JPH07283116A - X-ray projection aligner - Google Patents

X-ray projection aligner

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JPH07283116A
JPH07283116A JP7353694A JP7353694A JPH07283116A JP H07283116 A JPH07283116 A JP H07283116A JP 7353694 A JP7353694 A JP 7353694A JP 7353694 A JP7353694 A JP 7353694A JP H07283116 A JPH07283116 A JP H07283116A
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projection
mask
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Katsuhiko Murakami
勝彦 村上
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株式会社ニコン
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    • 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
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    • GPHYSICS
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    • G03F7/70Exposure apparatus for microlithography
    • G03F7/70216Systems for imaging mask onto workpiece

Abstract

PURPOSE:To provide an X-ray projection aligner which enables use of a telecentric optical system in both an object side (a mask 4 side) and an image side (a wafer 7 side). CONSTITUTION:This X-ray projection aligner comprises at least an X-ray source 2, an illumination optical system 3 for casting X-ray emitted from the X-ray source 2 on a reflection type mask 4 and a projection imaging optical system 6 which projects and images an image of a pattern formed on the mask 4 on a wafer 7. The device is provided with an X-ray beam splitter 1 which vertically directs main beam of X-ray from the illumination optical system 3 to a surface of the reflection mask 4 and directs main beam of X-ray vertically reflected by the reflection mask 4 to the projection imaging optical system 6 parallel to an optical axis of the optical system 6.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、X線リソグラフィー等に用いられるX線投影露光装置に関するものである。 The present invention relates to relates to X-ray projection exposure apparatus used for X-ray lithography or the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路素子の微細化に伴い、光の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(波長193〜436 In recent years, with miniaturization of semiconductor integrated circuit devices, in order to improve the resolution of an optical system is limited by the diffraction limit of light, conventional ultraviolet (wavelengths from 193 to 436
nm)に代わって、これより波長の短い軟X線(波長5 On behalf nm), than this wavelength shorter soft X-ray (wavelength of 5
〜20nm)を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている。 Projection lithography technology using ~20nm) have been developed. この技術に使用されるX線投影露光装置は図5に示すように、主としてX線源、照明光学系、マスク及びマスクステージ、投影結像光学系、ウェファーステージ等により構成される。 X-ray projection exposure apparatus used in this technique, as shown in FIG. 5 mainly X-ray source, an illumination optical system, the mask and the mask stage, projection imaging optical system constituted by web fur stage like.

【0003】X線の波長域では、透明な物質は存在せず、また物質表面での反射率も非常に低いため、レンズやミラーなどの通常の光学素子が使用できない。 [0003] In the wavelength range of X-ray transparent material is not present, and because much lower reflectance in the material surface, conventional optical elements such as lenses and mirrors is not available. そのため、X線用の光学系は、反射面に斜め方向から入射したX線を全反射を利用して反射させる斜入射ミラーや、多層膜の各界面での反射光の位相を一致させて、干渉効果によって高い反射率を得る多層膜ミラー等により構成されている。 Therefore, optical systems for X-rays, the X-rays incident from an oblique direction to the reflective surface and grazing incidence mirror that reflects utilizing total reflection, to match the phase of light reflected at each interface of the multilayer film, It is constituted by a multilayer film mirror or the like to obtain a high reflectance by the interference effect.

【0004】斜入射ミラーは、100%に近い反射率を得ることも可能であるが、斜入射角(反射面から測った入射角)が10度以下の斜入射でしか使用できない。 [0004] grazing incidence mirror, it is also possible to obtain a reflectivity close to 100% (angle of incidence measured from the reflecting surface) oblique incident angle can not be used only in the following oblique incidence 10 degrees. 多層膜ミラーは、X線を垂直に反射することも可能であるが、100%に近い反射率は得られない。 Multilayer mirror, it is also possible to vertically reflected X-ray, reflectance can not be obtained close to 100%. シリコンのL L of silicon
吸収端(12.3nm)より長波長側で、モリブデンとシリコンからなる多層膜を用いたときに最も高い反射率が得られるが、波長13〜15nmでは、入射角によらず7 In the absorption edge (12.3 nm) long wavelength side, but the highest reflectance can be obtained when using a multilayer film of molybdenum and silicon, in the wavelength 13~15Nm, regardless of the incident angle of 7
0%程度である。 It is about 0%. シリコンのL吸収端よりも短波長側では、垂直入射で30%以上の反射率が得られる多層膜は、開発されていない。 The shorter wavelength side than the L absorption edge of silicon, the multilayer film 30% or more reflectivity at normal incidence is obtained has not been developed.

【0005】X線源には、放射光光源(Synchrotron Ra [0005] X-ray source, synchrotron radiation light source (a Synchrotron Ra
diation Source)またはレーザープラズマX線源等の、 Such diation Source) or laser plasma X-ray source,
強力な軟X線の得られる光源が使用される。 Source obtained powerful soft X-rays are used. 放射光光源は、光速に近い速度で運動する電子が磁場によって進行方向を偏向されるときに、電子軌道の接線方向に放射される電磁波を利用するものである。 Synchrotron radiation light source, when the electrons moving at nearly the speed of light is deflected the traveling direction by a magnetic field, which utilizes electromagnetic waves radiated in the tangential direction of the electron orbit. レーザープラズマX Laser plasma X
線源は、ターゲットに強力なレーザーパルスを照射すると、蒸発したターゲット物質がプラズマ化し、そこからX線を含む電磁波が放射されるものである。 Ray source, is irradiated with a strong laser pulse to the target, the evaporated target material into a plasma, in which the electromagnetic waves including X-rays are emitted therefrom.

【0006】照明光学系は、斜入射ミラー、多層膜ミラー、および所定(所望)波長のX線のみを透過または反射させるフィルター等により構成され、マスク上を所望波長のX線で照明する。 [0006] The illumination optical system is oblique incident mirror is composed of a multilayer mirror, and a predetermined (desired) filter or the like which transmits or reflects only X-ray wavelength and illuminate the mask with X-rays of a desired wavelength. マスクとしては、透過型マスクと反射型マスクとが知られている。 The mask, a transmissive mask and the reflective mask is known. 透過型マスクは、X Transmission type mask, X
線を良く透過する物質からなる薄いメンブレンの上にX X on a thin membrane made of a material which well transmits the line
線を吸収する物質を所定の形状(パターン)に設けることによってパターンを形成したものである。 It is obtained by forming a pattern by providing a material that absorbs line into a predetermined shape (pattern). 一方、反射型マスクは、X線を反射する多層膜上に反射率の低い部分を所定の形状に設けることによってパターンを形成したものである。 On the other hand, the reflective mask is obtained by forming a pattern by providing a lower portion of the reflectance on the multilayer film for reflecting X-rays into a predetermined shape.

【0007】透過型マスクでは、X線の吸収を抑えるために、0.1 μm程度以下の厚さの非常に脆弱なメンブレンを使用しなければならない。 [0007] In a transmission mask, in order to suppress the absorption of X-rays, it must be used very fragile membrane thickness less than about 0.1 [mu] m. そのため、実用的な寸法(100mm以上)のマスクを作製することができない。 Therefore, it is not possible to produce a mask of practical dimensions (more than 100 mm). 一方、反射型マスクは、充分な機械的強度を持つ厚い基板を用いることができる。 On the other hand, the reflective mask can be used a thick substrate having a sufficient mechanical strength. 従って、X線投影露光を実際の半導体製造に適用する際には、反射型マスクが使用される。 Therefore, when applied to an actual semiconductor manufacturing an X-ray projection exposure, the reflective mask is used.

【0008】このようなマスク上に形成されたパターンは、複数の多層膜ミラー等で構成された投影結像光学系により、フォトレジストが塗布されたウェファー上に結像されてフォトレジストに転写される。 [0008] Such a pattern formed on a mask, a plurality of multilayer film projection imaging optical system composed of a mirror or the like, is imaged onto the wafer coated with the photoresist is transferred to the photoresist that. 投影結像光学系は、全て反射系(多層膜ミラー)で構成しなければならない。 Projection imaging optical system must be configured with all reflection system (multilayer mirror). また、多層膜ミラーの反射率があまり高くないので、実用的なスループットを得るためには、ミラーの枚数を極力少なくしなければならない。 Further, the reflectance of the multilayer mirror is not very high, in order to obtain a practical throughput, must minimize the number of mirrors. そのため、広い露光領域全体で収差を補正することは困難である。 Therefore, it is difficult to correct the aberration in the whole wide exposure area.

