JP3231241B2 - Ｘ線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法 - Google Patents
Ｘ線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置で用い
られる、反射型マスクを用いたＸ線縮小露光装置、およ
びこれを用いた半導体製造方法に関する。
られる、反射型マスクを用いたＸ線縮小露光装置、およ
びこれを用いた半導体製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来例の概略図である。
【０００３】近年、ＬＳＩなどで固体素子の集積度およ
び動作速度向上のため、回路パターンの微細化が進んで
いる。これらのＬＳＩを製造する過程の回路パターン形
成では、露光光源を真空紫外線とする縮小投影露光装置
が広く用いられている。この場合、解像度は露光波長λ
と投影光学系の開口数ＮＡに依存するため、解像限界の
向上は、開口数ＮＡを大きくすることによって行なわれ
てきた。しかしながら、焦点深度（Ｄ．Ｏ．Ｆ）の減少
と屈折光学系設計・製造技術の困難から、解像限界に近
づきつつある。そこで、露光波長λを短くし解像度の向
上を行っている。例えば、水銀ランプを用いたｉ線（λ
＝３６５ｎｍ）、さらにＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２
４８ｎｍ）へ光源が移行しているが、波長から来る原理
的な限界によって、従来の露光技術の延長では、０．１
μｍ以下の解像度を得ることは困難である。
び動作速度向上のため、回路パターンの微細化が進んで
いる。これらのＬＳＩを製造する過程の回路パターン形
成では、露光光源を真空紫外線とする縮小投影露光装置
が広く用いられている。この場合、解像度は露光波長λ
と投影光学系の開口数ＮＡに依存するため、解像限界の
向上は、開口数ＮＡを大きくすることによって行なわれ
てきた。しかしながら、焦点深度（Ｄ．Ｏ．Ｆ）の減少
と屈折光学系設計・製造技術の困難から、解像限界に近
づきつつある。そこで、露光波長λを短くし解像度の向
上を行っている。例えば、水銀ランプを用いたｉ線（λ
＝３６５ｎｍ）、さらにＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２
４８ｎｍ）へ光源が移行しているが、波長から来る原理
的な限界によって、従来の露光技術の延長では、０．１
μｍ以下の解像度を得ることは困難である。
【０００４】そこで、将来的な露光技術として、ＳＲ光
源等からの高輝度Ｘ線を利用した微細パターンの形成が
注目されている。Ｘ線露光方法には、大別して０．５ｎ
ｍから２ｎｍの軟Ｘ線を用いた近接等倍Ｘ線露光方法
と、４ｎｍから２０ｎｍの軟Ｘ線を用い、反射型マスク
を用いた縮小投影露光方法がある。前者では、本出願人
から特開平２−１００３１１に示す露光装置が提案され
ている。この方法は、露光波長が短いため、原理的に
０．１μｍ以下の高い解像度が得られる可能性がある。
近接等倍Ｘ線露光法では、等倍Ｘ線マスクと呼ばれる透
過型マスクが用いられる。上記等倍Ｘ線マスクにおける
Ｘ線が透過する部分は、メンブレンと呼ばれるＳｉＮ・
ＳｉＣ等の軽元素材料で形成され、通常厚さ２μｍ程度
で、３５ｍｍ角の薄膜から成っている。上記等倍Ｘ線マ
スクにおけるＸ線を吸収する部分としては、吸収体と呼
ばれるＷ、Ａｕ、Ｔａ等の重全属からなる厚さ０．５か
ら１．０μｍ程度で回路パターンが上述のメンブレン上
に形成されている。等倍Ｘ線マスクは、非常に剛性の弱
いメンブレン上に回路パターンが形成されているため、
上述の吸収体の応力やＸ線マスクを所定の露光装置に装
着する際の外力等で回路パターンに歪を生じ、所望の回
路パターンをウェーハ上のレジストに転写できないとい
