JPH09330878A - Ｘ線縮小露光装置およびこれを利用したデバイス製造方法 - Google Patents
Ｘ線縮小露光装置およびこれを利用したデバイス製造方法Info
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- JPH09330878A JPH09330878A JP9068226A JP6822697A JPH09330878A JP H09330878 A JPH09330878 A JP H09330878A JP 9068226 A JP9068226 A JP 9068226A JP 6822697 A JP6822697 A JP 6822697A JP H09330878 A JPH09330878 A JP H09330878A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大口径のウェハを用いた場合であっても、マ
スクへの照明光が遮られない配置をコンパクトな構成で
達成する。 【解決手段】 互いに対向配置されたＸ線マスク１３と
ウェハ７との間には、Ｘ線源２からのＸ線ビーム１２を
Ｘ線マスク１３の手前で反射してＸ線マスク１３に入射
させる折り曲げミラー１１が配置される。Ｘ線マスク１
３で反射されたＸ線ビーム１２は、縮小投影光学系６を
介してウェハ７に縮小投影される。
スクへの照明光が遮られない配置をコンパクトな構成で
達成する。 【解決手段】 互いに対向配置されたＸ線マスク１３と
ウェハ７との間には、Ｘ線源２からのＸ線ビーム１２を
Ｘ線マスク１３の手前で反射してＸ線マスク１３に入射
させる折り曲げミラー１１が配置される。Ｘ線マスク１
３で反射されたＸ線ビーム１２は、縮小投影光学系６を
介してウェハ７に縮小投影される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型のマスク上
に描かれたＬＳＩ等のパターンをＸ線等の放射線を用い
てウェハ上に縮小投影露光する装置や、これを利用した
デバイス製造方法に関する。
に描かれたＬＳＩ等のパターンをＸ線等の放射線を用い
てウェハ上に縮小投影露光する装置や、これを利用した
デバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＬＳＩ等の固体素子デバイス
の集積度及び動作速度向上のため、固体素子の回路パタ
ーンの微細化が進んでいる。これらの回路パターンの形
成には、現在、露光光源を真空紫外とする縮小投影露光
装置が広く用いられている。この露光装置の解像度は、
ほぼ露光波長λと投影光学系の開口数ＮＡとに依存す
る。そこで、開口数ＮＡを大きくすることで、解像限界
を向上させていた。しかし、焦点深度の減少と屈折光学
系設計、製造技術の困難さから、解像限界の向上は限界
に近付きつつあるため、露光波長λを短くすることが行
われている。例えば、露光波長λは、水銀ランプのｇ線
（λ＝４３５．８ｎｍ）からｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、
さらにＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）へ移行
してきている。露光波長の短波長化で解像度は向上する
が、露光に用いる紫外線の波長の大きさからくる原理的
な限界によって、従来の光露光技術の延長では０．１μ
ｍ以下の解像度を得ることは困難である。
の集積度及び動作速度向上のため、固体素子の回路パタ
ーンの微細化が進んでいる。これらの回路パターンの形
成には、現在、露光光源を真空紫外とする縮小投影露光
装置が広く用いられている。この露光装置の解像度は、
ほぼ露光波長λと投影光学系の開口数ＮＡとに依存す
る。そこで、開口数ＮＡを大きくすることで、解像限界
を向上させていた。しかし、焦点深度の減少と屈折光学
系設計、製造技術の困難さから、解像限界の向上は限界
に近付きつつあるため、露光波長λを短くすることが行
われている。例えば、露光波長λは、水銀ランプのｇ線
（λ＝４３５．８ｎｍ）からｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、
さらにＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）へ移行
してきている。露光波長の短波長化で解像度は向上する
が、露光に用いる紫外線の波長の大きさからくる原理的
な限界によって、従来の光露光技術の延長では０．１μ
ｍ以下の解像度を得ることは困難である。
【０００３】そこで、上記のような背景のもとに、近
年、真空紫外または軟Ｘ線を露光光源としたＸ線縮小投
影露光法が注目を浴びている。図１１は、従来のＸ線縮
小露光装置の光学系を示す図である。従来のＸ線縮小露
光装置は、図１１に示すように、Ｘ線源１０２から発せ
られた真空紫外線または軟Ｘ線は、凸面全反射鏡１０３
及び凹面多層膜反射鏡１０４で反射し、照明光として反
射型マスク１０５を照明する構成となっている。反射型
マスク１０５には、真空紫外線または軟Ｘ線を正反射で
きる多層膜が所定のパターンで形成されている。反射型
マスク１０５で反射した真空紫外線または軟Ｘ線は、縮
小投影光学系１０６を経て露光光としてウェハ１０７上
に到達し、ウェハ１０７に所定のパターンが結像され
る。
年、真空紫外または軟Ｘ線を露光光源としたＸ線縮小投
影露光法が注目を浴びている。図１１は、従来のＸ線縮
小露光装置の光学系を示す図である。従来のＸ線縮小露
光装置は、図１１に示すように、Ｘ線源１０２から発せ
られた真空紫外線または軟Ｘ線は、凸面全反射鏡１０３
及び凹面多層膜反射鏡１０４で反射し、照明光として反
射型マスク１０５を照明する構成となっている。反射型
マスク１０５には、真空紫外線または軟Ｘ線を正反射で
きる多層膜が所定のパターンで形成されている。反射型
マスク１０５で反射した真空紫外線または軟Ｘ線は、縮
小投影光学系１０６を経て露光光としてウェハ１０７上
に到達し、ウェハ１０７に所定のパターンが結像され
る。
【０００４】反射型マスク１０５及びウェハ１０７は、
それぞれマスクステージ（不図示）、ウェハステージ
（不図示）に搭載される。露光、照明に用いる真空紫外
線または軟Ｘ線の波長はおよそ４ｎｍ〜２０ｎｍである
ので、露光光の波長の大きさからくる原理的な解像度は
向上する。
それぞれマスクステージ（不図示）、ウェハステージ
（不図示）に搭載される。露光、照明に用いる真空紫外
線または軟Ｘ線の波長はおよそ４ｎｍ〜２０ｎｍである
ので、露光光の波長の大きさからくる原理的な解像度は
向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＸ線縮小露光装置では、例えば半導体記憶素子
の回路パターンを形成する場合のように、大口径のウェ
ハを用いた場合には、ウェハをステップ移動して複数の
パターンを露光する際に、ウェハの位置によってはウェ
ハが反射型マスクへの入射光路を遮ってしまう場合があ
る。それを回避するためには、ウェハをマスクから遠く
離れた位置に設置することが考えられる。しかし、この
ような配置では装置が極端に大型化してしまう。特に、
Ｘ線縮小露光装置に用いられるＸ線は軟Ｘ線と呼ばれる
領域のＸ線であり、光学系の全体または大部分を真空中
に設置する必要があるので、装置の大型化は技術的にも
経済的にも大きな問題となる。従って、ウェハの後方に
あるＸ線源からＸ線を照射する構成で、量産を目的とし
た分割露光装置いわゆるステッパを実現することは、事
実上困難である。
た従来のＸ線縮小露光装置では、例えば半導体記憶素子
の回路パターンを形成する場合のように、大口径のウェ
ハを用いた場合には、ウェハをステップ移動して複数の
パターンを露光する際に、ウェハの位置によってはウェ
ハが反射型マスクへの入射光路を遮ってしまう場合があ
る。それを回避するためには、ウェハをマスクから遠く
離れた位置に設置することが考えられる。しかし、この
ような配置では装置が極端に大型化してしまう。特に、
Ｘ線縮小露光装置に用いられるＸ線は軟Ｘ線と呼ばれる
領域のＸ線であり、光学系の全体または大部分を真空中
に設置する必要があるので、装置の大型化は技術的にも
経済的にも大きな問題となる。従って、ウェハの後方に
あるＸ線源からＸ線を照射する構成で、量産を目的とし
た分割露光装置いわゆるステッパを実現することは、事
実上困難である。
【０００６】そこで本発明は、大口径のウェハを用いた
場合であっても、コンパクトな構成でありながらマスク
への照明光が遮られるのを防止するＸ線縮小露光装置を
提供することを目的とする。また本発明は、上記Ｘ線縮
小露光装置を用いることで、大型の容易に製造可能とす
るデバイス製造方法を提供することを第２の目的とす
る。
場合であっても、コンパクトな構成でありながらマスク
への照明光が遮られるのを防止するＸ線縮小露光装置を
提供することを目的とする。また本発明は、上記Ｘ線縮
小露光装置を用いることで、大型の容易に製造可能とす
