JPH08262210A - 光学装置およびこれを有する露光装置 - Google Patents
光学装置およびこれを有する露光装置Info
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- G—PHYSICS
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射鏡を用いた光学装置において、反射鏡の
傷や塵埃汚れ等の欠陥によって露光むらが発生すること
を防止する。 【構成】 反射鏡を弾性振動させることによって露光面
での照度の不均一性の影響を解消する。高い振動数の弾
性振動を利用するので振動と露光開始のタイミングとを
同期させることなく、ミラーの欠陥に伴う露光量むらを
解消できる。
傷や塵埃汚れ等の欠陥によって露光むらが発生すること
を防止する。 【構成】 反射鏡を弾性振動させることによって露光面
での照度の不均一性の影響を解消する。高い振動数の弾
性振動を利用するので振動と露光開始のタイミングとを
同期させることなく、ミラーの欠陥に伴う露光量むらを
解消できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン放射光
などの電磁エネルギビームを利用した分光器、リソグラ
フィ装置、Ｘ線顕微鏡などの光学システム装置などに好
適に用いられる光学装置に関する。
などの電磁エネルギビームを利用した分光器、リソグラ
フィ装置、Ｘ線顕微鏡などの光学システム装置などに好
適に用いられる光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線を用いた露光装置として、シンクロ
トロン放射光用いた照明光学系が提案されている。この
照明光学系においては、露光に有害な影響をもたらす短
波長成分の強度を小さくするため、及び露光領域の拡大
のために反射ミラーが使用される。指向性の高いシンク
ロトロン放射光をミラーに反射させてからマスクに照射
する露光装置では、一般にマスク上の一点に照射される
光は、ミラー上の小さな領域から反射された光である。
トロン放射光用いた照明光学系が提案されている。この
照明光学系においては、露光に有害な影響をもたらす短
波長成分の強度を小さくするため、及び露光領域の拡大
のために反射ミラーが使用される。指向性の高いシンク
ロトロン放射光をミラーに反射させてからマスクに照射
する露光装置では、一般にマスク上の一点に照射される
光は、ミラー上の小さな領域から反射された光である。
【０００３】図１４に従来の露光装置の構成例を示す。
この装置はシンクロトロン放射光光源１、ビームを拡大
する凸面ミラー２、転写パターンが形成されているマス
ク３、レジストが塗布されているウエハ８からなってい
る。
この装置はシンクロトロン放射光光源１、ビームを拡大
する凸面ミラー２、転写パターンが形成されているマス
ク３、レジストが塗布されているウエハ８からなってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ミラー上に
傷等の欠陥や塵埃あるいは汚れ等が付着していると、あ
るいはミラー表面の加工精度が不充分であると、このミ
ラーで反射した放射光が照射されるマスク上で、部分的
に照射強度が低下して露光ムラを生じる要因となる。
傷等の欠陥や塵埃あるいは汚れ等が付着していると、あ
るいはミラー表面の加工精度が不充分であると、このミ
ラーで反射した放射光が照射されるマスク上で、部分的
に照射強度が低下して露光ムラを生じる要因となる。
【０００５】本発明は、上記従来例の課題に鑑みなされ
たものである。すなわち、ミラー等の光学素子を介して
被照射物を照明する露光装置などの光学装置において、
露光ムラの発生を効果的に抑えることができる装置を提
供することを目的とする。
たものである。すなわち、ミラー等の光学素子を介して
被照射物を照明する露光装置などの光学装置において、
露光ムラの発生を効果的に抑えることができる装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の好ましいある形態は、電磁エネルギビームを光学素
子を介して被照射物に導く光学装置において、前記光学
素子に弾性振動を生じせしめる機構を有することを特徴
とするものである。ここで、前記光学素子としては、例
えば電磁エネルギービームを反射する反射鏡である。
明の好ましいある形態は、電磁エネルギビームを光学素
子を介して被照射物に導く光学装置において、前記光学
素子に弾性振動を生じせしめる機構を有することを特徴
とするものである。ここで、前記光学素子としては、例
えば電磁エネルギービームを反射する反射鏡である。
【０００７】すなわち、露光している間に光学素子の反
射面に弾性波を発生させて、反射面の角度あるいは曲率
を微小に変化させる。弾性波が立った反射面で反射した
光の進行方向は反射面の角度あるいは曲率の変化に伴い
周期的に変化する。反射面上の１点で反射した光は被照
射面上の線分状の領域を照明する。逆にマスク上の１点
に照射される光はミラーの面の線分状の領域で反射され
た光が加算されたものになる。このようにミラーを振動
させた場合には、ミラー上の広い領域からの反射光が重
ね合わされるので、仮に反射面に傷や塵埃、あるいは加
工精度などによる反射率むらがあった場合にも、照射さ
れる光の強度は平均化され、照度むらのない均一な露光
が行なわれる。
射面に弾性波を発生させて、反射面の角度あるいは曲率
を微小に変化させる。弾性波が立った反射面で反射した
光の進行方向は反射面の角度あるいは曲率の変化に伴い
周期的に変化する。反射面上の１点で反射した光は被照
射面上の線分状の領域を照明する。逆にマスク上の１点
に照射される光はミラーの面の線分状の領域で反射され