【0009】そこで、図4に示すようなリングフィールド光学系が考案されている。 [0009] Therefore, there has been devised a ring field optical system shown in FIG. この光学系20は、光軸2 The optical system 20, the optical axis 2
1から所定の距離だけ離れた狭い輪帯状の領域(リングフィールド)22内で収差が補正されている。 Aberrations are corrected in the spaced narrow annular area a predetermined distance from 1 ring field 22. マスク2 Mask 2
3上のリングフィールド22aがウェファー24上のリングフィールド22bへ投影結像される。 3 on the ring field 22a is projected imaged to the ring field 22b on the wafer 24. ウェファー2 Wafer 2
4上の露光領域の大きさは、輪帯の幅方向では0.5 mm The size of the exposure area on the 4, 0.5 mm in the width direction of the annular zone
程度の狭い領域しかとれないが、光学系20が回転対称なので、輪帯に沿った方向では広い範囲を使用できる。 Although not taken only degree narrow region, the optical system 20 is rotationally symmetrical, it can be used a wide range in the direction along the annular zone.

【0010】露光を行う際は、図4に示したように、例えばマスク上で長さ120mm程度の円弧状の露光領域25bを使用し、マスク23とウェファー24を縮小倍率に応じた速度比で同期して走査することによって、3 [0010] When exposure is performed, as shown in FIG. 4, for example using an arcuate exposure region 25b having a length of about 120mm on the mask, at a speed ratio corresponding to the reduction magnification of the mask 23 and wafer 24 by synchronously scanning, 3
0×30mm程度の実用的な寸法の露光領域を確保する。 0 ensure the exposure area × 30 mm about practical dimensions. なお、X線は大気に吸収されて減衰するため、X線の光路は全て所定の真空度に維持されている。 Incidentally, X-rays for damping is absorbed by the atmosphere, the optical path of the X-rays are all maintained at a predetermined degree of vacuum.

【0011】 [0011]

【発明が解決しようとする課題】従来からの投影露光装置の投影結像光学系には、テレセントリックな光学系が使用されている。 The [0007] projection imaging optical system of the projection exposure apparatus of a conventional telecentric optical system is used. テレセントリックな光学系とは、物体面あるいは像面においていずれの点でも主光線が光軸に対して平行な光学系であり、それぞれ、物体側テレセントリック、像側テレセントリックという。 A telecentric optical system, even the principal ray at any point in the object plane or the image plane is parallel to the optical system with respect to the optical axis, respectively, the object-side telecentric, that image-side telecentric. 通常、物体面および像面は光軸に対して垂直なので、これらの主光線はマスクおよびウェファーに対して垂直に入射する。 Usually, since the object plane and the image plane is perpendicular to the optical axis, these principal rays are incident perpendicularly to the mask and wafer.

【0012】従来の紫外線を用いた露光装置では、物体側(マスク側)も像側(ウェファー側)も両方ともテレセントリックな投影光学系が使用されている。 [0012] In the exposure apparatus using the conventional ultraviolet, both also an object side (mask side) of the image side (wafer side) telecentric projection optical system is used. テレセントリックな光学系を用いることの利点は、マスクまたはウェファーが光軸方向に移動しても光学系の倍率が変わらないことと、像面上で分解能が一定であることである。 The advantage of using a telecentric optical system are that the mask or wafer does not change the magnification of the optical system is also moved in the optical axis direction, it is that the resolution is constant on the image plane. これらの特性は、回折限界の結像性能を得ようとするリソグラフィー装置にとっては非常に重要である。 These properties are very important for lithography device to be obtained the imaging performance of the diffraction limit.

【0013】ところが、図5に示すような従来の軟X線投影露光装置においては、像側(ウェファー側)をテレセントリックにすることは可能だが、反射型マスク4を使用するため、マスクへの入射光(およびマスクでの反射光)は、マスク面に対して垂直にすることは不可能であり、物体側(マスク側)をテレセントリックにした光学系を使用できないという重大な問題点があった。 [0013] However, in the conventional soft X-ray projection exposure apparatus as shown in FIG. 5, Although it is possible to image side (wafer side) telecentric, for employing a reflective mask 4, incident on the mask light (and reflected light at the mask) is impossible to perpendicular to the mask surface, there is a serious problem that can not be used an optical system in which the object side (mask side) telecentric.

【0014】このような配置においても、光軸に対して垂直ではなく傾いた物体面を有する投影結像光学系を用いることによって、テレセントリックの条件を満たしながら反射マスクへの入射角を垂直ではなくすることは理論的には可能である。 [0014] In such an arrangement, not perpendicular to the angle of incidence on the reflective mask by the use of the projection imaging optical system, while satisfying the telecentric condition with tilted object plane not perpendicular to the optical axis it is theoretically possible to. しかしながら、物体面は光軸に対して回転対称であるから、光軸に対して傾いた物体面は平面ではない。 However, since the object plane is rotationally symmetric with respect to an optical axis, tilted object plane with respect to the optical axis is not flat. 従って、その場合には、曲率を持ったマスクを使用しなければならないことになり、これは非現実的である。 Therefore, in this case, it would be necessary to use a mask having a curvature, which is unrealistic.

【0015】本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、物体側(マスク側)及び像側(ウェファー側)の両方でテレセントリックな光学系を使用することが可能なX線投影露光装置を提供することを目的とする。 [0015] The present invention has been made in view of such problems, an object side (mask side) and the image side both with possible to use a telecentric optical system which X-rays (wafer side) and to provide a projection exposure apparatus.

【0016】 [0016]

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一に「少なくとも、X線源と、該X線源から発するX線を反射型マスク上に照射する照明光学系と、該マスク上に形成されたパターンの像をウェファー上に投影結像する投影結像光学系とからなるX線投影露光装置において、 A solution for the] Therefore, the present invention is at least "First, the X-ray source, an illumination optical system for irradiating the X-rays emanating from the X-ray source onto the reflective mask, on the mask in X-ray projection exposure apparatus comprising an image of the pattern formed from the projection imaging optical system for projecting image onto a wafer,
前記照明光学系からのX線の主光線を前記反射型マスクの表面に垂直入射させかつ、前記反射型マスクで垂直反射したX線の主光線を前記投影結像光学系へ、該光学系の光軸と平行に入射させるX線ビームスプリッターを設けたことを特徴とするX線投影露光装置(請求項1)」 Wherein and the principal ray of the X-ray from the illumination optical system is perpendicularly incident on the surface of the reflective mask, the principal ray of the vertical reflected X-ray by the reflection type mask to the projection imaging optical system, the optical system X-ray projection exposure apparatus is characterized by providing an X-ray beam splitter which incident parallel to the optical axis (claim 1) "
を提供する。 I will provide a.

【0017】また、本発明は第二に「前記X線ビームスプリッターは、少なくとも、開口部を有する基板と、該開口部を塞ぐように該基板上に形成してなる自立多層膜とからなることを特徴とする請求項1記載のX線投影露光装置(請求項2)」を提供する。 Further, the present invention is "the X-ray beam splitter Secondly, at least, be composed of a substrate having an opening, and independence multilayer film obtained by forming on the substrate so as to cover the opening X-ray projection exposure apparatus according to claim 1, wherein (claim 2) "provides. また、本発明は第三に「前記X線ビームスプリッターの開口部に、前記自立多層膜を支持する梁状の支持部を設けたことを特徴とする請求項2記載のX線投影露光装置(請求項3)」を提供する。 Further, the present invention in the opening of "the X-ray beam splitter Thirdly, X-ray projection exposure apparatus according to claim 2, characterized in that a beam-like support portion supporting the free-standing multilayered film ( providing claim 3). "

【0018】また、本発明は第四に「前記X線ビームスプリッターを、その表面に対して平行な方向へ振動させる振動手段を設けたことを特徴とする請求項1〜3記載のX線投影露光装置(請求項4)」を提供する。 Further, the present invention is the "the X-ray beam splitter Fourth, X-ray projection of claims 1 to 3, wherein in that a vibration means for vibrating in a direction parallel to its surface to provide an exposure apparatus (claim 4). " また、 Also,
本発明は第五に「前記X線ビームスプリッターの破損を検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項1〜 The invention according to claim 1, characterized in that a detecting means for detecting the breakage "of the X-ray beam splitter Fifth
4記載のX線投影露光装置(請求項5)」を提供する。 4 X-ray projection exposure apparatus as claimed provides (claim 5). "

【0019】また、本発明は第六に「複数個のX線ビームスプリッターを収納する収納手段と、前記検知手段により破損が検知されたX線ビームスプリッターを前記収納手段に収納されたX線ビームスプリッターと交換する交換手段とを更に設けたことを特徴とする請求項5記載のX線投影露光装置(請求項6)」を提供する。 [0019] The present invention also housing means and said damaged by sensing means is housed an X-ray beam splitter is detected in said housing means X-ray beam for accommodating a "plurality of X-ray beam splitter Sixth providing X-ray projection exposure apparatus according to claim 5, characterized by providing further and exchange means for exchanging the splitter (the claim 6). " また、 Also,
本発明は第七に「前記X線ビームスプリッターの、使用X線に対する反射率と透過率とを等しく又は略等しくしてなることを特徴とする請求項1〜6記載のX線投影露光装置(請求項7)」を提供する。 The invention of "the X-ray beam splitter Seventh, X-rays projection exposure apparatus according to claim 6, wherein a formed by equal equal or substantially the reflectance and transmittance for use X-ray ( providing claim 7) ".