う問題点が指摘されている。特に、近接等倍Ｘ線露光法
では、等倍Ｘ線マスクのパターンが１対１の等倍でレジ
ストに転写されるため、上述の等倍Ｘ線マスク上のパタ
ーン歪は、レジストに１対１で転写されるため、Ｘ線マ
スクに許される歪量は非常に少ないため、この作成技術
が課題となっている。
源等からの高輝度Ｘ線を利用した微細パターンの形成が
注目されている。Ｘ線露光方法には、大別して０．５ｎ
ｍから２ｎｍの軟Ｘ線を用いた近接等倍Ｘ線露光方法
と、４ｎｍから２０ｎｍの軟Ｘ線を用い、反射型マスク
を用いた縮小投影露光方法がある。前者では、本出願人
から特開平２−１００３１１に示す露光装置が提案され
ている。この方法は、露光波長が短いため、原理的に
０．１μｍ以下の高い解像度が得られる可能性がある。
近接等倍Ｘ線露光法では、等倍Ｘ線マスクと呼ばれる透
過型マスクが用いられる。上記等倍Ｘ線マスクにおける
Ｘ線が透過する部分は、メンブレンと呼ばれるＳｉＮ・
ＳｉＣ等の軽元素材料で形成され、通常厚さ２μｍ程度
で、３５ｍｍ角の薄膜から成っている。上記等倍Ｘ線マ
スクにおけるＸ線を吸収する部分としては、吸収体と呼
ばれるＷ、Ａｕ、Ｔａ等の重全属からなる厚さ０．５か
ら１．０μｍ程度で回路パターンが上述のメンブレン上
に形成されている。等倍Ｘ線マスクは、非常に剛性の弱
いメンブレン上に回路パターンが形成されているため、
上述の吸収体の応力やＸ線マスクを所定の露光装置に装
着する際の外力等で回路パターンに歪を生じ、所望の回
路パターンをウェーハ上のレジストに転写できないとい
う問題点が指摘されている。特に、近接等倍Ｘ線露光法
では、等倍Ｘ線マスクのパターンが１対１の等倍でレジ
ストに転写されるため、上述の等倍Ｘ線マスク上のパタ
ーン歪は、レジストに１対１で転写されるため、Ｘ線マ
スクに許される歪量は非常に少ないため、この作成技術
が課題となっている。
【０００５】一方、真空紫外線または、軟Ｘ線を露光光
源とし、反射型マスクを用いた後者のＸ線縮小投影露光
法が、現在注目を浴びている。これは、上述の等倍Ｘ線
マスクに比ベ反射型マスクの製作の方が容易であり、高
い分解能の像性能を得られることができる。図５は、特
開平４ー２２５２１５等で代表されるＸ線縮小投影露光
法の露光光学系の一例である。真空紫外線または、軟Ｘ
線はアンジュレータ光源１０１から発せられ、凸面全反
射ミラー１０２で反射し、凹面多層膜反射ミラー１０３
で反射した後、反射型マスク１０４を照明する。反射型
マスク１０４には、真空紫外線または、軟Ｘ線を略正反
射できる多層膜が形成されている。多層膜には、Ｘ線吸
収体により所定のパターンが形成されている。上述の反
射型マスクから反射した真空紫外線または軟Ｘ線は、縮
小投影光学系ミラー１０５ａ〜１０５ｄを経てウェーハ
１０６上に到違し、所定のパターンを結像する。
源とし、反射型マスクを用いた後者のＸ線縮小投影露光
法が、現在注目を浴びている。これは、上述の等倍Ｘ線
マスクに比ベ反射型マスクの製作の方が容易であり、高
い分解能の像性能を得られることができる。図５は、特
開平４ー２２５２１５等で代表されるＸ線縮小投影露光
法の露光光学系の一例である。真空紫外線または、軟Ｘ
線はアンジュレータ光源１０１から発せられ、凸面全反
射ミラー１０２で反射し、凹面多層膜反射ミラー１０３
で反射した後、反射型マスク１０４を照明する。反射型
マスク１０４には、真空紫外線または、軟Ｘ線を略正反
射できる多層膜が形成されている。多層膜には、Ｘ線吸
収体により所定のパターンが形成されている。上述の反
射型マスクから反射した真空紫外線または軟Ｘ線は、縮
小投影光学系ミラー１０５ａ〜１０５ｄを経てウェーハ
１０６上に到違し、所定のパターンを結像する。
【０００６】反射型マスク１０４とウェーハ１０６の位
置合わせや、図示のような光学系で反射型マスク１０４