た光が加算されたものになる。このようにミラーを振動
させた場合には、ミラー上の広い領域からの反射光が重
ね合わされるので、仮に反射面に傷や塵埃、あるいは加
工精度などによる反射率むらがあった場合にも、照射さ
れる光の強度は平均化され、照度むらのない均一な露光
が行なわれる。
【０００８】弾性波の種類としては、面内縦振動、面外
横振動、表面弾性波等が適当である。弾性波を励起する
方法としては、圧電素子、電磁コイル、等が適当であ
る。
横振動、表面弾性波等が適当である。弾性波を励起する
方法としては、圧電素子、電磁コイル、等が適当であ
る。
【０００９】本発明では、ミラーの弾性振動を利用する
ので振動の周期を露光時間に比較して十分に短くでき
る。従って露光開始のタイミングを露光毎に一定するこ
とをしなくても、露光量の均一性が保たれる。つまりミ
ラーの加振機構に露光開始時刻の情報を伝達する必要が
ない。
ので振動の周期を露光時間に比較して十分に短くでき
る。従って露光開始のタイミングを露光毎に一定するこ
とをしなくても、露光量の均一性が保たれる。つまりミ
ラーの加振機構に露光開始時刻の情報を伝達する必要が
ない。
【００１０】
＜実施例１＞図１に本発明の第１実施例の構成を示す。
本実施例はシンクロトロン放射光を用いたＸ線露光装置
のための光学装置であり、シンクロトロン放射光源１か
ら発生するシート状のシンクロトロン放射光ビームを凸
面反射ミラー２で拡大し、Ｘ線取り出し窓であるＢｅ窓
を通してマスク３を一括照明する。これによりマスク３
のパターンがウエハ４に露光転写させる。
本実施例はシンクロトロン放射光を用いたＸ線露光装置
のための光学装置であり、シンクロトロン放射光源１か
ら発生するシート状のシンクロトロン放射光ビームを凸
面反射ミラー２で拡大し、Ｘ線取り出し窓であるＢｅ窓
を通してマスク３を一括照明する。これによりマスク３
のパターンがウエハ４に露光転写させる。
【００１１】本実施例では、光源１からミラー２まで、
及びミラー２からマスク３までの距離はそれぞれ５ｍ、
光源１からの光のミラー２に対する入射角は８９°であ
る。
及びミラー２からマスク３までの距離はそれぞれ５ｍ、
光源１からの光のミラー２に対する入射角は８９°であ
る。
【００１２】凸面鏡およびその保持機構の詳細を図２に
示す。凸面鏡は薄い平面の基板７を撓めることで円筒面
状の形状を生成している。平面基板７としてはシリコン
ウエハを長方形に切り出したものを用いる。基板７の大
きさは幅５０ｍｍ、長さ５５０ｍｍ、厚さ１ｍｍであ
り、間隔５００ｍｍの一対の保持機構８で保持する。こ
の一対になった保持機構はシリコン板に対して逆向きの
偶力を与える。偶力の大きさは調整可能なであり、その
大きさを変えることにより反射鏡の曲率を自由に設定す
ることが出来る。反射鏡基板の裏側すなわち光を反射し
ない側の面の中心を外れた位置に永久磁石１０が取り付
けてある。反射鏡の保持機構の永久磁石に対向する位置
にはコイル９が設けてあり、これに交流電流を流すこと
により、反射鏡基板７に面外の曲げ振動を励振する。
示す。凸面鏡は薄い平面の基板７を撓めることで円筒面
状の形状を生成している。平面基板７としてはシリコン
ウエハを長方形に切り出したものを用いる。基板７の大
きさは幅５０ｍｍ、長さ５５０ｍｍ、厚さ１ｍｍであ
り、間隔５００ｍｍの一対の保持機構８で保持する。こ
の一対になった保持機構はシリコン板に対して逆向きの
偶力を与える。偶力の大きさは調整可能なであり、その
大きさを変えることにより反射鏡の曲率を自由に設定す
ることが出来る。反射鏡基板の裏側すなわち光を反射し
ない側の面の中心を外れた位置に永久磁石１０が取り付
けてある。反射鏡の保持機構の永久磁石に対向する位置
にはコイル９が設けてあり、これに交流電流を流すこと
により、反射鏡基板７に面外の曲げ振動を励振する。
【００１３】本実施例では偶力によって予めシリコン板
を曲率半径５０ｍの円筒面状に曲げておき、さらにこの
上に振幅０.０６６ｍｍの２次の曲げ振動を起こさせて
いる。振動周波数は約３.８ｋＨｚである。図３にミラ
ー形状と振動の様子を示す。このとき、ミラーの中心部
分は振動の節になるので、反射面の位置は変わらないで
反射面の角度だけが周期的に変化する。振幅０.０６６
ｍｍのときミラー中心での角度の振幅は０.５ｍｒａｄ
となり、この面で反射した光の進行方向は１ｍｒａｄの
振幅で周期的に変化する。ミラーからマスクまでの距離
が５ｍとすればミラーの上の１点で反射した光はマスク
上の長さ１０ｍｍの線分状の領域を照明することにな
る。
を曲率半径５０ｍの円筒面状に曲げておき、さらにこの
上に振幅０.０６６ｍｍの２次の曲げ振動を起こさせて
いる。振動周波数は約３.８ｋＨｚである。図３にミラ
ー形状と振動の様子を示す。このとき、ミラーの中心部
分は振動の節になるので、反射面の位置は変わらないで
反射面の角度だけが周期的に変化する。振幅０.０６６
ｍｍのときミラー中心での角度の振幅は０.５ｍｒａｄ
となり、この面で反射した光の進行方向は１ｍｒａｄの
振幅で周期的に変化する。ミラーからマスクまでの距離
が５ｍとすればミラーの上の１点で反射した光はマスク
上の長さ１０ｍｍの線分状の領域を照明することにな
る。
【００１４】ミラーが振動していない場合には、ミラー
の長手方向に沿って４.３ｍｍ離れた２点で反射した光
はマスク上の１ｍｍ離れた２点に投影される。従って、
ミラーが上記のような振動をしている場合にはマスク上
の１点に照射される光はミラーの長手方向に沿った長さ
４３ｍｍの線分状の領域で反射された光が加算されたも
のになる。このようにミラーを振動させた場合には、ミ
ラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされるのでミ
ラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあった場合に
もマスクに照射される光の強度は平均化され、照度むら
のない均一な露光が行なわれる。
の長手方向に沿って４.３ｍｍ離れた２点で反射した光
はマスク上の１ｍｍ離れた２点に投影される。従って、
ミラーが上記のような振動をしている場合にはマスク上
の１点に照射される光はミラーの長手方向に沿った長さ
４３ｍｍの線分状の領域で反射された光が加算されたも
のになる。このようにミラーを振動させた場合には、ミ
ラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされるのでミ
ラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあった場合に
もマスクに照射される光の強度は平均化され、照度むら
のない均一な露光が行なわれる。
【００１５】ミラーの中心を外れた位置では、ミラー面
の位置、角度、曲率半径が同時に振動することになる。
しかし反射光のマスク上での照射位置の動きに関しては
ほぼミラー中心部と同ような作用を及ぼす。従ってマス
ク全面にわたって照射される光の強度は平均化され、照
度むらのない均一な露光が行なわれる。
の位置、角度、曲率半径が同時に振動することになる。
しかし反射光のマスク上での照射位置の動きに関しては
ほぼミラー中心部と同ような作用を及ぼす。従ってマス
ク全面にわたって照射される光の強度は平均化され、照
度むらのない均一な露光が行なわれる。
【００１６】振動の周期が露光時間に比較して十分に短
くはないときには、振動の位相と露光開始のタイミング
とが露光毎に一定していなければ露光量の均一性が失わ
れる恐れがある。例えば露光時間が１秒、振動周期が
０.８秒の場合、１回の露光の間にミラーからの反射光
はマスク上で１.２５回往復する。反射光が最も上向き
に向いた時に露光が開始された場合にはマスクの上側の
領域の照度が下側に比べてより多くなり、反射光が最も
下向きに向いた時に露光が開始された場合にはマスクの
下側の領域の照度が下側に比べてより多くなる。
くはないときには、振動の位相と露光開始のタイミング
とが露光毎に一定していなければ露光量の均一性が失わ
れる恐れがある。例えば露光時間が１秒、振動周期が
０.８秒の場合、１回の露光の間にミラーからの反射光
はマスク上で１.２５回往復する。反射光が最も上向き
に向いた時に露光が開始された場合にはマスクの上側の
領域の照度が下側に比べてより多くなり、反射光が最も
下向きに向いた時に露光が開始された場合にはマスクの
下側の領域の照度が下側に比べてより多くなる。
【００１７】本実施例ではミラーの振動周期は約０.０
００２６秒であり、露光時間が１秒程度であれば振動の
周期が露光時間に比較して十分に短いといえるので、露
光開始のタイミングを露光毎に一定することをしなくて
も、露光量の均一性が保たれる。
００２６秒であり、露光時間が１秒程度であれば振動の
周期が露光時間に比較して十分に短いといえるので、露
光開始のタイミングを露光毎に一定することをしなくて
も、露光量の均一性が保たれる。
【００１８】＜実施例２＞図４に本発明の第２実施例の
構成を示す。本実施例はアンジュレータ光源を用いたＸ
線露光装置のための光学装置である。アンジュレータ１
１からのビームを凸面反射鏡１２で拡大し、Ｂｅ窓１５
を通してマスク１３を一括照明して、マスクパターンを
ウエハ１４に露光転写する。
構成を示す。本実施例はアンジュレータ光源を用いたＸ
線露光装置のための光学装置である。アンジュレータ１
１からのビームを凸面反射鏡１２で拡大し、Ｂｅ窓１５
を通してマスク１３を一括照明して、マスクパターンを
ウエハ１４に露光転写する。
【００１９】本実施例では、光源１１からミラー１２ま
での距離は３ｍ、ミラー１２からマスク１３までの距離
は６ｍ、光源１１からの光のミラー１２に対する入射角
は８９.２°である。
での距離は３ｍ、ミラー１２からマスク１３までの距離
は６ｍ、光源１１からの光のミラー１２に対する入射角
は８９.２°である。
【００２０】凸面鏡およびその保持機構の詳細を図５に
示す。凸面鏡は溶融石英基板を円筒面状に研磨し、表面
にスリット状の切り込み１７を入れたものである。その
表面は白金薄膜でコーティングして反射率を向上すると
共にＸ線の照射による石英の損傷を防止してある。円筒
面の曲率半径は１００ｍ、スリット相互の間隔は１.０
５ｍｍ、スリットの幅は０.０５ｍｍ、深さは１０ｍｍ
である。すなわちミラーの表面は厚さ１ｍｍ、長さ１０
ｍｍの片持ち梁の集合と見做される。スリット部分では
Ｘ線が反射されないで光量の損失になるので、スリット
幅はできるだけ狭い方が望ましいが、本実施例の場合に
はその損失の割合は５％以下なので、露光装置の生産性
の低下はほとんど問題とならない程度である。
示す。凸面鏡は溶融石英基板を円筒面状に研磨し、表面
にスリット状の切り込み１７を入れたものである。その
表面は白金薄膜でコーティングして反射率を向上すると
共にＸ線の照射による石英の損傷を防止してある。円筒
面の曲率半径は１００ｍ、スリット相互の間隔は１.０
５ｍｍ、スリットの幅は０.０５ｍｍ、深さは１０ｍｍ
である。すなわちミラーの表面は厚さ１ｍｍ、長さ１０
ｍｍの片持ち梁の集合と見做される。スリット部分では
Ｘ線が反射されないで光量の損失になるので、スリット
幅はできるだけ狭い方が望ましいが、本実施例の場合に
はその損失の割合は５％以下なので、露光装置の生産性
の低下はほとんど問題とならない程度である。
【００２１】反射鏡基板の端面にはピエゾ素子１８が取
り付けてある。これに交流電圧を印加することにより、
反射鏡基板に縦振動を励振する。励振周波数は３３６ｋ
Ｈｚで、ミラー表面の片持ち梁の１次振動の共振周波数
