JPH1126350A - Exposure equipment - Google Patents
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- JPH1126350A JPH1126350A JP9177165A JP17716597A JPH1126350A JP H1126350 A JPH1126350 A JP H1126350A JP 9177165 A JP9177165 A JP 9177165A JP 17716597 A JP17716597 A JP 17716597A JP H1126350 A JPH1126350 A JP H1126350A
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- Particle Accelerators (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】 SR光の水平方向の大きな発散角を集光し
て、所要露光面に照射される強度の増大をはかると同時
に、所要露光面をほぼ同一な強度で照射して、微細パタ
ーンの正確な転写をおこなうことのできる露光装置を提
供する。
【解決手段】 ミラーが、大きい発散角で出射した放射
光71を集光して反射する第1のミラー72と、反射さ
れた放射光を入射して、ウェーハにパターンを転写する
ためのマスクに照射する第2のミラー73とで構成され
ている。第1のミラー72の反射面形状がx軸方向に
凹、y軸方向に凹であるとともに、第2のミラー73の
反射面形状がy軸方向に凸であり、光源から水平方向に
出射された放射光が第1のミラーおよび第2のミラーを
経由してウェーハの露光領域76の全域をほぼ同一の強
度で照射するような、第1のミラーおよび第2のミラー
の反射面の形状並びに第1のミラー、第2のミラーおよ
びマスクの配置となっている。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To collect a large divergence angle of SR light in the horizontal direction to increase the intensity of irradiation on a required exposure surface, and at the same time irradiate the required exposure surface with substantially the same intensity. An exposure apparatus capable of accurately transferring a fine pattern. SOLUTION: A mirror is used for a first mirror 72 for condensing and reflecting radiation light 71 emitted at a large divergence angle, and a mask for receiving the reflected radiation light and transferring a pattern to a wafer. And a second mirror 73 for irradiation. The reflecting surface shape of the first mirror 72 is concave in the x-axis direction and concave in the y-axis direction, and the reflecting surface shape of the second mirror 73 is convex in the y-axis direction. The shape of the reflecting surfaces of the first and second mirrors such that the emitted radiation irradiates the entire exposed area 76 of the wafer with substantially the same intensity via the first and second mirrors; The first mirror, the second mirror and the mask are arranged.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置に関し、
特にSR光源等の光源からの放射光をミラーを用いて照
射し、マスクのパターンをウェーハに露光転写する露光
装置に関する。The present invention relates to an exposure apparatus,
In particular, the present invention relates to an exposure apparatus that irradiates radiated light from a light source such as an SR light source using a mirror and exposes and transfers a mask pattern onto a wafer.
【0002】[0002]
【従来の技術】SR(シンクロトロン放射)光源は、S
R軌道面内方向(通常、SR軌道面は、水平面に一致し
て設置されるため、以下、水平方向と呼ぶ)には大きな
発散角をもち、SR軌道面に垂直な方向(同じく、鉛直
方向と呼ぶ)には小さな発散角をもつ、シート状の電磁
波(X線、真空紫外線を含む)を放射する放射光(以下
SR光と呼ぶ)の光源である。鉛直方向の発散角が小さ
なため、放射光をそのまま照射した場合、鉛直方向には
小さな範囲でしか照射されない。そこで、SR光源を用
いる露光装置では、SR光源より照射されるX線の露光
エリアを鉛直方向に広げるための何らかの方法が必要と
なる。2. Description of the Related Art An SR (synchrotron radiation) light source is
In the direction within the R orbital plane (usually, the SR orbital plane is set to coincide with the horizontal plane and is hereinafter referred to as the horizontal direction), it has a large divergence angle, and the direction perpendicular to the SR orbital plane (also the vertical direction) ) Is a light source of radiated light (hereinafter referred to as SR light) that emits sheet-like electromagnetic waves (including X-rays and vacuum ultraviolet rays) having a small divergence angle. Since the divergence angle in the vertical direction is small, when radiated light is irradiated as it is, it is irradiated only in a small range in the vertical direction. Therefore, in an exposure apparatus using an SR light source, some method is required to expand the exposure area of the X-ray irradiated from the SR light source in the vertical direction.
【0003】このための方法として、(1) 斜入射ミ
ラーをSR光源と露光面との間に配置し、数mradの
角度で振動させる方法(R.P.Haelbich他、
J.Vac.Sci.& Technol.Bl
(4)、Oct.−Dec.1983、pp.1262
〜1266)、(2) 曲面形状の斜入射ミラーをSR
光源と露光面との間に配置し、ミラー曲面での反射によ
って、X線ビームの鉛直方向の発散角を拡大する方法
(Warren D.Grobman、handboo
k on Synchrotron Radiatio
n、Vol.1、chap.13、p.1135、No
rth−Holland Publishing C
O.、1983)などが知られている。また、(3)
(2)の改良方法として、ミラー形状をシリンドリカル
形状からずらし、周辺部の曲率を連続的に小さくするこ
とにより、強度の均一化を図りながらX線ビームの鉛直
方向の発散角を拡大する方法(特開平1−24440
0)がある。図12は従来例(3)の露光装置の模式的
斜視図であり、図中符号120は発光点、122はミラ
ー、129はマスクである。発光点120からのSR光
は特殊形状のミラー122により鉛直方向に発散角が拡
大されてマスク129に照射されている。そしてこのマ
スクに形成されたパターンが不図示のウェーハ基板に露
光転写される。As a method for this, (1) a method in which an oblique incidence mirror is arranged between an SR light source and an exposure surface and vibrated at an angle of several mrad (RP Haelbich et al.
J. Vac. Sci. & Technol. Bl
(4), Oct. -Dec. 1983; 1262
~ 1266), (2) SR oblique incidence mirror with curved surface
A method in which the divergence angle of an X-ray beam in the vertical direction is enlarged by reflection between a light source and an exposure surface and reflection on a curved mirror surface (Warren D. Grobman, handbook)
k on Synchrotron Radiatio
n, Vol. 1, chap. 13, p. 1135, No
rth-Holland Publishing C
O. , 1983). Also, (3)
As an improvement method of (2), the mirror shape is shifted from the cylindrical shape, and the curvature of the peripheral portion is continuously reduced, thereby increasing the vertical divergence angle of the X-ray beam while achieving uniform intensity ( JP-A-1-2440
0). FIG. 12 is a schematic perspective view of a conventional exposure apparatus (3), in which reference numeral 120 denotes a light emitting point, 122 denotes a mirror, and 129 denotes a mask. The divergence angle of the SR light from the light emitting point 120 is expanded in the vertical direction by a mirror 122 having a special shape, and is irradiated on the mask 129. Then, the pattern formed on the mask is exposed and transferred to a wafer substrate (not shown).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】これらの方法のうち、
(1)は露光すべき領域に比べて幅の狭い照射領域をマ
スク面上でスキャンすることになるので、瞬間的には露
光領域の一部分しか照射されず、露光用マスクおよびウ
エハが部分的に熱膨張する。この熱膨張の影響は、ミラ
ーの振動周期が十分に短くなければ除くことができず、
微細パターンの正確な転写が困難となる。一方、振動周
期を十分に短くするためには大きな駆動パワーが必要と
なり実用的には実現できない場合があるだけではなく、
加減速時におけるロス時間がスループットを低下させる
こととなる。SUMMARY OF THE INVENTION Among these methods,
In (1), an irradiation area narrower than the area to be exposed is scanned on the mask surface, so that only a part of the exposure area is instantaneously irradiated, and the exposure mask and the wafer are partially Thermally expands. The effect of this thermal expansion cannot be eliminated unless the oscillation period of the mirror is short enough,
It becomes difficult to transfer a fine pattern accurately. On the other hand, in order to shorten the oscillation period sufficiently, a large drive power is required, which may not be practically realized.
The loss time during acceleration / deceleration reduces the throughput.
【0005】これに対し、(2)は、所要露光領域を一
括照射できるため、上述した(1)の欠点をカバーする
一方策といえる。しかしながら、上記文献では、ミラー
形状がシリンドリカル(円筒面)であるため、照射強度
を均一にするためにはビームを十分に拡大する必要があ
り、結果としてエネルギーを著しく損失する。一方、照
射強度を低下させない場合には、照射強度が所用露光領
域で均一ではなくなるために、上記文献中では開示され
ていないシヤツター等の補完的な露光量制御機構が必要
となる。さらに、シート状の電磁波の水平方向の大きな
発散角を集光することができず、そのため、水平方向に
は、発光点から露光領域が張る角度しか利用することが
できないこととなる。On the other hand, the method (2) can be said to be one of the measures for covering the above-mentioned drawback (1) because the required exposure area can be collectively irradiated. However, in the above document, since the mirror shape is cylindrical (cylindrical surface), it is necessary to sufficiently expand the beam in order to make the irradiation intensity uniform, resulting in a significant loss of energy. On the other hand, if the irradiation intensity is not reduced, the irradiation intensity will not be uniform in the required exposure area, and a supplementary exposure amount control mechanism such as a shutter, which is not disclosed in the above document, will be required. Further, a large divergence angle of the sheet-like electromagnetic wave in the horizontal direction cannot be collected, and therefore, only the angle at which the exposure area extends from the light emitting point in the horizontal direction can be used.
【0006】(3)は、(2)の欠点のうち、ビームの
拡大に伴いエネルギーを損失するという欠点、および照
射強度が所用露光領域で均一ではないという欠点を解決
しているが、水平方向には、発光点から露光領域が張る
角度しか利用することができないことは(2)と同様で
ある。そのため、所要露光領域に照射される強度は、
(2)より、大きく改善されているとはいえ、さらに、
光源強度の増大を図るか、あるいは、レジストの感度の
上昇を図るかの手段を講じることにより露光のスループ
ット向上を行う必要があった。このことは、SR光源の
コスト上昇、SR光源の規模の増大、あるいは、レジス
ト開発によるコスト上昇を招くこととなる。(3) solves the disadvantage of (2) that the energy is lost due to the beam expansion and that the irradiation intensity is not uniform in the required exposure area. As in (2), only the angle at which the exposure area extends from the light emitting point can be used. Therefore, the intensity applied to the required exposure area is
(2) Although it has been greatly improved,
It was necessary to improve the exposure throughput by taking measures to increase the light source intensity or to increase the sensitivity of the resist. This leads to an increase in the cost of the SR light source, an increase in the scale of the SR light source, or an increase in cost due to development of a resist.