の照明領域、ウェーハ１０６の露光領域を拡大するため
に反射型マスク１０４とウェーハ１０６を同期して走査
を行うことのために、マスクスキャンステージ１０７、
ウェーハスキャンステージ１０８を用いる。露光、照明
に用いる真空紫外線または軟Ｘ線の波長はおよそ５ｎｍ
から２０ｎｍ程度であるので、露光光の波長の大きさか
らくる原理的な解像力は向上する。
置合わせや、図示のような光学系で反射型マスク１０４
の照明領域、ウェーハ１０６の露光領域を拡大するため
に反射型マスク１０４とウェーハ１０６を同期して走査
を行うことのために、マスクスキャンステージ１０７、
ウェーハスキャンステージ１０８を用いる。露光、照明
に用いる真空紫外線または軟Ｘ線の波長はおよそ５ｎｍ
から２０ｎｍ程度であるので、露光光の波長の大きさか
らくる原理的な解像力は向上する。
【０００７】さらに、本出願人から、投影光学系の像面
湾曲を補正するため、曲面形状の反射型マスクを用いた
露光装置の提案も、特開平１−１７５７３１で行ってい
る。これでは、図５で示す反射型マスク１０４の形状が
凹型の曲面形状をしている。この提案においては、Ｘ線
縮小投影に用いるＸ線反射ミラーで生じる像面湾曲や非
点収差などの像性能は、Ｘ線反射ミラー形状では完全に
補正できない。そこで、使用するＸ線マスクの形状を例
えば、球面等の曲面形状から構成することで投影面での
像面湾曲や非点収差を補正し、像性能を向上することで
良好な光学特性が得られる。
湾曲を補正するため、曲面形状の反射型マスクを用いた
露光装置の提案も、特開平１−１７５７３１で行ってい
る。これでは、図５で示す反射型マスク１０４の形状が
凹型の曲面形状をしている。この提案においては、Ｘ線
縮小投影に用いるＸ線反射ミラーで生じる像面湾曲や非
点収差などの像性能は、Ｘ線反射ミラー形状では完全に
補正できない。そこで、使用するＸ線マスクの形状を例
えば、球面等の曲面形状から構成することで投影面での
像面湾曲や非点収差を補正し、像性能を向上することで
良好な光学特性が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術の図５
で説明したような、Ｘ線縮小光学系を用いた露光装置で
は、解像度の向上と転写面積の増大から、マスクにもス
テージを持ちウェーハスキャンステージと同期してマス
クスキャンステージが駆動するスキャン露光方式が主流
となってきた。しかしながら、スキヤン露光方式におい
て像面湾曲や非点収差を補正するため、上記特開平１−
１７５７３１で示す曲面形状マスクを使用するとＤ．
０．Ｆ（焦点深度）の関係から転写面でデフォーカスを
生じ良好なパターン投影が全域に亙ってできないという
問題が生じる。
で説明したような、Ｘ線縮小光学系を用いた露光装置で
は、解像度の向上と転写面積の増大から、マスクにもス
テージを持ちウェーハスキャンステージと同期してマス
クスキャンステージが駆動するスキャン露光方式が主流
となってきた。しかしながら、スキヤン露光方式におい
て像面湾曲や非点収差を補正するため、上記特開平１−
１７５７３１で示す曲面形状マスクを使用するとＤ．
０．Ｆ（焦点深度）の関係から転写面でデフォーカスを
生じ良好なパターン投影が全域に亙ってできないという
問題が生じる。
【０００９】そこで本発明の目的は、反射形マスクのマ
スク面全域において良好な結像系を提供し、転写精度の
像面湾曲、非点収差の低減がスキャン露光でも可能とな
り、したがって高い転写精度が得られるＸ線縮小露光装
置を提供するとともに、この装置を用いた半導体製造方
法の信頼性の向上を達成することである。
スク面全域において良好な結像系を提供し、転写精度の
像面湾曲、非点収差の低減がスキャン露光でも可能とな
り、したがって高い転写精度が得られるＸ線縮小露光装
置を提供するとともに、この装置を用いた半導体製造方