るデバイス製造方法を提供することを第２の目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のＸ線縮小露光装置は、Ｘ線源から放射されたＸ
線で照明された反射型のマスクのパターンを、前記マス
クに対向配置されたウェハに縮小投影するＸ線縮小投影
光学系と、前記マスクと前記ウェハとの間に配置され、
前記Ｘ線源からのＸ線を、前記マスクの手前で反射して
前記マスクに導く折り曲げミラーとを有する。
本発明のＸ線縮小露光装置は、Ｘ線源から放射されたＸ
線で照明された反射型のマスクのパターンを、前記マス
クに対向配置されたウェハに縮小投影するＸ線縮小投影
光学系と、前記マスクと前記ウェハとの間に配置され、
前記Ｘ線源からのＸ線を、前記マスクの手前で反射して
前記マスクに導く折り曲げミラーとを有する。
【０００８】上記のとおり構成された本発明のＸ線縮小
露光装置では、マスクとウェハとの間に折り曲げミラー
が配置され、Ｘ線源からのＸ線は、折り曲げミラーで反
射されてマスクに入射される。そして、マスクに入射さ
れたＸ線はマスクで反射され、Ｘ線縮小投影光学系を介
してウェハに縮小投影されて、マスクのパターンがウェ
ハに転写される。このように、照明光学系においてマス
クとウェハとの間に折り曲げミラーを配置することで、
大口径のウェハを用いた場合であってもマスクへの入射
光が遮られることはなく、しかも、装置が大型化するこ
ともない。
露光装置では、マスクとウェハとの間に折り曲げミラー
が配置され、Ｘ線源からのＸ線は、折り曲げミラーで反
射されてマスクに入射される。そして、マスクに入射さ
れたＸ線はマスクで反射され、Ｘ線縮小投影光学系を介
してウェハに縮小投影されて、マスクのパターンがウェ
ハに転写される。このように、照明光学系においてマス
クとウェハとの間に折り曲げミラーを配置することで、
大口径のウェハを用いた場合であってもマスクへの入射
光が遮られることはなく、しかも、装置が大型化するこ
ともない。
【０００９】実際に折り曲げミラーを配置するに際して
は、例えば、マスクから折り曲げミラーのマスクで反射
されたＸ線の光路に近い側の端までの距離をＬ、マスク
とウェハとの距離をＤ、Ｘ線のマスク上での照射幅を
ｄ、照射幅ｄの一端でのＸ線の入射角をδ１、他端での
Ｘ線の入射角をδ２としたとき、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） なる関係式を満たす範囲に折り曲げミラーを配置するこ
とにより、マスクでの反射光が折り曲げミラーで遮られ
ることはない。
は、例えば、マスクから折り曲げミラーのマスクで反射
されたＸ線の光路に近い側の端までの距離をＬ、マスク
とウェハとの距離をＤ、Ｘ線のマスク上での照射幅を
ｄ、照射幅ｄの一端でのＸ線の入射角をδ１、他端での
Ｘ線の入射角をδ２としたとき、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） なる関係式を満たす範囲に折り曲げミラーを配置するこ
とにより、マスクでの反射光が折り曲げミラーで遮られ
ることはない。
【００１０】特に、後述する実施例に示すように、光学
系の開口角を考慮して折り曲げミラーを配置することに
より、折り曲げミラーの配置位置がより厳密に設定され
る。さらに、折り曲げミラーの端からＸ線反射領域まで
の距離を考慮して折り曲げミラーを配置し、折り曲げミ
ラーの反射率の良好な部分を使用するようにすることに
より、マスクの照明むらが防止される。
系の開口角を考慮して折り曲げミラーを配置することに
より、折り曲げミラーの配置位置がより厳密に設定され
る。さらに、折り曲げミラーの端からＸ線反射領域まで
の距離を考慮して折り曲げミラーを配置し、折り曲げミ
ラーの反射率の良好な部分を使用するようにすることに
より、マスクの照明むらが防止される。
【００１１】また、本発明のＸ線縮小露光装置は、マス
クとウェハとが相対的に走査され、ウェハの複数の領域
に、それぞれマスクのパターンを並べて転写するもので
あってもよい。この場合、マスクとウェハとはステップ
・アンド・スキャン・シーケンスによって相対的に走査
されるのが好ましい。
クとウェハとが相対的に走査され、ウェハの複数の領域
に、それぞれマスクのパターンを並べて転写するもので
あってもよい。この場合、マスクとウェハとはステップ
・アンド・スキャン・シーケンスによって相対的に走査
されるのが好ましい。
【００１２】さらに、前記折り曲げミラーは平面型の多
層膜反射ミラーであってもよく、この場合には、Ｘ線の
照射による折り曲げミラーの発熱を防止するために、折
り曲げミラーの反射面の裏面側に冷却手段を設けるのが
好ましい。
層膜反射ミラーであってもよく、この場合には、Ｘ線の
照射による折り曲げミラーの発熱を防止するために、折
り曲げミラーの反射面の裏面側に冷却手段を設けるのが
好ましい。
【００１３】本発明のデバイス製造方法は、表面に感光
剤が塗布されたウェハにマスクのパターンを露光する工
程を有するデバイス製造方法において、上記本発明の記
載のＸ線縮小露光装置を用いて前記パターンを露光す
る。
剤が塗布されたウェハにマスクのパターンを露光する工
程を有するデバイス製造方法において、上記本発明の記
載のＸ線縮小露光装置を用いて前記パターンを露光す
る。
【００１４】これにより、大口径のウェハを用いてもマ
スクへの入射光が遮られなくなるので、大型のデバイス
を製造できるようになる。
スクへの入射光が遮られなくなるので、大型のデバイス
を製造できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。なお、以下では放射線として
軟Ｘ線を用いた例を示すが、これに限らず、真空紫外線
であってもよい。
図面を参照して説明する。なお、以下では放射線として
軟Ｘ線を用いた例を示すが、これに限らず、真空紫外線
であってもよい。
【００１６】図１は、本発明のＸ線縮小露光装置の一実
施例の光学系の配置を示す図である。図１に示した露光
装置は１／５縮小露光の装置であり、アンジュレータや
シンクロトロンなどのＸ線源２から発せられたＸ線ビー
ム１２が凸面全反射鏡及３び凹面多層膜反射鏡４で反射
される点、及び、反射型のＸ線マスク１３で反射された
Ｘ線ビーム１２が縮小投影光学系６を経てウェハ７上に
到達される点は、図１１に示したＸ線縮小露光装置と同
様である。Ｘ線マスク１３とウェハ７とは、それぞれス
テージ（不図示）に搭載保持されて、距離Ｄをおいて対
向配置される。そして、このような構成で、Ｘ線マスク
１３を保持するステージとウェハ７を保持するステージ
とを適切な速度で相対的に走査することにより、Ｘ線マ
スク１３の必要領域のパターンが、ウェハ７の複数のシ
ョット領域のうちの１つに転写される。ある領域への転
写の後は、ウェハ７がステップ移動され、別のショット
領域へのパターン転写を行う。これを繰り返し行う、い
わゆるステップ・アンド・スキャン・シーケンスによっ
て、ウェハ７に複数のパターンを並べて転写する。
施例の光学系の配置を示す図である。図１に示した露光
装置は１／５縮小露光の装置であり、アンジュレータや
シンクロトロンなどのＸ線源２から発せられたＸ線ビー
ム１２が凸面全反射鏡及３び凹面多層膜反射鏡４で反射
される点、及び、反射型のＸ線マスク１３で反射された
Ｘ線ビーム１２が縮小投影光学系６を経てウェハ７上に
到達される点は、図１１に示したＸ線縮小露光装置と同
様である。Ｘ線マスク１３とウェハ７とは、それぞれス
テージ（不図示）に搭載保持されて、距離Ｄをおいて対
向配置される。そして、このような構成で、Ｘ線マスク
１３を保持するステージとウェハ７を保持するステージ
とを適切な速度で相対的に走査することにより、Ｘ線マ
スク１３の必要領域のパターンが、ウェハ７の複数のシ
ョット領域のうちの１つに転写される。ある領域への転
写の後は、ウェハ７がステップ移動され、別のショット
領域へのパターン転写を行う。これを繰り返し行う、い
わゆるステップ・アンド・スキャン・シーケンスによっ
て、ウェハ７に複数のパターンを並べて転写する。
【００１７】本実施例のＸ線縮小露光装置の特徴の１つ
は、凹面多層膜反射鏡４とＸ線マスク１３との間に折り
曲げミラー１１が配置され、凹面多層膜反射鏡４で反射
されたＸ線ビーム１２が、折り曲げミラー１１で反射さ
れた後、Ｘ線マスク１３に入射される点である。
は、凹面多層膜反射鏡４とＸ線マスク１３との間に折り
曲げミラー１１が配置され、凹面多層膜反射鏡４で反射
されたＸ線ビーム１２が、折り曲げミラー１１で反射さ
れた後、Ｘ線マスク１３に入射される点である。
【００１８】Ｘ線マスク１３と折り曲げミラー１１との
位置関係について図２を参照して説明する。図２におい
て、Ｘ線マスク１３上でのＸ線ビーム１２の照射幅を
ｄ、Ｘ線マスク１３上での照射幅ｄの上端でのＸ線ビー
ム１２の入射角をδ１、Ｘ線マスク１３上での照射幅ｄ
の下端でのＸ線ビーム１２の入射角をδ２、Ｘ線マスク
１３から、折り曲げミラー１１のＸ線マスク１３で反射
されたＸ線ビーム１２の光路に近い側の端までの距離を
Ｌとする。Ｘ線ビーム１２の光軸の、Ｘ線マスク１３か
らの反射角は、Ｘ線マスク１３への入射角δ１，δ２と
