JPH03202802A - 照明系及びｘ線露光装置 - Google Patents
照明系及びｘ線露光装置Info
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- JPH03202802A JPH03202802A JP1344842A JP34484289A JPH03202802A JP H03202802 A JPH03202802 A JP H03202802A JP 1344842 A JP1344842 A JP 1344842A JP 34484289 A JP34484289 A JP 34484289A JP H03202802 A JPH03202802 A JP H03202802A
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- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0891—Ultraviolet [UV] mirrors
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
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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
- 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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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G—PHYSICS
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- G21K—HANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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- G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
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- G21K—HANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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- G21K2201/061—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements characterised by a multilayer structure
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は放射光、特にはＸ線から真空紫外線と称される
波長２００ｎｍ以下の光に適する拡大用照明光学素子に
関する。
波長２００ｎｍ以下の光に適する拡大用照明光学素子に
関する。
従来、放射光の中でもとりわけＸ線から真空紫外線と称
される波長２００ｎｍ以下の光を拡大投影するためには
凸面形状の固定ミラーを用いる方法や、平面ミラーや凸
面ミラーを揺動させることにより光を拡散させる方法な
どがあった。
される波長２００ｎｍ以下の光を拡大投影するためには
凸面形状の固定ミラーを用いる方法や、平面ミラーや凸
面ミラーを揺動させることにより光を拡散させる方法な
どがあった。
しかし、凸面ミラーを用いた場合には有限の幅をもった
光か入射した際に、入射位置によって入射角か異なるた
めその反射光には波長分布が生しる。また、平面ミラー
を揺動させて用いた場合にも、ミラーの振れ幅によって
光の入射角か雲なるため、凸面ミラーの場合と同様に波
長分布を生じてしまう。
光か入射した際に、入射位置によって入射角か異なるた
めその反射光には波長分布が生しる。また、平面ミラー
を揺動させて用いた場合にも、ミラーの振れ幅によって
光の入射角か雲なるため、凸面ミラーの場合と同様に波
長分布を生じてしまう。
このようなミラーを例えばｘ＆！ｉＩ露光装置に用い、
拡散光によって一括露光をする場合、生じた波長分イ６
はレジスト感度の波長依存性により露光ムラの原因とな
る。
拡散光によって一括露光をする場合、生じた波長分イ６
はレジスト感度の波長依存性により露光ムラの原因とな