【0020】 [0020]

【作用】本発明にかかるX線投影露光装置の例を図1及び図2を参照して説明する。 Examples of such X-ray projection exposure apparatus to the present invention will be described with reference to FIGS. 図1及び図2に示す装置では、物体側(マスク側)と像側(ウェファー側)の両方がテレセントリックなリングフィールド投影結像光学系6を用いている。 In the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, both the object side (mask side) and image side (wafer side) is used telecentric ring field projection imaging optical system 6. X線源2から発したX線は、照明光学系3により、その主光線が互いに平行であり、且つ所定寸法の照明領域を照射するのに充分な大きさをもつX線光束に成形される。 X-rays emitted from the X-ray source 2, the illumination optical system 3, its is a principal ray parallel to each other and and molded into X-ray beam of sufficient size to irradiate the illumination area of ​​a predetermined size .

【0021】このX線光束を、まず、X線ビームスプリッター1により反射(図1の場合)又は透過(図2の場合)させてから、反射型マスク4に対して、その主光線(反射光又は透過光)が垂直になるように入射させる。 [0021] The X-ray beam, first, the is reflected (in the case of FIG. 1) or transmission (in the case of FIG. 2) by the X-ray beam splitter 1, the reflection type mask 4, the principal ray (reflected light or transmitted light) is incident to be perpendicular.
反射型マスク4の直前には、円弧状に照明領域を制限するためのスリット9を設けることが好ましい。 Just before the reflective mask 4, it is preferable to provide a slit 9 for limiting the illumination area in an arc shape. 反射型マスク4で垂直に反射したX線光束を、X線ビームスプリッター1により透過(図1の場合)又は反射(図2の場合)させた後、投影結像光学系6へ入射させる。 The X-ray light beam reflected vertically by the reflection type mask 4, after transmission (in the case of FIG. 1) or reflection (in the case of FIG. 2) by the X-ray beam splitter 1, is incident to the projection imaging optical system 6. このとき、投影結像光学系6への互いに平行である入射X線光束の主光線の方向と投影結像光学系6の光軸とを平行にする。 At this time, parallel to the optical axis of the direction of the principal ray of the incident X-ray beam is parallel to the projection imaging optical system 6 projection imaging optical system 6. これで、物体側(マスク側)がテレセントリックな軟X線投影露光装置を構成することができる。 This can be an object side (mask side) constitutes a telecentric soft X-ray projection exposure apparatus.

【0022】ウェファー7は、その表面が投影結像光学系6の光軸に対して垂直になるように設置されており、 The wafer 7 is placed to be perpendicular the surface relative to the optical axis of the projection imaging optical system 6,
像側(ウェファー側)でもテレセントリックな結像が行われる。 Telecentric imaging is performed even the image side (wafer side). 一度に露光できる領域は、例えば幅0.5 mm、 Area can be exposed at a time, for example, a width of 0.5 mm,
長さ30mm程度の円弧状の範囲なので、マスクステージ5とウェファーステージ8とを、投影結像光学系6の縮小倍率に応じた速度比で同期走査(スキャン)しながら露光することによって、30×30mm程度の露光領域を得る。 Since length 30mm approximately arcuate range, the mask stage 5 and the web Fur stage 8, by exposing while synchronously scanning (scanning) at a speed ratio corresponding to the reduction magnification of the projection imaging optical system 6, 30 × obtaining exposure region of about 30 mm.

【0023】この領域を露光したら、ウェファー7の位置をずらして(ステップして)、次の露光を行う。 [0023] After the exposure to this area, by shifting the position of the wafer 7 (in step), do the following exposure. このようなステップ・アンド・スキャン動作を繰り返すことによってウェファー全面を露光する。 Exposing a wafer entire surface by repeating such step-and-scan operation. 本発明にかかるX X according to the present invention
線ビームスプリッターは、少なくとも、開口部を有する基板と、該開口部を塞ぐように該基板上に形成してなる自立多層膜とにより構成することが好ましい(請求項2)。 Line beam splitter, at least, a substrate having an opening portion, it is preferably made by a self-supporting multilayer film obtained by forming on the substrate so as to cover the opening (claim 2). このようなX線ビームスプリッター1の構造の一例を図3に示す(図3aは平面図、図3bは断面図) 充分な機械的強度を持つ基板11に窓部(開口部)12 An example of such X-ray beam splitter 1 having the structure in FIG. 3 (Fig. 3a is a plan view, Figure 3b is a cross-sectional view) window portion in a substrate 11 having a sufficient mechanical strength (opening) 12
を形成し、この開口部12を覆うように自立した多層膜13が形成されている。 Forming a multilayer film 13 is formed which is self-supporting so as to cover the opening 12. 開口部12は、X線が透過および反射する円弧状の領域(図中破線で示す)よりも全体として大きめの長方形に形成してある。 Opening 12 is formed in a large rectangle as a whole than the arc-shaped region X-rays are transmitted and reflected (shown with broken lines in the drawing).

【0024】X線ビームスプリッターの開口部には、自立多層膜を支持する梁状の支持部を設けることが好ましい(請求項3)。 [0024] The opening of the X-ray beam splitter, it is preferable to provide a beam-like support portion for supporting the self-supporting multilayer film (claim 3). 例えば、自立多層膜13の強度が不十分で大きな面積では自立し難い場合には、開口部に設けた梁状の支持部14により、自立多層膜13を補強(支持)することができる。 For example, if the strength of the self-supporting multilayer film 13 is less likely to self is a large area is insufficient, the beam-shaped support portion 14 provided in the opening, the self-supporting multilayer film 13 can be reinforced (support). X線ビームスプリッター1は、 X-ray beam splitter 1,
投影結像光学系6の焦点からずれた位置に設置されるので、このような支持部14があっても、支持部14の影が直接ウェファー7上に転写されることはないが、露光領域の照度ムラの原因となる。 Because it is placed offset from the focal point of the projection imaging optical system 6 position, even if such a support 14, while the shadow of the support portion 14 is never transferred directly onto the wafer 7, the exposed regions cause of the uneven illuminance.

【0025】そこで、X線ビームスプリッターを、その表面に対して平行な方向へ振動させる振動手段を設けることが好ましい(請求項4)。 [0025] Therefore, the X-ray beam splitter, it is preferable to provide a vibration means for vibrating in a direction parallel to its surface (claim 4). 即ち、X線ビームスプリッター1をその表面に平行な面内で、例えば長方形の開口部12の長手方向に振動させることにより、照度ムラを防ぐことができる自立多層膜13は、支持部14により補強されている場合でも、壊れやすいものである。 That reinforced, the X-ray beam splitter 1 in a plane parallel to the surface, by vibrating in the longitudinal direction, for example, rectangular opening 12, self-supporting multilayer film 13 can prevent uneven illuminance is the support 14 even if it is one in which fragile. 即ち、長時間連続して露光を続けると、自立多層膜13が途中で破損する可能性が充分にある。 That is, if continued exposure continuously for a long period, there is sufficient possibility that self-supporting multilayer film 13 is damaged in the middle.

【0026】そこで、前記X線ビームスプリッターの破損を検知する検知手段を設けることが好ましい(請求項5)。 [0026] Therefore, it is preferable to provide a detecting means for detecting failure of the X-ray beam splitter (claim 5). 即ち、X線ビームスプリッター1の破損を検知する手段として例えば、X線検出器を設けることが好ましい。 That is, for example, as means for detecting the breakage of the X-ray beam splitter 1, it is preferable to provide an X-ray detector. X線検出器には、MCP(マイクロチャンネルプレート)、光電子増倍管、X線ダイオード、X線CCDなどを使用することができる。 The X-ray detector, MCP (microchannel plate), photomultiplier tubes, X-ray diode, the X-ray CCD may be used.

【0027】例えば、図1の配置の場合には、照明光学系3からのX線がX線ビームスプリッター1を透過する位置にX線検出器10aを設置しておき、検出されるX [0027] For example, in the case of the arrangement of Figure 1, the illumination X-ray from the optical system 3 is previously installed the X-ray detector 10a in a position to transmit the X-ray beam splitter 1, X is detected
線強度の増加によってX線ビームスプリッター1の破損を検知することができる。 It is possible to detect the breakage of the X-ray beam splitter 1 by an increase in line intensity. あるいは、スリット9上にX Alternatively, X on the slit 9
線検出器10bを設置しておき、検出されるX線強度の低下によってX線ビームスプリッター1の破損を検知することができる。 Leave installing a line detector 10b, by a reduction in X-ray intensity detected can be detected corruption of the X-ray beam splitter 1.

