｎｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層
対で構成し、多層膜へのＸ線の入射角を１５度とした場
合の測定結果であり、それに対し破線は実線の試料の周
期長のみを１．３％小さい６．７１ｎｍとした場合の測
定結果である。ここで周期長とは、ＭｏとＳｉの各１層
分の膜厚を合計した厚さ相当の長さを表している。
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。しかし、多層膜の反射波長のバンド
幅が数オングストロ−ムと非常に狭く、複数回の多層膜
の反射が必要なことから、使用する多層膜の反射波長域
をできるだけ一致させることも露光強度を高める上で重
要である。図７は、多層膜の周期長が異なる２枚の反射
型マスクについての反射率と照射光の波長との関係を示
したものであり、図中の実線は反射型マスクに積層され
ている多層膜をＭｏ／Ｓｉの繰り返し膜で、周期長：
６．８０ｎｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層
対で構成し、多層膜へのＸ線の入射角を１５度とした場
合の測定結果であり、それに対し破線は実線の試料の周
期長のみを１．３％小さい６．７１ｎｍとした場合の測
定結果である。ここで周期長とは、ＭｏとＳｉの各１層
分の膜厚を合計した厚さ相当の長さを表している。
【０００９】また、図８は、図６の光学系により下記の
条件下で露光強度分布を測定した結果を表示したもので
ある。すなわち、図中の実線表示は、積層された多層膜
の反射波長がほぼ一致している反射型マスク６２（積層
されたＭｏ／Ｓｉ多層膜の周期長：６．８０ｎｍ、Ｍｏ
とＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：１５
度）、凸面鏡６３（周期長：６．６８ｎｍ、ＭｏとＳｉ
の膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：１０度）、凹
面鏡６４（周期長：６．５６ｎｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比
１：１、周期４０層対、入射角５度）の計３面で反射を
おこなって露光したときの基板６５上での露光強度分布
であり、破線表示は実線のものに対して周期長のみを変
え、１．３％小さい周期長：６．７１ｎｍの多層膜を積
層させた反射型マスクを用いたときの露光強度分布であ
る。ト−タルの露光強度は、図８の積分値に相当するこ
とから、周期長の僅かにずれた多層膜が積層された反射
型マスクを用いることで露光強度が２４．３％減少して
しまっている。
条件下で露光強度分布を測定した結果を表示したもので
ある。すなわち、図中の実線表示は、積層された多層膜
の反射波長がほぼ一致している反射型マスク６２（積層
されたＭｏ／Ｓｉ多層膜の周期長：６．８０ｎｍ、Ｍｏ
とＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：１５
度）、凸面鏡６３（周期長：６．６８ｎｍ、ＭｏとＳｉ
の膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：１０度）、凹
面鏡６４（周期長：６．５６ｎｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比
１：１、周期４０層対、入射角５度）の計３面で反射を
おこなって露光したときの基板６５上での露光強度分布
であり、破線表示は実線のものに対して周期長のみを変
え、１．３％小さい周期長：６．７１ｎｍの多層膜を積
層させた反射型マスクを用いたときの露光強度分布であ
る。ト−タルの露光強度は、図８の積分値に相当するこ
とから、周期長の僅かにずれた多層膜が積層された反射
型マスクを用いることで露光強度が２４．３％減少して
しまっている。
【００１０】また、実際の露光装置では、同一のマスク
においても長時間、露光に使用することで、入射ビ−ム
の熱負荷のために多層膜を構成する物質の物性が変化し
て多層膜の反射特性が変化してしまうことが十分に起こ
り得ることである。すなわち、反射型マスク上に積層さ
れているＭｏ／Ｓｉの多層膜（周期長：６．８０ｎｍ、
ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：１
５度）において、当初アモルファス状態であったＳｉ層
が、Ｘ線ビ−ムの照射によって結晶化してしまった場合
などである。例えば、成膜直後Ｓｉ層がアモルファス状
態で原子密度がバルクの値の６０％であったのが、ビ−
ム照射によって完全に結晶化されてしまった場合（１０
０％）、屈折率だけでなく周期長も変化してしまう（膜
厚の収縮）。すなわち、積層した面に対して垂直方向と
面内方向では収縮の仕方が異なるため、垂直方向に２．
９％収縮すると仮定したときの多層膜は周期長：６．７
０ｎｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：０．９７５に変化す
る。図９は、このように周期長が６．８０ｎｍ（実線表
示）から６．７０ｎｍ（破線表示）に変化した場合の反
射率比較を示している。
においても長時間、露光に使用することで、入射ビ−ム
の熱負荷のために多層膜を構成する物質の物性が変化し
て多層膜の反射特性が変化してしまうことが十分に起こ
り得ることである。すなわち、反射型マスク上に積層さ
れているＭｏ／Ｓｉの多層膜（周期長：６．８０ｎｍ、
ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：１
５度）において、当初アモルファス状態であったＳｉ層
が、Ｘ線ビ−ムの照射によって結晶化してしまった場合
などである。例えば、成膜直後Ｓｉ層がアモルファス状
態で原子密度がバルクの値の６０％であったのが、ビ−
ム照射によって完全に結晶化されてしまった場合（１０
０％）、屈折率だけでなく周期長も変化してしまう（膜
厚の収縮）。すなわち、積層した面に対して垂直方向と
面内方向では収縮の仕方が異なるため、垂直方向に２．
９％収縮すると仮定したときの多層膜は周期長：６．７
０ｎｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：０．９７５に変化す
る。図９は、このように周期長が６．８０ｎｍ（実線表
示）から６．７０ｎｍ（破線表示）に変化した場合の反
射率比較を示している。
【００１１】そして図１０は、図６の光学系において、
反射型マスク６２、凸面鏡６３（周期長：６．６８ｎ
ｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射
角：１０度）、凹面鏡６４（周期長：６．５６ｎｍ、Ｍ
ｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：５
度）の３面で露光を行ったときの基板６５上での露光強
度分布を示したものであり、実線は反射型マスクの反射