同じである。
位置関係について図２を参照して説明する。図２におい
て、Ｘ線マスク１３上でのＸ線ビーム１２の照射幅を
ｄ、Ｘ線マスク１３上での照射幅ｄの上端でのＸ線ビー
ム１２の入射角をδ１、Ｘ線マスク１３上での照射幅ｄ
の下端でのＸ線ビーム１２の入射角をδ２、Ｘ線マスク
１３から、折り曲げミラー１１のＸ線マスク１３で反射
されたＸ線ビーム１２の光路に近い側の端までの距離を
Ｌとする。Ｘ線ビーム１２の光軸の、Ｘ線マスク１３か
らの反射角は、Ｘ線マスク１３への入射角δ１，δ２と
同じである。
【００１９】前述したように、図１に示した光学系は、
その全体または大部分を真空中に設置する必要があるた
め、真空チャンバの容積をより小さくするためには、折
り曲げミラー１１は、よりＸ線マスク１３に近い位置に
設置することが望ましい。また、Ｘ線マスク１３で反射
される像のひずみを発生させないようにするためには、
Ｘ線マスク１３へのＸ線ビーム１２の入射角δ１，δ２
は小さい方が望ましい。ところが、これらの条件のみを
考慮して折り曲げミラー１１を配置した場合、Ｘ線マス
ク１３で反射したＸ線ビーム１２の光路を折り曲げミラ
ー１１が遮ってしまうことがある。
その全体または大部分を真空中に設置する必要があるた
め、真空チャンバの容積をより小さくするためには、折
り曲げミラー１１は、よりＸ線マスク１３に近い位置に
設置することが望ましい。また、Ｘ線マスク１３で反射
される像のひずみを発生させないようにするためには、
Ｘ線マスク１３へのＸ線ビーム１２の入射角δ１，δ２
は小さい方が望ましい。ところが、これらの条件のみを
考慮して折り曲げミラー１１を配置した場合、Ｘ線マス
ク１３で反射したＸ線ビーム１２の光路を折り曲げミラ
ー１１が遮ってしまうことがある。
【００２０】ここで、照射幅ｄの下端へ入射されるＸ線
ビーム１２と照射幅ｄの上端で反射されたＸ線ビーム１
２が、Ｘ線マスク１３から距離Ｌ’離れた位置で交差す
るとすると、 ｄ／Ｌ’＝ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２ となり、この距離Ｌ’より大きい距離に折り曲げミラー
１１を配置する必要がある。ここから、 Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） という条件式が導き出される。すなわち、Ｘ線マスク１
３から折り曲げミラー１１までの距離Ｌがｄ／（ｔａｎ
δ１＋ｔａｎδ２）よりも大きくなるように折り曲げミ
ラー１１を配置すれば、折り曲げミラー１１がＸ線マス
ク１３での反射光の光路を遮ることはない。
ビーム１２と照射幅ｄの上端で反射されたＸ線ビーム１
２が、Ｘ線マスク１３から距離Ｌ’離れた位置で交差す
るとすると、 ｄ／Ｌ’＝ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２ となり、この距離Ｌ’より大きい距離に折り曲げミラー
１１を配置する必要がある。ここから、 Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） という条件式が導き出される。すなわち、Ｘ線マスク１
３から折り曲げミラー１１までの距離Ｌがｄ／（ｔａｎ
δ１＋ｔａｎδ２）よりも大きくなるように折り曲げミ
ラー１１を配置すれば、折り曲げミラー１１がＸ線マス
ク１３での反射光の光路を遮ることはない。
【００２１】一方、折り曲げミラー１１をウェハ７の後
方、すなわちＸ線マスク１３に対してウェハ７よりも遠
い位置に配置すると、従来のＸ線縮小露光装置と同様
に、ウェハ７の移動によりウェハ７がＸ線マスク１３へ
の入射光路を遮ってしまう場合がある。そこで、これを
防止するためには、折り曲げミラー１１をＸ線マスク１
３に対してウェハ７よりも近い位置に配置すればよく、
ここからＤ＞Ｌという条件式が導き出される。
方、すなわちＸ線マスク１３に対してウェハ７よりも遠
い位置に配置すると、従来のＸ線縮小露光装置と同様
に、ウェハ７の移動によりウェハ７がＸ線マスク１３へ
の入射光路を遮ってしまう場合がある。そこで、これを
防止するためには、折り曲げミラー１１をＸ線マスク１
３に対してウェハ７よりも近い位置に配置すればよく、
ここからＤ＞Ｌという条件式が導き出される。
【００２２】従って、上記の２つの条件式を満たす位
置、つまり、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） となる位置に折り曲げミラー１１を配置することで、大
口径のウェハ７を用いウェハ７を移動させながら露光を
行う場合であっても、Ｘ線ビーム１２の光路が折り曲げ
ミラー１１やウェハ７に遮られることのないＸ線縮小露
光装置が達成される。また、上記の式から明らかなよう
に、折り曲げミラー１１はＸ線マスク１３とウェハ７と
の間に配置されることになるので、装置が大型化するこ
とはない。
置、つまり、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） となる位置に折り曲げミラー１１を配置することで、大
口径のウェハ７を用いウェハ７を移動させながら露光を
行う場合であっても、Ｘ線ビーム１２の光路が折り曲げ
ミラー１１やウェハ７に遮られることのないＸ線縮小露
光装置が達成される。また、上記の式から明らかなよう
に、折り曲げミラー１１はＸ線マスク１３とウェハ７と
の間に配置されることになるので、装置が大型化するこ
とはない。
【００２３】特に、Ｘ線ビーム１２が平行光となってＸ
線マスク１３に入射され、δ１＝δ２＝δである場合に
は、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（２ｔａｎδ） を満たす位置に、折り曲げミラー１１を配置すればよ
い。
線マスク１３に入射され、δ１＝δ２＝δである場合に
は、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（２ｔａｎδ） を満たす位置に、折り曲げミラー１１を配置すればよ
い。
【００２４】本例では、Ｘ線マスク１３とウェハ７との
距離Ｄを８００ｍｍ、Ｘ線マスク１３上でのＸ線ビーム
１２の照射領域を幅ｄが２５ｍｍ、長さが２００ｍｍの
スリット状の領域とした。また、Ｘ線マスク１３へのＸ
線ビーム１２の入射角δ１，δ２は、照射幅ｄの上端と
下端とで等しく、δ＝２°とした。これより、ｄ／２ｔ
ａｎδ＝３５８ｍｍとなるので、折り曲げミラー１１
は、Ｘ線マスク１３からの距離Ｌが３５８ｍｍ〜８００
ｍｍの範囲に設置すればよい。本例ではＬ＝４００ｍｍ
とした。
距離Ｄを８００ｍｍ、Ｘ線マスク１３上でのＸ線ビーム
１２の照射領域を幅ｄが２５ｍｍ、長さが２００ｍｍの
スリット状の領域とした。また、Ｘ線マスク１３へのＸ
線ビーム１２の入射角δ１，δ２は、照射幅ｄの上端と
下端とで等しく、δ＝２°とした。これより、ｄ／２ｔ
ａｎδ＝３５８ｍｍとなるので、折り曲げミラー１１
は、Ｘ線マスク１３からの距離Ｌが３５８ｍｍ〜８００
ｍｍの範囲に設置すればよい。本例ではＬ＝４００ｍｍ
とした。
【００２５】上述した例では、光学系の開口角について
考慮していないが、以下に、開口角を考慮した場合の折
り曲げミラーの設置条件について、図３及び図４を参照
して説明する。ここで、Ｘ線光源からＸ線マスク１３ま
での光学系を照明系、Ｘ線マスク１３からウェハまでの
光学系を露光系とし、図３において、Ｘ線マスク１３へ
のＸ線ビーム１２の光軸の入射角をθ、照明系の開口角
の半角をφ１、露光系の開口角の半角をφ２とする。一
般的に、照明系の開口角は露光系の開口角よりも小さく
設計される。
考慮していないが、以下に、開口角を考慮した場合の折
り曲げミラーの設置条件について、図３及び図４を参照
して説明する。ここで、Ｘ線光源からＸ線マスク１３ま
での光学系を照明系、Ｘ線マスク１３からウェハまでの
光学系を露光系とし、図３において、Ｘ線マスク１３へ
のＸ線ビーム１２の光軸の入射角をθ、照明系の開口角
の半角をφ１、露光系の開口角の半角をφ２とする。一
般的に、照明系の開口角は露光系の開口角よりも小さく
設計される。
【００２６】図４に示すように、露光装置の光学系は、
ある開口をもった照明系からのＸ線ビーム１２がＸ線マ
スク１３上で結像するようにＸ線マスク１３に角度θで
照射され、そこからの出射光を、不図示の露光系の開口
をもって集光しウェハ上に結像させる。図４において、
４１はＸ線ビーム１２の主光線、４２は照明系の開口端
からの光路、４３は露光系の開口端への光路を示す。図
４では、Ｘ線ビーム１２の光軸部分を図示しているが、
露光装置では図２に示したように、照明光はＸ線マスク
を照射する際に幅ｄを持たせて照射することになる。
ある開口をもった照明系からのＸ線ビーム１２がＸ線マ
スク１３上で結像するようにＸ線マスク１３に角度θで
照射され、そこからの出射光を、不図示の露光系の開口
をもって集光しウェハ上に結像させる。図４において、
４１はＸ線ビーム１２の主光線、４２は照明系の開口端
からの光路、４３は露光系の開口端への光路を示す。図
４では、Ｘ線ビーム１２の光軸部分を図示しているが、