る。
本発明の目的は波長分布の少ない拡散光を得ることのて
きる放射光用拡大照明光学素子を提供することにある。
きる放射光用拡大照明光学素子を提供することにある。
〔，５題を解決するためのｆ段〕
転発明は表面研磨された基板しに周期的な多層構造膜か
設けられた反射鏡および該反射鏡を揺動させる揺動機構
を備える放射光用拡大照明光字素ｆ・において、註多層
構造の周期が該基板の水平方向に連続的に変化すること
を特徴とする放射光用拡大照明光字素ｒである。
設けられた反射鏡および該反射鏡を揺動させる揺動機構
を備える放射光用拡大照明光字素ｆ・において、註多層
構造の周期が該基板の水平方向に連続的に変化すること
を特徴とする放射光用拡大照明光字素ｒである。
本究明によれば前記１＝］的は反射鏡として基板上に周
１υ１的かつその周期か基板水を方向に連続的に変化す
る多層構造膜を有するものを用い、この反射鏡を揺動さ
せることによって達成される。
１υ１的かつその周期か基板水を方向に連続的に変化す
る多層構造膜を有するものを用い、この反射鏡を揺動さ
せることによって達成される。
設計の際にはまず放射光の入射角を考慮したトで必要な
照明領域に応じて反射鏡の振れ角を決定し、その後、多
層構造膜の周期の最適化を図る。
照明領域に応じて反射鏡の振れ角を決定し、その後、多
層構造膜の周期の最適化を図る。
反射鏡の基板材料としては、その研磨精度などの観点か
ら石英などが最適であるが、これに限らず炭化ケイ素（
Ｓ ｉ Ｃ）や、各種金属などでもかまわない。
ら石英などが最適であるが、これに限らず炭化ケイ素（
Ｓ ｉ Ｃ）や、各種金属などでもかまわない。
多層構造膜の構成材料としては、対象とする光の波長に
おいて、屈折率の実数部の差が太きく、かつ、互いに屈
折率の虚数部（吸収）の小さな組み合わせとなる材料対
を選択することが好ましい。また、これらの成膜方法と
しては高周波マグネトロンスパッタ法やイオンビームス
パッタ法などが有効であるが、これら以外にも各種スパ
ッタ法、電子ビーム蒸着法、各種化学的気相成長法など
により成膜しても良い。
おいて、屈折率の実数部の差が太きく、かつ、互いに屈
折率の虚数部（吸収）の小さな組み合わせとなる材料対
を選択することが好ましい。また、これらの成膜方法と
しては高周波マグネトロンスパッタ法やイオンビームス
パッタ法などが有効であるが、これら以外にも各種スパ
ッタ法、電子ビーム蒸着法、各種化学的気相成長法など
により成膜しても良い。
また、膜の周期を連続的に変化させるためには成膜時、
基板側に設けたシャッターを時間制御することが一般的
である。即ち、成膜すべき基板上側にシャッターを設け
、このシャッターを膜厚を大きくする側から徐々に連続
的な動きで開放してやる。これを各服毒に繰り返して行
なうことにより、でき上がった膜の周期を連続的に変化
させることができるが、これ以外の方法を用いてもかま
わない。
基板側に設けたシャッターを時間制御することが一般的
である。即ち、成膜すべき基板上側にシャッターを設け
、このシャッターを膜厚を大きくする側から徐々に連続
的な動きで開放してやる。これを各服毒に繰り返して行
なうことにより、でき上がった膜の周期を連続的に変化
させることができるが、これ以外の方法を用いてもかま
わない。
本発明の素子の１例を第１図に示す。この例は、基板の
多層構造膜が設けられた面が平面である反射ｊＪ！４を
有する素子である。基板３の研磨された表面−［に多層
構造膜２が設けられ、かつ多層構造膜の周期が基板水平
方向において連続的に変化している。すなわち、図中、
放射光１の入射側から出射側に向かって前記膜中の各層
の厚さが直線的に増大している。ここでそれぞれの点に
おける川明膜厚は、反射鏡の振れ角によって変化する入
射角をθ８、その時の入射光束断面円特定箇所、例えば
断面中心の位置における周期膜厚をｄとした場合に、ｄ
ｓｉｎｏ８がほぼ一定となるように決定される。
多層構造膜が設けられた面が平面である反射ｊＪ！４を
有する素子である。基板３の研磨された表面−［に多層
構造膜２が設けられ、かつ多層構造膜の周期が基板水平
方向において連続的に変化している。すなわち、図中、
放射光１の入射側から出射側に向かって前記膜中の各層
の厚さが直線的に増大している。ここでそれぞれの点に
おける川明膜厚は、反射鏡の振れ角によって変化する入
射角をθ８、その時の入射光束断面円特定箇所、例えば
断面中心の位置における周期膜厚をｄとした場合に、ｄ
ｓｉｎｏ８がほぼ一定となるように決定される。
この例において揺動機構は第１図に示すような構成から
成り、システムコントロールコンピュータ１λ、８＋１
