JPH11233416A - Ｘ線投影露光装置 - Google Patents
Ｘ線投影露光装置Info
- Publication number
- JPH11233416A JPH11233416A JP10035108A JP3510898A JPH11233416A JP H11233416 A JPH11233416 A JP H11233416A JP 10035108 A JP10035108 A JP 10035108A JP 3510898 A JP3510898 A JP 3510898A JP H11233416 A JPH11233416 A JP H11233416A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- mask
- ray
- ray projection
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ウエハと反射鏡の間隔を大きくすることは、結
像光学系の光学性能を低下させるため、極めて困難であ
った。 【解決手段】少なくとも、Ｘ線源と、該Ｘ線源から発生
するＸ線を所定のパターンを有するマスク上に照射する
Ｘ線照明光学系と、該マスクからのＸ線を受けて前記パ
ターンの像を基板上に投影結像するＸ線投影結像光学系
と、前記マスクを保持するマスクステージと、前記基板
を保持する基板ステージと、マスク及び基板上のマーク
を光学的に検出する位置検出光学系を有するＸ線投影露
光装置であって、前記投影結像光学系はＸ線を反射する
複数の反射鏡で構成し、該複数の反射鏡の間に、前記位
置検出光学系の少なくとも一部を配置することを特徴と
するＸ線投影露光装置。
像光学系の光学性能を低下させるため、極めて困難であ
った。 【解決手段】少なくとも、Ｘ線源と、該Ｘ線源から発生
するＸ線を所定のパターンを有するマスク上に照射する
Ｘ線照明光学系と、該マスクからのＸ線を受けて前記パ
ターンの像を基板上に投影結像するＸ線投影結像光学系
と、前記マスクを保持するマスクステージと、前記基板
を保持する基板ステージと、マスク及び基板上のマーク
を光学的に検出する位置検出光学系を有するＸ線投影露
光装置であって、前記投影結像光学系はＸ線を反射する
複数の反射鏡で構成し、該複数の反射鏡の間に、前記位
置検出光学系の少なくとも一部を配置することを特徴と
するＸ線投影露光装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＸ線光学系
等のミラープロジェクション方式によりマスク（または
レチクルとも言う）上の回路パターンを反射型の結像光
学系を介してウエハ等の基板上に転写する際に好適なＸ
線投影露光装置に関するものである。
等のミラープロジェクション方式によりマスク（または
レチクルとも言う）上の回路パターンを反射型の結像光
学系を介してウエハ等の基板上に転写する際に好適なＸ
線投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体製造用の露光装置は、物体
面としてのマスク（フォトマスク）上に形成された回路
パターンを結像光学系を介してウエハやマスク等の感応
基板上に投影転写する。感応基板にはレジストが塗布さ
れており、露光することによってレジストが感光し、レ
ジストパターンが得られる。
面としてのマスク（フォトマスク）上に形成された回路
パターンを結像光学系を介してウエハやマスク等の感応
基板上に投影転写する。感応基板にはレジストが塗布さ
れており、露光することによってレジストが感光し、レ
ジストパターンが得られる。
【０００３】露光装置の解像力Wは、主に露光波長λと
結像光学系の開口数NAで決まり、次式で表される。
結像光学系の開口数NAで決まり、次式で表される。
【０００４】
【数１】Ｗ＝ｋλ／ＮＡ （ｋ:定数） 従って、解像力を向上させるためには、波長を短くする
かあるいは開口数を大きくすることが必要となる。現
在、半導体の製造に用いられている露光装置は主に波長
365nmのｉ線を使用しており、開口数約0.5で0.5μｍの
解像力が得られている。開口数を大きくすることは、光
学設計上困難であることから、今後露光光の短波長化が
必要となる。ｉ線より短波長の露光光としては、例えば
エキシマレーザーが挙げられ、その波長はKrFで248nm、
ArFで193nmであり、KrFでは0.25μｍ、ArFでは0.18μｍ
の解像力が得られる。そして、露光光としてさらに波長
の短いＸ線を用いると、例えば波長13nmで0.1μｍ以下
の解像力が得られる。
かあるいは開口数を大きくすることが必要となる。現
在、半導体の製造に用いられている露光装置は主に波長
365nmのｉ線を使用しており、開口数約0.5で0.5μｍの
解像力が得られている。開口数を大きくすることは、光
学設計上困難であることから、今後露光光の短波長化が
必要となる。ｉ線より短波長の露光光としては、例えば
エキシマレーザーが挙げられ、その波長はKrFで248nm、
ArFで193nmであり、KrFでは0.25μｍ、ArFでは0.18μｍ
の解像力が得られる。そして、露光光としてさらに波長
の短いＸ線を用いると、例えば波長13nmで0.1μｍ以下
の解像力が得られる。
【０００５】従来の露光装置は、主に光源と照明光学系
と投影結像光学系で構成される。投影結像光学系は複数
のレンズあるいは反射鏡等で構成され、マスク上のパタ
ーンをウエハ上に結像するようになっている。露光装置
が所望の解像力を有するためには、少なくとも結像光学
系が無収差あるいは無収差に近い光学系である必要があ
る。仮に、結像光学系に収差があると、レジストパター
ンの断面形状が劣化し、露光後のプロセスに悪影響を及
ぼすほか、像が歪んでしまうといった問題が生じる。
と投影結像光学系で構成される。投影結像光学系は複数
のレンズあるいは反射鏡等で構成され、マスク上のパタ
ーンをウエハ上に結像するようになっている。露光装置
が所望の解像力を有するためには、少なくとも結像光学
系が無収差あるいは無収差に近い光学系である必要があ