露光装置では図２に示したように、照明光はＸ線マスク
を照射する際に幅ｄを持たせて照射することになる。
【００２７】その様子を図３を用いて説明する。図３に
おいて、３１，３３は、それぞれＸ線マスク１３が照明
される照射幅ｄの上端、下端に入出射するＸ線ビーム１
２の主光線を示し、３２は照射幅ｄの下端に照射する主
光線３１に対してφ２の角度を持つ照明系の開口端の光
路、３４は照射幅ｄの上端から出射される主光線３３に
対してφ１の角度を持つ露光系の開口端の光路を示す。
本例では、照射幅ｄの上端及び下端の主光線３１，３３
は、ほぼ平行である。
おいて、３１，３３は、それぞれＸ線マスク１３が照明
される照射幅ｄの上端、下端に入出射するＸ線ビーム１
２の主光線を示し、３２は照射幅ｄの下端に照射する主
光線３１に対してφ２の角度を持つ照明系の開口端の光
路、３４は照射幅ｄの上端から出射される主光線３３に
対してφ１の角度を持つ露光系の開口端の光路を示す。
本例では、照射幅ｄの上端及び下端の主光線３１，３３
は、ほぼ平行である。
【００２８】Ｘ線ビーム１２は、折り曲げミラー１１で
反射されて、Ｘ線マスク１３にθの角度で入射し、主光
線３１，３３は同じ角度で出射して露光光学系を経てウ
ェハに照射される。ここで、Ｘ線マスク１３から、折り
曲げミラー１１のＸ線マスク１３で反射されたＸ線ビー
ム１２に近い側の端までの距離Ｌは、Ｘ線マスク１３へ
の入射光線とＸ線マスク１３からの出射光線との関係か
ら、制約を受けることになる。つまり、図２で説明した
考え方を適用すれば、照射幅ｄの下端へ入射されるＸ線
ビーム１２と照射幅ｄの上端で反射されたＸ線ビーム１
２とが交差するときのＸ線マスク１３と折り曲げミラー
１１との距離をＬ’としたとき、 ｄ／Ｌ’＝ｔａｎ（θ−φ１）＋ｔａｎ（θ−φ２） となる。従って、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／｛ｔａｎ（θ−φ１）＋ｔａｎ（θ−φ
２）｝ の関係式を満たす範囲内に折り曲げミラー１１を配置す
ることで、大口径のウェハを用いウェハをステップ・ア
ンド・スキャン・シーケンスで移動させながら露光を行
う場合であっても、装置を大型化せずに、Ｘ線ビーム１
２の光路が折り曲げミラー１１やウェハに遮られること
のないＸ線縮小露光装置が達成される。しかも、光学系
の開口角を考慮した、折り曲げミラー１１の配置位置の
より厳密な設定が可能となる。
反射されて、Ｘ線マスク１３にθの角度で入射し、主光
線３１，３３は同じ角度で出射して露光光学系を経てウ
ェハに照射される。ここで、Ｘ線マスク１３から、折り
曲げミラー１１のＸ線マスク１３で反射されたＸ線ビー
ム１２に近い側の端までの距離Ｌは、Ｘ線マスク１３へ
の入射光線とＸ線マスク１３からの出射光線との関係か
ら、制約を受けることになる。つまり、図２で説明した
考え方を適用すれば、照射幅ｄの下端へ入射されるＸ線
ビーム１２と照射幅ｄの上端で反射されたＸ線ビーム１
２とが交差するときのＸ線マスク１３と折り曲げミラー
１１との距離をＬ’としたとき、 ｄ／Ｌ’＝ｔａｎ（θ−φ１）＋ｔａｎ（θ−φ２） となる。従って、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／｛ｔａｎ（θ−φ１）＋ｔａｎ（θ−φ
２）｝ の関係式を満たす範囲内に折り曲げミラー１１を配置す
ることで、大口径のウェハを用いウェハをステップ・ア
ンド・スキャン・シーケンスで移動させながら露光を行
う場合であっても、装置を大型化せずに、Ｘ線ビーム１
２の光路が折り曲げミラー１１やウェハに遮られること
のないＸ線縮小露光装置が達成される。しかも、光学系
の開口角を考慮した、折り曲げミラー１１の配置位置の
より厳密な設定が可能となる。
【００２９】本例では、Ｘ線マスク１３とウェハとの距
離Ｄを８００ｍｍ、Ｘ線マスク１３上でのＸ線ビーム１
２の照射領域を幅ｄが２５ｍｍ、長さが２００ｍｍのス
リット状の領域とした。また、Ｘ線マスク１３へのＸ線
ビーム１２の光軸の入射角θを４°、照明系の開口角の
半角φ１を３°、露光系の開口角の半角φ２を２°とし
た。これより、ｄ／｛ｔａｎ（θ−φ１）＋ｔａｎ（θ
−φ２）｝＝４７７．３ｍｍとなるので、折り曲げミラ
ー１１は、Ｘ線マスク１３からの距離Ｌが４７７．３ｍ
ｍ〜８００ｍｍの範囲に設置すればよい。本例ではＬ＝
５００ｍｍとした。
離Ｄを８００ｍｍ、Ｘ線マスク１３上でのＸ線ビーム１
２の照射領域を幅ｄが２５ｍｍ、長さが２００ｍｍのス
リット状の領域とした。また、Ｘ線マスク１３へのＸ線
ビーム１２の光軸の入射角θを４°、照明系の開口角の
半角φ１を３°、露光系の開口角の半角φ２を２°とし
た。これより、ｄ／｛ｔａｎ（θ−φ１）＋ｔａｎ（θ
−φ２）｝＝４７７．３ｍｍとなるので、折り曲げミラ
ー１１は、Ｘ線マスク１３からの距離Ｌが４７７．３ｍ
ｍ〜８００ｍｍの範囲に設置すればよい。本例ではＬ＝
５００ｍｍとした。
【００３０】次に、本発明の他の実施例を、図５を用い
て説明する。本例では、露光光学系を横切って照明光が
Ｘ線マスク１３に入射される場合を示す。この場合、上
述した例とは折り曲げミラー１１の向きが異なっている
が、Ｘ線マスク１３から、折り曲げミラー１１のＸ線マ
スク１３で反射されたＸ線ビームの光路に近い側の端ま
での距離をＬとしたとき、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） の関係式を満たす位置に、折り曲げミラー１１が配置さ
れる。図５には示されていないが、ｄはＸ線マスク１３
上でのＸ線ビームの照射幅、δ１はＸ線マスク１３の照
射幅ｄの上端でのＸ線ビームの入射角、δ２はＸ線マス
ク１３の照射幅ｄの下端でのＸ線ビームの入射角を示
す。特に、Ｘ線マスク１３にＸ線ビームが平行に入射さ
れ、δ１＝δ２＝δであるときには、折り曲げミラー１
１は、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（２ｔａｎδ） の関係式を満たす位置に配置される。
て説明する。本例では、露光光学系を横切って照明光が
Ｘ線マスク１３に入射される場合を示す。この場合、上
述した例とは折り曲げミラー１１の向きが異なっている
が、Ｘ線マスク１３から、折り曲げミラー１１のＸ線マ
スク１３で反射されたＸ線ビームの光路に近い側の端ま
での距離をＬとしたとき、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） の関係式を満たす位置に、折り曲げミラー１１が配置さ
れる。図５には示されていないが、ｄはＸ線マスク１３
上でのＸ線ビームの照射幅、δ１はＸ線マスク１３の照
射幅ｄの上端でのＸ線ビームの入射角、δ２はＸ線マス
ク１３の照射幅ｄの下端でのＸ線ビームの入射角を示
す。特に、Ｘ線マスク１３にＸ線ビームが平行に入射さ
れ、δ１＝δ２＝δであるときには、折り曲げミラー１
１は、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（２ｔａｎδ） の関係式を満たす位置に配置される。
【００３１】なお、Ｘ線源２、凸面全反射鏡３、凹面多
層膜反射鏡４及び縮小投影光学系６は、図１に示したも
のと同様のものであるので、その説明は省略する。
層膜反射鏡４及び縮小投影光学系６は、図１に示したも
のと同様のものであるので、その説明は省略する。
【００３２】以上説明したように折り曲げミラー１１を
配置することで、大口径のウェハ７を用いウェハ７をス
テップ・アンド・スキャン・シーケンスで移動させなが
ら露光を行う場合であっても、装置を大型化せずに、Ｘ
線ビーム１２の光路が折り曲げミラー１１やウェハ７に
遮られることのないＸ線縮小露光装置が達成される。
配置することで、大口径のウェハ７を用いウェハ７をス
テップ・アンド・スキャン・シーケンスで移動させなが
ら露光を行う場合であっても、装置を大型化せずに、Ｘ
線ビーム１２の光路が折り曲げミラー１１やウェハ７に
遮られることのないＸ線縮小露光装置が達成される。
【００３３】図６は、本発明のＸ線縮小露光装置のさら
に別の実施例の光学系の配置を示す図である。この露光
装置は１／５縮小露光のステップ・アンド・スキャン型
露光装置であり、図６において、先の実施例と同一の部
材については同一の符号を付している。
に別の実施例の光学系の配置を示す図である。この露光
装置は１／５縮小露光のステップ・アンド・スキャン型
露光装置であり、図６において、先の実施例と同一の部
材については同一の符号を付している。
【００３４】Ｘ線マスク１３とウェハ７とは、距離Ｄを
おいて対向配置される。そして、このような構成でＸ線
マスク１３をスリット状に照射し、Ｘ線マスク１３とウ
ェハ７とを適切な速度で相対的に走査及びステップ移動
を繰り返すことにより、ウェハ７にＸ線マスク１３のパ
ターンが複数並べられて転写される。ここで、Ｘ線源２
からＸ線マスク１３までの光学系を照明系、Ｘ線マスク
１３からウェハ７までの光学系を露光系とする。
おいて対向配置される。そして、このような構成でＸ線
マスク１３をスリット状に照射し、Ｘ線マスク１３とウ