特性が変化しない場合（図９の実線表示）、破線は反射
特性が変化したときの（図９の破線表示）の露光強度分
布比較を示している。破線で示したようにこの場合、露
光強度（積分値）が３６％程度に減少してしまう。
反射型マスク６２、凸面鏡６３（周期長：６．６８ｎ
ｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射
角：１０度）、凹面鏡６４（周期長：６．５６ｎｍ、Ｍ
ｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対、入射角：５
度）の３面で露光を行ったときの基板６５上での露光強
度分布を示したものであり、実線は反射型マスクの反射
特性が変化しない場合（図９の実線表示）、破線は反射
特性が変化したときの（図９の破線表示）の露光強度分
布比較を示している。破線で示したようにこの場合、露
光強度（積分値）が３６％程度に減少してしまう。
【００１２】このように従来のＸ線投影露光方法では、
結像光学系のミラ−に積層されている多層膜と異なった
反射特性をもったマスクを使用する際に、露光強度の減
少を避けることが出来なかった。したがって、本発明の
目的は上記従来の問題点を解消することにあり、第１の
目的は反射型マスクの反射特性が変化しても、高い露光
強度と高解像度を維持できるＸ線投影露光方法を、第２
の目的はその装置を、それぞれ提供することにある。
結像光学系のミラ−に積層されている多層膜と異なった
反射特性をもったマスクを使用する際に、露光強度の減
少を避けることが出来なかった。したがって、本発明の
目的は上記従来の問題点を解消することにあり、第１の
目的は反射型マスクの反射特性が変化しても、高い露光
強度と高解像度を維持できるＸ線投影露光方法を、第２
の目的はその装置を、それぞれ提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明者等は、投影露光光学系について種々実験検討
した結果、光源と反射型マスクの間および反射型マスク
と結像光学系の間の少なくとも一方に、入射角制御用の
反射鏡を置いて結像光学系に入射するＸ線ビ−の位置と
方向を一定に保持しつつ、基板上に投影されるＸ線の露
光強度が露光に必要な所定の強度に達するように反射型
マスクへの入射角度を任意に変更すればよいという知見
を得た。本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
で、上記第１の目的は、Ｘ線で反射型マスクを照明し、
反射鏡で構成される結像光学系により、反射型マスク上
のパタ−ンを基板に転写する投影露光方法において、前
記反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入射角を、基板
に投影される露光強度に基づいて変化させる工程と、こ
の入射角の変化に拘らず結像光学系へ入射するＸ線ビ−
ムの位置と方向とを一定に保持する工程とを有して成る
投影露光方法により、達成される。
に本発明者等は、投影露光光学系について種々実験検討
した結果、光源と反射型マスクの間および反射型マスク
と結像光学系の間の少なくとも一方に、入射角制御用の
反射鏡を置いて結像光学系に入射するＸ線ビ−の位置と
方向を一定に保持しつつ、基板上に投影されるＸ線の露
光強度が露光に必要な所定の強度に達するように反射型
マスクへの入射角度を任意に変更すればよいという知見
を得た。本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
で、上記第１の目的は、Ｘ線で反射型マスクを照明し、
反射鏡で構成される結像光学系により、反射型マスク上
のパタ−ンを基板に転写する投影露光方法において、前
記反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入射角を、基板
に投影される露光強度に基づいて変化させる工程と、こ
の入射角の変化に拘らず結像光学系へ入射するＸ線ビ−
ムの位置と方向とを一定に保持する工程とを有して成る
投影露光方法により、達成される。
【００１４】さらに具体的には、反射型マスクを傾けて
反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入射角を、基板に
投影される露光強度に基づいて変化させる工程と、Ｘ線
光源と反射型マスクとの間および反射型マスクと結像光
学系との間の少なくとも一方に設けられた入射角制御用
の反射鏡の位置と傾きとを変化させて、前記入射角の変
化に拘らず結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方
向とを一定に保持する工程とを有して成る投影露光方法
によっても達成される。
反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入射角を、基板に
投影される露光強度に基づいて変化させる工程と、Ｘ線
光源と反射型マスクとの間および反射型マスクと結像光
学系との間の少なくとも一方に設けられた入射角制御用
の反射鏡の位置と傾きとを変化させて、前記入射角の変
化に拘らず結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方
向とを一定に保持する工程とを有して成る投影露光方法
によっても達成される。
【００１５】また、上記反射型マスクへ入射するＸ線ビ
−ムの入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて
変化させる工程と、前記入射角の変化に拘らず上記結像
光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保
持する工程とを、反射型マスクを傾けることなく、Ｘ線
光源と反射型マスクとの間および反射型マスクと結像光
学系との間に設けられた入射角制御用の反射鏡の位置と
傾きとを変化させる工程で構成することもできる。
−ムの入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて
変化させる工程と、前記入射角の変化に拘らず上記結像
光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保
持する工程とを、反射型マスクを傾けることなく、Ｘ線
光源と反射型マスクとの間および反射型マスクと結像光
学系との間に設けられた入射角制御用の反射鏡の位置と
傾きとを変化させる工程で構成することもできる。
【００１６】なお、上記反射型マスクへ入射するＸ線ビ
−ムの入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて
変化させるに際しては、基板上の感光膜を十分に感光す
ることのできる露光強度が得られる角度に設定すること
が重要であり、最大露光強度が得られる角度が理想であ
るが、実用的には基板に投影されるＸ線ビームの最大露
光強度の少なくとも９０％のレベルに達する露光強度に