・２１久置！！、駆動トライバｌＯを通して駆動アクチ
ュエータ９を動作させる。これによってアクチュエータ
可動部８を回転軸１３を中心として円弧を描くように揺
動させ、チャンバー６内の基本ホルダ５上の反射鏡を回
転軸１３中心の円弧揺動させる。７はチャンバ−６内部
と駆動部とをさえぎるためのベローズである。
成り、システムコントロールコンピュータ１λ、８＋１
・２１久置！！、駆動トライバｌＯを通して駆動アクチ
ュエータ９を動作させる。これによってアクチュエータ
可動部８を回転軸１３を中心として円弧を描くように揺
動させ、チャンバー６内の基本ホルダ５上の反射鏡を回
転軸１３中心の円弧揺動させる。７はチャンバ−６内部
と駆動部とをさえぎるためのベローズである。
揺動機構は、反射鏡を揺動させることのできるものであ
れば良く、例えば反射鏡を支持する支持手段と、この支
持手段あるいは反射鏡に接続され、これを動かす駆動手
段を備える。上記の例はコンピュータ制御の機能も備え
た例である。
れば良く、例えば反射鏡を支持する支持手段と、この支
持手段あるいは反射鏡に接続され、これを動かす駆動手
段を備える。上記の例はコンピュータ制御の機能も備え
た例である。
本発明の素子の他の例を第２図に示す。この例では基板
の多層構造膜が設けられた面が２次曲面である反射鏡を
有する素子である。このような素子における揺動機構は
、上述の例のように円弧方向に反射鏡４を動揺させるも
のでも良いしく第１図に示す。）、反射鏡４を直線的に
揺動させるものでも良い（第２図）。駆動手段はこの場
合も上述のもので良い。
の多層構造膜が設けられた面が２次曲面である反射鏡を
有する素子である。このような素子における揺動機構は
、上述の例のように円弧方向に反射鏡４を動揺させるも
のでも良いしく第１図に示す。）、反射鏡４を直線的に
揺動させるものでも良い（第２図）。駆動手段はこの場
合も上述のもので良い。
実施例１および比較例１
表面を平面度λ／２０（λ＝６３２８入）、表面粗さ４
．６入ｒ’ｍｓに超平面研磨した石英基板（サイズ４０
ｘ４０Ｘ１５ｍｍ）に対して、イオンビームスパッタ法
によりルテニウム（Ｒｕ）４層とアルミニウム（ＡＩ）
３層を交互に計７層積層させた。各層の膜厚は基板の端
から端までの間で、ルテニウムに関しては１７．２λか
ら５１゜４入、アルミニウムに関しては７．８人がら７
８．９人、それぞれシャッター制御により１次関数的に
連続的に変化させた。ここで、本実施例におけるシャッ
ター制御は基板側に矩形のシャッターを設け、これを基
板水平方向に定速運動させて行なった。
．６入ｒ’ｍｓに超平面研磨した石英基板（サイズ４０
ｘ４０Ｘ１５ｍｍ）に対して、イオンビームスパッタ法
によりルテニウム（Ｒｕ）４層とアルミニウム（ＡＩ）
３層を交互に計７層積層させた。各層の膜厚は基板の端
から端までの間で、ルテニウムに関しては１７．２λか
ら５１゜４入、アルミニウムに関しては７．８人がら７
８．９人、それぞれシャッター制御により１次関数的に
連続的に変化させた。ここで、本実施例におけるシャッ
ター制御は基板側に矩形のシャッターを設け、これを基
板水平方向に定速運動させて行なった。
このようにして得た反射鏡をミラーチャンバー内に設置
し、回転半径１ｍの円弧方向に揺動させて放射光を入射
した。その際、振れ角は±０，８６度とした。振れ角ゼ
ロの時の放射光入射角は４度とした。この反射光を反射
鏡から１層離れた点で測定したところ、反射鏡直前で縦
方向５ｍｍの広がりを持っていた入射光が３０ｍｍに拡
大投影されていた。また、中心波長も照明領域の上端、
下端ともにほぼ９入であり、全域にわたって分布の少な
いことが確認された。照明領域の上端、下端の波長分布
を第３図に示す。
し、回転半径１ｍの円弧方向に揺動させて放射光を入射
した。その際、振れ角は±０，８６度とした。振れ角ゼ
ロの時の放射光入射角は４度とした。この反射光を反射
鏡から１層離れた点で測定したところ、反射鏡直前で縦
方向５ｍｍの広がりを持っていた入射光が３０ｍｍに拡
大投影されていた。また、中心波長も照明領域の上端、
下端ともにほぼ９入であり、全域にわたって分布の少な
いことが確認された。照明領域の上端、下端の波長分布
を第３図に示す。
また、比較のため、波長９大の光に対して最適設計した
多層膜を基板上に一様に成膜して同様の実験を試みた。
多層膜を基板上に一様に成膜して同様の実験を試みた。
基板として前記と同様の石英基板を用い、ルテニウム、
アルミニウムの膜厚はそれぞれ３３６８入、３８．９入
で全面にわたり均にした。また、層数、反射鏡の振れ角
、放射光入射角も前期実験と共通にした。その結果、反
射鏡から１ｍ１ｌねた点における照明領域は３０ｍｍと