ェハ７とを適切な速度で相対的に走査及びステップ移動
を繰り返すことにより、ウェハ７にＸ線マスク１３のパ
ターンが複数並べられて転写される。ここで、Ｘ線源２
からＸ線マスク１３までの光学系を照明系、Ｘ線マスク
１３からウェハ７までの光学系を露光系とする。
【００３５】本実施例のＸ線縮小露光装置の特徴の１つ
は、凹面多層膜反射鏡４とＸ線マスク１３との間に、冷
却手段が設けられた折り曲げミラー１１が配置され、凹
面多層膜反射鏡４で反射されたＸ線ビーム１２が、折り
曲げミラー１１で反射された後、Ｘ線マスク１３に入射
される点である。また、照明光は、露光光学系を横切っ
て入射される。
は、凹面多層膜反射鏡４とＸ線マスク１３との間に、冷
却手段が設けられた折り曲げミラー１１が配置され、凹
面多層膜反射鏡４で反射されたＸ線ビーム１２が、折り
曲げミラー１１で反射された後、Ｘ線マスク１３に入射
される点である。また、照明光は、露光光学系を横切っ
て入射される。
【００３６】折り曲げミラー１１の構成及び配置につい
て図７を参照して説明する。折り曲げミラー１１は平面
型の多層膜反射ミラーであり、面粗さがないよう研磨さ
れた基板にモリブデンとシリコンの層を交互に１００層
重ねたものを用いた。このため、折り曲げミラー１１の
周囲数ｍｍの部分は微妙に反射率の低下、もしくは歪を
生じてしまうので、その部分は反射領域として使用せ
ず、Ｘ線ビーム１２は、それ以外の部分に入射される。
また、Ｘ線ビーム１２の照射による折り曲げミラー１１
の発熱を抑えるため、折り曲げミラー１１の反射面の裏
面には、冷却ユニット１４が取り付けられている。
て図７を参照して説明する。折り曲げミラー１１は平面
型の多層膜反射ミラーであり、面粗さがないよう研磨さ
れた基板にモリブデンとシリコンの層を交互に１００層
重ねたものを用いた。このため、折り曲げミラー１１の
周囲数ｍｍの部分は微妙に反射率の低下、もしくは歪を
生じてしまうので、その部分は反射領域として使用せ
ず、Ｘ線ビーム１２は、それ以外の部分に入射される。
また、Ｘ線ビーム１２の照射による折り曲げミラー１１
の発熱を抑えるため、折り曲げミラー１１の反射面の裏
面には、冷却ユニット１４が取り付けられている。
【００３７】なお、図７に示すように、Ｘ線マスク１３
から折り曲げミラー１１のＸ線マスク１３で反射された
Ｘ線ビーム１２の光路に近い側の端までの距離をＬ、折
り曲げミラー１１の距離Ｌの基準となる端からＸ線ビー
ム１２の反射領域までの距離をａ、Ｘ線マスク１３への
Ｘ線ビーム１２の照射幅をｄ、Ｘ線マスク１３上でのＸ
線ビーム１２の照射幅ｄの一方の端（図７に示す下端）
へのＸ線ビーム１２の入射角をδ１、同じく照射幅ｄの
他方の端（図７に示す上端）へのＸ線ビーム１２の入射
角をδ２、折り曲げミラー１１の反射面とＸ線マスク１
３の法線とのなす角度をγとする。
から折り曲げミラー１１のＸ線マスク１３で反射された
Ｘ線ビーム１２の光路に近い側の端までの距離をＬ、折
り曲げミラー１１の距離Ｌの基準となる端からＸ線ビー
ム１２の反射領域までの距離をａ、Ｘ線マスク１３への
Ｘ線ビーム１２の照射幅をｄ、Ｘ線マスク１３上でのＸ
線ビーム１２の照射幅ｄの一方の端（図７に示す下端）
へのＸ線ビーム１２の入射角をδ１、同じく照射幅ｄの
他方の端（図７に示す上端）へのＸ線ビーム１２の入射
角をδ２、折り曲げミラー１１の反射面とＸ線マスク１
３の法線とのなす角度をγとする。
【００３８】図８に示すように、折り曲げミラー１１の
端がＸ線マスク１３から出射されたＸ線ビーム１２と交
差するときの、Ｘ線マスク１３から折り曲げミラー１１
の端までの距離をＬ０とすると、Ｘ線ビーム１２の光路
が遮られないようにするためには、この距離Ｌ０よりも
遠い位置に折り曲げミラー１１を配置する必要がある。
図８に示すように、Ｘ線マスク１３の反射領域の中心を
通る法線をＶＬとしたとき、法線ＶＬから折り曲げミラ
ー１１の反射領域の端までの距離をｙ１、法線ＶＬから
折り曲げミラー１１の端までの距離をｙ２、折り曲げミ
ラー１１の反射領域から端までの距離ａの法線ＶＬ方向
の成分をｘとする。なお、図８においては、照射幅ｄの
上端へのＸ線ビーム１２の入射角δ２を出射角で示して
いるが、入射角と出射角とは実質的に等しいので、ここ
では、以下の説明を幾何学的に理解し易くするために、
入射角δ２を出射位置で示している。
端がＸ線マスク１３から出射されたＸ線ビーム１２と交
差するときの、Ｘ線マスク１３から折り曲げミラー１１
の端までの距離をＬ０とすると、Ｘ線ビーム１２の光路
が遮られないようにするためには、この距離Ｌ０よりも
遠い位置に折り曲げミラー１１を配置する必要がある。
図８に示すように、Ｘ線マスク１３の反射領域の中心を
通る法線をＶＬとしたとき、法線ＶＬから折り曲げミラ
ー１１の反射領域の端までの距離をｙ１、法線ＶＬから
折り曲げミラー１１の端までの距離をｙ２、折り曲げミ
ラー１１の反射領域から端までの距離ａの法線ＶＬ方向
の成分をｘとする。なお、図８においては、照射幅ｄの
上端へのＸ線ビーム１２の入射角δ２を出射角で示して
いるが、入射角と出射角とは実質的に等しいので、ここ
では、以下の説明を幾何学的に理解し易くするために、
入射角δ２を出射位置で示している。
【００３９】上記の距離関係に着目すると、 ｘ＝ａ×ｃｏｓγ ｙ１＋ｙ２＝ａ×ｓｉｎγ で表される。また、 ｙ１＋ｄ／２＝（Ｌ０−ｘ）×ｔａｎδ１ ｙ２＋ｄ／２＝Ｌ０×ｔａｎδ２ であるので、これらの式から、
【００４０】
【数３】 という関係式が導き出される。
【００４１】従って、
【００４２】
【数４】 よりも大きい距離に折り曲げミラー１１を配置すること
により、折り曲げミラー１１とＸ線ビーム１２の光路と
が干渉することはない。
により、折り曲げミラー１１とＸ線ビーム１２の光路と
が干渉することはない。
【００４３】さらに、前述したように、折り曲げミラー
１１はＸ線マスク１３に対してウェハ７よりも近い位置
に配置する必要がある。
１１はＸ線マスク１３に対してウェハ７よりも近い位置
に配置する必要がある。
【００４４】従って、 Ｄ＞Ｌ＞Ｌ０ となる位置に折り曲げミラー１１を配置することによっ
て、装置が大型化することはない。さらに、折り曲げミ
ラー１１の反射領域には、反射率の良好な部分、すなわ
ち折り曲げミラー１１の加工歪み等による反射むらが生
じない部分を使用しているので、Ｘ線マスク１３への照
明むらもないものとなる。
て、装置が大型化することはない。さらに、折り曲げミ
ラー１１の反射領域には、反射率の良好な部分、すなわ
ち折り曲げミラー１１の加工歪み等による反射むらが生
じない部分を使用しているので、Ｘ線マスク１３への照
明むらもないものとなる。
【００４５】また、図３及び図４を用いて説明したよう
に照明系及び露光系の開口角を考慮する場合は、
に照明系及び露光系の開口角を考慮する場合は、
【００４６】
【数５】 という条件式が成り立つ距離Ｌに折り曲げミラー１１を
配置する。
配置する。
【００４７】本例では、Ｘ線マスク１３とウェハ７との
距離Ｄを８００ｍｍ、Ｘ線マスク１３へのＸ線ビーム１
２の主光線の入射角を４°、照明系の開口角を６°、露
光系の開口角を４°とした。また、折り曲げミラー１１
の反射面とＸ線マスク１３の法線とのなす角度γを、露
光光学系のそれぞれのミラーが干渉しないようにするた
めに、４０°とした。さらに、折り曲げミラー１１の面
精度とＸ線ビーム１２の反射率を測定したところ、周囲
から１０ｍｍの領域には表面に微妙なゆがみが観測さ
れ、その部分での反射むらが発生するという結果が得ら
れた。そこで、折り曲げミラー１１の端からＸ線ビーム
１２の照射領域までの距離ａを１２ｍｍとなるように設
定した。この場合、上記の条件式の右辺は６２８ｍｍと
なる。距離Ｄは８００ｍｍであるから、折り曲げミラー
１１は、Ｘ線マスク１３からの距離Ｌが６２８ｍｍ〜８
００ｍｍの範囲に設置すればよい。本例ではＬを７００
ｍｍと設定した。
距離Ｄを８００ｍｍ、Ｘ線マスク１３へのＸ線ビーム１
２の主光線の入射角を４°、照明系の開口角を６°、露
光系の開口角を４°とした。また、折り曲げミラー１１
の反射面とＸ線マスク１３の法線とのなす角度γを、露
光光学系のそれぞれのミラーが干渉しないようにするた
めに、４０°とした。さらに、折り曲げミラー１１の面
精度とＸ線ビーム１２の反射率を測定したところ、周囲
から１０ｍｍの領域には表面に微妙なゆがみが観測さ
れ、その部分での反射むらが発生するという結果が得ら
れた。そこで、折り曲げミラー１１の端からＸ線ビーム
１２の照射領域までの距離ａを１２ｍｍとなるように設
定した。この場合、上記の条件式の右辺は６２８ｍｍと
なる。距離Ｄは８００ｍｍであるから、折り曲げミラー
１１は、Ｘ線マスク１３からの距離Ｌが６２８ｍｍ〜８
００ｍｍの範囲に設置すればよい。本例ではＬを７００
ｍｍと設定した。
【００４８】以上説明した本例によれば、大口径のウェ
ハを用いた場合であってもマスクへの入射光が遮られ
ず、しかもマスクに照明むらのないステップ・アンド・
スキャン型のＸ線縮小露光装置を、大型化することなく
提供することができる。
ハを用いた場合であってもマスクへの入射光が遮られ