に一致させてある。片持ち梁を共振させることにより、
ミラー基板の縦振動の振幅に比べて片持ち梁の横振動の
振幅は非常に大きなものになる。
り付けてある。これに交流電圧を印加することにより、
反射鏡基板に縦振動を励振する。励振周波数は３３６ｋ
Ｈｚで、ミラー表面の片持ち梁の１次振動の共振周波数
に一致させてある。片持ち梁を共振させることにより、
ミラー基板の縦振動の振幅に比べて片持ち梁の横振動の
振幅は非常に大きなものになる。
【００２２】光源からの光の反射面は片持ち梁の端面で
ある。梁先端の振幅が２μmのとき、この反射面の傾き
の振幅は約０.４ｍｒａｄになり、この面で反射した光
の進行方向は０.８ｍｒａｄの振幅で周期的に変化す
る。ミラーからマスクまでの距離が６ｍなので、ミラー
の上の１点で反射した光はマスク上の長さ９.６ｍｍの
線分状の領域を照明することになる。
ある。梁先端の振幅が２μmのとき、この反射面の傾き
の振幅は約０.４ｍｒａｄになり、この面で反射した光
の進行方向は０.８ｍｒａｄの振幅で周期的に変化す
る。ミラーからマスクまでの距離が６ｍなので、ミラー
の上の１点で反射した光はマスク上の長さ９.６ｍｍの
線分状の領域を照明することになる。
【００２３】上記実施例１の場合と同様の原理により、
マスク上の１点に照射される光はミラーの長手方向に沿
った長さ４３ｍｍの線分状の領域で反射された光が加算
されたものになる。このようにミラーを振動させた場合
には、ミラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされ
るのでミラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあっ
た場合にもマスクに照射される光の強度は平均化され、
照度むらのない均一な露光が行なわれる。
マスク上の１点に照射される光はミラーの長手方向に沿
った長さ４３ｍｍの線分状の領域で反射された光が加算
されたものになる。このようにミラーを振動させた場合
には、ミラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされ
るのでミラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあっ
た場合にもマスクに照射される光の強度は平均化され、
照度むらのない均一な露光が行なわれる。
【００２４】＜実施例３＞図６に本発明の第３実施例の
照明光学系の構成を示す。シンクロトロン放射光源であ
る電子蓄積リング２１で発生したシンクロトロン放射光
は、２枚の反射鏡に２２，２３よって集光、平行化さ
れ、これでマスク２４を照明することによって、マスク
上の吸収体パターンをウエハ２５に転写する。
照明光学系の構成を示す。シンクロトロン放射光源であ
る電子蓄積リング２１で発生したシンクロトロン放射光
は、２枚の反射鏡に２２，２３よって集光、平行化さ
れ、これでマスク２４を照明することによって、マスク
上の吸収体パターンをウエハ２５に転写する。
【００２５】反射鏡２２，２３は多層膜で構成されてい
る。通常の金属等を用いた反射鏡の場合、入射角が９０
°より僅かに小さい場合には高いＸ線反射率が得られる
が、入射角がさらに小さくなると反射率が急激に低下す
る。これに対して、反射鏡表面を多層膜で構成すること
で、より小さな入射角に対しても高い反射率を得ること
ができる。
る。通常の金属等を用いた反射鏡の場合、入射角が９０
°より僅かに小さい場合には高いＸ線反射率が得られる
が、入射角がさらに小さくなると反射率が急激に低下す
る。これに対して、反射鏡表面を多層膜で構成すること
で、より小さな入射角に対しても高い反射率を得ること
ができる。
【００２６】第１の反射鏡２２はＸ方向には凹、Ｙ方向
には凸の曲率を持った鞍型トロイダル形状のミラーであ
る。第２の反射鏡２３はＸ方向には無限大、Ｙ方向には
凹の曲率を持ったシリンドリカル形状のミラーである。
第１のミラー２２でＸ方向に集光されるので、大きな角
度で放射光を取り込むことができる。
には凸の曲率を持った鞍型トロイダル形状のミラーであ
る。第２の反射鏡２３はＸ方向には無限大、Ｙ方向には
凹の曲率を持ったシリンドリカル形状のミラーである。
第１のミラー２２でＸ方向に集光されるので、大きな角
度で放射光を取り込むことができる。
【００２７】本実施例では、発光点２１から第１のミラ
ー２２までの距離は３ｍ、第の１ミラー２２から第２の
ミラー２３までの距離は３ｍ、第２のミラー２３からマ
スク２４までの距離は３ｍ、ミラー２２，２３に対する
光線の主入射角はミラーに対する光線の主入射角はいず
れも８６°である。コリメータとしての合成焦点距離は
水平方向に関しては３ｍ、垂直方向に関しては１００ｍ
である。
ー２２までの距離は３ｍ、第の１ミラー２２から第２の
ミラー２３までの距離は３ｍ、第２のミラー２３からマ
スク２４までの距離は３ｍ、ミラー２２，２３に対する
光線の主入射角はミラーに対する光線の主入射角はいず
れも８６°である。コリメータとしての合成焦点距離は
水平方向に関しては３ｍ、垂直方向に関しては１００ｍ
である。
【００２８】ミラー形状の具体的な数値の例を以下の表
に挙げる。
に挙げる。
【００２９】
【表１】
【００３０】第１のミラー２２及びその保持機構の詳細
を図７に示す。第１の反射鏡基板の両端には櫛型の圧電
素子２６が設けてある。これに高周波電源２７によって
交流電圧を印加することにより、反射鏡基板に表面弾性
波（レイリー波）を励振する。励振周波数は５ＭＨｚで
ある。表面弾性波の波長は約１ｍｍ、振幅は０.１６μm
である。高い周波数の弾性波は固体中での減衰が大きい
ので、ミラーは発熱する。また、光源からの光の吸収に
よってもミラーは発熱する。ミラーの温度が変化すると