【0028】また、図2の配置の場合には、スリット9 Further, in the case of the arrangement of Figure 2, the slits 9
上にX線検出器10bを設置しておき、検出されるX線強度の増加によってX線ビームスプリッター1の破損を検知することができる。 Leave installed X-ray detector 10b above, by increasing the X-ray intensity detected can be detected corruption of the X-ray beam splitter 1. X線ビームスプリッターの破損を検知する検知手段の他に、複数個のX線ビームスプリッターを収納する収納手段と、前記検知手段により破損が検知されたX線ビームスプリッターを前記収納手段に収納されたX線ビームスプリッターと交換する交換手段とを更に設けることが好ましい(請求項6)。 In addition to the detecting means for detecting the breakage of the X-ray beam splitters, and housing means for housing a plurality of X-ray beam splitter, is housed an X-ray beam splitter corruption is detected by the detection means to the housing means further it is preferable to provide a replacement unit for replacing the X-ray beam splitter (claim 6).

【0029】例えば、前記収納手段に予め複数の予備のX線ビームスプリッターを収納しておく。 [0029] For example, in advance storing an X-ray beam splitter of a plurality of preliminary to said housing means. そして、破損を検出したら直ちに前記交換手段により新品(予備のX Then, immediately said switching means upon detection of a damaged brand new (preliminary X
線ビームスプリッター)と交換する。 To replace the line beam splitter). このような手段を設けることによって、X線ビームスプリッターが万一破損しても運転を停止する必要がなくなり、X線投影露光装置の稼働率を高めることができる。 By providing such means, it is not necessary to stop the operation even X-ray beam splitter is unlikely damaged, it is possible to increase the operating rate of the X-ray projection exposure apparatus.

【0030】ところで、X線ビームスプリッター1にX [0030] By the way, X in the X-ray beam splitter 1
線が入射すると、その一部は反射し一部は透過して、残りは多層膜13に吸収される。 When line incident, some part reflected is transmitted through the remainder is absorbed in the multilayer film 13. 本発明にかかる軟X線投影露光装置(例えば、図1および図2)においては、照明光学系3から出たX線は、投影結像光学系6に至るまでの間に、X線ビームスプリッター1で一回の反射と一回の透過を行う。 In soft X-ray projection exposure apparatus according to the present invention (e.g., FIGS. 1 and 2), X-rays emitted from the illumination optical system 3, until reaching the projection imaging optical system 6, X-ray beam splitter performing single reflection and a single transmission at 1.

【0031】従って、投影結像光学系6へ入射するX線の強度は、多層膜13の反射率をR透過率をTとすると、R×Tに比例する。 [0031] Thus, the intensity of X-rays incident to the projection imaging optical system 6, when the reflectance of the multilayer film 13 to R transmittance is T, is proportional to R × T. R+T+Aは一定なので(Aは多層膜の吸収)、R=Tの時にR×Tは最大となり、投影結像光学系6へ入射するX線の強度は最大になる。 Since R + T + A is constant (A is absorption of the multilayer film), R × T when R = T is maximized, the intensity of X-rays incident to the projection imaging optical system 6 is maximized. 従って、X線ビームスプリッターの、使用X線に対する反射率と透過率とを等しく又は略等しくすることが好ましい(請求項7)。 Thus, the X-ray beam splitter is preferably equal equal or substantially the reflectance and transmittance for use X-ray (claim 7). 多層膜13の積層数を増すと、反射率は増加し、透過率は低下するので、この条件(R=T) Increasing the number of laminated multi-layer film 13, the reflectance increases, since the transmittance decreases, the condition (R = T)
を満たすように、適当な積層数を選択することが好ましい。 To satisfy, it is preferable to select an appropriate number of layers.

【0032】本発明にかかる多層膜としては、例えば、 [0032] multilayer film according to the present invention, for example,
モリブデン/ケイ素、モリブデン/ケイ素化合物、ルテニウム/ケイ素、ルテニウム/ケイ素化合物、ロジウム/ケイ素、ロジウム/ケイ素化合物、等の各組み合わせのうち、いずれか一つの組み合わせで交互に複数回積層したものが好ましい。 Molybdenum / silicon, molybdenum / silicon compound, ruthenium / silicon, ruthenium / silicon compound, rhodium / silicon, rhodium / silicon compounds, among the combinations of the like, is preferably formed by laminating a plurality of times alternately with either one of the combinations. 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。 Hereinafter, a more detailed explanation of the present invention through examples, the present invention is not limited to these examples.

【0033】 [0033]

【実施例】まず、本発明にかかるX線ビームスプリッターの作製方法の例について説明する。 EXAMPLES First, an example of the X-ray beam splitter manufacturing method of the present invention. 図6はX線ビームスプリッターの第1の作製方法を示す図である。 6 is a diagram showing a first manufacturing method of the X-ray beam splitter. まず、 First of all,
両面研磨したシリコンウェファー61の裏面に減圧CV Vacuum CV on the back surface of the silicon wafer 61 side polishing
D(Chemical Vapour Deposition)により、厚さ0.1 μ The D (Chemical Vapour Deposition), thickness 0.1 mu
mのシリコンナイトライド(Si 34 )膜を形成する。 m silicon nitride of (Si 3 N 4) to form a film.

【0034】この上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィーによりレジストをパターニングして、X [0034] The photoresist is applied on this, by patterning the resist by photolithography, X
線ビームスプリッターの窓(開口部)となる部分のレジストを除去する。 Removing the resist portion to be a linear beam splitter of the window (opening). このレジストをマスクとして、シリコンナイトライド膜をCF 4ガスを用いたRIE(Reacti The resist as a mask, RIE of the silicon nitride film using the CF 4 gas (Reacti
ve Ion Etching)によりエッチングして、X線ビームスプリッターの窓(開口部)となる部分が除去されたシリコンナイトライド膜62を形成する(図6a)。 ve Ion Etching) is etched by, forming a silicon nitride film 62 portion that becomes the X-ray beam splitter of the window (opening) is removed (FIG. 6a).

【0035】次に、このシリコンウェファー61の表面に高周波マグネトロンスパタリングにより、モリブデンとシリコン(ケイ素)の多層膜63を形成する(図6 Next, by high-frequency magnetron Spata ring on the surface of the silicon wafer 61, to form a multilayer film 63 of molybdenum and silicon (silicon) (FIG. 6
b)。 b). 多層膜63の周期長と積層数は、X線ビームスプリッターの所望の入射角と反射率、透過率を得られる値に適宜設定する。 Period length and the number of laminated multi-layer film 63, the desired angle of incidence and the reflectivity of the X-ray beam splitters, appropriately set to a value obtained transmittance. 最後に、裏面のシリコンナイトライド膜62をマスクとして、KOH水溶液により、シリコンウェファー61をエッチングして、窓部(開口部)64 Finally, the back surface of the silicon nitride film 62 as a mask, an aqueous KOH solution, the silicon wafer 61 is etched, the window portion (opening) 64
を形成する。 To form. 多層膜を形成している側のシリコンも、このKOH水溶液に侵されるので、多層膜の第1層目(シリコンウェファーに最初に形成する層)はモリブデンとする。 Silicon side forming the multilayer film also, since the corroded in the KOH aqueous solution, the first layer (the layer that initially formed on silicon wafer) of the multilayer film is a molybdenum. シリコンナイトライド膜62の残されていた部分のシリコンウェファー61はエッチングされずに残るので、多層膜63の支持部65が形成される。 Since silicon wafer 61 of the remaining have portions of the silicon nitride film 62 remains without being etched, the supporting portion 65 of the multilayer film 63 is formed. (図6c) 図7はX線ビームスプリッターの第2の作製方法を示す図である。 (Figure 6c) FIG. 7 shows a second method for manufacturing the X-ray beam splitter.

【0036】まず、例えば、シリコンウェファーなどの基板71の表面に、厚さ1μm程度にフォトレジスト7 Firstly, for example, on the surface of the substrate 71, such as a silicon wafer, a photoresist 7 to a thickness of about 1μm
2を塗布する。 2 is coated. この上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより、モリブデンとシリコンの多層膜73を形成する(図7a)。 On this, the high-frequency magnetron sputtering to form a multi-layer film 73 of molybdenum and silicon (FIG. 7a). 多層膜73の周期長と積層数は、X Lamination number and the period length of the multilayer film 73, X
線ビームスプリッターの所望の入射角と、反射率又は透過率が得られる値に適宜設定する。 The desired angle of incidence of the line beam splitter, suitably set to a value at which the reflectance or transmittance is obtained.