基づいて変化させることが望ましい。
−ムの入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて
変化させるに際しては、基板上の感光膜を十分に感光す
ることのできる露光強度が得られる角度に設定すること
が重要であり、最大露光強度が得られる角度が理想であ
るが、実用的には基板に投影されるＸ線ビームの最大露
光強度の少なくとも９０％のレベルに達する露光強度に
基づいて変化させることが望ましい。
【００１７】また、上記反射型マスクの反射面を構成す
る多層膜の反射波長と、上記結像光学系を構成する反射
鏡の多層膜の反射波長とは、実質的に同一波長に整合さ
せておくことが望ましい。
る多層膜の反射波長と、上記結像光学系を構成する反射
鏡の多層膜の反射波長とは、実質的に同一波長に整合さ
せておくことが望ましい。
【００１８】上記第２の目的は、Ｘ線を放射する光源
と、反射型マスクと、Ｘ線を反射型マスクに入射させる
照明光学系と、反射鏡で構成され、反射型マスクから反
射されるＸ線ビ−ムを基板に投影する結像光学系とを有
して成る投影露光装置において、反射型マスクへ入射す
るＸ線ビ−ムの入射角を、基板に投影される露光強度に
基づいて変化させる手段と、この入射角の変化に拘らず
前記結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを
一定に保持する手段とを有して成る投影露光装置によ
り、達成される。
と、反射型マスクと、Ｘ線を反射型マスクに入射させる
照明光学系と、反射鏡で構成され、反射型マスクから反
射されるＸ線ビ−ムを基板に投影する結像光学系とを有
して成る投影露光装置において、反射型マスクへ入射す
るＸ線ビ−ムの入射角を、基板に投影される露光強度に
基づいて変化させる手段と、この入射角の変化に拘らず
前記結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを
一定に保持する手段とを有して成る投影露光装置によ
り、達成される。
【００１９】さらに具体的には、反射型マスクを傾けて
反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入射角を変化させ
る手段と、光源と反射型マスクとの間および反射型マス
クと結像光学系の第１の反射鏡との間の少なくとも一方
に設けた入射角制御用の反射鏡の位置と傾きとを変化さ
せて、前記入射角の変化に拘らず前記結像光学系へ入射
するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持する手段と
を有して成る投影露光装置により、達成される。ここ
で、結像光学系の第１の反射鏡とは、通常、この種の結
像光学系は複数の反射鏡の組み合わせで構成されている
ので、反射型マスク側から見て最初の反射鏡を指してい
る。そして結像光学系の典型的な構成例は、第１の反射
鏡を凸面鏡で、第２の反射鏡を凹面鏡で構成したものと
なる。
反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入射角を変化させ
る手段と、光源と反射型マスクとの間および反射型マス
クと結像光学系の第１の反射鏡との間の少なくとも一方
に設けた入射角制御用の反射鏡の位置と傾きとを変化さ
せて、前記入射角の変化に拘らず前記結像光学系へ入射
するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持する手段と
を有して成る投影露光装置により、達成される。ここ
で、結像光学系の第１の反射鏡とは、通常、この種の結
像光学系は複数の反射鏡の組み合わせで構成されている
ので、反射型マスク側から見て最初の反射鏡を指してい
る。そして結像光学系の典型的な構成例は、第１の反射
鏡を凸面鏡で、第２の反射鏡を凹面鏡で構成したものと
なる。
【００２０】また、光源と反射型マスクとの間および反
射型マスクと結像光学系の第１の反射鏡との間にそれぞ
れ入射角制御用の反射鏡を設け、これらの位置と傾きと
をそれぞれ変化させることにより反射型マスクへのＸ線
の入射角を変化させ、反射型マスクを傾けずに結像光学
系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持す
る手段で構成することもできる。
射型マスクと結像光学系の第１の反射鏡との間にそれぞ
れ入射角制御用の反射鏡を設け、これらの位置と傾きと
をそれぞれ変化させることにより反射型マスクへのＸ線
の入射角を変化させ、反射型マスクを傾けずに結像光学
系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持す
る手段で構成することもできる。
【００２１】また、反射型マスクの反射面と、結像光学
系を構成す反射鏡の反射面とは、それぞれ多層膜で構成
し、これら両多層膜の反射波長を実質的に同一波長に整
合させた多層膜で構成することが望ましい。
系を構成す反射鏡の反射面とは、それぞれ多層膜で構成
し、これら両多層膜の反射波長を実質的に同一波長に整
合させた多層膜で構成することが望ましい。
【００２２】入射角制御用の反射鏡は、１枚で構成して
もよいが、複数枚で構成することもできる。複数枚で構
成する場合には、それぞれの反射面を互いに対向して所
定間隔で配設することになる。
もよいが、複数枚で構成することもできる。複数枚で構
成する場合には、それぞれの反射面を互いに対向して所
定間隔で配設することになる。
【００２３】
【作用】結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向
を一定にすることで解像度を保ちつつ、反射型マスクの
反射波長と結像光学系の反射波長とを一致させて、最大
の露光強度を得ることができる。そして、これを可能に
するのは、入射角制御用反射鏡の作用であり、同一作用
によるが２通りのやり方がある。その一つは、反射型マ
スクを傾けて入射角を変化させる場合であり、他の一つ
は反射型マスクを傾けずに変化させる場合である。何れ
の場合も結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向
とを一定に保持した状態で、基板上に投影されるＸ線ビ
ームの露光強度が感光膜を十分に感光することのできる
露光強度（理想的には最大の露光強度）になるように入
射角を変化させるが、前者の場合は、反射型マスクを傾
けて入射角を変化させ、この入射角が変化しても結像光
学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とが変化しない
ように（一定に保持するために）、入射角制御用反射鏡
の位置と方向とを調整して入射角の変化分を補償するも
のである。また、後者の場合は、反射型マスクを傾けず
に固定しておき、その代りに入射角制御用反射鏡を光源
と反射型マスクとの間および反射型マスクと結像光学系
の第１の反射鏡との間にそれぞれ設けておき、これら両
者の入射角制御用反射鏡の位置と方向とを調整して入射