反射面の形状が変化し、マスク上の照度が変化する。そ
こで、本実施例ではミラー内部に冷却水の流路１８が設
けて、水冷によってミラーの温度変化を防止して、マス
ク上の照度を均一に保っている。
を図７に示す。第１の反射鏡基板の両端には櫛型の圧電
素子２６が設けてある。これに高周波電源２７によって
交流電圧を印加することにより、反射鏡基板に表面弾性
波（レイリー波）を励振する。励振周波数は５ＭＨｚで
ある。表面弾性波の波長は約１ｍｍ、振幅は０.１６μm
である。高い周波数の弾性波は固体中での減衰が大きい
ので、ミラーは発熱する。また、光源からの光の吸収に
よってもミラーは発熱する。ミラーの温度が変化すると
反射面の形状が変化し、マスク上の照度が変化する。そ
こで、本実施例ではミラー内部に冷却水の流路１８が設
けて、水冷によってミラーの温度変化を防止して、マス
ク上の照度を均一に保っている。
【００３１】第１のミラーの表面弾性波による局部的な
反射面の傾きの振幅は約０.１ｍｒａｄになり、この面
で反射した光の進行方向は０.２ｍｒａｄの振幅で周期
的に変化する。このため、マスク上の１点を照射する光
は、第１のミラーの長手方向に沿った長さ１０ｍｍの線
分状の領域で反射され、また第２のミラーの長手方向に
沿った長さ４０ｍｍ線分状の領域で、反射された光が加
算されたものになる。
反射面の傾きの振幅は約０.１ｍｒａｄになり、この面
で反射した光の進行方向は０.２ｍｒａｄの振幅で周期
的に変化する。このため、マスク上の１点を照射する光
は、第１のミラーの長手方向に沿った長さ１０ｍｍの線
分状の領域で反射され、また第２のミラーの長手方向に
沿った長さ４０ｍｍ線分状の領域で、反射された光が加
算されたものになる。
【００３２】このようにミラーを弾性振動させた場合に
は、ミラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされる
のでミラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあった
場合にもマスクに照射される光の強度は平均化される。
は、ミラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされる
のでミラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあった
場合にもマスクに照射される光の強度は平均化される。
【００３３】また、振動の周期を露光時間に比べて十分
短くできるので、露光時にミラーの振動と露光開始時刻
との同期をとったりすることなしに照度むらのない均一
な露光が行なわれる。
短くできるので、露光時にミラーの振動と露光開始時刻
との同期をとったりすることなしに照度むらのない均一
な露光が行なわれる。
【００３４】＜実施例４＞図８に本発明の第４実施例の
照明光学系の構成を示す。本実施例では、点状のレーザ
ープラズマＸ線源３１からの発散ビームを回転放物面鏡
で反射し、平行ビームとしてマスクを通してレジストを
露光する。レーザープラズマ光源３１ではパルスレーザ
ービームをレンズ３２で収束し、テープ状の金属ターゲ
ット３３に照射し、軟Ｘ線を発生する。発生した軟Ｘ線
はダイアモンド薄膜のフィルタ３４を透過した後、ミラ
ー３５で反射される。ミラー３５はミラーホルダ３６に
よって保持されている。ミラー３５で反射したＸ線ビー
ムはマスク３７を照射し、マスクのパターンをウエハ３
８に露光転写する。
照明光学系の構成を示す。本実施例では、点状のレーザ
ープラズマＸ線源３１からの発散ビームを回転放物面鏡
で反射し、平行ビームとしてマスクを通してレジストを
露光する。レーザープラズマ光源３１ではパルスレーザ
ービームをレンズ３２で収束し、テープ状の金属ターゲ
ット３３に照射し、軟Ｘ線を発生する。発生した軟Ｘ線
はダイアモンド薄膜のフィルタ３４を透過した後、ミラ
ー３５で反射される。ミラー３５はミラーホルダ３６に
よって保持されている。ミラー３５で反射したＸ線ビー
ムはマスク３７を照射し、マスクのパターンをウエハ３
８に露光転写する。
【００３５】本実施例では、実質的な光源（発光点）で
あるターゲット３３からミラーまでは３ｍ、ミラー３５
からマスク３７までは５ｍ、ミラー中心部での軟Ｘ線の
入射角は８９.５°である。
あるターゲット３３からミラーまでは３ｍ、ミラー３５
からマスク３７までは５ｍ、ミラー中心部での軟Ｘ線の
入射角は８９.５°である。
【００３６】ミラー３５の詳細を図８に示す。ミラーは
ＳｉＣ製で幅５０ｍｍ、長さ４００ｍｍ厚さ５０ｍｍで
ある。長手方向の両端面には圧電素子３９が取り付けて
ある。圧電素子には高周波電源４０が接続されており、
周波数５００ｋＨｚの高周波電圧が印加される。これに
よってミラーには長手方向に進行する縦波が励振され
る。縦波の速度はミラー材の物性値によって決まり、本
実施例では約５０００ｍ／ｓである。従って、縦波の波
長は約１０ｍｍである。
ＳｉＣ製で幅５０ｍｍ、長さ４００ｍｍ厚さ５０ｍｍで
ある。長手方向の両端面には圧電素子３９が取り付けて
ある。圧電素子には高周波電源４０が接続されており、
周波数５００ｋＨｚの高周波電圧が印加される。これに
よってミラーには長手方向に進行する縦波が励振され
る。縦波の速度はミラー材の物性値によって決まり、本
実施例では約５０００ｍ／ｓである。従って、縦波の波
長は約１０ｍｍである。
【００３７】縦波の進行に伴ってミラー反射面には正弦
波状の凹凸が生じる。表面の波の振幅が０.１４μｍの
時、反射面の最大の傾きが８.７μradとなる。マスク上
の１点を照射する光は、このミラーの長手方向に沿った
長さ１０ｍｍの線分状の領域で反射された光が加算され
たものになる。
波状の凹凸が生じる。表面の波の振幅が０.１４μｍの
時、反射面の最大の傾きが８.７μradとなる。マスク上