【0037】一般にスパッタリングにより形成した薄膜は、圧縮応力を持つことが多いが、ここでは多層膜の内部応力が0に近くなるように成膜条件を調節する。 The thin film generally formed by sputtering, but often have a compressive stress, wherein the adjusting the deposition conditions such that the internal stress of the multilayer film is close to 0. 具体的には、成膜時のガス圧力を通常(例えば5mTorr Specifically, usually a gas pressure during film formation (e.g. 5mTorr
程度)よりもやや高め(例えば、20mTorr程度) The degree) slightly higher than (e.g., about 20 mTorr)
にするか、或いは、成膜時に基板を例えば、100℃程度に加熱することによって内部応力を低減することができる。 Either, or a substrate, for example, at the time of film formation, it is possible to reduce the internal stress by heating at about 100 ° C..

【0038】次に、このようにして表面に多層膜73を形成した基板71を、アセトン等の有機溶剤に浸漬する。 Next, the substrate 71 formed with the multilayer film 73 on the surface this way, is immersed in an organic solvent such as acetone. そうすると、レジスト72は有機溶剤に溶けるので、多層膜73が基板71から剥がれる。 Then, the resist 72 is so soluble in organic solvents, the multilayer film 73 peels off from the substrate 71. この多層膜7 This multi-layer film 7
3(図7b)を掬い取って、予め窓部(開口部)75と支持部76を形成しておいた別の基板74上に接着剤を用いて貼り付けることにより、図7cに示すようなX線ビームスプリッターが完成する。 3 taken scoop (Figure 7b), by adhering with an adhesive on the other substrate 74 was previously formed on the window portion (opening portion) 75 and the supporting portion 76, as shown in Figure 7c X-ray beam splitter is completed.

【0039】次に、このようにして作製したX線ビームスプリッタの特性の例について説明する。 Next, an example of this way the characteristics of the X-ray beam splitter fabricated. 図8は、波長13nm、入射角45度で使用するX線ビームスプリッターの反射率(実線)と透過率(破線)を示す。 Figure 8 shows the wavelength 13 nm, the reflectivity of the X-ray beam splitter for use with an incident angle of 45 degrees (solid line) and transmittance (broken line). 多層膜は、モリブデン層の厚さが3.2 nm、シリコン層の厚さが6.4 nm、積層数は12層対であり、全体の厚さは11 Multilayer film, the thickness of the molybdenum layer is 3.2 nm, is 6.4 nm thickness of the silicon layer, the number of stacked layers is 12 layer pairs, the total thickness of 11
5.2 nmである。 Is 5.2 nm. 反射率は33%、透過率は34%であるので、このX線ビームスプリッターの効率(反射率と透過率の積)は11%である。 Reflectivity 33%, since the transmittance is 34% (the product of reflectance and transmittance) The X-ray beam splitter efficiency is 11%.

【0040】図9は、波長13nm、入射角15度で使用するX線ビームスプリッターの反射率(実線)と透過率(破線)を示す。 [0040] Figure 9 shows the wavelength 13 nm, the reflectivity of the X-ray beam splitter for use with an incident angle 15 degrees (solid line) and transmittance (broken line). 多層膜は、モリブデン層の厚さが2. Multilayer film, the thickness of the molybdenum layer 2.
3nm、シリコン層の厚さが4.6 nm、積層数は13層対であり、全体の厚さは89.7nmである。 3 nm, a thickness of 4.6 nm of the silicon layer, the number of stacked layers is 13 layer pairs, a total thickness of 89.7Nm. 反射率は39 Reflectivity 39
%、透過率は43%であるので、このX線ビームスプリッターの効率(反射率と透過率の積)は17%である。 %, Since the transmittance is 43%, (the product of reflectance and transmittance) The X-ray beam splitter efficiency is 17%.

【0041】図10は、波長13nm、入射角60度で使用するX線ビームスプリッターの反射率(実線)と透過率(破線)を示す。 [0041] FIG. 10 shows the reflectivity of the X-ray beam splitter for use with a wavelength 13 nm, incident angle 60 degrees (solid line) and transmittance (broken line). 多層膜は、モリブデン層の厚さが Multilayer film, the thickness of the molybdenum layer
4.8nm、シリコン層の厚さが9.6 nm、積層数は4層対であり、全体の厚さは57.6nmである。 4.8 nm, thickness of 9.6 nm of the silicon layer, the number of layers is four layers pairs, a total thickness of 57.6Nm. 反射率は41 Reflectivity 41
%、透過率は33%であるので、このX線ビームスプリッターの効率(反射率と透過率の積)は14%である。 %, Since the transmittance is 33%, (the product of reflectance and transmittance) The X-ray beam splitter efficiency is 14%.

【0042】以上三つのX線ビームスプリッターは、非偏光のX線に対して用いられるものであり、レーザープラズマX線源を光源とする場合に使用する。 The above three X-ray beam splitter, which is used for X-ray of the non-polarized, to use when the light source a laser plasma X-ray source. 放射光は直線偏光なので、その場合は若干多層膜の構成が異なる。 Since the emitted light is linearly polarized light, the different configurations of some that case the multilayer film.
図11は、波長13nmのs偏光に対して、入射角45 11, with respect to s-polarized light having a wavelength of 13 nm, incident angle 45
度で使用するX線ビームスプリッターの反射率(実線) Reflectivity of the X-ray beam splitter for use in degrees (solid line)
と透過率(破線)を示す。 Transmittance shows a (broken line). 多層膜は、モリブデン層の厚さが3.2 nm、シリコン層の厚さが6.4 nm、積層数は6層対であり、全体の厚さは57.6nmである。 Multilayer film is 3.2 nm thick molybdenum layer, is 6.4 nm thickness of the silicon layer, the number of layers is six layer pairs, a total thickness of 57.6Nm. 反射率は38%、透過率は44%であるので、このX線ビームスプリッターの効率(反射率と透過率の積)は17%である。 Reflectivity 38%, since the transmittance is 44% (the product of reflectance and transmittance) The X-ray beam splitter efficiency is 17%.

【0043】次に、本発明にかかるX線投影露光装置の実施例について具体的に説明する。 Next, examples of X-ray projection exposure apparatus according to the present invention will be described in detail. 図12は、入射角4 12, the angle of incidence 4
5度のX線ビームスプリッターを用いた本発明にかかるX線投影露光装置の第1実施例である。 The present invention using a 5-degree X-ray beam splitter to a first embodiment of such X-ray projection exposure apparatus. かかる装置は、 Such a device,
不図示の真空チャンバー内に設置されており、所定の真空度の下で動作するものである。 It is placed in a vacuum chamber (not shown), and operates under a predetermined degree of vacuum. X線源2にレーザープラズマX線源を用いた場合には、図8に示した特性のX In the case of using a laser plasma X-ray source to the X-ray source 2, X of the characteristics shown in FIG. 8
線ビームスプリッターを用い、放射光光源を用いた場合には、図11に示した特性のX線ビームスプリッターを用いる。 Using a line beam splitter, when using synchrotron radiation light source, using an X-ray beam splitter characteristics shown in FIG. 11. 後者の場合には、投影結像光学系6の光軸は、 In the latter case, the optical axis of the projection imaging optical system 6,
放射光光源の電子軌道面(通常は水平面)に対して垂直になるよう配置される。 It is arranged so as to be perpendicular to the electron orbital plane of the radiation source (usually a horizontal plane).

【0044】照明光学系3から出たX線は、X線ビームスプリッター1により反射された後マスクステージ5に保持されたマスク4へ垂直に入射する。 [0044] X-ray emitted from the illumination optical system 3 is incident perpendicularly to the mask 4 is held by the mask stage 5 after being reflected by the X-ray beam splitter 1. X線ビームスプリッター1を透過したX線は、X線検出器(検知手段の一例)10aにより、その強度が監視される。 X-rays transmitted through the X-ray beam splitter 1 by 10a (an example of a detection unit) X-ray detector, its intensity is monitored. マスク4 Mask 4
の直前には、露光領域を制限するための円弧状の開口をもったスリット9が設置されている。 Just before the slit 9 is provided having an arcuate opening for limiting the exposure region. このスリット上にもX線検出器(検知手段の一例)10bが設けられており、X線の強度を監視する。 This also on the slit X-ray detector (an example of a detection unit) 10b is provided for monitoring the intensity of the X-ray.

【0045】X線ビームスプリッター1が破損すると、 [0045] When the X-ray beam splitter 1 is damaged,
X線検出器10aの出力は増加し、X線検出器10bの出力は低下するので、破損を直ちに検知することができる。 The output of the X-ray detector 10a increases, the output of the X-ray detector 10b is reduced, it is possible to immediately detect the failure. マスク4で垂直に反射したX線は、再度X線ビームスプリッター1へ入射し、これを透過した後、投影結像光学系6へ入射する。 X-rays reflected perpendicularly by the mask 4 is incident on the X-ray beam splitter 1 again, passes through it and enters the projection imaging optical system 6. 本実施例では、投影結像光学系6 In this embodiment, projection imaging optical system 6
には4枚の非球面形状の反射面からなる光学系を用いた。 Using an optical system consisting of the reflecting surface of the four aspheric in. 各反射面には、X線を反射するためのモリブデンとシリコンからなる多層膜がコーティングされている。 Each reflective surface, a multilayer film composed of molybdenum and silicon for reflecting X-rays is coated.