角の変化分を補償するものである。
を一定にすることで解像度を保ちつつ、反射型マスクの
反射波長と結像光学系の反射波長とを一致させて、最大
の露光強度を得ることができる。そして、これを可能に
するのは、入射角制御用反射鏡の作用であり、同一作用
によるが２通りのやり方がある。その一つは、反射型マ
スクを傾けて入射角を変化させる場合であり、他の一つ
は反射型マスクを傾けずに変化させる場合である。何れ
の場合も結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向
とを一定に保持した状態で、基板上に投影されるＸ線ビ
ームの露光強度が感光膜を十分に感光することのできる
露光強度（理想的には最大の露光強度）になるように入
射角を変化させるが、前者の場合は、反射型マスクを傾
けて入射角を変化させ、この入射角が変化しても結像光
学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とが変化しない
ように（一定に保持するために）、入射角制御用反射鏡
の位置と方向とを調整して入射角の変化分を補償するも
のである。また、後者の場合は、反射型マスクを傾けず
に固定しておき、その代りに入射角制御用反射鏡を光源
と反射型マスクとの間および反射型マスクと結像光学系
の第１の反射鏡との間にそれぞれ設けておき、これら両
者の入射角制御用反射鏡の位置と方向とを調整して入射
角の変化分を補償するものである。
【００２４】
【実施例】以下、図面にしたがって本発明の一実施例を
説明する。 〈実施例１〉図１は、本発明の原理説明を兼ね第１の実
施例となる光学系の概略図を示したものである。図中の
１０は表面に感光膜が形成された基板（Ｓｉウェハ）、
１１ａおよび１１ｂは結像光学系を構成する凹面鏡およ
び凸面鏡、１２および１４は多層膜（反射膜）の周期長
の異なる第１および第２の反射型マスク、１３および１
７は入射角制御用反射鏡、１５および１６はＸ線ビーム
の光路、１９は光源である。入射角制御用反射鏡１３、
１７は、図示のように反射型マスク１２、１４の前方で
ある光源１９側（照明光学系）に配置した。
説明する。 〈実施例１〉図１は、本発明の原理説明を兼ね第１の実
施例となる光学系の概略図を示したものである。図中の
１０は表面に感光膜が形成された基板（Ｓｉウェハ）、
１１ａおよび１１ｂは結像光学系を構成する凹面鏡およ
び凸面鏡、１２および１４は多層膜（反射膜）の周期長
の異なる第１および第２の反射型マスク、１３および１
７は入射角制御用反射鏡、１５および１６はＸ線ビーム
の光路、１９は光源である。入射角制御用反射鏡１３、
１７は、図示のように反射型マスク１２、１４の前方で
ある光源１９側（照明光学系）に配置した。
【００２５】反射型マスク１２は、Ｓｉ基板上にマスク
パターンとして周知のパターン形成法にしたがって予め
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を周期長：６．８０ｎｍ（Ｍｏ／Ｓｉ
各１層が積層された膜厚）、ＭｏとＳｉの膜厚比１：
１、周期（ｎ）４０層対で形成したものであり、Ｘ線ビ
ーム１５の入射角：１５．０゜で照明されている。入射
角制御用反射鏡１３は、溶融石英基板上に金の薄膜をコ
ーティングしたもの、凹面鏡１１ａは溶融石英基板上に
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を積層したもの（周期長６．５６ｎ
ｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対）、凸面
鏡１１ｂも同様に溶融石英基板上にＭｏ／Ｓｉ多層膜を
積層したもの（ただし、周期長６．６８ｎｍ、ＭｏとＳ
ｉの膜厚比１：１、周期４０層対）でそれぞれ構成し
た。
パターンとして周知のパターン形成法にしたがって予め
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を周期長：６．８０ｎｍ（Ｍｏ／Ｓｉ
各１層が積層された膜厚）、ＭｏとＳｉの膜厚比１：
１、周期（ｎ）４０層対で形成したものであり、Ｘ線ビ
ーム１５の入射角：１５．０゜で照明されている。入射
角制御用反射鏡１３は、溶融石英基板上に金の薄膜をコ
ーティングしたもの、凹面鏡１１ａは溶融石英基板上に
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜を積層したもの（周期長６．５６ｎ
ｍ、ＭｏとＳｉの膜厚比１：１、周期４０層対）、凸面
鏡１１ｂも同様に溶融石英基板上にＭｏ／Ｓｉ多層膜を
積層したもの（ただし、周期長６．６８ｎｍ、ＭｏとＳ
ｉの膜厚比１：１、周期４０層対）でそれぞれ構成し
た。
【００２６】なお、反射型マスク１２への入射点と入射
角制御用反射鏡１３の入射点の距離：３００ｍｍ、光源
１９から反射鏡１３への入射角（斜め入射角）：２０ｍ
ｒａｄとした。
角制御用反射鏡１３の入射点の距離：３００ｍｍ、光源
１９から反射鏡１３への入射角（斜め入射角）：２０ｍ
ｒａｄとした。
【００２７】反射型マスクを１２から１４に交換し、反
射型マスク１４の反射波長と結像光学系の反射波長（１
２．８３ｎｍ）とが一致するよう、反射型マスク１４の
位置を１２の位置から矢印方向に０．７５度だけ回転さ
せる。なお、反射型マスク１４の構成は、積層されたＭ
ｏ／Ｓｉ多層膜の周期長を６．７１ｎｍとしたことを除
き、反射型マスク１２と同一である。
射型マスク１４の反射波長と結像光学系の反射波長（１
２．８３ｎｍ）とが一致するよう、反射型マスク１４の
位置を１２の位置から矢印方向に０．７５度だけ回転さ
せる。なお、反射型マスク１４の構成は、積層されたＭ
ｏ／Ｓｉ多層膜の周期長を６．７１ｎｍとしたことを除
き、反射型マスク１２と同一である。
【００２８】これにより反射型マスク１４から基板１０
上に投影されたＸ線ビームの露光強度は最大になる。そ
して入射角制御用反射鏡１３の位置と傾きを反射鏡１７
の位置に変更する。すなわち、入射角制御用反射鏡１３
を入射ビ−ムに平行方向に５６２ｍｍビ−ム上流の反射
鏡１７の位置に移動し、入射角（斜め入射角）を７ｍｒ
ａｄにする。これにより新たに設定された反射型マスク
１４の入射角は１４．２５゜となり、基板１０上での露
光強度が最大となる。そして、反射型マスク１４の入射
角が、１２の位置から矢印方向に０．７５度だけ回転し
て変更したにも拘らず、入射角制御用反射鏡１３の位置
と傾きを反射鏡１７の位置に変更したことによって、結
像光学系に入射するＸ線の位置と方向が、入射角変更前
と同様に一定に保持される。この工程により、反射型マ
スク１４は、マスク１２と特性が異なるにもかかわら
ず、露光強度の低下を避けながら高解像度を維持するこ
とが可能である。この例では、結像光学系の開口数ＮＡ
＝０．０８、波長λ＝１２．８３ｎｍ、定数ｋ1，ｋ2＝
０．５としたことから、解像度Ｒおよび焦点深度ＤＯＦ
は、それぞれ式（１）、（２）からＲ≒０．８μｍ、Ｄ
ＯＦ≒１μｍとなった。従来は焦点深度１μｍを確保す
るには、解像度が０．１μｍであったことからも本発明