【0007】一方、シート状の電磁波の水平方向の大き
な発散角を集光するという点においては、(1)の改良
として、斜入射ミラーにSR光の光軸と垂直な方向(x
方向)に凹面の曲率を持たせSR光を集光しながら、マ
スク上に露光されるべき領域よりも垂直方向には幅の狭
い照射領域を形成し、ミラーを数mradの角度で振動
させることによりその狭い照射領域をマスク上で垂直方
向に振動させ、実質的に照射領域を拡大するという方法
もある。しかしながら、瞬間的には露光領域の一部分し
かビームが照射されず、ミラーの振動周期を十分に短く
することなしには、微細パターンの正確な転写が困難と
なることは、(1)と全く同様である。On the other hand, in terms of condensing a large divergence angle in the horizontal direction of a sheet-like electromagnetic wave, as an improvement of (1), an obliquely incident mirror is applied to a direction perpendicular to the optical axis of the SR light (x
Irradiating the mirror with a concave curvature in the direction and forming an irradiation area narrower in the vertical direction than the area to be exposed on the mask while converging the SR light, and oscillating the mirror at an angle of several mrad. There is also a method of vibrating the narrow irradiation area in the vertical direction on the mask, thereby substantially enlarging the irradiation area. However, only a part of the exposure area is momentarily irradiated with the beam, and it is difficult to accurately transfer the fine pattern without sufficiently shortening the oscillation period of the mirror. It is.
【0008】本発明の目的は、上記従来例の欠点に鑑
み、シート状の電磁波であるSR光の水平方向の大きな
発散角を集光することにより、光源強度の増大を図るこ
となく、所要露光面に照射される強度の増大をはかると
同時に、所要露光面をほぼ同一な強度で一括照射し、微
細パターンの正確な転写をおこなうと同時にスループッ
トの向上を行った露光装置を提供することにある。In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, an object of the present invention is to condense a large divergence angle in the horizontal direction of SR light, which is a sheet-like electromagnetic wave, to thereby increase the required exposure without increasing the light source intensity. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of simultaneously increasing the intensity of irradiation on a surface and simultaneously irradiating a required exposure surface with substantially the same intensity to accurately transfer a fine pattern and improve throughput. .
【0009】さらに、ミラーあるいはX線窓の形状誤
差、ミラー表面上にある傷、ミラー、X線窓の表面に付
着したほこり、異物、さらには表面粗さのミラー面上で
の分布の違い等により生ずる露光むらを解決する方法を
有する露光装置を提供することにある。[0009] Further, the shape error of the mirror or the X-ray window, scratches on the mirror surface, dust and foreign matter adhering to the surface of the mirror or the X-ray window, and differences in the distribution of surface roughness on the mirror surface, etc. An exposure apparatus having a method for solving exposure unevenness caused by the above.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、S
R光源から放射された放射光をミラーで反射してマスク
のパターンをウェーハに露光転写する露光装置であり、
ミラーが、SR軌道面内に大きい発散角で出射した放射
光を集光して反射する第1のミラーと、第1のミラーで
反射された放射光を反射して、該マスクに照射する第2
のミラーとで構成されている。第1のミラーの反射面形
状がx軸方向に凹、y軸方向に凹であるとともに、第2
のミラーの反射面形状がy軸方向に凸であり、光源から
水平方向に出射された放射光が第1のミラーおよび第2
のミラーを経由してウェーハの露光領域の全域をほぼ同
一の強度で照射するような、第1のミラーおよび第2の
ミラーの反射面の形状並びに第1のミラー、第2のミラ
ー、マスクおよびウェーハの配置である。ただし、マス
クのパターンがウェーハに転写される領域を露光領域と
し、放射光の発光点から出射されて該露光領域の中心に
到達する放射光を主光線とし、主光線が第1のミラー上
で反射される点を第1のミラーの中心とし、主光線が第
2のミラー上で反射される点を第2のミラーの中心と
し、各ミラーにおいて該ミラーの中心から引いた各ミラ
ーの法線をz軸とし、ミラーの反射面からミラーの外部
に向けた方向をz軸の正の方向とし、各ミラーに入射す
る主光線と各ミラーのz軸との作る平面に垂直な軸を各
ミラーのx軸とし、各ミラーのx軸、z軸の双方に垂直
な軸を各ミラーのy軸とし、各ミラーから出射した主光
線の進行方向のベクトルとの内積が正となる各ミラーの
y軸の方向を正の方向とし、y軸の正の方向の単位ベク
トルとz軸の正の方向の単位ベクトルとの外積がx軸の
正の方向の単位ベクトルとなるような各ミラーのx軸の
方向を正の方向として定義する。According to the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising:
An exposure device that reflects the radiation emitted from the R light source with a mirror and exposes and transfers the pattern of the mask onto the wafer.
A first mirror for converging and reflecting the radiation emitted from the SR orbital plane at a large divergence angle; and a second mirror for reflecting the radiation reflected by the first mirror and irradiating the mask with the radiation. 2
It consists of a mirror. The reflection surface shape of the first mirror is concave in the x-axis direction and concave in the y-axis direction.
The reflection surface shape of the mirror is convex in the y-axis direction, and the radiated light emitted from the light source in the horizontal direction is reflected by the first mirror and the second mirror.
The shape of the reflecting surfaces of the first mirror and the second mirror, and the first mirror, the second mirror, the mask, and the like are used to irradiate the entire exposed area of the wafer through the mirrors with substantially the same intensity. This is the arrangement of wafers. However, the area where the pattern of the mask is transferred to the wafer is defined as an exposure area, the emission light emitted from the emission point of the emission light and reaching the center of the exposure area is defined as the principal ray, and the principal ray is reflected on the first mirror. The point of reflection is taken as the center of the first mirror, the point at which the principal ray is reflected on the second mirror is taken as the center of the second mirror, and the normal of each mirror drawn from the center of each mirror at each mirror Is the z-axis, the direction from the reflecting surface of the mirror toward the outside of the mirror is the positive direction of the z-axis, and the axis perpendicular to the plane formed by the principal ray incident on each mirror and the z-axis of each mirror is And the axis perpendicular to both the x-axis and the z-axis of each mirror is the y-axis of each mirror, and the y product of each mirror whose inner product with the vector in the traveling direction of the principal ray emitted from each mirror is positive The direction of the axis is defined as a positive direction, and the unit vector in the positive direction of the y-axis is Cross product of the positive direction of the unit vector of the axis defines a direction of x-axis of each mirror such that the positive direction of the unit vector in the x-axis as a positive direction.
【0011】また、SR光源から放射された放射光のう
ち、SR軌道面に垂直な方向に放射された主光線近傍の
該放射光が、第1のミラーで第2のミラーに向けて反射
された後、第2のミラーへの入射前にほぼ一点に集光さ
れるように、第1のミラーの反射面の中心部近傍のy軸
方向の凹の曲率半径が設定されていることが好ましい。In addition, of the radiation emitted from the SR light source, the radiation near the principal ray emitted in a direction perpendicular to the SR orbital plane is reflected by the first mirror toward the second mirror. After that, it is preferable that a concave radius of curvature in the y-axis direction near the center of the reflection surface of the first mirror is set so that the light is condensed to almost one point before entering the second mirror. .
【0012】発光点と第1ミラーの中心との距離をl1
とし、第1ミラーの中心と第2ミラーの中心との距離を
l2 とし、第2ミラーの中心とマスクとの距離をl3 と
し、第1ミラー、第2ミラーへの斜入射角をθとし、第
1ミラーの中心近傍におけるx方向、y方向の曲率半径
をそれぞれr1x、r1yとするとき、y方向の曲率半径r
1yが、 r1y > 2/11×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/si
nθ となるように設定されていることが好ましく、さらにy
方向の曲率半径r1yが、 2/11×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/sinθ<r
1y<2×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/sinθ となるように設定されていることが好ましく、さらにx
方向の曲率半径r1xが、 r1x<2sinθ/(1/l1 +3/2/l2 ) また
は、 r1x>2sinθ/(1/l1 +2/3/l2 ) となるように設定されていることが好ましい。The distance between the light emitting point and the center of the first mirror is l 1
The distance between the center of the first mirror and the center of the second mirror is l 2 , the distance between the center of the second mirror and the mask is l 3, and the oblique incidence angles on the first and second mirrors are θ. When the radii of curvature in the x and y directions near the center of the first mirror are r 1x and r 1y , respectively, the radius of curvature r in the y direction
1y is r 1y > 2/11 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / si
nθ is preferably set, and y
The radius of curvature r 1y in the direction is 2/11 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / sin θ <r
1y <2 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / sin θ
The radius of curvature r 1x in the direction is set so that r 1x <2 sin θ / (1 / l 1 + 3/2 / l 2 ) or r 1x > 2 sin θ / (1 / l 1 + 2/3 / l 2 ). Is preferred.
【0013】さらに、第2のミラーが回転可能であって
もよく、回転振動および直線振動の少なくともいずれか
一方が可能であってもよい。Further, the second mirror may be rotatable, and at least one of rotational vibration and linear vibration may be possible.
【0014】この場合第2のミラーにより反射された放
射光がマスクを照射する領域がウェーハの露光領域より
も大きく、該露光領域内における照射強度の最大値が最
小値の2倍以下であるような、第1のミラーおよび第2
のミラーの反射面の形状と加工精度並びに第1のミラ
ー、第2のミラー、マスクおよびウェーハの配置である
ことが好ましい。In this case, the area where the radiation reflected by the second mirror irradiates the mask is larger than the exposure area of the wafer, and the maximum value of the irradiation intensity in the exposure area is less than twice the minimum value. The first mirror and the second
It is preferable that the shape and processing accuracy of the reflecting surface of the mirror and the arrangement of the first mirror, the second mirror, the mask, and the wafer are the same.
【0015】第1ミラーをx,y両方向とも凹、第2枚
目のミラーをy方向凸とし、第1のミラーで水平方向に
大きな発散角で光源から出射したSR光を狭い発散角に
収束し、垂直方向のSR光を第2ミラーに入射前に集光
したあと第2ミラーでマスク面に拡散して照射するの
で、露光領域全面をほぼ均一な強度で照射できるととも
にスループットも向上する。The first mirror is concave in both the x and y directions and the second mirror is convex in the y direction. The first mirror converges the SR light emitted from the light source with a large divergence angle in the horizontal direction to a narrow divergence angle. Since the SR light in the vertical direction is condensed on the second mirror before being incident on the second mirror, it is diffused and irradiated on the mask surface by the second mirror, so that the entire exposure area can be irradiated with almost uniform intensity and the throughput is improved.