法の信頼性の向上を達成することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の反射型マスク使
用Ｘ線縮小露光装置は、曲率面をもった反射型マスクを
用いてスキャン露光を行うＸ線縮小露光装置において、
マスクスキャンステージをマスクの曲率面に略沿って駆
動する駆動機構を有することを特徴としている。
用Ｘ線縮小露光装置は、曲率面をもった反射型マスクを
用いてスキャン露光を行うＸ線縮小露光装置において、
マスクスキャンステージをマスクの曲率面に略沿って駆
動する駆動機構を有することを特徴としている。
【００１１】なお、駆動機構は、ウェーハスキャンステ
ージの主平面に垂直方向に直動させる主駆動部と、該主
駆動部の駆動方向に対し垂直に駆動させることができる
少なくとも１個以上の副駆動部とを含むものであること
が望ましく、さらに、主駆動部及び副駆動部を同時に駆
動させ、かつ駆動制御により、マスクスキャンステージ
をマスクの曲率面形状に沿って駆動させることができる
ことが一層望ましい。
ージの主平面に垂直方向に直動させる主駆動部と、該主
駆動部の駆動方向に対し垂直に駆動させることができる
少なくとも１個以上の副駆動部とを含むものであること
が望ましく、さらに、主駆動部及び副駆動部を同時に駆
動させ、かつ駆動制御により、マスクスキャンステージ
をマスクの曲率面形状に沿って駆動させることができる
ことが一層望ましい。
【００１２】また、駆動機構は、ウェーハスキャンステ
ージの主平面に垂直方向に直動させる主駆動部と、マス
クの曲率面形状のガイドとを含むものであることも望ま
しく、さらに、駆動機構は、マスクの曲率中心と略同一
の曲率中心を持つ円弧状にマスクスキャンステージを駆
動する駆動機構であることが一層望ましい。
ージの主平面に垂直方向に直動させる主駆動部と、マス
クの曲率面形状のガイドとを含むものであることも望ま
しく、さらに、駆動機構は、マスクの曲率中心と略同一
の曲率中心を持つ円弧状にマスクスキャンステージを駆
動する駆動機構であることが一層望ましい。
【００１３】なおまた、本発明の半導体製造方法は、こ
れらのＸ線縮小露光装置を用いた半導体製造方法であ
る。
れらのＸ線縮小露光装置を用いた半導体製造方法であ
る。
【００１４】以上のような手段を用いれば、Ｘ線縮小露
光装置において曲率面からなる反射型マスクを使用した
場合でも、反射型マスクのマスク面全域で良好な結像系
を提供することができるため、転写精度の像面湾曲、非
点収差の低減がスキャン露光でも可能となる。したがっ
て、高い転写精度が得られることから、このＸ線縮小露
光装置を用いた半導体製造方法の信頼性の向上を達成し
ている。また、請求項４の装置を用いれば、従来のＸ線
縮小露光装置の構成と殆ど変わることなく、曲率面から
なる反射型マスクを使用することができる。したがっ
て、 Ｘ線縮小露光装置のコストを上昇させずに、高い
転写精度が得られるＸ線縮小露光装置を得る。請求項５
の装置を用いれば、個々の反射型マスクの曲率をテーブ
ルに持つことでマスク製造時の作成誤差を補正すること
ができることから、より高い転写精度が得られる。
光装置において曲率面からなる反射型マスクを使用した
場合でも、反射型マスクのマスク面全域で良好な結像系
を提供することができるため、転写精度の像面湾曲、非
点収差の低減がスキャン露光でも可能となる。したがっ
て、高い転写精度が得られることから、このＸ線縮小露
光装置を用いた半導体製造方法の信頼性の向上を達成し
ている。また、請求項４の装置を用いれば、従来のＸ線
縮小露光装置の構成と殆ど変わることなく、曲率面から
なる反射型マスクを使用することができる。したがっ
て、 Ｘ線縮小露光装置のコストを上昇させずに、高い
転写精度が得られるＸ線縮小露光装置を得る。請求項５
の装置を用いれば、個々の反射型マスクの曲率をテーブ