【0046】この光学系は、物体側(マスク側)と像側(ウェファー側)の両側とも、テレセントリックな光学系である。 [0046] The optical system also both sides of the object side (mask side) and image side (wafer side), a telecentric optical system. この光学系の像側(ウェファー側)開口数は The optical system image side (wafer side) numerical aperture
0.08、縮小倍率は1/4であり、波長13nmにおいて 0.08, demagnification is 1/4, at a wavelength 13nm
0.1 μmの解像力を有する。 With a resolution of 0.1 μm. 投影結像光学系6は、ウェファーステージ8に保持されたウェファー7の表面にマスクパターンの像を形成する。 Projection imaging optical system 6 forms an image of the mask pattern on the surface of the wafer 7 held on the web fur stage 8.

【0047】一度に露光される領域は、幅0.5 mm、長さ30mmの細い円弧状の領域であるので、マスクステージ5とウェファーステージ8を動かして、マスク4とウェファー7とを縮小倍率に応じた速度比で同期走査(スキャン)を行うことにより30mm角の露光領域にマスク4上のパターン全体を転写する。 The region to be exposed at a time, width 0.5 mm, since it is an arc-shaped area lengths 30 mm, by moving the mask stage 5 and the web Fur stage 8, depending on the reduction ratio of the mask 4 and the wafer 7 transferring the entire pattern on the mask 4 in the exposure area of ​​30mm square by performing speed ratio synchronously scanning (scan). ウェファー7上の一つの露光領域を露光した後、ウェファーステージ8 After exposure of one exposure area on the wafer 7, web fur Stage 8
を動かしてウェファー7の位置をずらし(ステップして)、再度次の露光領域をスキャンしてパターンの転写を行う。 The move shifting the position of the wafer 7 (in step), the transfer of the pattern by scanning the next exposure area again.

【0048】このようなステップ・アンド・スキャン動作を繰り返すことによって、直径が8インチから12インチのウェファー7全面へパターンの転写を行う。 [0048] By repeating such step-and-scan operation, it performs the transfer of the pattern 8 inches in diameter to the wafer 7 entire 12 inch. 本実施例のX線投影露光装置には、X線ビームスプリッター1を、その面内で振動させるための振動駆動手段(振動手段の一例)101が設けられており、自立多層膜を補強(支持)する梁(支持部)により露光領域の照度ムラが生じることを防ぐ。 The X-ray projection exposure apparatus of this embodiment, the X-ray beam splitter 1, 101 are provided (one example of the vibration means) vibration driving means for vibrating in the plane, the reinforcing independence multilayer film (support ) by the beam (supporting portion) for preventing the uneven illuminance of the exposure field occurs.

【0049】また、本実施例の露光装置には、予備のX [0049] Further, the exposure apparatus of this embodiment, preliminary X
線ビームスプリッターを20枚収納するX線ビームスプリッター収納部(収納手段の一例)103と、収納部1 And 103 (an example of storing means) X-ray beam splitter housing part for accommodating 20 sheets of line beam splitter, holders 1
03から使用時の位置へX線ビームスプリッターを搬送して交換する搬送手段(交換手段の一例)102が設けられている。 (An example of exchange means) conveying means for exchanging conveys the X-ray beam splitter into the use position from the 03 102 is provided. X線検出器10(10a,10b)によってX線ビームスプリッター1の破損が検知されると、直ちに搬送手段102により破損したX線ビームスプリッター1は、収納部103に納められている予備品と交換される。 X-ray detector 10 (10a, 10b) when the damage to the X-ray beam splitter 1 by is detected, the X-ray beam splitter 1 was broken by the transport means 102 immediately, replaced with spare which are housed in the housing portion 103 It is.

【0050】真空を破ってX線ビームスプリッター1を交換し、再度所定の真空度まで排気する必要がないため、露光装置の運転停止時間を最小限に(数十秒間に) [0050] breaking the vacuum to exchange X-ray beam splitter 1, since it is not necessary to exhaust again to a predetermined degree of vacuum, (a few tens of seconds) minimally the downtime of the exposure apparatus
とどめることができるので、スループットが大幅に向上する。 It is possible to keep the throughput is greatly improved. 図13は、入射角15度のX線ビームスプリッターを用いた本発明にかかるX線投影露光装置の第2実施例である。 Figure 13 is a second embodiment of such X-ray projection exposure apparatus in the present invention using the X-ray beam splitter incident angle 15 degrees. かかる装置は、不図示の真空チャンバー内に設置されており、所定の真空度の下で動作するものである。 Such apparatus is placed in a vacuum chamber (not shown), and operates under a predetermined degree of vacuum.

【0051】X線源2には、レーザープラズマX線源を用いている。 [0051] to the X-ray source 2, are using a laser plasma X-ray source. 照明光学系3から出たX線は、X線ビームスプリッター1により反射された後、マスクステージ5 X-rays emitted from the illumination optical system 3 is reflected by the X-ray beam splitter 1, the mask stage 5
に保持されたマスク4へ垂直に入射する。 Perpendicularly incident on the mask 4 which is held. X線ビームスプリッター1を透過したX線は、X線検出器(検知手段の一例)10aにより、その強度を監視される。 X-rays transmitted through the X-ray beam splitter 1 by 10a (an example of a detection unit) X-ray detector, is monitored its strength. マスク4の直前には露光領域を制限するための円弧状の開口をもったスリット9が設置されている。 Immediately before the mask 4 slits 9 are disposed having an arcuate opening for limiting the exposure region. このスリット上にもX線検出器(検知手段の一例)10bが設けられ、X This also on the slit (one example of a detection unit) X-ray detector 10b is provided, X
線の強度を監視する。 To monitor the strength of the line.

【0052】X線ビームスプリッター1が破損すると、 [0052] When the X-ray beam splitter 1 is damaged,
X線検出器10aの出力は増加し、X線検出器10bの出力は低下するので、破損を直ちに検知することができる。 The output of the X-ray detector 10a increases, the output of the X-ray detector 10b is reduced, it is possible to immediately detect the failure. マスク4で垂直に反射したX線は、再度X線ビームスプリッター1へ入射し、これを透過した後、投影結像光学系6へ入射する。 X-rays reflected perpendicularly by the mask 4 is incident on the X-ray beam splitter 1 again, passes through it and enters the projection imaging optical system 6. 本実施例では、投影結像光学系6 In this embodiment, projection imaging optical system 6
には、2枚の非球面形状の反射面からなる光学系を用いた。 The, using an optical system consisting of the reflecting surface of the two non-spherical shape. 各反射面にはX線を反射するためのモリブデンとシリコンからなる多層膜がコーティングされている。 Each the reflecting surface multilayer film of molybdenum and silicon for reflecting X-rays is coated.

【0053】この光学系は、物体側(マスク側)と像側(ウェファー側)の両側ともテレセントリックな光学系である。 [0053] The optical system is also on both sides of the object side (mask side) and image side (wafer side) telecentric optical system. この光学系の像側(ウェファー側)開口数は0. The optical system image side (wafer side) numerical aperture 0.
08、縮小倍率は1/4であり、波長13nmにおいて0. 08, the reduction ratio is 1/4, 0 at a wavelength 13 nm.
1 μmの解像力を有する。 With a resolution of 1 μm. 投影結像光学系6は、ウェファーステージ8に保持されたウェファー7の表面にマスクパターンの像を形成する。 Projection imaging optical system 6 forms an image of the mask pattern on the surface of the wafer 7 held on the web fur stage 8.

【0054】一度に露光される領域は幅0.5 mm、長さ30mmの細い円弧状の領域であるので、マスク4とウェファー7とを縮小倍率に応じた速度比で同期走査(スキャン)を行うことにより、30mm角の露光領域にマスク4上のパターン全体を転写する。 [0054] the exposure field width 0.5 mm at a time, since it is an arc-shaped area lengths 30 mm, to perform the scanning synchronization (scanning) at a speed ratio corresponding to the reduction magnification of the mask 4 and the wafer 7 Accordingly, to transfer the entire pattern on the mask 4 in the exposure area of ​​30mm square. ウェファー7上の一つの露光領域を露光した後、ウェファーステージ8を動かしてウェファー7の位置をずらし(ステップして)、再度次の露光領域をスキャンしてパターンの転写を行う。 After exposure of one exposure area on the wafer 7, shifting the position of the wafer 7 by moving the web fur stage 8 (in step), the transfer of the pattern by scanning the next exposure area again.