が如何に優れているか容易に理解できよう。
上に投影されたＸ線ビームの露光強度は最大になる。そ
して入射角制御用反射鏡１３の位置と傾きを反射鏡１７
の位置に変更する。すなわち、入射角制御用反射鏡１３
を入射ビ−ムに平行方向に５６２ｍｍビ−ム上流の反射
鏡１７の位置に移動し、入射角（斜め入射角）を７ｍｒ
ａｄにする。これにより新たに設定された反射型マスク
１４の入射角は１４．２５゜となり、基板１０上での露
光強度が最大となる。そして、反射型マスク１４の入射
角が、１２の位置から矢印方向に０．７５度だけ回転し
て変更したにも拘らず、入射角制御用反射鏡１３の位置
と傾きを反射鏡１７の位置に変更したことによって、結
像光学系に入射するＸ線の位置と方向が、入射角変更前
と同様に一定に保持される。この工程により、反射型マ
スク１４は、マスク１２と特性が異なるにもかかわら
ず、露光強度の低下を避けながら高解像度を維持するこ
とが可能である。この例では、結像光学系の開口数ＮＡ
＝０．０８、波長λ＝１２．８３ｎｍ、定数ｋ1，ｋ2＝
０．５としたことから、解像度Ｒおよび焦点深度ＤＯＦ
は、それぞれ式（１）、（２）からＲ≒０．８μｍ、Ｄ
ＯＦ≒１μｍとなった。従来は焦点深度１μｍを確保す
るには、解像度が０．１μｍであったことからも本発明
が如何に優れているか容易に理解できよう。
【００２９】〈実施例２〉図２は、本発明の第２の実施
例となる光学系の概略図を示したものである。この例
は、実施例１と基本的に同様の構成をとるが入射角制御
用反射鏡の配置を、照明光学系から結像光学系に移した
点が異なる。すなわち、図中の２２が第１の反射型マス
ク１２に該当するもので、その後ろの結像光学系内に入
射角制御用反射鏡１３を配置した。反射型マスク２２の
反射特性が変化したら（図１の第２の反射型マスク１４
と同一特性とする）、反射波長が結像光学系の反射波長
と同一になるように、反射型マスク２２の位置を矢印方
向の位置２４（第２の反射型マスク１４と同一）に回転
して入射角度を変化させて、基板１０上での露光強度を
最大にする。そして入射角制御用反射鏡１３の位置と傾
きとを実施例１の場合と同様にして１３から１７の位置
に変更し、結像光学系に入射するＸ線の位置と方向を一
定に保持する。なお、光路長の変化は微小であり、結像
性能はほとんど変化しない。この工程により、露光強度
の低下を避けながら高解像度を維持することが可能であ
る。この例では、反射型マスク２２の反射特性が変化し
て反射型マスク２４になったものとして取り扱ったが、
実質的には実施例１と同様に第１および第２の２枚の反
射型マスク１２および１４を準備してそれらを交換した
ものと同じである。解像度および焦点深度についても実
施例１の場合と同様の結果が得られた。
例となる光学系の概略図を示したものである。この例
は、実施例１と基本的に同様の構成をとるが入射角制御
用反射鏡の配置を、照明光学系から結像光学系に移した
点が異なる。すなわち、図中の２２が第１の反射型マス
ク１２に該当するもので、その後ろの結像光学系内に入
射角制御用反射鏡１３を配置した。反射型マスク２２の
反射特性が変化したら（図１の第２の反射型マスク１４
と同一特性とする）、反射波長が結像光学系の反射波長
と同一になるように、反射型マスク２２の位置を矢印方
向の位置２４（第２の反射型マスク１４と同一）に回転
して入射角度を変化させて、基板１０上での露光強度を
最大にする。そして入射角制御用反射鏡１３の位置と傾
きとを実施例１の場合と同様にして１３から１７の位置
に変更し、結像光学系に入射するＸ線の位置と方向を一
定に保持する。なお、光路長の変化は微小であり、結像
性能はほとんど変化しない。この工程により、露光強度
の低下を避けながら高解像度を維持することが可能であ
る。この例では、反射型マスク２２の反射特性が変化し
て反射型マスク２４になったものとして取り扱ったが、
実質的には実施例１と同様に第１および第２の２枚の反
射型マスク１２および１４を準備してそれらを交換した
ものと同じである。解像度および焦点深度についても実
施例１の場合と同様の結果が得られた。
【００３０】〈実施例３〉図３は、本発明の第３の実施
例となる光学系の概略図を示したものである。図示のよ
うに、この例は実施例２と基本的に同様の構成をとる
が、入射角制御用反射鏡１３を２枚の反射鏡１３ａ、１
３ｂで構成した点が異なる。すなわち、図中の３２が実
施例２の反射型マスク２２に該当（実施例１の第１の反
射型マスク１２にも該当）する反射型マスクで、このマ
スクと凸面鏡１１ｂとの間（結像光学系内）に２枚の反
射鏡１３ａ、１３ｂで構成される入射角制御用反射鏡１
３を配設したものである。なお、この入射角制御用反射
鏡１３の構成は、互いに同一の反射特性を有する反射膜
で先の実施例１に示したものと同一である。ただし、反
射鏡１３ａと１３ｂとの配置は、反射型マスクと反射鏡
１３ｂの間の距離を３００ｍｍ、反射鏡１３ｂと反射鏡
１３ａとの間の距離を４０ｍｍとする。この場合の距離
は、光線が反射鏡や反射型マスクに入射する点の間の距
離を指している。反射鏡１３ａと反射鏡１３ｂの反射面
は向い合っており、光線の斜入射角度は１５ｍｍｒａｄ
で等しいものとする。
例となる光学系の概略図を示したものである。図示のよ
うに、この例は実施例２と基本的に同様の構成をとる
が、入射角制御用反射鏡１３を２枚の反射鏡１３ａ、１
３ｂで構成した点が異なる。すなわち、図中の３２が実
施例２の反射型マスク２２に該当（実施例１の第１の反
射型マスク１２にも該当）する反射型マスクで、このマ
スクと凸面鏡１１ｂとの間（結像光学系内）に２枚の反
射鏡１３ａ、１３ｂで構成される入射角制御用反射鏡１
３を配設したものである。なお、この入射角制御用反射
鏡１３の構成は、互いに同一の反射特性を有する反射膜
で先の実施例１に示したものと同一である。ただし、反
射鏡１３ａと１３ｂとの配置は、反射型マスクと反射鏡
１３ｂの間の距離を３００ｍｍ、反射鏡１３ｂと反射鏡
１３ａとの間の距離を４０ｍｍとする。この場合の距離
は、光線が反射鏡や反射型マスクに入射する点の間の距
離を指している。反射鏡１３ａと反射鏡１３ｂの反射面
は向い合っており、光線の斜入射角度は１５ｍｍｒａｄ
で等しいものとする。
【００３１】反射型マスクの反射特性が変化したら、反
射波長が結像光学系の反射波長と同一になるように、反
射型マスクを３２の位置から３４の位置に回転して入射
角度を変化させて、基板１０上での露光強度を最大にす
る。ここでは反射型マスク３４を、第２の反射型マスク
として実施例１の反射型マスク１４と同一の反射特性の
ものとする。そして入射角制御用反射鏡１３を回転によ
り斜入射角度を１５ｍｍｒａｄから１１ｍｍｒａｄに変
更、反射鏡１３ａの位置を反射鏡の表面の法線方向に６
ｍｍ、同様に１３ｂの位置を法線方向と逆に０．１ｍｍ
移動して１７ａ、１７ｂとすることで結像光学系に入射
するＸ線の位置と方向とを一定に保持する。（ただし、
入射角制御用反射鏡の回転中心はマスクから出射したＸ
線が１５のときにＸ線が照射されていた位置）この工程