【0016】第1ミラーからの垂直方向のSR光を第2
ミラーの手前で集光しているので第2ミラーの照射方向
の長さを短くでき、第2ミラーを小型軽量化できる。そ
れによりミラーの加工精度を上げることができ、微小振
動も容易となる。The vertical SR light from the first mirror is
Since the light is condensed before the mirror, the length of the second mirror in the irradiation direction can be reduced, and the size and weight of the second mirror can be reduced. Thereby, the processing accuracy of the mirror can be improved, and the minute vibration can be easily performed.
【0017】また、ミラーを微小振動することにより、
ミラーあるいはX線窓の形状誤差、ミラー表面上にある
傷、ミラー、X線窓の表面に付着したほこり、異物、さ
らには表面粗さのミラー面上での分布の違い等による露
光むらを解消することができ、さらに露光領域全面をほ
ぼ均一な強度で照射することにより、リソグラフィーお
いて、線幅均一性を向上させることができる。Further, by micro-vibrating the mirror,
Eliminates irregularities in the shape of the mirror or X-ray window, scratches on the mirror surface, dust and foreign matter adhering to the surface of the mirror and X-ray window, and uneven exposure due to differences in the distribution of surface roughness on the mirror surface. Further, by irradiating the entire exposed area with substantially uniform intensity, the line width uniformity can be improved in lithography.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態の露光装置の光学系の構成と配置を示す模式的配
置図であり、(a)は側面図、(b)は上面図である。
図中符号10は発光点、11、15はSR光、12は第
1ミラー、13は第2ミラーである。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are schematic layout views showing the configuration and arrangement of an optical system of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a top view.
In the figure, reference numeral 10 denotes a light emitting point, 11 and 15 denote SR light, 12 denotes a first mirror, and 13 denotes a second mirror.
【0019】図1において発光点10で電子軌道がベン
デイング磁石によって曲げられるときにSR光11が接
線方向に放射される。本実施の形態では、発光点10か
ら大きい角度で出射したSR光11が第1ミラー12に
より反射され、その後、第2ミラー13で反射される。
第2枚目のミラー13により反射されたSR光15は、
マスク(不図示)の方向に向けられる。In FIG. 1, SR light 11 is emitted in a tangential direction when an electron orbit is bent by a bending magnet at a light emitting point 10. In the present embodiment, the SR light 11 emitted from the light emitting point 10 at a large angle is reflected by the first mirror 12 and then reflected by the second mirror 13.
The SR light 15 reflected by the second mirror 13 is
It is directed in the direction of a mask (not shown).
【0020】図2は本発明の実施の形態における主光
線、ミラーの中心、座標系の概念を示す模式的斜視図で
あり、図中符号20はSRリング、20aは発光点、2
2は第1ミラー、22aは第1ミラーの中心、23は第
2ミラー、23aは第2ミラーの中心、25、26、2
7は主光線、29はマスク、29aはマスクの中心であ
る。FIG. 2 is a schematic perspective view showing the concept of the principal ray, the center of the mirror, and the coordinate system in the embodiment of the present invention. In FIG.
2 is the first mirror, 22a is the center of the first mirror, 23 is the second mirror, 23a is the center of the second mirror, 25, 26, 2
7 is a principal ray, 29 is a mask, and 29a is the center of the mask.
【0021】X線および真空紫外線などの放射光の光源
であるSRリング20の発光点20aから、水平方向に
は数十mradと広く、垂直方向には1mrad程度と
狭く出射したSR光が、第1ミラー22および第2ミラ
ー23により連続して反射され、マスク28上に描画さ
れたパターンがウェーハに転写される領域(露光領域と
呼ぶ)を少なくとも含むマスク29の領域(照射領域と
呼ぶ)に照射される。水平方向および垂直方向に発散し
て発光点から出射したSR光の内、マスク29の中心2
9aに到達するSR光を主光線25、26、27と呼
び、主光線25が第1ミラー22で反射される点を第1
ミラーの中心22a、主光線26が第2ミラー23で反
射される点を第2ミラーの中心23aと呼ぶ。ミラーの
中心22a、23aから引いた各ミラーの法線をz軸と
し、ミラーからミラーの外部に向けた方向をz軸の正の
方向とし、各ミラーに入射する主光線と各ミラーのz軸
との作る平面に垂直な軸を各ミラーのx軸とし、各ミラ
ーのx軸、z軸の双方に垂直な軸を各ミラーのy軸と
し、各ミラーから出射した主光線の進行方向のベクトル
との内積が正となる各ミラーのy軸の方向を正の方向と
し、各ミラーのx軸の正の方向をxyz軸が左手系を構
成するように、y軸の正の方向の単位ベクトルとz軸の
正の方向の単位ベクトルとの外積がx軸の正の方向の単
位ベクトルとなるx軸の方向を正の方向と定義する。From the light emitting point 20a of the SR ring 20, which is a light source of radiation such as X-rays and vacuum ultraviolet rays, SR light emitted as wide as several tens mrad in the horizontal direction and as narrow as about 1 mrad in the vertical direction is generated. A region (referred to as an irradiation region) of the mask 29 including at least a region (referred to as an exposure region) where the pattern continuously reflected by the first mirror 22 and the second mirror 23 and transferred onto the wafer is drawn on the mask 28. Irradiated. Of the SR light diverging in the horizontal and vertical directions and emitted from the light emitting point, the center 2 of the mask 29
The SR light that reaches 9a is referred to as principal rays 25, 26, and 27, and the point at which principal ray 25 is reflected by first mirror 22 is referred to as first ray.
The point at which the center 22a of the mirror and the principal ray 26 are reflected by the second mirror 23 is called the center 23a of the second mirror. The normal of each mirror drawn from the mirror centers 22a and 23a is the z-axis, the direction from the mirror to the outside of the mirror is the positive direction of the z-axis, and the principal ray incident on each mirror and the z-axis of each mirror The axis perpendicular to the plane created by x is the x axis of each mirror, the axis perpendicular to both the x axis and z axis of each mirror is the y axis of each mirror, and the vector of the traveling direction of the principal ray emitted from each mirror A unit vector in the positive direction of the y-axis such that the direction of the y-axis of each mirror whose inner product is positive is the positive direction, and the positive direction of the x-axis of each mirror is the xyz axis forming a left-handed system The direction of the x-axis in which the cross product of the x-axis and the unit vector in the positive direction of the z-axis becomes the unit vector in the positive direction of the x-axis is defined as the positive direction.
【0022】SR光は、水平方向(SR軌道面内方向)
には大きな発散角、鉛直方向(SR軌道面に垂直な方
向)には小さな発散角をもつ、シート状の電磁波(X
線、真空紫外線を含む)である。この「水平方向に大き
な発散角をもつSR光」は、厳密には一点の発光点から
出射しているのではなく、SRの電子軌道上の各点から
接線方向に出射している。ここでは、十分点とみなせる
程小さい長さのSRの電子軌道から出射してくるSR光
を、一点の発光点からその電子軌道の長さに対応した発
散角をもって出射してくるSR光とみなしている。The SR light is directed in the horizontal direction (in the plane of the SR orbit).
Has a large divergence angle and a small divergence angle in the vertical direction (perpendicular to the SR orbital plane).
Line, including vacuum ultraviolet rays). The “SR light having a large divergence angle in the horizontal direction” is not strictly emitted from one light emitting point, but is emitted tangentially from each point on the electron trajectory of the SR. Here, SR light emitted from an SR electron trajectory having a length small enough to be regarded as a sufficient point is regarded as SR light emitted from a single light emitting point with a divergence angle corresponding to the length of the electron trajectory. ing.
【0023】図3は本発明の実施の形態の垂直方向に出
射したSR光の光路を示す模式的斜視図であり、図中符
号30は光源、31は垂直方向に出射されたSR光、3
2は第1ミラー、33は第2ミラー、34、35は仮想
平面、34a、35aは垂直方向に出射されたSR光と
仮想平面との交線、36は集光される位置である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing an optical path of SR light emitted in the vertical direction according to the embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 30 denotes a light source, 31 denotes SR light emitted in the vertical direction, and 3 denotes a light source.
Reference numeral 2 denotes a first mirror, 33 denotes a second mirror, 34 and 35 denote virtual planes, 34a and 35a denote intersections between the SR light emitted in the vertical direction and the virtual plane, and 36 denotes a condensing position.
【0024】光源30から1mrad程度の発散角を持
って垂直方向に出射したSR光31は、図3に示される
ように、x軸方向に凹、y軸方向に凹の形状を有する第
1ミラー32により反射され、特にy軸方向が凹の形状
をしていることにより第1ミラーからlの距離の位置3
6でほぼ一点に集光される。第2ミラー33はその集光
点の下流に設置される。第2ミラー33はy軸方向に凸
の形状を有しており、集光された点36から広がりつつ
あるSR光をさらに広げ、マスク方向に出射する。光源
30と第1ミラー32との間の仮想平面34および第2
ミラー33とマスクの間の仮想平面35と垂直方向に出
射されたSR光との交線34a、35aは垂直線とな
る。The SR light 31 emitted vertically from the light source 30 with a divergence angle of about 1 mrad is, as shown in FIG. 3, a first mirror having a concave shape in the x-axis direction and a concave shape in the y-axis direction. 32, and is particularly concave at the y-axis direction.
At 6, the light is converged to almost one point. The second mirror 33 is installed downstream of the focal point. The second mirror 33 has a convex shape in the y-axis direction, further spreads the SR light spreading from the focused point 36, and emits the SR light in the mask direction. The virtual plane 34 between the light source 30 and the first mirror 32 and the second
Intersecting lines 34a and 35a between the virtual plane 35 between the mirror 33 and the mask and the SR light emitted in the vertical direction are vertical lines.
【0025】図4は本発明の実施の形態の水平方向に出
射したSR光の光路を示す模式的斜視図であり、図中符
号40は光源、41は水平方向に出射されたSR光、4
2は第1ミラー、42aは水平方向に出射されたSR光
と第1ミラーとの交線、44、45、46、47は仮想
平面、44a、45a、46a、47aは水平方向に出
射されたSR光と仮想平面との交線、48は第1ミラー
から出射したSR光である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing an optical path of SR light emitted in the horizontal direction according to the embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 40 denotes a light source, 41 denotes SR light emitted in the horizontal direction,
2 is a first mirror, 42a is a line of intersection between the SR light emitted in the horizontal direction and the first mirror, 44, 45, 46, and 47 are virtual planes, and 44a, 45a, 46a, and 47a are emitted in the horizontal direction. The line of intersection of the SR light and the virtual plane, 48 is the SR light emitted from the first mirror.