る。仮に、結像光学系に収差があると、レジストパター
ンの断面形状が劣化し、露光後のプロセスに悪影響を及
ぼすほか、像が歪んでしまうといった問題が生じる。
【０００６】また、従来の半導体露光装置は回路パター
ンが設けられたウエハ上の決められた位置にレジストパ
ターンを形成できるように、位置検出装置（以下、アラ
イメント装置と称す）が設けられている。これによりマ
スクとウエハの位置を検出し、マスクの縮小像がウエハ
上の所望の位置に結像するように、ウエハステージおよ
びマスクステージにより、それぞれウエハおよびマスク
の位置を調整する。
ンが設けられたウエハ上の決められた位置にレジストパ
ターンを形成できるように、位置検出装置（以下、アラ
イメント装置と称す）が設けられている。これによりマ
スクとウエハの位置を検出し、マスクの縮小像がウエハ
上の所望の位置に結像するように、ウエハステージおよ
びマスクステージにより、それぞれウエハおよびマスク
の位置を調整する。
【０００７】アライメント装置は、例えば光学的な検出
装置がある。これは、例えばウエハ上のマークに照明光
を照射して、その反射光等を光検出器で検出するもので
ある。ウエハ位置が変わると、検出器から出力される信
号が変わるため、ウエハの位置を知ることができる。マ
スクに対しても同様に、マークに照明光を照射して、そ
の反射光等を光検出器で検出し、マスクの位置を知るこ
とができる。
装置がある。これは、例えばウエハ上のマークに照明光
を照射して、その反射光等を光検出器で検出するもので
ある。ウエハ位置が変わると、検出器から出力される信
号が変わるため、ウエハの位置を知ることができる。マ
スクに対しても同様に、マークに照明光を照射して、そ
の反射光等を光検出器で検出し、マスクの位置を知るこ
とができる。
【０００８】このようなアライメント装置は、ウエハお
よびマスク上のマークの位置を高精度に検出できるた
め、マスクとウエハの位置合わせを正確に行うことがで
きる。従来の露光装置の場合、アライメント装置は結像
光学系とウエハの間あるいは結像光学系とマスクの間に
配置されていた。従来のｉ線を用いた露光装置の一部の
概念図を図４に示す。装置は、主に光線源および照明光
学系（不図示）とマスク１４のステージ１５、投影結像
光学系１３、ウエハ１６のステージ１７、アライメント
装置１８で構成される。マスク１４には描画するパター
ンの等倍あるいは拡大パターンが形成されている。投影
結像光学系１３は複数のレンズ等で構成され、マスク１
４上のパターンをウエハ１６上に結像するようになって
いる。結像光学系は直径約２０mmの視野を有し、マスク
のパターンを、ウエハ１６上に一括転写する。マスクお
よびウエハのマーク位置は、アライメント検出装置１８
で検出する。
よびマスク上のマークの位置を高精度に検出できるた
め、マスクとウエハの位置合わせを正確に行うことがで
きる。従来の露光装置の場合、アライメント装置は結像
光学系とウエハの間あるいは結像光学系とマスクの間に
配置されていた。従来のｉ線を用いた露光装置の一部の
概念図を図４に示す。装置は、主に光線源および照明光
学系（不図示）とマスク１４のステージ１５、投影結像
光学系１３、ウエハ１６のステージ１７、アライメント
装置１８で構成される。マスク１４には描画するパター
ンの等倍あるいは拡大パターンが形成されている。投影
結像光学系１３は複数のレンズ等で構成され、マスク１
４上のパターンをウエハ１６上に結像するようになって
いる。結像光学系は直径約２０mmの視野を有し、マスク
のパターンを、ウエハ１６上に一括転写する。マスクお
よびウエハのマーク位置は、アライメント検出装置１８
で検出する。
【０００９】従来のｉ線等を用いた露光装置において
は、投影結像光学系をレンズで構成することが出来るた
め、20mm角以上の視野を有する光学系の設計が可能であ
り、所望の領域（例えば、半導体チップ2チップ分の領
域）を一括で露光することができた。一方、より高い解
像度を得るために、Ｘ線用の結像光学系を設計しようと
すると、視野が小さくなってしまい、所望の領域を一括
で露光できなくなってしまう。そこで、露光の際に、マ
スクとウエハを走査することにより、小さな視野の結像
光学系で20mm角以上の半導体チップを露光する方法があ
る。この様にすることで、Ｘ線投影露光装置でも、所望
の露光領域を露光することができる。
は、投影結像光学系をレンズで構成することが出来るた
め、20mm角以上の視野を有する光学系の設計が可能であ
り、所望の領域（例えば、半導体チップ2チップ分の領
域）を一括で露光することができた。一方、より高い解
像度を得るために、Ｘ線用の結像光学系を設計しようと
すると、視野が小さくなってしまい、所望の領域を一括
で露光できなくなってしまう。そこで、露光の際に、マ
スクとウエハを走査することにより、小さな視野の結像
光学系で20mm角以上の半導体チップを露光する方法があ
る。この様にすることで、Ｘ線投影露光装置でも、所望
の露光領域を露光することができる。
【００１０】例えば、波長13nmのＸ線で露光する場合、
投影結像光学系の露光視野を輪帯状にすることで、高い
解像力を得ることができる。Ｘ線投影露光装置の一部の
概念図を図５に示す。装置は、主にＸ線源１およびＸ線
照明光学系２とマスク４のステージ５、Ｘ線投影結像光
学系３、ウエハ６のステージ７で構成される。マスク４
には描画するパターンの等倍あるいは拡大パターンが形
成されている。投影結像光学系３は複数の反射鏡等で構
成され、マスク４上のパターンをウエハ６上に結像する
ようになっている。結像光学系は輪帯状の視野を有し、
マスク４の一部の輪帯状の領域のパターンを、ウエハ６
上に転写する。露光の際は、マスク４上にＸ線９１を照
射し、その反射Ｘ線９２をＸ線投影結像光学系３を通し
てウエハ６上に入射させる。マスク４とウエハ６を一定
速度で同期走査させることで、所望の領域（例えば、半
導体チップ１個分の領域）を露光するようになってい
る。
投影結像光学系の露光視野を輪帯状にすることで、高い