により、上記実施例１、２と同様に露光強度の低下を避
けながら高解像度を維持することが可能である。
射波長が結像光学系の反射波長と同一になるように、反
射型マスクを３２の位置から３４の位置に回転して入射
角度を変化させて、基板１０上での露光強度を最大にす
る。ここでは反射型マスク３４を、第２の反射型マスク
として実施例１の反射型マスク１４と同一の反射特性の
ものとする。そして入射角制御用反射鏡１３を回転によ
り斜入射角度を１５ｍｍｒａｄから１１ｍｍｒａｄに変
更、反射鏡１３ａの位置を反射鏡の表面の法線方向に６
ｍｍ、同様に１３ｂの位置を法線方向と逆に０．１ｍｍ
移動して１７ａ、１７ｂとすることで結像光学系に入射
するＸ線の位置と方向とを一定に保持する。（ただし、
入射角制御用反射鏡の回転中心はマスクから出射したＸ
線が１５のときにＸ線が照射されていた位置）この工程
により、上記実施例１、２と同様に露光強度の低下を避
けながら高解像度を維持することが可能である。
【００３２】この例では入射角制御用反射鏡１３を２枚
の反射鏡１３ａ、１３ｂで構成しているため、反射鏡１
３へ入射するＸ線ビ−ムの角度の変化を実施例１、２の
半分に抑えることができると云う効果がある。それ故、
実施例１、２の場合よりも反射型マスクの反射特性が大
きく変化するものに対応ができる。
の反射鏡１３ａ、１３ｂで構成しているため、反射鏡１
３へ入射するＸ線ビ−ムの角度の変化を実施例１、２の
半分に抑えることができると云う効果がある。それ故、
実施例１、２の場合よりも反射型マスクの反射特性が大
きく変化するものに対応ができる。
【００３３】〈実施例４〉図４は、本発明の第４の実施
例となる光学系の概略図を示したものである。この例
は、実施例３と基本的に同一の構成をとるが入射角制御
用反射鏡１３の配置を、結像光学系から照明光学系に移
した点が異なる。すなわち、図中の４２が第１の反射型
マスクで、その後ろの照明光学系内に２枚の反射鏡１３
ａ、１３ｂで構成された入射角制御用反射鏡１３を配置
した。反射型マスク４２の反射特性が変化したら、反射
波長が結像光学系の反射波長と同一になるように、反射
型マスク４２を矢印方向に回転して第２の反射型マスク
４４に置き換え入射角度を変化させて、基板上での露光
強度を最大にする。なお、この場合も実施例３の場合と
同様に、第１の反射型マスク４２の反射特性が変化した
状態を第２の反射型マスク４４とし、入射角を変化させ
るときに、反射型マスク４２から４４に交換したものと
する。そして、入射角制御用反射鏡１３の位置と傾きを
１７の位置に変更し、結像光学系に入射するＸ線の位置
と方向を一定に保持する。この工程により、実施例３の
場合と同様に露光強度の低下を避けながら高解像度を維
持することが可能である。
例となる光学系の概略図を示したものである。この例
は、実施例３と基本的に同一の構成をとるが入射角制御
用反射鏡１３の配置を、結像光学系から照明光学系に移
した点が異なる。すなわち、図中の４２が第１の反射型
マスクで、その後ろの照明光学系内に２枚の反射鏡１３
ａ、１３ｂで構成された入射角制御用反射鏡１３を配置
した。反射型マスク４２の反射特性が変化したら、反射
波長が結像光学系の反射波長と同一になるように、反射
型マスク４２を矢印方向に回転して第２の反射型マスク
４４に置き換え入射角度を変化させて、基板上での露光
強度を最大にする。なお、この場合も実施例３の場合と
同様に、第１の反射型マスク４２の反射特性が変化した
状態を第２の反射型マスク４４とし、入射角を変化させ
るときに、反射型マスク４２から４４に交換したものと
する。そして、入射角制御用反射鏡１３の位置と傾きを
１７の位置に変更し、結像光学系に入射するＸ線の位置
と方向を一定に保持する。この工程により、実施例３の
場合と同様に露光強度の低下を避けながら高解像度を維
持することが可能である。
【００３４】〈実施例５〉図５は、本発明の第５の実施
例となる光学系の概略図を示したものである。図示のよ
うに、この例はこれまでの実施例と異なり反射型マスク
を傾けずに固定しておき、その代りに入射角制御用反射
鏡を照明光学系と結像光学系との両方に配設し、これら
１組の入射角制御用反射鏡１３、１３´を移動させるこ
とによって反射型マスクへのＸ線ビームの入射角を変化
させるようにしたものである。すなわち、５２が反射型
マスクで、その前後の光路内に入射角制御用反射鏡１３
および１３´を配置した。この場合は、前述のように反
射型マスク５２を回転させず、反射鏡１３の位置と傾き
とを１７に変更することで反射型マスク５２への入射角
を変更し、基板１０上での露光強度が最大になるように
する。そして反射鏡１３´の位置と傾きとを１７´に変
更し、結像光学系に入射するＸ線の位置と方向とを一定
に保持する。反射鏡１３´は、反射損失の少ない反射膜
であれば何れのものでもよく、ここでは入射角制御用反
射鏡１３や結像光学系の反射鏡１１と同種のものを使用
した。この工程により、露光強度の低下を避けながら高
解像度を維持することが可能である。上記実施例１〜４
と異なり、マスクを回転させる必要が無く、装置の機構
を簡便にすることができるという効果がある。
例となる光学系の概略図を示したものである。図示のよ
うに、この例はこれまでの実施例と異なり反射型マスク
を傾けずに固定しておき、その代りに入射角制御用反射
鏡を照明光学系と結像光学系との両方に配設し、これら
１組の入射角制御用反射鏡１３、１３´を移動させるこ
とによって反射型マスクへのＸ線ビームの入射角を変化
させるようにしたものである。すなわち、５２が反射型
マスクで、その前後の光路内に入射角制御用反射鏡１３
および１３´を配置した。この場合は、前述のように反
射型マスク５２を回転させず、反射鏡１３の位置と傾き
とを１７に変更することで反射型マスク５２への入射角
を変更し、基板１０上での露光強度が最大になるように
する。そして反射鏡１３´の位置と傾きとを１７´に変
更し、結像光学系に入射するＸ線の位置と方向とを一定
に保持する。反射鏡１３´は、反射損失の少ない反射膜
であれば何れのものでもよく、ここでは入射角制御用反
射鏡１３や結像光学系の反射鏡１１と同種のものを使用
した。この工程により、露光強度の低下を避けながら高
解像度を維持することが可能である。上記実施例１〜４
と異なり、マスクを回転させる必要が無く、装置の機構
を簡便にすることができるという効果がある。
【００３５】なお、上記説明では何れも露光波長を１３
ｎｍとしたが、本発明は露光波長数ｎｍ〜数十ｎｍの軟
Ｘ線の領域で適用できる。また、多層反射膜の材料とし
てはＭｏ／Ｓｉに限らずその他、例えば、Ｍｏ／ＢＮ、
Ｍｏ／Ｂ4Ｃ、Ｎｉ／Ｃ、Ｗ／Ｃ等の互いに屈折率の異
なる少なくとも２種類の物質の積層した多層膜で構成し
てもよいことは言うまでもない。
ｎｍとしたが、本発明は露光波長数ｎｍ〜数十ｎｍの軟
Ｘ線の領域で適用できる。また、多層反射膜の材料とし
てはＭｏ／Ｓｉに限らずその他、例えば、Ｍｏ／ＢＮ、
Ｍｏ／Ｂ4Ｃ、Ｎｉ／Ｃ、Ｗ／Ｃ等の互いに屈折率の異
なる少なくとも２種類の物質の積層した多層膜で構成し