【0026】光源40から数十mrad程度の発散角を
持って水平方向に出射したSR光41は、図4に示され
るように、x軸方向に凹、y軸方向に凹の形状を有する
第1ミラー42に入射する。水平方向に出射したSR光
の内、マスク中央に入射する光(主光線)に垂直な仮想
平面44と、水平方向に出射したSR光の交線44aは
直線となる。第1ミラー42と水平方向に出射したSR
光41との交線42aは、第1ミラー42が主にx軸方
向に凹としてあることにより、放物線に近い形となる。
第1ミラー42から出射したSR光48と主光線に垂直
な仮想平面との交線は、第1ミラーの直後の仮想平面4
5では交線45aが第1ミラー42のx軸方向の凹面の
向き(図4では凹面が上向き)と同様に凹となる。一
方、第1ミラー42をy軸方向に凹としていることによ
り、第1ミラー42から離れるにしたがって仮想平面4
6との交線46aでは直線となり、さらに離れると仮想
平面47との交線47aでは凸となる。As shown in FIG. 4, the SR light 41 emitted from the light source 40 in the horizontal direction with a divergence angle of about several tens mrad has a concave shape in the x-axis direction and a concave shape in the y-axis direction. The light enters one mirror 42. Of the SR light emitted in the horizontal direction, an imaginary plane 44 perpendicular to the light (principal ray) incident on the center of the mask and the intersection line 44a of the SR light emitted in the horizontal direction are straight lines. SR emitted in the horizontal direction with the first mirror 42
The intersection line 42a with the light 41 has a shape close to a parabola because the first mirror 42 is mainly concave in the x-axis direction.
The intersection of the SR light 48 emitted from the first mirror 42 and the virtual plane perpendicular to the principal ray is the virtual plane 4 immediately after the first mirror.
In 5, the intersection line 45a is concave as in the direction of the concave surface of the first mirror 42 in the x-axis direction (the concave surface is upward in FIG. 4). On the other hand, since the first mirror 42 is concave in the y-axis direction, the virtual plane 4
6 becomes a straight line at an intersection 46a, and becomes further convex at an intersection 47a with an imaginary plane 47 further away.
【0027】第2ミラーを図3の垂直方向に出射したS
R光がほぼ一点に集光する位置33よりも光源から遠方
に設置し、水平方向に出射したSR光41と主光線に垂
直な仮想平面との交線が直線になる点46よりも光源に
近く設置することにより、SR光は第2ミラー位置では
垂直方向にほば集光するとともに、水平方向の光はほば
直線となることになる。その結果、SR光は第2ミラー
に投射される位置では投射方向の幅が十分小さくなって
おり、第2ミラーの入射方向の長さを小さくしても、全
ての入射光を反射させることが可能となる。即ち、SR
光の利用効率を落とすことなく、第2ミラーのサイズを
十分小さくできることとなる。The S emitted from the second mirror in the vertical direction in FIG.
It is installed farther from the light source than the position 33 where the R light converges to almost one point, and the light source is located at a point closer to the light source than at a point 46 where the line of intersection between the SR light 41 emitted in the horizontal direction and the virtual plane perpendicular to the principal ray becomes straight. By setting it near, the SR light is almost condensed in the vertical direction at the second mirror position, and the light in the horizontal direction is almost straight. As a result, the width of the SR light in the projection direction at the position where it is projected on the second mirror is sufficiently small, and even if the length of the second mirror in the incidence direction is reduced, all the incident light can be reflected. It becomes possible. That is, SR
The size of the second mirror can be sufficiently reduced without lowering the light use efficiency.
【0028】SR光を利用した露光装置において用いら
れる光の波長は1nm前後であるため、要求されるミラ
ーの形状はほぼ波長と同程度の精度が要求される。ミラ
ーの加工は、同一精度で加工を行う場合にはミラーのサ
イズが小さいほど加工しやすいことはいうまでもない。
しかしながら、第1ミラーのサイズは数百mmにもな
り、かつ、形状が対象軸を有しないため、数nmの精度
で加工することは現状では困難である。ミラー形状が理
想的な場合には強度が全く均一となるが、実際には、ミ
ラーの加工誤差等により強度むらが発生してしまうこと
になる。同様に、SR光の照射経路中の真空領域の境界
で用いられるX線窓は主にBe膜で作成されているが、
薄膜化の過程で圧延工程があるため、X線窓にも加工誤
差が生じ更に強度むらを発生させる原因となる。Since the wavelength of light used in an exposure apparatus using SR light is around 1 nm, the required mirror shape needs to be almost as accurate as the wavelength. It goes without saying that, when processing mirrors with the same precision, the smaller the mirror size, the easier the processing.
However, since the size of the first mirror is several hundred mm and the shape does not have a target axis, it is difficult at present to process with a precision of several nm. When the mirror shape is ideal, the intensity is completely uniform. However, in practice, intensity unevenness occurs due to a mirror processing error or the like. Similarly, the X-ray window used at the boundary of the vacuum region in the SR light irradiation path is mainly made of a Be film,
Since there is a rolling step in the process of thinning, a processing error occurs in the X-ray window, which further causes uneven strength.
【0029】このミラーあるいはX線窓の加工誤差は、
マスク上の露光領域内で数十μm〜数mmの周期のSR
光の強度むらとして現れる。そのため、マスク上で10
mm程度SR光が振れるようにミラーを微小振動するこ
とにより、ミラーあるいはX線窓の加工誤差により発生
したむらは緩和されることになる。本発明の実施の形態
においては、光源からの距離が第1ミラーよりもさらに
遠くにある第2ミラーの長さを100〜300mmとし
軽量化を図ることができるため、ミラーを微小振動させ
ることによりミラーあるいはX線窓の加工誤差、ミラー
表面上にある傷、ミラー、X線窓の表面に付着したほこ
り、異物、さらには表面粗さのミラー面上での分布の違
い等により生ずる露光むらを緩和させることができる。The processing error of this mirror or X-ray window is
SR having a period of several tens μm to several mm in an exposure area on a mask
Appears as uneven light intensity. Therefore, 10
By slightly vibrating the mirror so that the SR light fluctuates by about mm, unevenness caused by a processing error of the mirror or the X-ray window is reduced. In the embodiment of the present invention, the length of the second mirror, which is farther from the light source than the first mirror, can be reduced to 100 to 300 mm to reduce the weight. Processing errors of the mirror or X-ray window, scratches on the mirror surface, dust and foreign matter adhering to the surface of the mirror, X-ray window, and uneven exposure caused by differences in the distribution of surface roughness on the mirror surface, etc. Can be relaxed.
【0030】次に具体的な数値による実施例を含めた実
施の形態を図面を参照して説明する。図2において発光
点20aと第1ミラーの中心22a間の距離l1 =28
00mm、第1ミラーの中心22aと第2ミラーの中心
23a間の距離l2 =3200mm、第2ミラーの中心
23aとマスク29間の距離l3 =5000mm、第1
ミラー22、第2ミラー23への斜入射角θ=18mr
adと設定し、第2ミラー23よりマスク寄り4500
mmに18μmの厚さのBe膜が真空隔壁として設置さ
れている。真空隔壁よりマスク側にはHeが150To
rrの圧力で満たされている。マスク29はSiCから
なる2μmの厚さのメンブレン上にタングステンを主成
分とする吸収体からなるパターンが描かれてある。マス
クメンブレンから20μmのギヤツプで、ウェーハがあ
る。Next, embodiments including specific numerical examples will be described with reference to the drawings. In FIG. 2, the distance l 1 = 28 between the light emitting point 20a and the center 22a of the first mirror.
00 mm, the distance l 2 = 3200 mm between the center 22a of the first mirror and the center 23a of the second mirror, the distance l 3 = 5000 mm between the center 23a of the second mirror and the mask 29, the first
Oblique incidence angle θ to mirror 22 and second mirror 23 = 18 mr
set as ad, 4500 closer to the mask than the second mirror 23
A Be film having a thickness of 18 μm / mm is provided as a vacuum partition. He is 150 To on the mask side of the vacuum partition.
It is filled at a pressure of rr. The mask 29 has a pattern made of an absorber mainly containing tungsten on a 2 μm thick membrane made of SiC. There is a wafer at a gap of 20 μm from the mask membrane.
【0031】第1ミラー22はx軸方向に凹、y軸方向
に凹の形状としてあり、中心近傍で、x方向曲率半径を
rx =89.9mm−0.0062×ymm、y方向曲
率半径ry =82284mmと設定した。曲率半径rx
をy方向に変化させているので、ミラーはミラー中心近
傍において発光点から遠ざかる方向に曲率半径が若干小
さくなっている。第2ミラーは特にy軸方向に凸の形状
をしてあり、x方向の曲率半径1332mm、y方向の
曲率半径34800mmと設定した。本実施例のミラー
形状を図5に示す。図5は実施例のミラーの形状を示す
立体図であり、(a)は第1ミラー、(b)は第2ミラ
ーである。The first mirror 22 has a concave shape in the x-axis direction and a concave shape in the y-axis direction. The radius of curvature in the x direction is r x = 89.9 mm−0.0062 × ymm, and the radius of curvature in the y direction is near the center. r y = 82284 mm was set. Radius of curvature r x
Is changed in the y direction, so that the radius of curvature of the mirror is slightly smaller in the direction away from the light emitting point near the center of the mirror. The second mirror has a particularly convex shape in the y-axis direction, and has a radius of curvature of 1332 mm in the x direction and a radius of curvature of 34,800 mm in the y direction. FIG. 5 shows the mirror shape of this embodiment. FIGS. 5A and 5B are three-dimensional views showing the shape of the mirror of the embodiment, wherein FIG. 5A shows a first mirror and FIG. 5B shows a second mirror.