解像力を得ることができる。Ｘ線投影露光装置の一部の
概念図を図５に示す。装置は、主にＸ線源１およびＸ線
照明光学系２とマスク４のステージ５、Ｘ線投影結像光
学系３、ウエハ６のステージ７で構成される。マスク４
には描画するパターンの等倍あるいは拡大パターンが形
成されている。投影結像光学系３は複数の反射鏡等で構
成され、マスク４上のパターンをウエハ６上に結像する
ようになっている。結像光学系は輪帯状の視野を有し、
マスク４の一部の輪帯状の領域のパターンを、ウエハ６
上に転写する。露光の際は、マスク４上にＸ線９１を照
射し、その反射Ｘ線９２をＸ線投影結像光学系３を通し
てウエハ６上に入射させる。マスク４とウエハ６を一定
速度で同期走査させることで、所望の領域（例えば、半
導体チップ１個分の領域）を露光するようになってい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｘ線投影露
光装置の場合、光学設計の制約から結像光学系を構成す
る反射鏡の一部（図５の反射鏡３４）とウエハが近接し
て配置されることが多い。従って、結像光学系とウエハ
の間にアライメント装置の光学系を配置することが困難
であった。何故なら、ウエハと反射鏡の間隔を大きくす
るために、結像光学系を構成する反射鏡の内ウエハに
最も近い反射鏡の位置をウエハから離すと、結像光学系
の結像性能が低下し、所望のパターンが投影できなくな
り、結像光学系を構成する反射鏡の内ウエハに最も近
い反射鏡を薄くすると、ミラーの剛性が低下して、高精
度なミラーを作製することが困難になるからである。こ
のように、ウエハと反射鏡の間隔を大きくすることは、
結像光学系の光学性能を低下させるため、極めて困難で
あった。
光装置の場合、光学設計の制約から結像光学系を構成す
る反射鏡の一部（図５の反射鏡３４）とウエハが近接し
て配置されることが多い。従って、結像光学系とウエハ
の間にアライメント装置の光学系を配置することが困難
であった。何故なら、ウエハと反射鏡の間隔を大きくす
るために、結像光学系を構成する反射鏡の内ウエハに
最も近い反射鏡の位置をウエハから離すと、結像光学系
の結像性能が低下し、所望のパターンが投影できなくな
り、結像光学系を構成する反射鏡の内ウエハに最も近
い反射鏡を薄くすると、ミラーの剛性が低下して、高精
度なミラーを作製することが困難になるからである。こ
のように、ウエハと反射鏡の間隔を大きくすることは、
結像光学系の光学性能を低下させるため、極めて困難で
あった。
【００１２】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、結像光学系の光学性能を低下させることな
く、アライメント検出が出来るＸ線投影露光装置を提供
することを目的としている。
ものであり、結像光学系の光学性能を低下させることな
く、アライメント検出が出来るＸ線投影露光装置を提供
することを目的としている。
【００１３】
【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線源から発生するＸ線
を所定のパターンを有するマスク上に照射するＸ線照明
光学系と、該マスクからのＸ線を受けて前記パターンの
像を基板上に投影結像するＸ線投影結像光学系と、前記
マスクを保持するマスクステージと、前記基板を保持す
る基板ステージと、マスク及び基板上のマークを光学的
に検出する位置検出光学系を有するＸ線投影露光装置で
あって、前記投影結像光学系はＸ線を反射する複数の反
射鏡で構成し、該複数の反射鏡の間に、前記位置検出光
学系の少なくとも一部を配置することを特徴とするＸ線
投影露光装置。（請求項１）」を提供する。
に「少なくとも、Ｘ線源と、該Ｘ線源から発生するＸ線
を所定のパターンを有するマスク上に照射するＸ線照明
光学系と、該マスクからのＸ線を受けて前記パターンの
像を基板上に投影結像するＸ線投影結像光学系と、前記
マスクを保持するマスクステージと、前記基板を保持す
る基板ステージと、マスク及び基板上のマークを光学的
に検出する位置検出光学系を有するＸ線投影露光装置で
あって、前記投影結像光学系はＸ線を反射する複数の反
射鏡で構成し、該複数の反射鏡の間に、前記位置検出光
学系の少なくとも一部を配置することを特徴とするＸ線
投影露光装置。（請求項１）」を提供する。
【００１４】また、本発明は第二に「前記位置検出光学
系の少なくとも一部は、前記投影結像光学系を構成する
複数の反射鏡の内、基板に最も近い反射鏡と、2番目に
近い反射鏡の間に配置することを特徴とする請求項1に
記載のＸ線投影露光装置。（請求項２）」を提供する。
また、本発明は第三に「前記位置検出光学系は少なくと
もマスク上に設けられたマークを照明光学系で照明し、
マスク上のマークで反射した光束を前記Ｘ線投影結像光
学系の反射鏡を介して基板上のマークに導き、基板上に
設けられたマークを検出光学系で検出することを特徴と
する請求項1〜2に記載のＸ線投影露光装置。（請求項
３）」を提供する。
系の少なくとも一部は、前記投影結像光学系を構成する
複数の反射鏡の内、基板に最も近い反射鏡と、2番目に
近い反射鏡の間に配置することを特徴とする請求項1に
記載のＸ線投影露光装置。（請求項２）」を提供する。
また、本発明は第三に「前記位置検出光学系は少なくと
もマスク上に設けられたマークを照明光学系で照明し、
マスク上のマークで反射した光束を前記Ｘ線投影結像光
学系の反射鏡を介して基板上のマークに導き、基板上に
設けられたマークを検出光学系で検出することを特徴と
する請求項1〜2に記載のＸ線投影露光装置。（請求項
３）」を提供する。
【００１５】また、本発明は第四に「前記位置検出光学
系は少なくとも基板上に設けられたマークを照明光学系
で照明し、基板で反射した光束を前記Ｘ線投影結像光学
系の反射鏡を介してマスク上のマークに導き、マスク上
に設けられたマークを検出光学系で検出することを特徴
とする請求項1〜2に記載のＸ線投影露光装置。（請求項
４）」を提供する。
系は少なくとも基板上に設けられたマークを照明光学系
で照明し、基板で反射した光束を前記Ｘ線投影結像光学