てもよいことは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により所期
の目的を達成することができた。すなわち、スル−プッ
トの低下をできるだけ避けながら、異なる反射特性をも
った反射型マスクを使用することが可能であり、深い焦
点深度を維持しつつ、高解像度を達成することができ、
結果としてリソグラフィコスト低減の効果が大きい。
の目的を達成することができた。すなわち、スル−プッ
トの低下をできるだけ避けながら、異なる反射特性をも
った反射型マスクを使用することが可能であり、深い焦
点深度を維持しつつ、高解像度を達成することができ、
結果としてリソグラフィコスト低減の効果が大きい。
【図１】本発明の一実施例（実施例１）となる光学系の
概念図である。
概念図である。
【図２】同じく他の実施例（実施例２）となる光学系の
概念図である。
概念図である。
【図３】同じく他の実施例（実施例３）となる光学系の
概念図である。
概念図である。
【図４】同じく他の実施例（実施例４）となる光学系の
概念図である。
概念図である。
【図５】同じく他の実施例（実施例５）となる光学系の
概念図である。
概念図である。
【図６】従来のＸ線投影露光方法を説明する光学系の概
念図である。
念図である。
【図７】多層膜の周期長と反射率の関係を説明する特性
図である。
図である。
【図８】多層膜の周期長と基板上の露光強度の関係を説
明する特性図である。
明する特性図である。
【図９】多層膜の周期長と反射率の関係を説明する特性
図である。
図である。
【図１０】多層膜の周期長と基板上の露光強度の関係を
説明する特性図である。
説明する特性図である。
１０…基板、 １１…結像光学系の反射鏡、
１１ａ…凹面鏡、１１ｂ…凸面鏡、 １２、
１４、２２、２４、３２、３４、４２、４４、５２…反
射型マスク、 １３、１７…入射角制御用反射鏡、１
３´、１７´…反射鏡、１５、１６…Ｘ線、
１９…光源、６１…Ｘ線、 ６２…反射型
マスク、６３、６４…結像光学系の反射鏡、
６５…基板、６９…光源。
１１ａ…凹面鏡、１１ｂ…凸面鏡、 １２、
１４、２２、２４、３２、３４、４２、４４、５２…反
射型マスク、 １３、１７…入射角制御用反射鏡、１
３´、１７´…反射鏡、１５、１６…Ｘ線、
１９…光源、６１…Ｘ線、 ６２…反射型
マスク、６３、６４…結像光学系の反射鏡、
６５…基板、６９…光源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 (72)発明者 松坂 尚 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 (11)
- 【請求項１】Ｘ線で反射型マスクを照明し、反射鏡で構
成される結像光学系により、前記反射型マスク上のパタ
−ンを基板に転写する投影露光方法において、前記反射
型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入射角を、基板に投影
される露光強度に基づいて変化させる工程と、前記入射
角の変化に拘らず前記結像光学系へ入射するＸ線ビ−ム
の位置と方向とを一定に保持する工程とを有して成る投
影露光方法。 - 【請求項２】Ｘ線で反射型マスクを照明し、反射鏡で構
成される結像光学系により、前記反射型マスク上のパタ
−ンを基板に転写する投影露光方法において、前記反射
型マスクを傾けて前記反射型マスクへ入射するＸ線ビ−
ムの入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて変
化させる工程と、Ｘ線光源と前記反射型マスクとの間お
よび前記反射型マスクと前記結像光学系との間の少なく
とも一方に設けられた入射角制御用の反射鏡の位置と傾
きとを変化させて、前記入射角の変化に拘らず前記結像
光学系へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保
持する工程とを有して成る投影露光方法。 - 【請求項３】上記反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの
入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて変化さ
せる工程と、前記入射角の変化に拘らず上記結像光学系
へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持する
工程とを、Ｘ線光源と前記反射型マスクとの間および前
記反射型マスクと前記結像光学系との間に設けられた入
射角制御用の反射鏡の位置と傾きとを変化させる工程で
構成して成る請求項１記載の投影露光方法。 - 【請求項４】上記反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの
入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて変化さ
せる工程を、基板に投影されるＸ線ビームの最大露光強
度の少なくとも９０％のレベルに達する露光強度に基づ
いて変化させる工程として成る請求項１乃至３何れか記
載の投影露光方法。 - 【請求項５】上記反射型マスクの反射面を構成する多層
膜の反射波長と、上記結像光学系を構成する反射鏡の多
層膜の反射波長とを実質的に同一波長に整合させて成る
請求項１乃至４何れか記載の投影露光方法。 - 【請求項６】Ｘ線を放射する光源と、反射型マスクと、
Ｘ線を反射型マスクに入射させる照明光学系と、反射鏡
で構成され、反射型マスクから反射されるＸ線ビ−ムを
基板に投影する結像光学系とを有して成る投影露光装置
において、前記反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの入
射角を、基板に投影される露光強度に基づいて変化させ
る手段と、前記入射角の変化に拘らず前記結像光学系へ
入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持する手
段とを有して成る投影露光装置。 - 【請求項７】Ｘ線を放射する光源と、反射型マスクと、
Ｘ線を反射型マスクに入射させる照明光学系と、反射鏡
で構成され、反射型マスクから反射されるＸ線ビ−ムを
基板に投影する結像光学系とを有して成る投影露光装置
において、前記反射型マスクを傾けて前記反射型マスク
へ入射するＸ線ビ−ムの入射角を変化させる手段と、前
記光源と前記反射型マスクとの間および前記反射型マス
クと前記結像光学系の第１の反射鏡との間の少なくとも
一方に設けた入射角制御用の反射鏡の位置と傾きとを変
化させて、前記入射角の変化に拘らず前記結像光学系へ
入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持する手
段とを有して成る投影露光装置。 - 【請求項８】上記反射型マスクへ入射するＸ線ビ−ムの
入射角を、基板に投影される露光強度に基づいて変化さ
せる手段と、前記入射角の変化に拘らず上記結像光学系