【0032】垂直方向に出射したSR光は、図3に示さ
れるように、第1ミラー32により反射され、第1のミ
ラーの中心からl=1007mmの位置において集光さ
れる。第1ミラー32から第2ミラー33までの距離が
l2 =3200mmであるから、集光点36から第2ミ
ラー33までの距離が2193mmとなり、相似の関係
で、第2ミラー33近辺での光線に垂直な方向の幅は、
第1ミラー32近辺での幅に比べて2193/1007
となりほぼ2.18倍の幅となっている。これは、第1
ミラーに到達した光がそのまま第1ミラーに反射される
ことなく進んだ場合、6000/2800=2.14倍
となることから、第2ミラー位置でSR光の幅が第1ミ
ラーがない場合に比べて、特別に大きくなっていないこ
とを意味する。As shown in FIG. 3, the SR light emitted in the vertical direction is reflected by the first mirror 32 and is collected at a position 1 = 1007 mm from the center of the first mirror. Since the distance from the first mirror 32 to the second mirror 33 is l 2 = 3200 mm, the distance from the focal point 36 to the second mirror 33 is 2193 mm, and the light rays near the second mirror 33 have a similar relationship. The width in the direction perpendicular to
2193/1007 compared to the width near the first mirror 32
The width is approximately 2.18 times. This is the first
If the light that has reached the mirror proceeds without being reflected by the first mirror as it is, 6000/2800 = 2.14 times. Therefore, when the width of the SR light is not at the second mirror position and there is no first mirror. In comparison, it means that it is not particularly large.
【0033】さらに、図4に示されるように、水平方向
に出射したSR光41とマスク中央に入射する光に垂直
な仮想平面との交線が直線になる仮想平面46の位置
が、第2ミラーが無い時、第1ミラー42の中心から3
560mmの位置となるため、第2ミラーの位置はその
位置より光源側となっており、かつその位置に極めて近
いため、第2ミラーのサイズは結果的に小さくすること
ができる。Further, as shown in FIG. 4, the position of the virtual plane 46 where the intersection line between the SR light 41 emitted in the horizontal direction and the virtual plane perpendicular to the light entering the center of the mask becomes a straight line is the second position. When there is no mirror, 3 from the center of the first mirror 42
Since the position is 560 mm, the position of the second mirror is closer to the light source than the position, and is very close to the position, so that the size of the second mirror can be reduced as a result.
【0034】第2ミラーの中心位置における、第1ミラ
ーからの反射光の分布を図6に示す。図6は実施例の第
2ミラーの中心位置における第1ミラーからの反射光の
分布を示す平面図であり、x方向には、−13.5mr
ad〜13.5mradの角度に1.35mradの間
隔で、y方向には−0.28mrad〜0.28mra
dの角度に0.14mradの間隔で合計105本の光
線を光源から出射させた時の第2ミラーの中心位置にお
ける光線の分布を表す。FIG. 6 shows the distribution of the reflected light from the first mirror at the center position of the second mirror. FIG. 6 is a plan view showing the distribution of reflected light from the first mirror at the center position of the second mirror in the example, and -13.5 mr in the x direction.
1.35 mrad at an angle of ad to 13.5 mrad, and -0.28 mrad to 0.28 mra in the y direction
It represents the distribution of light rays at the center position of the second mirror when a total of 105 light rays are emitted from the light source at an angle of d and at intervals of 0.14 mrad.
【0035】第1ミラーとSR軌道面上に出射したSR
光との交線は図4の第1ミラーの交線42aで示すよう
にほぼ放物線であるため第1ミラー42の有効領域の長
さが540mm必要であるにも関わらず、第2ミラーの
有効領域の長さは280mm程度となっている。ミラー
加工時の面だれ等の形状劣化や、あるいは、押さえ力に
よる変形による形状劣化を除くため、ミラーの厚さは少
なくともミラーの長さに比例させた程度の厚さが必要と
なってくる。幅方向は、第1ミラー、第2ミラーともほ
ぼ同じであるため、第2ミラーは、第1ミラーの約1/
3.7の重さとなっている。本発明における構成を実施
しない場合、第2ミラーの長さは少なくとも第1ミラー
程度の大きさとなることが予想され、結果として、第2
ミラーの重さを1/4程度とすることができたことにな
る。ミラーサイズを小さくできたため第2ミラーの加工
精度を上げることができるだけではなく、第1ミラーの
加工誤差、X線窓の加工誤差等による強度むらの緩和の
ため微小振動させることも容易となっている。First mirror and SR emitted on SR orbital plane
Since the line of intersection with light is almost a parabola as shown by the line of intersection 42a of the first mirror in FIG. 4, the effective area of the first mirror 42 needs to be 540 mm even though the effective length of the second mirror is required. The length of the area is about 280 mm. In order to eliminate shape deterioration such as surface drooping during mirror processing or deformation due to deformation due to a pressing force, the thickness of the mirror is required to be at least in proportion to the length of the mirror. The width direction is substantially the same for both the first mirror and the second mirror, so that the second mirror is about 1 /
It weighs 3.7. If the configuration according to the present invention is not implemented, the length of the second mirror is expected to be at least as large as that of the first mirror.
This means that the weight of the mirror can be reduced to about 1/4. Since the mirror size can be reduced, not only can the processing accuracy of the second mirror be improved, but also it is easy to make micro-vibration to reduce unevenness in intensity due to the processing error of the first mirror and the processing error of the X-ray window. I have.
【0036】図7は実施例におけるSR光がマスク上に
形成する照射領域と露光領域を示す模式的斜視図であ
り、図中符号70は光源、71はSR光、72は第1ミ
ラー、73は第2ミラー、75はマスク上の照射領域、
76はマスク上の露光領域であり露光領域は斜線で示さ
れている。FIG. 7 is a schematic perspective view showing an irradiation area and an exposure area formed by SR light on a mask in the embodiment. In the figure, reference numeral 70 denotes a light source, 71 denotes SR light, 72 denotes a first mirror, 73 Is the second mirror, 75 is the irradiation area on the mask,
Reference numeral 76 denotes an exposure area on the mask, and the exposure area is indicated by oblique lines.
【0037】本実施例において、露光領域76は4Gb
itDRAM世代で必要となってくる50mm□として
ある。第2ミラーから反射されたSR光はマスク上で約
60mm□の照射領域75を照射する。In this embodiment, the exposure area 76 is 4 Gb
It is 50 mm square which is required for the itDRAM generation. The SR light reflected from the second mirror irradiates an irradiation area 75 of about 60 mm square on the mask.
【0038】図4に示されるように、水平方向に出射さ
れたSR光41が第1ミラー42のみにより反射された
とき、第1ミラー42の後方3560mmの位置(仮想
平面46)で主光線に垂直な面との交線が直線になる
が、この面より光源40側寄りにx方向の曲率半径13
32mm、y方向の曲率半径34800mmの第2ミラ
ーがあることにより、第2ミラーに反射されて、水平方
向に出射されたSR光はマスク面の位置でマスク面上に
ほぼ直線の交線を結ぶ。As shown in FIG. 4, when the SR light 41 emitted in the horizontal direction is reflected only by the first mirror 42, the SR light 41 is converted into a chief ray at a position 3560 mm behind the first mirror 42 (virtual plane 46). The line of intersection with the vertical plane is a straight line, but the curvature radius 13 in the x direction is closer to the light source 40 than this plane.
With the second mirror having a radius of curvature of 32800 mm and a radius of curvature of 34800 mm in the y direction, the SR light reflected by the second mirror and emitted in the horizontal direction connects a substantially straight line of intersection on the mask surface at the position of the mask surface. .
【0039】図8は実施例におけるマスク位置における
光線の分布を示す平面図であり、x方向には−13.5
mrad〜13.5mradの角度に1.35mrad
の間隔で、y方向には−0.28mrad〜0.28m
radの角度に0.028mradの間隔で合計441
本の光線を光源から出射させた時のマスク位置における
光線の分布を表す。黒い四角は、y方向の出射角が0の
時の光線の到達する位置を表し、ほぼ直線になっている
ことがわかる。FIG. 8 is a plan view showing the distribution of light rays at the mask position in the embodiment, and -13.5 in the x direction.
1.35 mrad at an angle between mrad and 13.5 mrad
At intervals of -0.28 mrad to 0.28 m in the y direction
A total of 441 at an interval of 0.028 mrad at an angle of rad
The distribution of the light beam at the mask position when this light beam is emitted from the light source is shown. The black square represents the position where the light beam reaches when the emission angle in the y direction is 0, and it can be seen that it is almost a straight line.
【0040】このように光源40から水平方向に出射し
たSR光41が第1ミラー42、第2ミラーで連続的に
反射された後、マスク面上であるいはウェーハ上で、直
線とはならない場合は、マスク上あるいはウェーハ上で
強度分布が2次元的となり、露光量の制御は困難とな
る。上述のようにスキャン露光方式においては、若干の
強度分布が存在する場合でも、スキヤンすることにより
平均化されその影響は比較的小さいが、一括露光方式で
は、その強度分布が2次元的である場合には、露光量の
制御が全く困難となる。When the SR light 41 emitted in the horizontal direction from the light source 40 is continuously reflected by the first mirror 42 and the second mirror, and is not linear on the mask surface or on the wafer, In addition, the intensity distribution becomes two-dimensional on the mask or the wafer, and it becomes difficult to control the exposure amount. As described above, in the case of the scan exposure method, even when there is a slight intensity distribution, the intensity is averaged by scanning and the influence is relatively small, but in the case of the collective exposure method, the intensity distribution is two-dimensional. In this case, it becomes quite difficult to control the exposure amount.
【0041】図9は実施例においてレジストに吸収され
るパワーを示す模式的立体図であり、約60mm□の領
域でレジストに吸収されるパワーをほぼ一定とすること
ができる。FIG. 9 is a schematic three-dimensional view showing the power absorbed by the resist in the embodiment, and the power absorbed by the resist can be made substantially constant in a region of about 60 mm square.
【0042】ところで、発光点と第1ミラーの中心との
距離をl1 とし、第1ミラーの中心と第2ミラーの中心
との距離をl2 とし、第2ミラーの中心とマスクとの距
離をl3 とし、第1ミラー、第2ミラーへの斜入射角を
θとし、第1ミラーの中心近傍におけるx方向、y方向
の曲率半径をそれぞれr1x、r1yとすると、第1ミラー
の中心近傍における焦点距離f1x、f1yはそれぞれ f1x=r1x/(2sinθ)) f1y=r1y×sinθ/2 と表される。By the way, the distance between the emission point and the center of the first mirror and l 1, the distance between the centers of the second mirror of the first mirror and l 2, the distance between the center and the mask of the second mirror Let l 3 be the angle of oblique incidence on the first mirror and the second mirror, and let r 1x and r 1y be the radii of curvature in the x and y directions near the center of the first mirror, respectively. The focal lengths f 1x and f 1y near the center are respectively expressed as f 1x = r 1x / (2 sin θ)) f 1y = r 1y × sin θ / 2.