【0055】このようなステップ・アンド・スキャン動作を繰り返すことによって、直径が8インチから12インチのウェファー7の全面へパターンの転写を行う。 [0055] By repeating such step-and-scan operation, it performs the transfer of the pattern to the entire surface of the wafer 7 12 inches to 8 inches in diameter. 本実施例のX線投影露光装置には、X線ビームスプリッター1を、その面内で振動させるための振動駆動手段(振動手段の一例)101が設けられており、自立多層膜を補強(支持)する梁(支持部)により露光領域の照度ムラが生じることを防ぐ。 The X-ray projection exposure apparatus of this embodiment, the X-ray beam splitter 1, 101 are provided (one example of the vibration means) vibration driving means for vibrating in the plane, the reinforcing independence multilayer film (support ) by the beam (supporting portion) for preventing the uneven illuminance of the exposure field occurs.

【0056】また、本実施例の露光装置には、予備のX [0056] Further, the exposure apparatus of this embodiment, preliminary X
線ビームスプリッターを20枚収納するX線ビームスプリッター収納部(収納手段の一例)103と、収納部1 And 103 (an example of storing means) X-ray beam splitter housing part for accommodating 20 sheets of line beam splitter, holders 1
03から使用時の位置へX線ビームスプリッターを搬送して交換する搬送手段(交換手段の一例)102が設けられている。 (An example of exchange means) conveying means for exchanging conveys the X-ray beam splitter into the use position from the 03 102 is provided. X線検出器10(10a,10b)によってX線ビームスプリッター1の破損が検知されると、直ちに搬送手段102により破損したX線ビームスプリッター1は、収納部103に納められている予備品と交換される。 X-ray detector 10 (10a, 10b) when the damage to the X-ray beam splitter 1 by is detected, the X-ray beam splitter 1 was broken by the transport means 102 immediately, replaced with spare which are housed in the housing portion 103 It is.

【0057】真空を破ってX線ビームスプリッター1を交換し、再度所定の真空度まで排気する必要がないため、露光装置の運転停止時間を最小限に(数十秒間に) [0057] breaking the vacuum to exchange X-ray beam splitter 1, since it is not necessary to exhaust again to a predetermined degree of vacuum, (a few tens of seconds) minimally the downtime of the exposure apparatus
とどめることができるので、スループットが大幅に向上する。 It is possible to keep the throughput is greatly improved. 図14は、入射角60度のX線ビームスプリッターを用いた本発明にかかるX線投影露光装置の第3実施例である。 Figure 14 is a third embodiment of such X-ray projection exposure apparatus in the present invention using the X-ray beam splitter incident angle of 60 degrees. かかる装置は、不図示の真空チャンバー内に設置されており、所定の真空度の下で動作するものである。 Such apparatus is placed in a vacuum chamber (not shown), and operates under a predetermined degree of vacuum.

【0058】X線源2には、レーザープラズマX線源を用いている。 [0058] to the X-ray source 2, are using a laser plasma X-ray source. 照明光学系3から出たX線は、X線ビームスプリッター1を透過した後、マスクステージ5に保持されたマスク4へ垂直に入射する。 X-rays emitted from the illumination optical system 3 is transmitted through the X-ray beam splitter 1, incident perpendicularly to the mask 4 is held by the mask stage 5. マスク4の直前には、露光領域を制限するための円弧状の開口をもったスリット9が設置されている。 Just before the mask 4, slits 9 are disposed having an arcuate opening for limiting the exposure region. このスリット上にはX線検出器10bが設けられておりX線の強度を監視する。 The on the slit for monitoring the intensity of the X-ray is provided with X-ray detector 10b.

【0059】X線ビームスプリッター1が破損すると、 [0059] When the X-ray beam splitter 1 is damaged,
X線検出器10bの出力は低下するので、破損を直ちに検知することができる。 Since the output of the X-ray detector 10b is reduced, it is possible to immediately detect the failure. マスク4で垂直に反射したX線は、再度X線ビームスプリッター1へ入射してこれより反射された後、投影結像光学系6へ入射する。 X-rays reflected perpendicularly by the mask 4 is reflected from this by entering the X-ray beam splitter 1 again and enters the projection imaging optical system 6. 本実施例では、投影結像光学系6には2枚の球面形状の反射面で3回反射するオフナー光学系を用いた。 In this embodiment, the projection imaging optical system 6 using the Offner optical system that reflects three times by the reflecting surface of the two spherical shape. 各反射面には、 In each of the reflecting surfaces,
X線を反射するためのモリブデンとシリコンからなる多層膜がコーティングされている。 Multilayer film of molybdenum and silicon for reflecting X-rays is coated.

【0060】この光学系は、物体側(マスク側)と像側(ウェファー側)の両側ともテレセントリックな光学系である。 [0060] The optical system is also on both sides of the object side (mask side) and image side (wafer side) telecentric optical system. この光学系の像側(ウェファー側)開口数は0. The optical system image side (wafer side) numerical aperture 0.
08、縮小倍率は等倍であり、波長13nmにおいて0.1 08, the reduction ratio is equal magnification, 0.1 at a wavelength 13nm
μmの解像力を有する。 With a resolution of μm. 投影結像光学系6の後には、マスクステージ5とウェファーステージ8との干渉を防ぐために、X線ビームを折り曲げるための平面形状の多層膜ミラー141が設置されている。 After projection imaging optical system 6, in order to prevent interference between the mask stage 5 and the web Fur stage 8, the multilayer mirror 141 of the planar shape for bending the X-ray beam is installed.

【0061】投影結像光学系6は、ウェファーステージ8に保持されたウェファー7の表面にマスクパターンの像を形成する。 [0061] projection imaging optical system 6 forms an image of the mask pattern on the surface of the wafer 7 held on the web fur stage 8. 一度に露光される領域は幅0.5 mm、長さ30mmの細い円弧状の領域であるので、マスク4とウェファー7とを同じ速度で同期走査(スキャン)を行うことにより、30mm角の露光領域にマスク4上のパターン全体を転写する。 The exposure field width 0.5 mm at a time, since it is an arc-shaped area lengths 30mm, by performing scanning synchronization (scanning) the mask 4 and the wafer 7 at the same speed, in the exposed areas of the 30mm square transferring the entire pattern on the mask 4.

【0062】ウェファー7上の一つの露光領域を露光した後、ウェファーステージ8を動かしてウェファー7の位置をずらし(ステップして)、再度次の露光領域をスキャンしてパターンの転写を行う。 [0062] After exposure of one exposure area on the wafer 7, shifting the position of the wafer 7 by moving the web fur stage 8 (in step), the transfer of the pattern to scan again next exposure area. このようなステップ・アンド・スキャン動作を繰り返すことによって、直径が8インチから12インチのウェファー7の全面へパターンの転写を行う。 By repeating this step-and-scan operation, it performs the transfer of the pattern to the entire surface of the wafer 7 12 inches to 8 inches in diameter.

【0063】本実施例のX線投影露光装置には、X線ビームスプリッター1を、その面内で振動させるための振動駆動手段(振動手段の一例)101が設けられており、自立多層膜を補強(支持)する梁(支持部)により露光領域の照度ムラが生じることを防ぐ。 [0063] the X-ray projection exposure apparatus of this embodiment, the X-ray beam splitter 1, 101 are provided (one example of the vibration means) vibration driving means for vibrating in the plane, the self-supporting multilayer film prevent the uneven illuminance of the exposure field caused by the reinforcing (support) for the beam (supporting part). また、本実施例の露光装置には、予備のX線ビームスプリッターを2 Further, the exposure apparatus of this embodiment, the X-ray beam splitter and 2
0枚収納するX線ビームスプリッター収納部(収納手段の一例)103と、収納部103から使用時の位置へX X-ray beam splitter housing part for 0 Holds and 103 (an example of storing means), X from the storage unit 103 to the use position
線ビームスプリッターを搬送して交換する搬送手段(交換手段の一例)102が設けられている。 102 (an example of exchange means) conveying means for exchanging conveys the line beam splitter is provided.

【0064】X線検出器10によってX線ビームスプリッター1の破損が検知されると、直ちに搬送手段102 [0064] When the damage of the X-ray beam splitter 1 by X-ray detector 10 is detected, immediately transfer means 102
により破損したX線ビームスプリッター1は、収納部1 X-ray beam splitter 1 was damaged by the housing section 1
03に納められている予備品と交換される。 It is replaced with spare parts that have been paid to 03. 真空を破ってX線ビームスプリッター1を交換し、再度所定の真空度まで排気する必要がないため、露光装置の運転停止時間を最小限に(数十秒間に)とどめることができるので、スループットが大幅に向上する。 Breaking the vacuum to exchange X-ray beam splitter 1, since it is not necessary to exhaust again to a predetermined degree of vacuum, since the down time of the exposure apparatus (a few tens of seconds) minimally can keep throughput greatly improved.