へ入射するＸ線ビ−ムの位置と方向とを一定に保持する
手段とを、上記光源と前記反射型マスクとの間および前
記反射型マスクと前記結像光学系の第１の反射鏡との間
にそれぞれ設けた入射角制御用の反射鏡の位置と傾きと
を変化させて、前記結像光学系へ入射するＸ線ビ−ムの
位置と方向とを一定に保持する手段で構成して成る請求
項６記載の投影露光装置。 - 【請求項９】上記反射型マスクの反射面と、上記結像光
学系を構成す反射鏡の反射面とをそれぞれ多層膜で構成
すると共に、前記両多層膜の反射波長を実質的に同一波
長に整合させた多層膜で構成して成る請求項６乃至８何
れか記載の投影露光装置。 - 【請求項１０】上記入射角制御用の反射鏡を、複数枚で
構成すると共にそれぞれの反射面を互いに対向して所定
間隔で配設して成る請求項６乃至９何れか記載の投影露
光装置。 - 【請求項１１】上記結像光学系の第１の反射鏡を凸面鏡
で、第２の反射鏡を凹面鏡で構成して成る請求項６乃至
１０何れか記載の投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032544A JPH07244199A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 投影露光方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032544A JPH07244199A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 投影露光方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07244199A true JPH07244199A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12361882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6032544A Pending JPH07244199A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 投影露光方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07244199A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347757A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Asml Netherlands Bv | かすめ入射ミラー、かすめ入射ミラーを含むリソグラフィ装置、かすめ入射ミラーを提供する方法、かすめ入射ミラーのｅｕｖ反射を強化する方法、デバイス製造方法およびそれによって製造したデバイス |
| JP2006237614A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Samsung Electronics Co Ltd | 投影光学系及びこれを適用した極紫外線リソグラフィ装置 |
| JP2008090030A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Japan Atomic Energy Agency | 高効率耐熱性多層膜回折格子 |
| JP2009016424A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Renesas Technology Corp | 反射型露光方法 |
| JP2012142619A (ja) * | 2012-04-11 | 2012-07-26 | Renesas Electronics Corp | 反射型露光方法 |
| JP2012518270A (ja) * | 2009-02-13 | 2012-08-09 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 多層ミラーおよびリソグラフィ装置 |
| US10495976B2 (en) * | 2015-09-03 | 2019-12-03 | Asml Netherlands B.V. | Attenuation apparatus and method |
-
1994
- 1994-03-02 JP JP6032544A patent/JPH07244199A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347757A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Asml Netherlands Bv | かすめ入射ミラー、かすめ入射ミラーを含むリソグラフィ装置、かすめ入射ミラーを提供する方法、かすめ入射ミラーのｅｕｖ反射を強化する方法、デバイス製造方法およびそれによって製造したデバイス |
| JP2006237614A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Samsung Electronics Co Ltd | 投影光学系及びこれを適用した極紫外線リソグラフィ装置 |
| JP2008090030A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Japan Atomic Energy Agency | 高効率耐熱性多層膜回折格子 |
| JP2009016424A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Renesas Technology Corp | 反射型露光方法 |
| JP2012518270A (ja) * | 2009-02-13 | 2012-08-09 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 多層ミラーおよびリソグラフィ装置 |
| US9082521B2 (en) | 2009-02-13 | 2015-07-14 | Asml Netherlands B.V. | EUV multilayer mirror with interlayer and lithographic apparatus using the mirror |
| JP2012142619A (ja) * | 2012-04-11 | 2012-07-26 | Renesas Electronics Corp | 反射型露光方法 |
| US10495976B2 (en) * | 2015-09-03 | 2019-12-03 | Asml Netherlands B.V. | Attenuation apparatus and method |
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