系の反射鏡を介してマスク上のマークに導き、マスク上
に設けられたマークを検出光学系で検出することを特徴
とする請求項1〜2に記載のＸ線投影露光装置。（請求項
４）」を提供する。
【００１６】また、本発明は第五に「前記位置検出光学
系に移動機構を設けたことを特徴とする請求項1〜4に記
載のＸ線投影露光装置。（請求項５）」を提供する。ま
た、本発明は第六に「前記位置検出光学系の開口数が前
記Ｘ線投影結像光学系の開口数の１／２以下であること
を特徴とする請求項1〜5に記載のＸ線投影露光装置。
（請求項６）」を提供する。
系に移動機構を設けたことを特徴とする請求項1〜4に記
載のＸ線投影露光装置。（請求項５）」を提供する。ま
た、本発明は第六に「前記位置検出光学系の開口数が前
記Ｘ線投影結像光学系の開口数の１／２以下であること
を特徴とする請求項1〜5に記載のＸ線投影露光装置。
（請求項６）」を提供する。
【００１７】また、本発明は第七に「前記複数の反射鏡
の間に配置される位置検出光学系の少なくとも一部はハ
ーフミラーを有することを特徴とする請求項1〜6に記載
のＸ線投影露光装置。（請求項７）」を提供する。ま
た、本発明は第八に「前記位置検出光学系に温度調整機
構を設けたことを特徴とする請求項1〜7に記載のＸ線投
影露光装置。（請求項８）」を提供する。
の間に配置される位置検出光学系の少なくとも一部はハ
ーフミラーを有することを特徴とする請求項1〜6に記載
のＸ線投影露光装置。（請求項７）」を提供する。ま
た、本発明は第八に「前記位置検出光学系に温度調整機
構を設けたことを特徴とする請求項1〜7に記載のＸ線投
影露光装置。（請求項８）」を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によるＸ線投
影露光装置の概略図を図１に示す。本装置は主に、Ｘ線
源１、Ｘ線照明光学系２、Ｘ線投影結像光学系３、マス
ク４を保持するステージ５、ウエハ６を保持するウエハ
ステージ７とアライメント検出装置８１、８２で構成さ
れる。マスク４には描画するパターンの等倍あるいは拡
大パターンが形成されている。Ｘ線投影結像光学系３は
複数の反射鏡で構成され、マスク４上のパターンをウエ
ハ６上に結像するようになっている。Ｘ線投影結像光学
系３は輪帯状等の視野を有し、マスク４の一部の領域の
パターンを、ウエハ６上に転写する。露光の際は、マス
クとウエハを一定速度で同期走査させることで、所望の
領域を露光するようになっている。本実施の形態では、
例えば、Ｘ線源としてレーザプラズマＸ線源を用い、露
光波長は１３ｎｍとし、マスク４は反射型のマスクを用
い、転写倍率を１／４とした。転写倍率が１／４である
ため、ウエハステージの速度はマスクステージの速度の
１／４としている。尚、図１では説明が煩雑にならない
ようにＸ線露光に用いられるＸ線光束については省略し
て説明しているが、図５に示す従来の技術と同様であ
る。
影露光装置の概略図を図１に示す。本装置は主に、Ｘ線
源１、Ｘ線照明光学系２、Ｘ線投影結像光学系３、マス
ク４を保持するステージ５、ウエハ６を保持するウエハ
ステージ７とアライメント検出装置８１、８２で構成さ
れる。マスク４には描画するパターンの等倍あるいは拡
大パターンが形成されている。Ｘ線投影結像光学系３は
複数の反射鏡で構成され、マスク４上のパターンをウエ
ハ６上に結像するようになっている。Ｘ線投影結像光学
系３は輪帯状等の視野を有し、マスク４の一部の領域の
パターンを、ウエハ６上に転写する。露光の際は、マス
クとウエハを一定速度で同期走査させることで、所望の
領域を露光するようになっている。本実施の形態では、
例えば、Ｘ線源としてレーザプラズマＸ線源を用い、露
光波長は１３ｎｍとし、マスク４は反射型のマスクを用
い、転写倍率を１／４とした。転写倍率が１／４である
ため、ウエハステージの速度はマスクステージの速度の
１／４としている。尚、図１では説明が煩雑にならない
ようにＸ線露光に用いられるＸ線光束については省略し
て説明しているが、図５に示す従来の技術と同様であ
る。
【００１９】Ｘ線投影結像光学系３はＸ線を反射する複
数の反射鏡３１〜３４で構成される。反射鏡にはＸ線の
反射率を向上させるために、表面に多層膜をコートする
のが好ましい。アライメント検出装置８１、８２は、光
学的にマスク４およびウエハ６上のマークの位置を検出
する装置で、少なくともマークを照明する照明光学系８
１とマークからの光を検出する検出光学系８２で構成す
る。本実施の形態ではアライメント装置としてＦＩＡ方
式のアライメントを行うものを用いたが、他のものでも
よい。アライメント検出するための光束をＸ線投影結像
光学系の反射鏡で反射させると投影結像光学系の影響を
含めた位置合わせを行うことができるため好ましい。本
発明のように、Ｘ線投影結像光学系が反射鏡で構成され
ていると、アライメント用の光（例えば、本実施の形態
では白色光）も色収差を生じないため良好なアライメン
トを行うことができる。本実施の形態では図１に示すよ
うに、マスク４上に設けられたマークに照明光学系８１
で光束８５を照射して、マスク４で反射した光束８６を
Ｘ線投影結像光学系３の反射鏡３１〜３４で反射させて
ウエハ６に光束８７として導く。さらに、ウエハ８上で
反射した光束８８を検出光学系８２で検出する。マスク
４上のマークはＸ線投影結像光学系３によりウエハ６上
に投影される。この投影像とウエハ上のマークとを検出
光学系８２で検出し、マスクのマークの投影像とウエハ
のマークとの位置関係から、マスクおよびウエハ位置の
位置関係を得ることができる。ウエハ６のマーク像を観
察する検出光学系８２はその一部がＸ線投影結像光学系
３を構成する複数の反射鏡の間（つまり、Ｘ線投影結像
光学系３の中）に配置されているため、反射鏡３４とウ
エハ６の間に無理な空間を作らずに、ウエハ６上のマー
クからの検出光を検出できるため、良好にアライメント
検出を行うことができる。本実施の形態では、マーク６
からの検出光を導くための反射鏡が反射鏡３１，３４間
に配置されているが、アライメント装置のどの部分を配