ず、しかもマスクに照明むらのないステップ・アンド・
スキャン型のＸ線縮小露光装置を、大型化することなく
提供することができる。
【００４９】また、照明系にＸ線ビームの折り曲げミラ
ーを挿入することによって、Ｘ線ビームの入射角度を自
由に設定でき、レイアウト上の自由度が向上する。特
に、放射源にシンクロトロンを用いた場合には、１つの
シンクロトロンリングから放射状に可能な限り多くのビ
ームラインを取り出すレイアウトが好ましいが、ビーム
ラインを増やすほど、隣同士のビームラインの間隔は小
さくなる。そのときに、ビームラインから露光装置への
入射角を自由に設定できれば、露光装置の設置角度も自
由になり、製造工場内での高密度な装置配置が達成でき
る。
ーを挿入することによって、Ｘ線ビームの入射角度を自
由に設定でき、レイアウト上の自由度が向上する。特
に、放射源にシンクロトロンを用いた場合には、１つの
シンクロトロンリングから放射状に可能な限り多くのビ
ームラインを取り出すレイアウトが好ましいが、ビーム
ラインを増やすほど、隣同士のビームラインの間隔は小
さくなる。そのときに、ビームラインから露光装置への
入射角を自由に設定できれば、露光装置の設置角度も自
由になり、製造工場内での高密度な装置配置が達成でき
る。
【００５０】〈デバイス製造方法の実施例〉次に、上述
した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施形態を
図９および図１０を参照して説明する。
した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施形態を
図９および図１０を参照して説明する。
【００５１】図９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）の製造フローを示す。ステップ１
（回路設計）では、デバイスのパターン設計を行う。ス
テップ２（マスク作製）では、設計したパターンを形成
したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製
造）では、シリコンやガラス等の材料を用いてウェハを
製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウェハとを用いて、リソグ
ラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ
４によって作製されたウェ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で作製さ
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。
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）の製造フローを示す。ステップ１
（回路設計）では、デバイスのパターン設計を行う。ス
テップ２（マスク作製）では、設計したパターンを形成
したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製
造）では、シリコンやガラス等の材料を用いてウェハを
製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウェハとを用いて、リソグ
ラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ
４によって作製されたウェ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で作製さ
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。
【００５２】図１０は、上記ウェハプロセスの詳細なフ
ローを示す。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面
を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハ表
面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）で
は、ウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ
１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込
む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハにレジ
スト（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
ンをウェハの複数ショット領域に並べて焼付露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像す
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、ウェハ上に多重に回
路パターンが形成される。
ローを示す。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面
を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハ表
面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）で
は、ウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ
１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込
む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハにレジ
スト（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
ンをウェハの複数ショット領域に並べて焼付露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像す
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、ウェハ上に多重に回
路パターンが形成される。
【００５３】本実施形態の生産方法を用いれば、従来は
製造が難しかった大型のデバイスを低コストで製造する
ことができる。
製造が難しかった大型のデバイスを低コストで製造する
ことができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。
ているので、以下に記載する効果を奏する。
【００５５】本発明のＸ線縮小露光装置は、マスクとウ
ェハとの間に折り曲げミラーを配置し、Ｘ線源からのＸ
線をこの折り曲げミラーで反射してマスクに導くように
することで、装置を大型化することなく、大口径のウェ
ハを用いた場合であってもマスクへの入射光が遮られる
ことを防止することができる。
ェハとの間に折り曲げミラーを配置し、Ｘ線源からのＸ
線をこの折り曲げミラーで反射してマスクに導くように
することで、装置を大型化することなく、大口径のウェ
ハを用いた場合であってもマスクへの入射光が遮られる
ことを防止することができる。
【００５６】特に、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） なる関係式を満たす範囲に折り曲げミラーを配置するこ
とにより、マスクでの反射光が折り曲げミラーで遮られ
ることを防止できる。また、光学系の開口角を考慮して
折り曲げミラーを配置することにより、折り曲げミラー
の配置位置をより厳密に設定することができ、さらに、
折り曲げミラーの端からＸ線反射領域までの距離を考慮
して折り曲げミラーを配置することにより、マスクの照
明むらを防止することができる。
とにより、マスクでの反射光が折り曲げミラーで遮られ
ることを防止できる。また、光学系の開口角を考慮して
折り曲げミラーを配置することにより、折り曲げミラー
の配置位置をより厳密に設定することができ、さらに、
折り曲げミラーの端からＸ線反射領域までの距離を考慮
して折り曲げミラーを配置することにより、マスクの照
明むらを防止することができる。
【００５７】本発明のデバイス製造方法は、表面に感光
剤が塗布されたウェハにマスクのパターンを露光する工
程を有するデバイス製造方法において、上記本発明の記
載のＸ線縮小露光装置を用いて前記パターンを露光する
ので、大口径のウェハを用いてもマスクへの入射光が遮
られなくなり、大型のデバイスを製造できるようにな
る。
剤が塗布されたウェハにマスクのパターンを露光する工
程を有するデバイス製造方法において、上記本発明の記
載のＸ線縮小露光装置を用いて前記パターンを露光する
ので、大口径のウェハを用いてもマスクへの入射光が遮
られなくなり、大型のデバイスを製造できるようにな
る。
【図１】本発明のＸ線縮小露光装置の一実施例の光学系
の配置を示す図である。