の１点を照射する光は、このミラーの長手方向に沿った
長さ１０ｍｍの線分状の領域で反射された光が加算され
たものになる。
【００３８】このようにミラーを縦振動させた場合に
は、ミラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされる
のでミラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあった
場合にもマスクに照射される光の強度は平均化される。
は、ミラー上の広い領域からの反射光が重ね合わされる
のでミラー面に傷や塵埃などによる反射率むらがあった
場合にもマスクに照射される光の強度は平均化される。
【００３９】振動の周期が露光時間に比較して十分に短
くはないときには、振動の位相と露光開始のタイミング
とが露光毎に一定していなければ露光量の均一性が失わ
れる恐れがある。例えば露光時間が１秒、振動周期が
０.８秒の場合、１回の露光の間にミラーからの反射光
はマスク上で１.２５回往復する。反射光が最も上向き
に向いた時に露光が開始された場合にはマスクの上側の
領域の照度が下側に比べてより多くなり、反射光が最も
下向きに向いた時に露光が開始された場合にはマスクの
下側の領域の照度が下側に比べてより多くなる。
くはないときには、振動の位相と露光開始のタイミング
とが露光毎に一定していなければ露光量の均一性が失わ
れる恐れがある。例えば露光時間が１秒、振動周期が
０.８秒の場合、１回の露光の間にミラーからの反射光
はマスク上で１.２５回往復する。反射光が最も上向き
に向いた時に露光が開始された場合にはマスクの上側の
領域の照度が下側に比べてより多くなり、反射光が最も
下向きに向いた時に露光が開始された場合にはマスクの
下側の領域の照度が下側に比べてより多くなる。
【００４０】本実施例ではミラーの振動周期は２マイク
ロ秒であり、露光時間が１秒程度であれば振動の周期が
露光時間に比較して十分に短いといえるので、露光開始
のタイミングを露光毎に一定することをしなくても、露
光量の均一性が保たれる。
ロ秒であり、露光時間が１秒程度であれば振動の周期が
露光時間に比較して十分に短いといえるので、露光開始
のタイミングを露光毎に一定することをしなくても、露
光量の均一性が保たれる。
【００４１】＜実施例５＞図１０に本発明の第５実施例
の照明光学系の構成を示す。本実施例では、アンジュレ
ータＸ線源４１からのビームは順次、凸面鏡４２、フラ
イアイミラー４３、振動凹面鏡４４で反射し、反射型マ
スク４５を照明する。フライアイミラー４３は一面に規
則的な微小な凹面を配列したミラーで、通常の光露光装
置の照明系で用いられるフライアイレンズと実質的に同
じ働きをする。すなわちフライアイミラー４３の直後に
多数の２次光源の集合を形成し、その像が振動凹面鏡４
４でマスク４５に結像して照明することになる。照明さ
れた反射型マスク４５の像はシュワルツシルト光学系４
６により縮小され、レジストが塗布されたウエハ４７に
結像しマスクパターンの露光転写が行なわれる。
の照明光学系の構成を示す。本実施例では、アンジュレ
ータＸ線源４１からのビームは順次、凸面鏡４２、フラ
イアイミラー４３、振動凹面鏡４４で反射し、反射型マ
スク４５を照明する。フライアイミラー４３は一面に規
則的な微小な凹面を配列したミラーで、通常の光露光装
置の照明系で用いられるフライアイレンズと実質的に同
じ働きをする。すなわちフライアイミラー４３の直後に
多数の２次光源の集合を形成し、その像が振動凹面鏡４
４でマスク４５に結像して照明することになる。照明さ
れた反射型マスク４５の像はシュワルツシルト光学系４
６により縮小され、レジストが塗布されたウエハ４７に
結像しマスクパターンの露光転写が行なわれる。
【００４２】図１１に振動凹面鏡４４の詳細を示す。振
動凹面鏡はＳｉＣ製でミラーホルダ５３に保持されてい
る。反射面４８は回転楕円面に研磨した上に多層膜コー
ティング４９が施してある。多層膜の構成は使用するＸ
線の波長によって最適なものが選ばれる。例えば波長１
３ｎｍのＸ線を用いる場合にはモリブデンとシリコンの
組み合せで厚さ約６．５ｎｍの周期の多層膜が用いられ
る。
動凹面鏡はＳｉＣ製でミラーホルダ５３に保持されてい
る。反射面４８は回転楕円面に研磨した上に多層膜コー
ティング４９が施してある。多層膜の構成は使用するＸ
線の波長によって最適なものが選ばれる。例えば波長１
３ｎｍのＸ線を用いる場合にはモリブデンとシリコンの
組み合せで厚さ約６．５ｎｍの周期の多層膜が用いられ
る。
【００４３】振動凹面鏡には図に示すように深いスリッ
ト５０が切ってある。スリット５０を挾んで磁石５１と
コイル５２が取り付けてあり、コイル５２には交流電流
が流してある。これによってミラーはスリットの上下で
曲げ振動を行う。このため、フライアイミラーによって
できた２次光源の像はマスクの上で往復振動する。
ト５０が切ってある。スリット５０を挾んで磁石５１と
コイル５２が取り付けてあり、コイル５２には交流電流
が流してある。これによってミラーはスリットの上下で
曲げ振動を行う。このため、フライアイミラーによって
できた２次光源の像はマスクの上で往復振動する。
【００４４】このようにミラーを振動させた場合には、
反射型マスク上の１点を照明する光は２次光源の像が重
ね合わされるので、ミラー面に傷や塵埃などによる反射
率むらがあった場合にもマスクに照射される光の強度は
平均化される。
反射型マスク上の１点を照明する光は２次光源の像が重
ね合わされるので、ミラー面に傷や塵埃などによる反射
率むらがあった場合にもマスクに照射される光の強度は
平均化される。
【００４５】以上説明してきた各実施例によれば、ミラ
ーを微小振動させるのに弾性振動を利用するので振動の