置するかは特に制限はなく、マーク６からの検出光が検
出可能となるように、少なくとも検出光学系の一部を２
枚の反射鏡の間に配置すればよい。また、配置する場所
はマーク６からの検出光が検出できる場所で有ればどこ
でも構わないが、反射鏡３１と３４との間に配置すれ
ば、アライメント装置の検出光学系８２をウエハ６に近
づけることができるので、例えば他の反射鏡で検出光の
強度が落ちることによりＳ／Ｎが悪くなることを防ぐこ
とができるため好ましい。
数の反射鏡３１〜３４で構成される。反射鏡にはＸ線の
反射率を向上させるために、表面に多層膜をコートする
のが好ましい。アライメント検出装置８１、８２は、光
学的にマスク４およびウエハ６上のマークの位置を検出
する装置で、少なくともマークを照明する照明光学系８
１とマークからの光を検出する検出光学系８２で構成す
る。本実施の形態ではアライメント装置としてＦＩＡ方
式のアライメントを行うものを用いたが、他のものでも
よい。アライメント検出するための光束をＸ線投影結像
光学系の反射鏡で反射させると投影結像光学系の影響を
含めた位置合わせを行うことができるため好ましい。本
発明のように、Ｘ線投影結像光学系が反射鏡で構成され
ていると、アライメント用の光（例えば、本実施の形態
では白色光）も色収差を生じないため良好なアライメン
トを行うことができる。本実施の形態では図１に示すよ
うに、マスク４上に設けられたマークに照明光学系８１
で光束８５を照射して、マスク４で反射した光束８６を
Ｘ線投影結像光学系３の反射鏡３１〜３４で反射させて
ウエハ６に光束８７として導く。さらに、ウエハ８上で
反射した光束８８を検出光学系８２で検出する。マスク
４上のマークはＸ線投影結像光学系３によりウエハ６上
に投影される。この投影像とウエハ上のマークとを検出
光学系８２で検出し、マスクのマークの投影像とウエハ
のマークとの位置関係から、マスクおよびウエハ位置の
位置関係を得ることができる。ウエハ６のマーク像を観
察する検出光学系８２はその一部がＸ線投影結像光学系
３を構成する複数の反射鏡の間（つまり、Ｘ線投影結像
光学系３の中）に配置されているため、反射鏡３４とウ
エハ６の間に無理な空間を作らずに、ウエハ６上のマー
クからの検出光を検出できるため、良好にアライメント
検出を行うことができる。本実施の形態では、マーク６
からの検出光を導くための反射鏡が反射鏡３１，３４間
に配置されているが、アライメント装置のどの部分を配
置するかは特に制限はなく、マーク６からの検出光が検
出可能となるように、少なくとも検出光学系の一部を２
枚の反射鏡の間に配置すればよい。また、配置する場所
はマーク６からの検出光が検出できる場所で有ればどこ
でも構わないが、反射鏡３１と３４との間に配置すれ
ば、アライメント装置の検出光学系８２をウエハ６に近
づけることができるので、例えば他の反射鏡で検出光の
強度が落ちることによりＳ／Ｎが悪くなることを防ぐこ
とができるため好ましい。
【００２０】尚、照明光学系８１と検出光学系８２は、
図2に示すように逆に配置してもよい。図２の装置で
は、ウエハ６上に設けられたマークに照明光学系８１で
光束８５を照射して、ウエハ６で反射した光束８６をＸ
線投影結像光学系３の反射鏡３１〜３４で反射させてマ
スク４に光束８７を導く。さらに、マスク４上で反射し
た光束８８を検出光学系８２で検出する構成となってい
る。尚、ウエハ６上のマークをマスク４を介さずに直接
検出することも可能であり、その場合はＸ線投影結像光
学系３を通過したウエハ６のマークからの検出光を直接
検出光学系８２に導けばよい。尚、図２の場合は、複数
のミラー間に配置されるアライメント装置の一部は照明
光学系８１を構成する反射鏡である。このように照明光
学系８１と検出光学系８２が逆に配置された場合も図１
の場合と同様に、複数の反射鏡の間にアライメント装置
の一部を配置することにより、ウエハの所望の位置にア
ライメント光を照射することができるため、反射鏡３４
とウエハ６との間に余計な空間を作らずにアライメント
装置を構成することができる。図２の装置の場合、照明
光学系８１を反射鏡３１と３４との間に配置すれば、照
明光学系をウエハ６に近づけることができるため、例え
ば他の反射鏡でマークを照明する光の強度が落ちること
を防ぐことができるため好ましい。
図2に示すように逆に配置してもよい。図２の装置で
は、ウエハ６上に設けられたマークに照明光学系８１で
光束８５を照射して、ウエハ６で反射した光束８６をＸ
線投影結像光学系３の反射鏡３１〜３４で反射させてマ
スク４に光束８７を導く。さらに、マスク４上で反射し
た光束８８を検出光学系８２で検出する構成となってい
る。尚、ウエハ６上のマークをマスク４を介さずに直接
検出することも可能であり、その場合はＸ線投影結像光
学系３を通過したウエハ６のマークからの検出光を直接
検出光学系８２に導けばよい。尚、図２の場合は、複数
のミラー間に配置されるアライメント装置の一部は照明
光学系８１を構成する反射鏡である。このように照明光
学系８１と検出光学系８２が逆に配置された場合も図１
の場合と同様に、複数の反射鏡の間にアライメント装置
の一部を配置することにより、ウエハの所望の位置にア
ライメント光を照射することができるため、反射鏡３４
とウエハ６との間に余計な空間を作らずにアライメント
装置を構成することができる。図２の装置の場合、照明
光学系８１を反射鏡３１と３４との間に配置すれば、照
明光学系をウエハ６に近づけることができるため、例え
ば他の反射鏡でマークを照明する光の強度が落ちること
を防ぐことができるため好ましい。
【００２１】アライメント光束をＸ線結像光学系の反射
鏡で反射させる場合は、ウエハに入射する光束と反射す
る光束が干渉しないようにすることが好ましい。その手
段として、アライメント装置の光学系の開口数をＸ線投
影結像光学系の開口数の半分以下にすることが好まし
い。図1には、アライメント装置の光束８５〜８８を示
したが、アライメント光学系の開口数をＸ線投影結像光
学系の開口数の半分に設定しているため、ウエハに入射