の配置を示す図である。
【図２】図１に示した光学系のＸ線マスクと折り曲げミ
ラーとの位置関係を説明するための図である。
ラーとの位置関係を説明するための図である。
【図３】光学系の開口角を考慮した場合の、Ｘ線マスク
への入射光とＸ線マスクからの反射光の光路の関係を示
す図である。
への入射光とＸ線マスクからの反射光の光路の関係を示
す図である。
【図４】図３を補足する図である。
【図５】本発明のＸ線縮小露光装置の他の実施例の光学
系の配置を示す図である。
系の配置を示す図である。
【図６】本発明のＸ線縮小露光装置のさらに別の実施例
の光学系の配置を示す図である。
の光学系の配置を示す図である。
【図７】図６に示した光学系の折り曲げミラーの構成及
び配置を説明するための図である。
び配置を説明するための図である。
【図８】図６に示した光学系の、折り曲げミラーのＸ線
マスクに対する位置関係を説明するための図である。
マスクに対する位置関係を説明するための図である。
【図９】デバイスの製造工程を示すフローチャートであ
る。
る。
【図１０】図９に示したウェハプロセスの詳細な工程を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図１１】従来のＸ線縮小露光装置の光学系の配置を示
す図である。
す図である。
【符号の説明】 ２ Ｘ線源 ３ 凸面全反射鏡 ４ 凹面多層膜反射鏡 ６ 縮小投影光学系 ７ ウェハ １１ 折り曲げミラー １２ Ｘ線ビーム １３ Ｘ線マスク １４ 冷却ユニット
Claims (10)
- 【請求項１】 Ｘ線源から放射されたＸ線で照明された
反射型のマスクのパターンを、前記マスクに対向配置さ
れたウェハに縮小投影するＸ線縮小投影光学系と、 前記マスクと前記ウェハとの間に配置され、前記Ｘ線源
からのＸ線を、前記マスクの手前で反射して前記マスク
に導く折り曲げミラーとを有するＸ線縮小露光装置。 - 【請求項２】 前記マスクと前記ウェハとは相対的に走
査され、前記ウェハの複数の領域に、それぞれ前記マス
クのパターンを並べて転写する請求項１に記載のＸ線縮
小露光装置。 - 【請求項３】 前記マスクと前記ウェハとは、ステップ
・アンド・スキャン・シーケンスによって相対的に走査
される請求項２に記載のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項４】 前記折り曲げミラーは平面型の多層膜反
射ミラーである請求項１に記載のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項５】 前記折り曲げミラーの反射面の裏面側に
は、冷却手段が設けられている請求項４に記載のＸ線縮
小露光装置。 - 【請求項６】 前記折り曲げミラーは、前記マスクから
前記折り曲げミラーの前記マスクで反射されたＸ線の光
路に近い側の端までの距離をＬ、前記マスクと前記ウェ
ハとの距離をＤ、Ｘ線の前記マスク上での照射幅をｄ、
前記照射幅ｄの一端でのＸ線の入射角をδ１、他端での
Ｘ線の入射角をδ２とするとき、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／（ｔａｎδ１＋ｔａｎδ２） なる関係式を満たす範囲に配置されている請求項１に記
載のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項７】 前記折り曲げミラーは、前記マスクから
前記折り曲げミラーの前記マスクで反射されたＸ線の光
路に近い側の端までの距離をＬ、前記マスクと前記ウェ
ハとの距離をＤ、Ｘ線の前記マスク上での照射幅をｄ、
前記マスクへのＸ線の光軸の入射角をθ、照明光学系の
開口角の半角をφ１、露光光学系の開口角の半角をφ２
とするとき、 Ｄ＞Ｌ＞ｄ／｛ｔａｎ（θ−φ１）＋ｔａｎ（θ−φ
２）｝ なる関係式を満たす範囲に配置されている請求項１に記
載のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項８】 前記折り曲げミラーは、前記マスクから
前記折り曲げミラーの前記マスクで反射されたＸ線の光
路に近い側の端までの距離をＬ、前記マスクと前記ウェ
ハとの距離をＤ、前記折り曲げミラーの、前記距離Ｌの
基準となる端からＸ線反射領域までの距離をａ、前記折
り曲げミラーの反射面と前記マスクの法線とのなす角度
をγ、Ｘ線の前記マスク上での照射幅をｄ、前記照射幅
ｄの一端でのＸ線の入射角をδ１、他端でのＸ線の入射
角をδ２とするとき、 【数１】 なる関係式を満たす範囲に配置されている請求項１に記
載のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項９】 前記折り曲げミラーは、前記マスクから
前記折り曲げミラーの前記マスクで反射されたＸ線の光
路に近い側の端までの距離をＬ、前記マスクと前記ウェ
ハとの距離をＤ、前記折り曲げミラーの、前記距離Ｌの
基準となる端からＸ線反射領域までの距離をａ、前記折
り曲げミラーの反射面と前記マスクの法線とのなす角度
をγ、Ｘ線の前記マスク上での照射幅をｄ、前記マスク
へのＸ線の光軸の入射角をθ、照明光学系の開口角の半
角をφ１、露光光学系の開口角の半角をφ２とすると
き、 【数２】 なる関係式を満たす範囲に配置されている請求項１に記
載のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項１０】 表面に感光剤が塗布されたウェハにマ
スクのパターンを露光する工程を有するデバイス製造方
法において、 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のＸ線縮小露光
装置を用いて前記パターンを露光するデバイス製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06822697A JP3862347B2 (ja) | 1996-04-11 | 1997-03-21 | Ｘ線縮小露光装置およびこれを利用したデバイス製造方法 |
| US08/835,721 US5995582A (en) | 1996-04-11 | 1997-04-10 | X-ray reduction exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP8-89644 | 1996-04-11 | ||
| JP8964396 | 1996-04-11 | ||
| JP8964496 | 1996-04-11 | ||
| JP06822697A JP3862347B2 (ja) | 1996-04-11 | 1997-03-21 | Ｘ線縮小露光装置およびこれを利用したデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09330878A true JPH09330878A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3862347B2 JP3862347B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=27299668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06822697A Expired - Fee Related JP3862347B2 (ja) | 1996-04-11 | 1997-03-21 | Ｘ線縮小露光装置およびこれを利用したデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5995582A (ja) |
| JP (1) | JP3862347B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027226A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Nikon Corp | 反射光学系、照明光学装置及び露光装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6167111A (en) * | 1997-07-02 | 2000-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus for synchrotron radiation lithography |
| US7329886B2 (en) * | 1998-05-05 | 2008-02-12 | Carl Zeiss Smt Ag | EUV illumination system having a plurality of light sources for illuminating an optical element |
| US6858853B2 (en) * | 1998-05-05 | 2005-02-22 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system particularly for microlithography |