周期が露光時間に比較して十分に短くできる。従って露
光開始のタイミングを露光毎に一定することをしなくて
も、露光量の均一性が保たれる。つまりミラーの加振機
構に露光開始時刻の情報を伝達する必要がない。
ーを微小振動させるのに弾性振動を利用するので振動の
周期が露光時間に比較して十分に短くできる。従って露
光開始のタイミングを露光毎に一定することをしなくて
も、露光量の均一性が保たれる。つまりミラーの加振機
構に露光開始時刻の情報を伝達する必要がない。
【００４６】また、照度むらを露光前や露光中に検出器
などを用いて測定する必要がなく、１個から数個以内の
加振装置を用いるだけの単純な構成により照度むらが解
消できる。
などを用いて測定する必要がなく、１個から数個以内の
加振装置を用いるだけの単純な構成により照度むらが解
消できる。
【００４７】これにより、装置の製造および運転コスト
が低く、高信頼性となる。加えて、ミラーの振動機構に
軸受けや摺動部がないので磨耗や発塵がなく、長寿命の
装置が実現できる。
が低く、高信頼性となる。加えて、ミラーの振動機構に
軸受けや摺動部がないので磨耗や発塵がなく、長寿命の
装置が実現できる。
【００４８】＜実施例６＞次に上記説明した露光装置を
利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図１
２は、微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、
液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン
等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）で
は半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マス
ク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを
製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコ
ン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウ
エハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク
とウエハをもちいて、リソグラフィー技術によってウエ
ハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組立）
は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエ
ハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブ
リ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング
工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検
査）ではステップ５で作成された半導体デバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工
程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステッ
プ７）される。
利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図１
２は、微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、
液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン
等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）で
は半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マス
ク製作）では設計した回路パターンを形成したマスクを
製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコ
ン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウ
エハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスク
とウエハをもちいて、リソグラフィー技術によってウエ
ハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組立）
は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエ
ハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブ
リ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング
工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検
査）ではステップ５で作成された半導体デバイスの動作
確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工
程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステッ
プ７）される。
【００４９】図１３は、上記ウエハプロセスの詳細なフ
ローを示す。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面