【0043】発光点から、SR軌道面に垂直な方向に出
射した光は小さい広がりで発散していく。その光の広が
りを表す角度をδとすると、第1ミラーがないとき、第
2ミラーの中心位置でSR軌道面に垂直な方向に、 2×(l1 +l2 )×tan(δ/2) だけ広がる。一方、第1ミラーがあるときには、第2ミ
ラーの中心位置でSR軌道面に垂直な方向に、 2×l1 ×tan(δ/2)×(l2 −b)/b だけ広がる。ここで、 b=1/(1/f1y−1/l1 ) である。Light emitted from the light emitting point in the direction perpendicular to the SR orbital plane diverges with a small spread. Assuming that the angle representing the spread of the light is δ, when there is no first mirror, 2 × (l 1 + l 2 ) × tan (δ / 2) in the direction perpendicular to the SR orbital plane at the center position of the second mirror. Only spread. On the other hand, when the first mirror is present, it spreads by 2 × l 1 × tan (δ / 2) × (l 2 −b) / b in the direction perpendicular to the SR orbital plane at the center position of the second mirror. Here, b = 1 / (1 / f 1y −1 / l 1 ).
【0044】第1ミラーを設置することにより、SR軌
道面に垂直な方向に出射した光が第2ミラー位置で、第
1ミラーがないときに比較して10倍以上広がること
は、ミラーを大きくし過ぎることになるため好ましくな
い。したがって、 2×l1 ×tan(δ/2)×(l2 −b)/b<10
×2×(l1 +l2 )×tan(δ/2) となっている必要がある。このことから、 b>l1 ×l2 /(11×l1 +10×l2 ) となっている必要がある。よって、 f1y>l1 ×l2 /11/(l1 +l2 ) となる。By installing the first mirror, the light emitted in the direction perpendicular to the SR orbital plane can be expanded by 10 times or more at the second mirror position as compared with the case without the first mirror. It is not preferable because it will be too much. Therefore, 2 × l 1 × tan (δ / 2) × (l 2 −b) / b <10
× 2 × (l 1 + l 2 ) × tan (δ / 2). Therefore, it is necessary that b> l 1 × l 2 / (11 × l 1 + 10 × l 2 ). Therefore, the f 1y> l 1 × l 2 /11 / (l 1 + l 2).
【0045】すなわち、第1ミラーのy方向の曲率半径
は、 r1y>2/11×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/sinθ (1) の条件を満たすことが本実施の形態においては好まし
い。That is, in the present embodiment, the radius of curvature of the first mirror in the y direction satisfies the following condition: r 1y > 2/11 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / sin θ (1) Is preferred.
【0046】また、第2ミラーのサイズを小さくするた
めには、第2ミラーへの入射前にほぼ一点に集光するこ
とが好ましく、 b<l2 となり、よって、 1/(1/f1y−1/l1 )<l2 すなわち、 f1y<l1 ×l2 /(l1 +l2 ) となる。In order to reduce the size of the second mirror, it is preferable that the light is converged to almost one point before entering the second mirror, and b <l 2 , and thus 1 / (1 / f 1y −1 / l 1 ) <l 2, that is, f 1y <l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ).
【0047】これをr1yで表せば、先の式(1)で規定
した下限値に加えて、以下の上限値も満たすことが、本
実施の形態においてはより好ましい。If this is represented by r 1y , it is more preferable in the present embodiment that the following upper limit value is satisfied in addition to the lower limit value defined by the above equation (1).
【0048】 r1y<2×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/sinθ (2) また、SR軌道面内に広がったSR光を集光するため、
ミラーはx方向に凹の曲率を有している。しかしなが
ら、その曲率により、集光されたSR光が第2ミラー上
でほぼ一点に集まるようなことがある場合、第2ミラー
は加熱され変形を起こすことになる。ミラーの変形は、
マスク上へ照射されるSR光の強度の不均一性を増大さ
せ好ましくない。R 1y <2 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / sin θ (2) Further, in order to collect the SR light spread in the SR orbital plane,
The mirror has a concave curvature in the x direction. However, when the collected SR light may converge to almost one point on the second mirror due to the curvature, the second mirror is heated and deformed. The deformation of the mirror is
It is not preferable because the non-uniformity of the intensity of the SR light irradiated on the mask is increased.
【0049】このことを避けるためには、第2ミラーの
十分手前で集光させるか、あるいは十分遠方で集光させ
る必要がある。これは 第2ミラー上での光のx方向の
広がりを、第1ミラー上での光のx方向の広がりの2倍
以下とすることにより達成される。In order to avoid this, it is necessary to focus light sufficiently before the second mirror, or to focus light sufficiently far away. This is achieved by making the spread of the light in the x direction on the second mirror less than twice the spread of the light in the x direction on the first mirror.
【0050】したがって、SR軌道面内に広がった光の
ほぼ集光される位置が、第1ミラーと第2ミラーの間の
第1ミラーからみて2/3の位置より第1ミラー側にあ
るか、あるいは、第2ミラーより第1ミラーと第2ミラ
ーの距離の半分以上遠方にあれば良いことになる。Therefore, is the position where the light spread in the SR orbital plane is almost condensed closer to the first mirror than the position 2 of the first mirror between the first mirror and the second mirror? Alternatively, it is sufficient if the distance is at least half the distance between the first mirror and the second mirror from the second mirror.
【0051】すなわち、 c=1/(1/f1x−1/l1 ) とするときに、 c<2/3×l2 または、c>3/2×l2 となっている必要がある。すなわち、 f1x<1/(1/l1 +3/2/l2 ) または、 f1x>1/(1/l1 +2/3/l2 ) となる。That is, when c = 1 / (1 / f 1x −1 / l 1 ), it is necessary that c <2/3 × l 2 or c> 3/2 × l 2. . That is, f 1x <1 / (1 / l 1 + 3/2 / l 2 ) or f 1x > 1 / (1 / l 1 + 2/3 / l 2 ).
【0052】したがって、本実施の形態では、 r1x<2sinθ/(1/l1 +3/2/l2 ) または、 r1x>2sinθ/(1/l1 +2/3/l2 ) (3) の条件を満たすことがより好ましい。Therefore, in the present embodiment, r 1x <2 sin θ / (1 / l 1 + 3/2 / l 2 ) or r 1x > 2 sin θ / (1 / l 1 + 2/3 / l 2 ) (3) It is more preferable that the above condition is satisfied.
【0053】本実施の形態では、l1 =2800mm、
l2 =3200mm、l3 =5000mm、θ=18m
radと設定されているので、上記の式(1)から、r
1y > 15085mm 上記の式(2)から、15085mm<r1y<1659
35mm 上記の式(3)から、r1x < 43.6mm またはr
1x>63.7mmとなり、本実施の形態の装置ではこれ
らを満たす具体的な数値として r1x=89.9mm−0.0062×y mm r1y=82284mm と設定することによって、非常に優れたX線照明光学系
を実現した。In this embodiment, l 1 = 2800 mm,
l 2 = 3200 mm, l 3 = 5000 mm, θ = 18 m
rad, and from the above equation (1), r
1y > 15085 mm From the above equation (2), 15085 mm <r 1y <1659
35 mm From the above equation (3), r 1x <43.6 mm or r
1x > 63.7 mm, and in the apparatus of the present embodiment, by setting r 1x = 89.9 mm−0.0062 × y mm r 1y = 82284 mm as specific numerical values satisfying these, a very excellent X A line illumination optical system has been realized.
【0054】図10は実施例において第2ミラーを微小
回転振動させる状態を示す模式的斜視図であり、図中符
号100は光源、101は垂直方向に出射されたSR
光、102は第1ミラー、103は第2ミラー、104
は回転x軸、105は照射領域、106は露光領域であ
る。図11は微小振動の概念の説明および実施の形態を
示す模式図であり、(a)はミラー微小スキャン前のマ
スク面における照射強度、(b)はミラー微小スキャン
によるマスク面における照射強度むらの移動、(c)は
ミラー微小スキャン後のマスク面における照射強度であ
る。FIG. 10 is a schematic perspective view showing a state in which the second mirror is micro-rotated and vibrated in the embodiment. In FIG. 10, reference numeral 100 denotes a light source, and 101 denotes an SR emitted in a vertical direction.
Light, 102 is a first mirror, 103 is a second mirror, 104
Is a rotation x-axis, 105 is an irradiation area, and 106 is an exposure area. FIGS. 11A and 11B are schematic diagrams illustrating the concept and embodiment of the concept of micro-vibration. FIG. 11A shows the irradiation intensity on the mask surface before the mirror micro-scan, and FIG. Movement, (c) shows the irradiation intensity on the mask surface after the mirror minute scan.
【0055】ミラーあるいはX線窓の形状誤差、ミラー
表面上にある傷、ミラー、X線窓の表面に付着したほこ
り、異物、さらには表面粗さのミラー面上での分布の違
い等が存在しないときは、レジストに吸収されるパワー
は照射領域内、とりわけ露光領域内では一定である。と
ころが、X線あるいは真空紫外線に対しては、微小なミ
ラーの形状誤差、あるいは、X線窓の厚みむら等がX線
あるいは真空紫外線の照射強度むらを発生させる。その
ため、図11(a)に示すように照射領域内で照射強度
むらが発生する。図10に示すように回転x軸104の
周りで第2ミラー103を回転振動させ、かつ、照射領
域105の端が露光領域106内に入ってこない範囲で
微小に振動するとき、図11(b)に示されるように照
射強度むらが露光領域内で移動することになる。結果と
して、図11(c)に示されるように露光領域内で照射
強度の平均がほぼ均一となることになる。露光領域の外
側では、平均化された照射強度は連続的に小さくなる。
照射領域の端が露光領域内に入ってくる程大きく回転振
動させるとき、照射強度が連続的に小さくなる部分が露
光領域に入ってくることになり、好ましくない。There is a shape error of the mirror or the X-ray window, a scratch on the mirror surface, dust or foreign matter adhered to the surface of the mirror or the X-ray window, and a difference in distribution of surface roughness on the mirror surface. Otherwise, the power absorbed by the resist is constant in the irradiated area, especially in the exposed area. However, with respect to X-rays or vacuum ultraviolet rays, a minute mirror shape error or uneven thickness of the X-ray window causes uneven irradiation intensity of the X-rays or vacuum ultraviolet rays. Therefore, as shown in FIG. 11A, irradiation intensity unevenness occurs in the irradiation region. As shown in FIG. 10, when the second mirror 103 is rotationally oscillated about the rotation x-axis 104 and is slightly oscillated within a range where the end of the irradiation area 105 does not enter the exposure area 106, FIG. As shown in ()), the irradiation intensity unevenness moves within the exposure area. As a result, as shown in FIG. 11C, the average of the irradiation intensity becomes substantially uniform in the exposure region. Outside the exposure area, the averaged irradiation intensity decreases continuously.