する光束８７と反射する光束８８が干渉していない。図
２でも同様に光束８５と光束８６は干渉していない。
鏡で反射させる場合は、ウエハに入射する光束と反射す
る光束が干渉しないようにすることが好ましい。その手
段として、アライメント装置の光学系の開口数をＸ線投
影結像光学系の開口数の半分以下にすることが好まし
い。図1には、アライメント装置の光束８５〜８８を示
したが、アライメント光学系の開口数をＸ線投影結像光
学系の開口数の半分に設定しているため、ウエハに入射
する光束８７と反射する光束８８が干渉していない。図
２でも同様に光束８５と光束８６は干渉していない。
【００２２】また、アライメント光学系の一部にハーフ
ミラーを用いてもよい。図３は照明光学系の一部にハー
フミラー８８を用いた装置の一部を示すが、このように
することで、ウエハに入射する光束と反射する光束が、
その光路の一部を共有することが可能になり、マークを
検出することができる。ハーフミラーとしてはペリクル
ミラーを用いると、ハーフミラーでの屈折の影響が小さ
くなるので好ましい。勿論、アライメント装置を図１の
ように構成し、検出光学系の一部にハーフミラーを用い
ても良い。
ミラーを用いてもよい。図３は照明光学系の一部にハー
フミラー８８を用いた装置の一部を示すが、このように
することで、ウエハに入射する光束と反射する光束が、
その光路の一部を共有することが可能になり、マークを
検出することができる。ハーフミラーとしてはペリクル
ミラーを用いると、ハーフミラーでの屈折の影響が小さ
くなるので好ましい。勿論、アライメント装置を図１の
ように構成し、検出光学系の一部にハーフミラーを用い
ても良い。
【００２３】アライメントマークはＸ線結像光学系の露
光視野の周辺に配置することが好ましい。特に、輪帯視
野の場合、輪帯の円弧方向の両端周辺にマークを配置す
ると、マスク上のマークがウエハ上に精密に投影され
る。アライメント検出装置の一部が、露光光であるＸ線
を遮蔽してしまう場合は、アライメント検出装置８に移
動機構８３を設けて、露光時にはアライメント装置を待
避できる構成にすることが好ましい。この移動機構は例
えばメカ的に行えばよい。露光するときはアライメント
検出装置の全部あるいは一部を待避させることができ
る。尚、図１，図２では照明光学系８１及び検出光学系
８２の両者に移動機構を設けたが必要に応じてどちらか
一方に設けても良い。また、移動機構８３でアライメン
ト装置の位置を変えることにより、マスクおよびウエハ
上の複数点のマークを検出してもよい。このとき、アラ
イメント検出装置８を投影結像光学系３の光軸に垂直な
面内で平行移動させることが好ましい。また、複数のマ
ークを検出する場合には、ウエハステージとマスクステ
ージを同期させて行っても構わないし、マスクのある一
つのマークに対してウエハの複数のマークを検出する場
合はマスクステージのみを動かして測定しても良い。
光視野の周辺に配置することが好ましい。特に、輪帯視
野の場合、輪帯の円弧方向の両端周辺にマークを配置す
ると、マスク上のマークがウエハ上に精密に投影され
る。アライメント検出装置の一部が、露光光であるＸ線
を遮蔽してしまう場合は、アライメント検出装置８に移
動機構８３を設けて、露光時にはアライメント装置を待
避できる構成にすることが好ましい。この移動機構は例
えばメカ的に行えばよい。露光するときはアライメント
検出装置の全部あるいは一部を待避させることができ
る。尚、図１，図２では照明光学系８１及び検出光学系
８２の両者に移動機構を設けたが必要に応じてどちらか
一方に設けても良い。また、移動機構８３でアライメン
ト装置の位置を変えることにより、マスクおよびウエハ
上の複数点のマークを検出してもよい。このとき、アラ
イメント検出装置８を投影結像光学系３の光軸に垂直な
面内で平行移動させることが好ましい。また、複数のマ
ークを検出する場合には、ウエハステージとマスクステ
ージを同期させて行っても構わないし、マスクのある一
つのマークに対してウエハの複数のマークを検出する場
合はマスクステージのみを動かして測定しても良い。
【００２４】また、アライメント検出装置を複数設けて
ウエハ上の複数点を検出してもよい。アライメント検出
装置８には温度調整機構８４を設けることが好ましい。
温度調整機構は、水冷、冷媒及びペルチェ素子等を用い
ることができる。これにより、アライメント装置から発
生する熱を抑制することができるので、投影結像光学系
に対する熱の影響を抑制し、投影結像光学系の熱変形を
抑制することができるので、投影結像光学系の所望の収
差を維持することが容易になる。
ウエハ上の複数点を検出してもよい。アライメント検出
装置８には温度調整機構８４を設けることが好ましい。
温度調整機構は、水冷、冷媒及びペルチェ素子等を用い
ることができる。これにより、アライメント装置から発
生する熱を抑制することができるので、投影結像光学系
に対する熱の影響を抑制し、投影結像光学系の熱変形を
抑制することができるので、投影結像光学系の所望の収
差を維持することが容易になる。
【００２５】以上の装置で露光すると、マスクパターン
をウエハ上の所望の位置に投影転写することができた。
その結果、最小サイズ0.1μｍのレジストパターンが、
ウエハ上の半導体チップ１個分の領域全面の所望の位置
に得ることができ、高精度のデバイスを作製することが
できた。一方、従来のＸ線投影露光装置の場合は、アラ
イメント装置を配置できるようにＸ線結像投影光学系を
設計したため、結像性能が悪く、露光領域の一部で所望
の形状のレジストパターンが得られなかった。
をウエハ上の所望の位置に投影転写することができた。
その結果、最小サイズ0.1μｍのレジストパターンが、
ウエハ上の半導体チップ１個分の領域全面の所望の位置
に得ることができ、高精度のデバイスを作製することが
できた。一方、従来のＸ線投影露光装置の場合は、アラ
イメント装置を配置できるようにＸ線結像投影光学系を
設計したため、結像性能が悪く、露光領域の一部で所望
の形状のレジストパターンが得られなかった。
【００２６】