変化ないが、その照明領域内上端と下端での中心波長は
それぞれ、１１入、７λとなり、照明領域全域にわたっ
て約４入の波長分布があることがわかった。周期均一の
多層膜を用いた場合の照明領域上端、下端の波長分布を
第４図に示す。
アルミニウムの膜厚はそれぞれ３３６８入、３８．９入
で全面にわたり均にした。また、層数、反射鏡の振れ角
、放射光入射角も前期実験と共通にした。その結果、反
射鏡から１ｍ１ｌねた点における照明領域は３０ｍｍと
変化ないが、その照明領域内上端と下端での中心波長は
それぞれ、１１入、７λとなり、照明領域全域にわたっ
て約４入の波長分布があることがわかった。周期均一の
多層膜を用いた場合の照明領域上端、下端の波長分布を
第４図に示す。
実施例２
基板として面精度λ／１０１表面粗さ５．０入ｒｍｓの
研磨した石英円筒面（サイズ３５０×８０ｘ５０ｍｍ、
Ｒ＝５０ｍ）を用いた。これに対して、高周波マグネト
ロンスパッタ法により、ルテニウム（Ｒｕ）８層とアル
ミニウム（Ａ Ｉ ）７層を交互に計１５層積層させた
。各層の膜厚は基板中心から円弧方向に沿って±３５ｍ
ｍの領域でルテニウムは１５．０人から３５．５λ、ア
ルミニウムは９．５人から１０６．５入、それぞれシャ
ッター制御により連続的に変化させた。
研磨した石英円筒面（サイズ３５０×８０ｘ５０ｍｍ、
Ｒ＝５０ｍ）を用いた。これに対して、高周波マグネト
ロンスパッタ法により、ルテニウム（Ｒｕ）８層とアル
ミニウム（Ａ Ｉ ）７層を交互に計１５層積層させた
。各層の膜厚は基板中心から円弧方向に沿って±３５ｍ
ｍの領域でルテニウムは１５．０人から３５．５λ、ア
ルミニウムは９．５人から１０６．５入、それぞれシャ
ッター制御により連続的に変化させた。
このようににして得た反射鏡をミラーチャンバー内に設
置し、回転半径１ｍの円弧方向に揺動させて放射光を入
射した。その際、反射鏡の振れ角は±０．８６度、振れ
角ゼロの時の反射鏡表面中心部への放射光入射角は５度
とした。
置し、回転半径１ｍの円弧方向に揺動させて放射光を入
射した。その際、反射鏡の振れ角は±０．８６度、振れ
角ゼロの時の反射鏡表面中心部への放射光入射角は５度
とした。
この反射光を反射鏡から１層離れた点で測定したところ
、反射鏡直前で縦方向５ｍｍの広がり幅を特っていた入
射光が９３ｍｍに拡大投影された。また、中心波長も照
明領域の上端、下端とも１、：瞭ぼＩＯＡであり、全域
にわたって波長分布の少ないごとが確認された。
、反射鏡直前で縦方向５ｍｍの広がり幅を特っていた入
射光が９３ｍｍに拡大投影された。また、中心波長も照
明領域の上端、下端とも１、：瞭ぼＩＯＡであり、全域
にわたって波長分布の少ないごとが確認された。
〔発明の効果）
以上説明したように本発明の放射光用拡大照明光学素子
は発散角の小さい放射光を広範囲にわたって拡大照明で
きるばかりでなく、その照射光は波長分布が少ないとい
う特徴をもつ。
は発散角の小さい放射光を広範囲にわたって拡大照明で
きるばかりでなく、その照射光は波長分布が少ないとい
う特徴をもつ。
この素子を例えばＸ線露光機などに用いた場合、レジス
トの分光感度に応じた露光ムラの補正が不要であり、レ
ジストを変えるたびに毎回条件出しをして補正を加える
といった作業が不要となる。また、この素子を用いた場
合、露光領域内で照度か異なっていてもそれに対応して
露光時間を局所的に異ならせることによりウェハ上のレ
ジストへの露光量を均一にすることは不可能であり、既
に提案されている方法を用いることができる（日本電気
、°８８春の応物学会予稿集Ｈａ−に−９）。
トの分光感度に応じた露光ムラの補正が不要であり、レ
ジストを変えるたびに毎回条件出しをして補正を加える
といった作業が不要となる。また、この素子を用いた場
合、露光領域内で照度か異なっていてもそれに対応して
露光時間を局所的に異ならせることによりウェハ上のレ
ジストへの露光量を均一にすることは不可能であり、既
に提案されている方法を用いることができる（日本電気
、°８８春の応物学会予稿集Ｈａ−に−９）。
この場合、照明強度を何らかの方法で測定する必要かあ
るが、この照明強度はレジストの吸収特性（波長依存性
）に対応していなければならない。
るが、この照明強度はレジストの吸収特性（波長依存性
）に対応していなければならない。
また、最近放射線用光学素子の放射線損傷が問題となっ
ているが、本素子においては、反射鏡を揺動させて用い
るため放射線の反射鏡上への入射位置が変化し、局部的
な損傷を受けにくい。更には反射鏡の形状、振れ角など
を適正化することにより、画角や距離を調節でき、多層
膜の構成材料や層数、膜厚、膜厚分布を適正化すること