When the rotational vibration is increased so that the end of the irradiation area enters the exposure area, a portion where the irradiation intensity continuously decreases enters the exposure area, which is not preferable.
【0056】一方、露光領域内に照射強度の端が入って
こないという条件でミラーを振る時、露光領域内の照射
強度のむらが大きいと、第2ミラーの微小振動では、照
射強度のむらの均一化が十分ではなくなってしまう。第
2ミラーの微小振動によってむらが顕著に均一化される
のは、むらが移動する距離に比べてむらの周期が小さい
ときである。むらが移動する距離に比べてむらの周期が
2倍程度の時、むらは1/π程度になる。照射強度の最
大値が最小値の2倍であり、照射強度の平均がその中間
の値を有するとき、照射強度むらは±0.5/1.5で
±33%となる。この場合むらの移動によってむらが1
/πとなったとするとむらは±33/πで約±10.5
%ととなる。露光において、むらは±10%以下でなけ
ればならないから、照射強度の最大値が最小値の2倍以
下とならなければならないことになる。むらが移動する
距離に比べてむらの周期が2倍以上の時、微小振動によ
って照射強度むらを均一化することは効果は極めて小さ
くなる。On the other hand, when the mirror is shaken under the condition that the end of the irradiation intensity does not enter the exposure region, if the irradiation intensity unevenness in the exposure region is large, the unevenness of the irradiation intensity can be made uniform by the minute vibration of the second mirror. Is no longer enough. The unevenness is remarkably uniformed by the minute vibration of the second mirror when the period of the unevenness is smaller than the distance over which the unevenness moves. When the period of the irregularity is about twice as long as the distance over which the irregularity moves, the irregularity becomes about 1 / π. When the maximum value of the irradiation intensity is twice the minimum value and the average of the irradiation intensity has an intermediate value, the irradiation intensity unevenness is ± 0.5 / 1.5, that is, ± 33%. In this case, the unevenness is 1
/ Π, the irregularity is about ± 10.5 at ± 33 / π.
%. In the exposure, since the unevenness must be ± 10% or less, the maximum value of the irradiation intensity must be less than twice the minimum value. When the period of the irregularity is twice or more as compared with the distance over which the irregularity moves, the effect of making the irradiation intensity irregularity uniform by the minute vibration becomes extremely small.
【0057】このように、微小回転振動させることによ
り、ミラーあるいはX線窓の形状誤差、ミラー表面上に
ある傷、ミラー、X線窓の表面に付着したほこり、異
物、さらには表面粗さのミラー面上での分布の違いによ
り発生した照射強度むらを均一にすることが可能とな
る。また、本実施例においては、第2ミラーサイズを小
さくしているため、微小振動が容易となっている。As described above, the micro-rotational vibration causes the shape error of the mirror or the X-ray window, the scratches on the mirror surface, the dust adhered to the mirror and the surface of the X-ray window, the foreign matter, and the surface roughness. Irradiation intensity unevenness generated due to a difference in distribution on the mirror surface can be made uniform. Further, in the present embodiment, since the size of the second mirror is reduced, minute vibration is facilitated.
【0058】なお、ここでは、照射強度むらを露光領域
内で移動させる手段として、第2ミラーの微小回転振動
としたが、微小直線振動あるいはそれらの複合、また、
第1ミラーの微小回転、あるいは直線振動であってもよ
いことはいうまでもない。ウェーハに到達するSR光
が、それらの振動により上下方向に振動するときがもっ
ともよく光学素子の傷、形状誤差等により発生する露光
むらが除去されるので、ミラーを回転振動させる軸が、
ほぼx方向の軸であることが望ましく、直線振動の振動
方向が、ほぼy方向であることがことが望ましい。さら
にミラーの法線からずれた角度を有する直線を軸として
ミラーを回転させても同様な効果を得られる。Here, as means for moving the irradiation intensity unevenness within the exposure area, the second mirror has a minute rotational vibration. However, a minute linear vibration or a combination thereof may be used.
Needless to say, the rotation may be minute rotation of the first mirror or linear vibration. When the SR light reaching the wafer vibrates in the vertical direction due to those vibrations, scratches on the optical element, exposure unevenness generated due to shape errors, etc. are removed, and the axis for rotating and oscillating the mirror,
It is desirable that the axis is substantially in the x direction, and it is desirable that the vibration direction of the linear vibration is substantially in the y direction. Further, the same effect can be obtained by rotating the mirror about a straight line having an angle deviated from the normal line of the mirror as an axis.
【0059】また、実施例では一括露光方式の露光装置
で説明したが、本発明は当然スキャン露光方式にも適用
できる。In the embodiment, the exposure apparatus of the one-shot exposure system has been described, but the present invention is naturally applicable to a scan exposure system.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、第1ミラ
ーをx,y両方向とも凹、第2ミラーをy方向凸とする
ことにより、露光領域全面をほぼ均一な強度で照射でき
る。As described above, in the present invention, the entire surface of the exposure area can be irradiated with substantially uniform intensity by making the first mirror concave in both the x and y directions and making the second mirror convex in the y direction.
【0061】また、ミラーあるいはX線窓の形状誤差、
ミラー表面上にある傷、ミラー、X線窓の表面に付着し
たほこり、異物、さらには表面粗さのミラー面上での分
布の違い等がある場合には、ミラーを微小振動させるこ
とによりさらに露光領域全面を均一な強度で照射するこ
とができ、リソグラフィーおいて、線幅均一性の向上を
行うことができるという効果がある。Also, the shape error of the mirror or the X-ray window,
If there are scratches on the mirror surface, dust on the mirror, dust adhering to the surface of the X-ray window, and differences in the distribution of surface roughness on the mirror surface, etc., the mirror is further vibrated by micro-vibration. It is possible to irradiate the entire exposed area with uniform intensity, and it is possible to improve the line width uniformity in lithography.
【0062】また、第1ミラーからの垂直方向のSR光
を第2ミラーの手前で集光しているので第2ミラーの照
射方向の長さを短くでき、第2ミラーを小型軽量化で
き、それによりミラーの加工精度を上げることができ、
微小振動も容易となるという効果がある。Further, since the SR light in the vertical direction from the first mirror is converged before the second mirror, the length of the second mirror in the irradiation direction can be reduced, and the second mirror can be reduced in size and weight. As a result, the processing accuracy of the mirror can be increased,
There is an effect that minute vibration can be easily performed.
【0063】さらに、水平方向に大きい発散角で光源か
ら出射したSR光を集めることにより、マスク上に照射
される強度を上げることができ、スループットの向上も
行えるという効果がある。Furthermore, by collecting the SR light emitted from the light source at a large divergence angle in the horizontal direction, the intensity of irradiation on the mask can be increased, and the throughput can be improved.
【0064】さらに、第1ミラーのy方向の曲率半径
を、 r1y>2/11×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/sin
θ の条件を満たすことにより、SR軌道面に垂直な方向に
出射した光が、第2ミラー位置で広がりすぎることを防
ぎ、さらに、 r1y<2×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/sinθ の条件を満たすこと、あるいは第1ミラーのx方向の曲
率半径を、 r1x<2sinθ/(1/l1 +3/2/l2 ) また
は、 r1x>2sinθ/(1/l1 +2/3/l2 ) の条件を満たすことによって、さらに好ましい露光装置
が実現できる。Further, the radius of curvature of the first mirror in the y direction is given by r 1y > 2/11 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / sin
By satisfying the condition of θ, the light emitted in the direction perpendicular to the SR orbital plane is prevented from spreading too much at the position of the second mirror, and further, r 1y <2 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2) ) / Sin θ, or the radius of curvature of the first mirror in the x direction is r 1x <2 sin θ / (1 / l 1 + 3/2 / l 2 ) or r 1x > 2 sin θ / (1 / l 1) By satisfying the condition of + 2/3 / l 2 ), a more preferable exposure apparatus can be realized.
【図1】本発明の第1の実施の形態の露光装置の光学系
の構成と配置を示す模式的配置図である。(a)は側面
図である。(b)は上面図である。FIG. 1 is a schematic layout diagram showing a configuration and an arrangement of an optical system of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. (A) is a side view. (B) is a top view.
【図2】本発明の実施の形態における主光線、ミラーの
中心、座標系の概念を示す模式的斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing the concept of a principal ray, a center of a mirror, and a coordinate system in the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態の垂直方向に出射したSR
光の光路を示す模式的斜視図である。FIG. 3 shows an SR emitted in a vertical direction according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating an optical path of light.
【図4】本発明の実施の形態の水平方向に出射したSR
光の光路を示す模式的斜視図である。FIG. 4 shows an SR emitted in the horizontal direction according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating an optical path of light.
【図5】実施例のミラーの形状を示す立体図である。
(a)は第1ミラーである。(b)は第2ミラーであ
る。FIG. 5 is a three-dimensional view showing the shape of the mirror according to the embodiment.
(A) is a first mirror. (B) is a second mirror.
【図6】実施例の第2ミラーの中心位置における第1ミ
ラーからの反射光の分布を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing distribution of light reflected from a first mirror at a center position of a second mirror in the embodiment.
【図7】実施例におけるSR光がマスク上に形成する照
射領域と露光領域を示す模式的斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing an irradiation area and an exposure area formed on a mask by SR light in an example.
【図8】実施例におけるマスク位置における光線の分布
を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a distribution of light rays at a mask position in the example.
【図9】実施例においてレジストに吸収されるパワーを
示す模式的立体図である。FIG. 9 is a schematic three-dimensional view showing power absorbed by a resist in an example.
【図10】実施例において第2ミラーを微小回転振動さ
せる状態を示す模式的斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view showing a state in which a second mirror is vibrated minutely in the embodiment.
【図11】微小振動の概念の説明および実施の形態を示
す模式図である。(a)はミラー微小スキャン前のマス
ク面における照射強度である。(b)はミラー微小スキ
ャンによるマスク面における照射強度むらの移動であ
る。(c)はミラー微小スキャン後のマスク面における
照射強度である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the concept and an embodiment of the concept of micro-vibration. (A) is the irradiation intensity on the mask surface before the mirror minute scan. (B) shows the movement of the irradiation intensity unevenness on the mask surface by the mirror minute scan. (C) is the irradiation intensity on the mask surface after the mirror minute scan.