【発明の効果】以上の如く、本発明のＸ線投影露光装置
によれば、投影結像光学系の収差を所望の値にしつつ、
アライメント装置を配置することが出来る。さらに、移
動機構を設けることで、ウエハ上の複数点を検出するこ
とが出来る。その結果、マスクのパターンをウエハ上の
所望の位置に投影転写することができ、高精度のデバイ
スを作製することができる。
によれば、投影結像光学系の収差を所望の値にしつつ、
アライメント装置を配置することが出来る。さらに、移
動機構を設けることで、ウエハ上の複数点を検出するこ
とが出来る。その結果、マスクのパターンをウエハ上の
所望の位置に投影転写することができ、高精度のデバイ
スを作製することができる。
【図1】図1は本発明の実施の形態によるＸ線投影露光装
置を示す概略図である。
置を示す概略図である。
【図2】図2は本発明の実施の形態によるＸ線投影露光装
置を示す概略図である。
置を示す概略図である。
【図3】図3は本発明の実施の形態によるＸ線投影露光装
置を示す概略図である。
置を示す概略図である。
【図4】図4は従来のｉ線投影露光装置の概略図である。
【図5】図5は従来のＸ線投影露光装置の概略図である。
１．．．Ｘ線源 ２．．．照明光学系 ３、．．．投影結像光学系 ４、１４．．．マスク ５、１５．．．マスクステージ ６、１６．．．ウエハ ７、１７．．．ウエハステージ １８．．．アライメント装置 １９・・・ｉ線 ３１〜３４・・・Ｘ線用反射鏡 ８１・・・照明光学系 ８２・・・検出器 ８３・・・移動機構 ８４・・・温度調整機構 ８５〜８８・・・アライメント光束 ８９・・・ハーフミラー ９０〜９２．．．Ｘ線
Claims (8)
- 【請求項１】少なくとも、Ｘ線源と、該Ｘ線源から発生
するＸ線を所定のパターンを有するマスク上に照射する
Ｘ線照明光学系と、該マスクからのＸ線を受けて前記パ
ターンの像を基板上に投影結像するＸ線投影結像光学系
と、前記マスクを保持するマスクステージと、前記基板
を保持する基板ステージと、マスク及び基板上のマーク
を光学的に検出する位置検出光学系を有するＸ線投影露
光装置であって、 前記投影結像光学系はＸ線を反射する複数の反射鏡で構
成し、該複数の反射鏡の間に、前記位置検出光学系の少
なくとも一部を配置することを特徴とするＸ線投影露光
装置。 - 【請求項２】前記位置検出光学系の少なくとも一部は、
前記投影結像光学系を構成する複数の反射鏡の内、基板
に最も近い反射鏡と、2番目に近い反射鏡の間に配置す
ることを特徴とする請求項1に記載のＸ線投影露光装
置。 - 【請求項３】前記位置検出光学系は少なくともマスク上
に設けられたマークを照明光学系で照明し、マスク上の
マークで反射した光束を前記Ｘ線投影結像光学系の反射
鏡を介して基板上のマークに導き、基板上に設けられた
マークを検出光学系で検出することを特徴とする請求項
1〜2に記載のＸ線投影露光装置。 - 【請求項４】前記位置検出光学系は少なくとも基板上に
設けられたマークを照明光学系で照明し、基板で反射し
た光束を前記Ｘ線投影結像光学系の反射鏡を介してマス
ク上のマークに導き、マスク上に設けられたマークを検
出光学系で検出することを特徴とする請求項1〜2に記載
のＸ線投影露光装置。 - 【請求項５】前記位置検出光学系に移動機構を設けたこ
とを特徴とする請求項1〜4に記載のＸ線投影露光装置。 - 【請求項６】前記位置検出光学系の開口数が前記Ｘ線投
影結像光学系の開口数の１／２以下であることを特徴と
する請求項1〜5に記載のＸ線投影露光装置。 - 【請求項７】前記複数の反射鏡の間に配置される位置検
出光学系の少なくとも一部はハーフミラーを有すること
を特徴とする請求項1〜6に記載のＸ線投影露光装置。 - 【請求項８】前記位置検出光学系に温度調整機構を設け
たことを特徴とする請求項1〜7に記載のＸ線投影露光装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10035108A JPH11233416A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Ｘ線投影露光装置 |
| US09/249,780 US6240158B1 (en) | 1998-02-17 | 1999-02-16 | X-ray projection exposure apparatus with a position detection optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10035108A JPH11233416A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Ｘ線投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233416A true JPH11233416A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12432746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10035108A Pending JPH11233416A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Ｘ線投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233416A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004266273A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-24 | Canon Inc | 露光装置及び露光方法 |
| US7505116B2 (en) | 2002-07-16 | 2009-03-17 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2014517533A (ja) * | 2011-06-08 | 2014-07-17 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 測定システム |