| DE19903807A1 (de) * | 1998-05-05 | 1999-11-11 | Zeiss Carl Fa | Beleuchtungssystem insbesondere für die EUV-Lithographie |
| USRE41667E1 (en) * | 1998-05-05 | 2010-09-14 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system particularly for microlithography |
| US20050002090A1 (en) * | 1998-05-05 | 2005-01-06 | Carl Zeiss Smt Ag | EUV illumination system having a folding geometry |
| US6947120B2 (en) * | 1998-05-05 | 2005-09-20 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system particularly for microlithography |
| US6947124B2 (en) | 1998-05-05 | 2005-09-20 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system particularly for microlithography |
| US7186983B2 (en) * | 1998-05-05 | 2007-03-06 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system particularly for microlithography |
| DE19908526A1 (de) | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Zeiss Carl Fa | Beleuchtungssystem mit Feldspiegeln zur Erzielung einer gleichförmigen Scanenergie |
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| US20070030948A1 (en) * | 1998-05-05 | 2007-02-08 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system with field mirrors for producing uniform scanning energy |
| DE19935404A1 (de) | 1999-07-30 | 2001-02-01 | Zeiss Carl Fa | Beleuchtungssystem mit mehreren Lichtquellen |
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| US7006595B2 (en) * | 1998-05-05 | 2006-02-28 | Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technologies Ag | Illumination system particularly for microlithography |
| US6859515B2 (en) | 1998-05-05 | 2005-02-22 | Carl-Zeiss-Stiftung Trading | Illumination system, particularly for EUV lithography |
| US6859328B2 (en) * | 1998-05-05 | 2005-02-22 | Carl Zeiss Semiconductor | Illumination system particularly for microlithography |
| US7126137B2 (en) * | 1998-05-05 | 2006-10-24 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system with field mirrors for producing uniform scanning energy |
| US7142285B2 (en) * | 1998-05-05 | 2006-11-28 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system particularly for microlithography |
| US6438199B1 (en) | 1998-05-05 | 2002-08-20 | Carl-Zeiss-Stiftung | Illumination system particularly for microlithography |
| US6577443B2 (en) * | 1998-05-30 | 2003-06-10 | Carl-Zeiss Stiftung | Reduction objective for extreme ultraviolet lithography |
| JP3437517B2 (ja) | 1999-02-16 | 2003-08-18 | キヤノン株式会社 | 二次元位相型光学素子の作製方法 |
| US7248667B2 (en) * | 1999-05-04 | 2007-07-24 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system with a grating element |
| DE50014428D1 (de) | 1999-07-30 | 2007-08-02 | Zeiss Carl Smt Ag | Steuerung der Beleuchtungsverteilung in der Austrittspupille eines EUV-Beleuchtungssystems |
| DE60217771T3 (de) * | 2001-07-27 | 2012-02-09 | Canon K.K. | Belichtungssystem, Projektionsbelichtungsapparat und Verfahren zur Herstellung eines Artikels |
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| DE102014221175A1 (de) * | 2014-10-17 | 2016-04-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Beleuchtungsoptik für ein Projektionsbelichtungssystem |
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| EP0345097B1 (en) * | 1988-06-03 | 2001-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus |
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| US5222112A (en) * | 1990-12-27 | 1993-06-22 | Hitachi, Ltd. | X-ray pattern masking by a reflective reduction projection optical system |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP06822697A patent/JP3862347B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-10 US US08/835,721 patent/US5995582A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027226A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Nikon Corp | 反射光学系、照明光学装置及び露光装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3862347B2 (ja) | 2006-12-27 |
| US5995582A (en) | 1999-11-30 |
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