【図12】従来例(3)の露光装置の模式的斜視図であ
る。FIG. 12 is a schematic perspective view of an exposure apparatus of a conventional example (3).
10、20a、120 発光点 11、15 SR光 12、22、32、42、72、102 第1ミラー 13、23、73、103 第2ミラー 20 SRリング 22a 第1ミラーの中心 23a 第2ミラーの中心 25、26、27 主光線 29、129 マスク 29a マスクの中心 30、40、70、100 光源 31、101 垂直方向に出射されたSR光 34、35、44、45、46、47 仮想平面 34a、35a 垂直方向に出射されたSR光と仮想
平面との交線 36 集光される位置 41 水平方向に出射されたSR光 42a 水平方向に出射されたSR光と第1ミラーと
の交線 44a、45a、46a、47a 水平方向に出射さ
れたSR光と仮想平面との交線 48は第1ミラーから出射したSR光 71 SR光 75 マスク上の照射領域 76 マスク上の露光領域 104 回転x軸 105 照射領域 106 露光領域 122 ミラー10, 20a, 120 Emission point 11, 15 SR light 12, 22, 32, 42, 72, 102 First mirror 13, 23, 73, 103 Second mirror 20 SR ring 22a Center of first mirror 23a Second mirror Center 25, 26, 27 Principal ray 29, 129 Mask 29a Center of mask 30, 40, 70, 100 Light source 31, 101 SR light emitted in the vertical direction 34, 35, 44, 45, 46, 47 Virtual plane 34a, 35a Intersecting line between the SR light emitted in the vertical direction and the virtual plane 36 Focused position 41 SR light emitted in the horizontal direction 42a Intersecting line 44a between the SR light emitted in the horizontal direction and the first mirror 44a, 45a, 46a, 47a The intersection line 48 between the SR light emitted in the horizontal direction and the virtual plane 48 is the SR light emitted from the first mirror 71 SR light 75 Irradiation on the mask Area 76 Exposure area on mask 104 Rotation x-axis 105 Irradiation area 106 Exposure area 122 Mirror
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 恵明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鵜澤 俊一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yoshiaki Fukuda 3- 30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Shunichi Uzawa 3- 30-2 Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Non Corporation
Claims (12)
で反射して、マスクのパターンをウェーハに露光転写す
る露光装置において、 前記ミラーが、SR軌道面内に大きい発散角で出射した
放射光を集光して反射する第1のミラーと、前記第1の
ミラーで反射された放射光を反射して該マスクに照射す
る第2のミラーとで構成され、 前記マスクのパターンが前記ウェーハに転写される領域
を露光領域とし、前記放射光の発光点から出射されて該
露光領域の中心に到達する前記放射光を主光線とし、前
記主光線が前記第1のミラー上で反射される点を第1の
ミラーの中心とし、前記主光線が前記第2のミラー上で
反射される点を第2のミラーの中心とし、各ミラーにお
いて該ミラーの中心から引いた各ミラーの法線をz軸と
し、ミラーの反射面からミラーの外部に向けた方向をz
軸の正の方向とし、各ミラーに入射する主光線と各ミラ
ーのz軸との作る平面に垂直な軸を各ミラーのx軸と
し、各ミラーのx軸、z軸の双方に垂直な軸を各ミラー
のy軸とし、各ミラーから出射した主光線の進行方向の
ベクトルとの内積が正となる各ミラーのy軸の方向を正
の方向とし、y軸の正の方向の単位ベクトルとz軸の正
の方向の単位ベクトルとの外積がx軸の正の方向の単位
ベクトルとなるような各ミラーのx軸の方向を正の方向
としたとき、 前記第1のミラーの反射面形状がx軸方向に凹、y軸方
向に凹であるとともに、前記第2のミラーの反射面形状
がy軸方向に凸であり、 光源から水平方向に出射された放射光が前記第1のミラ
ーおよび前記第2のミラーを経由して前記ウェーハの前
記露光領域の全域をほぼ同一の強度で照射するような、
前記第1のミラーおよび前記第2のミラーの反射面の形
状並びに前記第1のミラー、前記第2のミラー、前記マ
スクおよび前記ウェーハの配置であることを特徴とする
露光装置。1. An exposure apparatus for reflecting, by a mirror, radiation emitted from an SR light source and exposing and transferring a mask pattern onto a wafer, wherein the mirror emits radiation with a large divergence angle in an SR orbit plane. A first mirror for condensing and reflecting the light, and a second mirror for reflecting the radiation reflected by the first mirror and irradiating the mask with the first mirror. An area to be transferred is an exposure area, a point where the emitted light emitted from the emission point of the emitted light and reaches the center of the exposed area is a principal ray, and the principal ray is reflected on the first mirror. Is the center of the first mirror, the point at which the chief ray is reflected on the second mirror is the center of the second mirror, and the normal of each mirror drawn from the center of each mirror is z Axis and the mirror's reflective surface The direction toward the outside of the Luo mirror z
The axis is set to the positive direction, and the axis perpendicular to the plane formed by the principal ray incident on each mirror and the z-axis of each mirror is set as the x-axis of each mirror. The axis perpendicular to both the x-axis and z-axis of each mirror Is the y axis of each mirror, the direction of the y axis of each mirror whose inner product with the vector of the traveling direction of the principal ray emitted from each mirror is positive is the positive direction, and the unit vector of the positive direction of the y axis is When the direction of the x-axis of each mirror is defined as a positive direction such that the cross product with the unit vector of the positive direction of the z-axis becomes a unit vector of the positive direction of the x-axis, the reflection surface shape of the first mirror Are concave in the x-axis direction and concave in the y-axis direction, the reflecting surface shape of the second mirror is convex in the y-axis direction, and the radiated light emitted from the light source in the horizontal direction is the first mirror. And the same intensity over the entire exposed area of the wafer via the second mirror. Such as irradiation,
An exposure apparatus comprising: a shape of a reflection surface of the first mirror and the second mirror; and an arrangement of the first mirror, the second mirror, the mask, and the wafer.
ち、SR軌道面に垂直な方向に放射された前記主光線近
傍の該放射光が、前記第1のミラーで前記第2のミラー
に向けて反射された後、前記第2のミラーへの入射前に
ほぼ一点に集光されるように、前記第1のミラーの反射
面の中心部近傍のy軸方向の凹の曲率半径が設定されて
いる請求項1に記載の露光装置。2. The radiation near the chief ray emitted in a direction perpendicular to the SR orbital plane, of the radiation emitted from the SR light source, is transmitted to the second mirror by the first mirror. The concave radius of curvature in the y-axis direction near the center of the reflecting surface of the first mirror is set so that after being reflected toward the second mirror, the light is condensed to substantially one point before entering the second mirror. The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
距離をl1 とし、前記第1ミラーの中心と前記第2ミラ
ーの中心との距離をl2 とし、前記第2ミラーの中心と
前記マスクとの距離をl3 とし、前記第1ミラー、前記
第2ミラーへの斜入射角をθとし、第1ミラーの中心近
傍におけるx方向、y方向の曲率半径をそれぞれr1x、
r1yとするとき、前記y方向の曲率半径r1yを、 r1y > 2/11×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/si
nθ となるように設定された、請求項1に記載の露光装置。3. The distance between the light emitting point and the center of the first mirror is l 1 , the distance between the center of the first mirror and the center of the second mirror is l 2, and the center of the second mirror is The distance between the first mirror and the mask is l 3 , the oblique incidence angles on the first mirror and the second mirror are θ, and the radii of curvature in the x and y directions near the center of the first mirror are r 1x ,
Assuming that r 1y , the radius of curvature r 1y in the y direction is given by: r 1y > 2/11 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / si
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is set to be nθ.
1y<2×l1 ×l2 /(l1 +l2 )/sinθ となるように設定された、請求項3に記載の露光装置。4. Further, the radius of curvature r 1y in the y direction is 2/11 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / sin θ <r
4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the setting is made so that 1y <2 × l 1 × l 2 / (l 1 + l 2 ) / sin θ.
に記載の露光装置。7. The system according to claim 2, wherein said second mirror is rotatable.
3. The exposure apparatus according to claim 1.
振動の少なくともいずれか一方が可能な請求項2に記載
の露光装置。8. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the second mirror is capable of at least one of rotational vibration and linear vibration.
軸が、ほぼx方向の軸である請求項8に記載の露光装
置。9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein a rotational vibration axis of the rotational vibration of the second mirror is substantially an x-axis.
向が、ほぼy方向である請求項8に記載の露光装置。10. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the vibration direction of the linear vibration of the second mirror is substantially the y direction.
記放射光が前記マスクを照射する領域が前記ウェーハの
露光領域よりも大きく、該露光領域内における照射強度
の最大値が最小値の2倍以下であるような、前記第1の
ミラーおよび前記第2のミラーの反射面の形状と加工精
度並びに前記第1のミラー、前記第2のミラー、前記マ
スクおよび前記ウェーハの配置である、請求項7から請
求項10のいずれか1項に記載の露光装置。11. A region in which the radiation reflected by the second mirror irradiates the mask is larger than an exposure region of the wafer, and a maximum value of irradiation intensity in the exposure region is twice a minimum value. The following are the shapes and processing accuracy of the reflecting surfaces of the first mirror and the second mirror, and the arrangement of the first mirror, the second mirror, the mask, and the wafer, as follows. The exposure apparatus according to any one of claims 7 to 10.
る方法が一括露光方式である請求項1から請求項11の
いずれか1項に記載の露光装置。12. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a method of exposing the wafer by the exposure apparatus is a batch exposure method.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9177165A JPH1126350A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Exposure equipment |
| US09/108,373 US6167111A (en) | 1997-07-02 | 1998-07-01 | Exposure apparatus for synchrotron radiation lithography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9177165A JPH1126350A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Exposure equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126350A true JPH1126350A (en) | 1999-01-29 |
Family
ID=16026331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9177165A Withdrawn JPH1126350A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Exposure equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1126350A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6947518B2 (en) * | 1999-05-28 | 2005-09-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | X-ray exposure apparatus, X-ray exposure method, X-ray mask, X-ray mirror, synchrotron radiation apparatus, synchrotron radiation method and semiconductor device |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP9177165A patent/JPH1126350A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6947518B2 (en) * | 1999-05-28 | 2005-09-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | X-ray exposure apparatus, X-ray exposure method, X-ray mask, X-ray mirror, synchrotron radiation apparatus, synchrotron radiation method and semiconductor device |
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