| WO2015169012A1 (zh) * | 2014-05-06 | 2015-11-12 | 上海微电子装备有限公司 | Euv光刻装置及其曝光方法 |
-
1998
- 1998-02-17 JP JP10035108A patent/JPH11233416A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7505116B2 (en) | 2002-07-16 | 2009-03-17 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2004266273A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-24 | Canon Inc | 露光装置及び露光方法 |
| JP2014517533A (ja) * | 2011-06-08 | 2014-07-17 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 測定システム |
| US9482968B2 (en) | 2011-06-08 | 2016-11-01 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Measuring system |
| WO2015169012A1 (zh) * | 2014-05-06 | 2015-11-12 | 上海微电子装备有限公司 | Euv光刻装置及其曝光方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6992780B2 (en) | Position detecting method and apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP4332486B2 (ja) | 時間を節約する高さ測定を用いた、基板にマスク・パターンを繰り返し投影する方法および装置 | |
| US7528966B2 (en) | Position detection apparatus and exposure apparatus | |
| US6208707B1 (en) | X-ray projection exposure apparatus | |
| KR100585461B1 (ko) | 마이크로리소그래피 투영장치 | |
| TW200305928A (en) | Exposure apparatus and method | |
| US5838450A (en) | Direct reticle to wafer alignment using fluorescence for integrated circuit lithography | |
| US6961132B2 (en) | Interference system and semiconductor exposure apparatus having the same | |
| US20050190378A1 (en) | Exposure apparatus mounted with measuring apparatus | |
| TW519687B (en) | Alignment apparatus, alignment method, exposure apparatus and exposure method | |
| US20050117140A1 (en) | Position detector, position detecting method, and exposure apparatus having the same | |
| JP3774590B2 (ja) | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 | |
| US6240158B1 (en) | X-ray projection exposure apparatus with a position detection optical system | |
| JP5137526B2 (ja) | 形状測定装置、形状測定方法、および露光装置 | |
| JP2003222572A (ja) | 位相測定装置 | |
| JP2001052986A (ja) | Ｘ線投影露光装置 | |
| US20050231703A1 (en) | Exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JPH10189443A (ja) | 位置検出用マーク、マーク検出方法及びその装置並びに露光装置 | |
| KR100592822B1 (ko) | 리소그래피장치, 디바이스제조방법 | |
| JPH11238666A (ja) | Ｘ線投影露光装置 | |
| JPH11233416A (ja) | Ｘ線投影露光装置 | |
| JP2000097620A (ja) | 干渉計 | |
| JP2001267196A (ja) | 位置検出装置、位置検出方法、露光装置、及び露光方法 | |
| JP2000156337A (ja) | 位置検出方法、位置検出装置、投影露光方法、投影露光装置、およびデバイスの製造方法 | |
| JP2005011914A (ja) | 反射型マスクおよび露光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050209 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080206 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080701 |