により、所望の波長分布を得ることができる。
ているが、本素子においては、反射鏡を揺動させて用い
るため放射線の反射鏡上への入射位置が変化し、局部的
な損傷を受けにくい。更には反射鏡の形状、振れ角など
を適正化することにより、画角や距離を調節でき、多層
膜の構成材料や層数、膜厚、膜厚分布を適正化すること
により、所望の波長分布を得ることができる。
第１図は本発明の素子構成の１例を示す概略図で円弧方
向揺動の場合を示し、第２図は本発明のｉｆ構構成他の
例を示す概略図であって上下方向揺動の場合を示す。ま
た、第３図は本発明の素子を使用した時の照明領域にお
ける波長分布図、第４図は膜厚分布をもたない多層膜使
用時の照明領域における波長分布図である。 １：放射光、 ２：多層構造膜、３：＄板、
４：反射鏡、 ５：基板ホルダー、６：チヤンバー ７：ベローズ、 ８：アクチュエータ可動部、 ９・駆動アクチュエータ、 １０：駆動ドライバ １１：制御装置、１２ニジステム
コントロールコンピユータ、１３：回転軸。
向揺動の場合を示し、第２図は本発明のｉｆ構構成他の
例を示す概略図であって上下方向揺動の場合を示す。ま
た、第３図は本発明の素子を使用した時の照明領域にお
ける波長分布図、第４図は膜厚分布をもたない多層膜使
用時の照明領域における波長分布図である。 １：放射光、 ２：多層構造膜、３：＄板、
４：反射鏡、 ５：基板ホルダー、６：チヤンバー ７：ベローズ、 ８：アクチュエータ可動部、 ９・駆動アクチュエータ、 １０：駆動ドライバ １１：制御装置、１２ニジステム
コントロールコンピユータ、１３：回転軸。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面研磨された基板上に周期的な多層構造膜が設け
られた反射鏡および該反射鏡を揺動させる揺動機構を備
える放射光用拡大照明光学素子において、該多層構造の
周期が該基板の水平方向に連続的に変化することを特徴
とする放射光用拡大照明光学素子。 ２、前記基板の多層構造膜が設けられた面が、平面であ
ることを特徴とする請求項１に記載の素子。 ３、前記基板の多層構造膜が設けられた面が、２次曲面
であることを特徴とする請求項１に記載の素子。 ４、前記揺動機構が、前記反射鏡を円弧方向に揺動させ
るように設けられたことを特徴とする請求項２または３
に記載の素子。 ５、前記揺動機構が、前記反射鏡を直線方向に揺動させ
るように設けられたことを特徴とする請求項３に記載の
素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1344842A JP2742122B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 照明系及びｘ線露光装置 |
| EP19900314231 EP0435644B1 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-24 | Scanning system |
| DE1990626056 DE69026056T2 (de) | 1989-12-28 | 1990-12-24 | Scanner-Vorrichtung |
| US07/888,275 US5182763A (en) | 1989-12-28 | 1992-05-26 | Reflection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1344842A JP2742122B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 照明系及びｘ線露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03202802A true JPH03202802A (ja) | 1991-09-04 |
| JP2742122B2 JP2742122B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=18372402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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- 1990-12-24 EP EP19900314231 patent/EP0435644B1/en not_active Expired - Lifetime
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