【0065】 [0065]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば反射型マスクへのX線の入射角を垂直にすることができるので、 As is evident from the foregoing description, since the incident angle of X-ray to the reflective mask according to the present invention can be perpendicular,
従来のX線投影露光装置では使用できなかった物体側(マスク側)テレセントリックな投影結像光学系を使用することが可能となり、露光装置の結像性能を大幅に向上することができる。 In the conventional X-ray projection exposure apparatus makes it possible to use the object side (mask side) telecentric projection imaging optical system could not be used, the imaging performance of the exposure device can be significantly improved.

【0066】また、本発明にかかるX線ビームスプリッターの反射角度は、任意の値に設定することができるので、露光装置の構成要素(X線源、照明光学系、マスクステージ、投影結像光学系、ウェファーステージなど) [0066] Furthermore, the reflection angle of the X-ray beam splitter according to the present invention, can be set to any value, the components (X-ray source of the exposure apparatus, an illumination optical system, a mask stage, projection imaging optical system, such as web fur stage)
の配置の自由度が増し、露光装置全体をコンパクトに設計することができる。 Increases the degree of freedom of arrangement of, it is possible to design a whole exposure apparatus compact.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のX線投影露光装置の一例を示す構成図である。 1 is a block diagram showing an example of X-ray projection exposure apparatus of the present invention.

【図2】本発明のX線投影露光装置の他例を示す構成図である。 2 is a block diagram showing another example of X-ray projection exposure apparatus of the present invention.

【図3】本発明にかかるX線ビームスプリッターの一例を示す概略平面図(a)及び概略断面図(b)である。 It is a schematic plan view showing an example of the X-ray beam splitter according to the present invention; FIG (a) and a schematic cross-sectional view (b).

【図4】リングフィールド光学系の一例を示す概略斜視図である。 Figure 4 is a schematic perspective view showing an example of a ring field optical system.

【図5】従来の軟X線投影露光装置の一例を示す構成図である。 5 is a block diagram showing an example of a conventional soft X-ray projection exposure apparatus.

【図6】本発明にかかるX線ビームスプリッターを作製する方法の一例(第1の製作方法)を説明する概略断面図である。 6 is a schematic cross-sectional views illustrating an example (first manufacturing method) of a method of making an X-ray beam splitter according to the present invention.

【図7】本発明にかかるX線ビームスプリッターを作製する方法の一例(第2の製作方法)を説明する概略断面図である。 7 is a schematic sectional view illustrating an example (second manufacturing method) of a method of making an X-ray beam splitter according to the present invention.

【図8】実施例に用いられる第1のX線ビームスプリッターの反射透過特性図である。 8 is a reflection and transmission characteristic diagram of a first X-ray beam splitter used in the examples.

【図9】実施例に用いられる第2のX線ビームスプリッターの反射透過特性図である。 9 is a reflection and transmission characteristic diagram of a second X-ray beam splitter used in the examples.

【図10】実施例に用いられる第3のX線ビームスプリッターの反射透過特性図である。 10 is a reflection and transmission characteristic diagram of the third X-ray beam splitter used in the examples.

【図11】実施例に用いられる第4のX線ビームスプリッターの反射透過特性図である。 11 is a reflection and transmission characteristic diagram of a fourth X-ray beam splitter used in the examples.

【図12】本発明にかかるX線投影露光装置の第1実施例を示す構成図である。 12 is a block diagram showing a first embodiment of an X-ray projection exposure apparatus according to the present invention.

【図13】本発明にかかるX線投影露光装置の第2実施例を示す構成図である。 13 is a block diagram showing a second embodiment of an X-ray projection exposure apparatus according to the present invention.

【図14】本発明にかかるX線投影露光装置の第3実施例を示す構成図である。 14 is a block diagram showing a third embodiment of an X-ray projection exposure apparatus according to the present invention.

【主要部分の符号の説明】 Description of the main part of the code]

1 X線ビームスプリッター 2 X線源 3 照明光学系 4 反射型マスク 5 マスクステージ 6 投影結像光学系 7 ウェファー 8 ウェファーステージ 9 スリット 10 X線検出器(検知手段の一例) 11 基板 12 窓部(開口部) 13 多層膜 14 支持部 20 リングフィールド光学系 21 光軸 22 リングフィールド 23 マスク 24 ウェファー 25 円弧状の露光領域 61 シリコンウェファー 62 シリコンナイトライド膜 63 多層膜 64 窓部(開口部) 65 支持部 71 シリコンウェファー 72 レジスト層 73 多層膜 74 基板 75 窓部(開口部) 76 支持部 101 X線ビームスプリッター振動駆動手段(振動手段の一例) 102 X線ビームスプリッター搬送手段(交換手段の一例) 103 X線ビームスプリッター収納部 1 X-ray beam splitter 2 X-ray source 3 illuminating optical system 4 reflective mask 5 mask stage 6 projection imaging optical system 7 wafer 8 web fur stage 9 slits 10 X-ray detector (an example of detecting means) 11 substrate 12 window ( opening) 13 multilayer 14 support 20 ring field optical system 21 optical axis 22 ring field 23 mask 24 wafer 25 arc-shaped exposure area 61 silicon wafer 62 silicon nitride film 63 multilayer film 64 window portion (opening) 65 support part 71 silicon wafer 72 resist layer 73 multilayer film 74 substrate 75 window (an example of the replacement unit) (opening) 76 (an example of vibrating means) supporting section 101 X-ray beam splitter vibration driving means 102 X-ray beam splitter conveying means 103 X-ray beam splitter housing unit (収納手段の一例) 以 上 (An example of storing means) than on

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 少なくとも、X線源と、該X線源から発するX線を反射型マスク上に照射する照明光学系と、該マスク上に形成されたパターンの像をウェファー上に投影結像する投影結像光学系とからなるX線投影露光装置において、 前記照明光学系からのX線の主光線を前記反射型マスクの表面に垂直入射させかつ、前記反射型マスクで垂直反射したX線の主光線を前記投影結像光学系へ、該光学系の光軸と平行に入射させるX線ビームスプリッターを設けたことを特徴とするX線投影露光装置。 1. A least, the X-ray source and an illumination optical system for irradiating the X-rays emanating from the X-ray source on the reflective mask and, projection imaging an image of a pattern formed on the mask onto the wafer in X-ray projection exposure apparatus comprising a projection imaging optical system for the illumination of the main ray of the X-ray from the optical system is perpendicularly incident on the surface of the reflective mask and, X-rays vertically reflected by the reflection type mask of the chief ray to the projection imaging optical system, X-rays projection exposure apparatus is characterized by providing an X-ray beam splitter which incident parallel to the optical axis of the optical system.
  2. 【請求項2】 前記X線ビームスプリッターは、少なくとも、開口部を有する基板と、該開口部を塞ぐように該基板上に形成してなる自立多層膜とからなることを特徴とする請求項1記載のX線投影露光装置。 Wherein said X-ray beam splitter, at least, claim 1, characterized in that it consists: a substrate having an opening, and independence multilayer film obtained by forming on the substrate so as to cover the opening X-ray projection exposure apparatus according.
  3. 【請求項3】 前記X線ビームスプリッターの開口部に、前記自立多層膜を支持する梁状の支持部を設けたことを特徴とする請求項2記載のX線投影露光装置。 To wherein the opening of the X-ray beam splitter, the self-supporting multilayer film X-ray projection exposure apparatus according to claim 2, characterized in that a beam-like support portion supporting.
  4. 【請求項4】 前記X線ビームスプリッターを、その表面に対して平行な方向へ振動させる振動手段を設けたことを特徴とする請求項1〜3記載のX線投影露光装置。 Wherein said X-ray beam splitters, X-rays projection exposure apparatus of claim 1, wherein in that a vibration means for vibrating in a direction parallel to its surface.
  5. 【請求項5】 前記X線ビームスプリッターの破損を検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項1〜4 5. A method according to claim 1 to 4, characterized in that a detecting means for detecting the breakage of the X-ray beam splitter
    記載のX線投影露光装置。 X-ray projection exposure apparatus according.
  6. 【請求項6】 複数個のX線ビームスプリッターを収納する収納手段と、前記検知手段により破損が検知されたX線ビームスプリッターを前記収納手段に収納されたX 6. A storage means for storing a plurality of X-ray beam splitters, damaged by the detection means is housed an X-ray beam splitter is detected in said housing means X
    線ビームスプリッターと交換する交換手段とを更に設けたことを特徴とする請求項5記載のX線投影露光装置。 X-ray projection exposure apparatus according to claim 5, characterized in that a and exchange means for exchanging the line beam splitter further.
  7. 【請求項7】 前記X線ビームスプリッターの、使用X 7. of the X-ray beam splitter, used X
    線に対する反射率と透過率とを等しく又は略等しくしてなることを特徴とする請求項1〜6記載のX線投影露光装置。 X-ray projection exposure apparatus according to claim 6, wherein the formed by equal or substantially equal to the reflectance and transmittance for the line.
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