を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ強面
に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウ
エハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４
（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布
する。ステップ１６（露光）では、上記説明した露光装
置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行うことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実
施例の製造方法を用いいれば、従来製造が難しかった高
集積度の半導体デバイスを低コストに製造することがで
きる。
ローを示す。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面
を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ強面
に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウ
エハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４
（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布
する。ステップ１６（露光）では、上記説明した露光装
置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行うことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実
施例の製造方法を用いいれば、従来製造が難しかった高
集積度の半導体デバイスを低コストに製造することがで
きる。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、ミラー等の光学素子を
介して被照射物を照明する露光装置などの光学装置にお
いて、露光ムラの発生を効果的に抑えることができる。
介して被照射物を照明する露光装置などの光学装置にお
いて、露光ムラの発生を効果的に抑えることができる。
【図１】第１の実施例を示す図である。
【図２】第１の実施例のミラーの詳細図である。
【図３】第１の実施例のミラーの振動状態を示すグラフ
図である。
図である。
【図４】第２の実施例を示す図である。
【図５】第２の実施例のミラーの詳細図である。
【図６】第３の実施例を示す図である。
【図７】第３の実施例のミラーの詳細図である。
【図８】第４の実施例を示す図である。
【図９】第４の実施例のミラーの詳細図である。
【図１０】第５の実施例を示す図である。
【図１１】第５の実施例のミラーの詳細図である。
【図１２】デバイス製造のフローを示す図である。
【図１３】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。
る。
【図１４】従来例を示す図である。
１ シンクロトロン放射光源 ２ 凸面ミラー ３ マスク ４ ウエハ ５ Ｂｅ窓 ６ シャッタ １１ アンジュレータ光源 １２ 凸面ミラー １３ マスク １４ ウエハ １５ Ｂｅ窓 １６ シャッタ ２１ シンクロトロン放射光源 ２２ 第１ミラー ２３ 第２ミラー ２４ マスク ２５ ウエハ ３１ レーザー ３２ レンズ系 ３３ ターゲット ３４ ダイヤモンド薄膜窓 ３５ ミラー ３６ ミラーホルダ ３７ マスク ３８ ウエハ ４１ アンジュレータ光源 ４２ 凸面ミラー ４３ フライアイミラー ４４ 振動凹面ミラー ４５ 反射型マスク ４６ シュワルツシルト縮小投影光学系 ４７ ウエハ
Claims (12)
- 【請求項１】 電磁エネルギビームを光学素子を介して
被照射物に導く光学装置において、前記光学素子に弾性
振動を生じせしめる機構を有することを特徴とする光学
装置。 - 【請求項２】 前記光学素子は、電磁エネルギービーム
を反射する反射鏡である請求項１記載の光学装置。 - 【請求項３】 前記機構は圧電素子を有する請求項１記
載の光学装置。 - 【請求項４】 前記機構は電磁コイルを有する請求項１
記載の光学装置。 - 【請求項５】 前記反射鏡の弾性振動の振幅を拡大せし
める構造を設けたことを特徴とする請求項１記載の光学
装置。 - 【請求項６】 前記構造はスリット構造である請求項４
記載の光学装置。 - 【請求項７】 前記電磁エネルギビームはシンクロトロ
ン放射源からのシンクロトロン放射光、レーザープラズ
マＸ線源からのＸ線、もしくはアンジュレータＸ線源か
らのＸ線である請求項１乃至６のいずれか記載の光学装
置。 - 【請求項８】 弾性振動が面外横振動である請求項１乃
至６のいずれか記載の光学装置。 - 【請求項９】 弾性振動が面内縦振動である請求項１乃
至６のいずれか記載の光学装置。 - 【請求項１０】 弾性振動が表面弾性波振動である請求
項１乃至６のいずれか記載の光学装置。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれか記載の光
学装置によって、電磁エネルギビームをマスク及びウエ
ハに照射することによってマスクパターンをウエハに露
光転写することを特徴とする露光装置。 - 【請求項１２】 請求項１１の露光装置を用いてデバイ
スを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
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