ルに持つことでマスク製造時の作成誤差を補正すること
ができることから、より高い転写精度が得られる。
【００１５】
【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。
て図面を参照して説明する。
【００１６】図１は、本発明の反射型マスク使用Ｘ線縮
小露光装置の一実施態様例の概略図、図２は、図１のマ
スクスキャンステージを拡大し、その駆動機構を説明す
る図である。図３（ａ）は、図２の主駆動部のみの駆動
中を示す拡大説明図、（ｂ）は、図２の副駆動部の駆動
中を示す拡大説明図である。
小露光装置の一実施態様例の概略図、図２は、図１のマ
スクスキャンステージを拡大し、その駆動機構を説明す
る図である。図３（ａ）は、図２の主駆動部のみの駆動
中を示す拡大説明図、（ｂ）は、図２の副駆動部の駆動
中を示す拡大説明図である。
【００１７】図１において、アンジユレータ光源１から
真空紫外線または軟Ｘ線が発せられる。凸面全反射ミラ
ー２、凹面多層膜反射ミラー３は、アンジュレータ光源
１からのＸ線を反射し後、反射型マスク４を照明する。
反射型マスク４は、凹型の曲面形状をしており、真空紫
外線または、軟Ｘ線を正反射できるＭｏ／Ｓｉからなる
多層膜が形成されている。多層膜には、Ｗ等のＸ線吸収
体により所定のパターンが形成されている。上記反射型
マスク４から反射した真空紫外または軟Ｘ線は、縮小投
影光学系の多層膜反射ミラー５ａ、５ｂ、５ｃを経てさ
らに、多層膜反射ミラー５ｄにより９０゜折り返されて
ウェーハ６上で所定のパターンを結像する。、マスクス
キャンステージ７、ウェーハスキャンステージ８が示さ
れているが、これらは、反射型マスク４とウェーハ６を
同期して走査を行うことのために用いられる。真空チャ
ンバー９は、露光装置全体を高真空に保つためにある。
これは、Ｘ線がガス雰囲気中での減衰が大きいため、露
光装置全体を高真空に保つ必要があるからである。
真空紫外線または軟Ｘ線が発せられる。凸面全反射ミラ
ー２、凹面多層膜反射ミラー３は、アンジュレータ光源
１からのＸ線を反射し後、反射型マスク４を照明する。
反射型マスク４は、凹型の曲面形状をしており、真空紫
外線または、軟Ｘ線を正反射できるＭｏ／Ｓｉからなる
多層膜が形成されている。多層膜には、Ｗ等のＸ線吸収
体により所定のパターンが形成されている。上記反射型
マスク４から反射した真空紫外または軟Ｘ線は、縮小投
影光学系の多層膜反射ミラー５ａ、５ｂ、５ｃを経てさ
らに、多層膜反射ミラー５ｄにより９０゜折り返されて
ウェーハ６上で所定のパターンを結像する。、マスクス
キャンステージ７、ウェーハスキャンステージ８が示さ
れているが、これらは、反射型マスク４とウェーハ６を
同期して走査を行うことのために用いられる。真空チャ
ンバー９は、露光装置全体を高真空に保つためにある。
これは、Ｘ線がガス雰囲気中での減衰が大きいため、露
光装置全体を高真空に保つ必要があるからである。
【００１８】本発明では、特開平１−１７５７３１に提
案された曲面形状を持つタイプの反射型マスクを用いて
いる。ここで、Ｘ線光学系の設走を以下に示す値とす
る。
案された曲面形状を持つタイプの反射型マスクを用いて
いる。ここで、Ｘ線光学系の設走を以下に示す値とす
る。
【００１９】ＮＡ＝０．１ λ＝１３ｎｍ 解像力＝０．１μｍ以下 像面サイズ＝２８×２８ｍｍ 倍率＝１／５倍 この時使用される反射型マスク４の曲面形状は、特開平
１−１７５７３１の実施例１で示す数値を用いている。
１−１７５７３１の実施例１で示す数値を用いている。
【００２０】マスク曲率半径ｒ＝１×１０5ｍｍ 以上に示す値を用いてこの光学系のＤ．０．Ｆ（焦点深
度）を求めると、 Ｄ．０．Ｆ＝０．６５μｍ また、反射型マスク４の曲率と画角から求まる、マスク
面の高低差は、約１２．３μｍある。したがって、マス
クスキャンステージ７を単純に直動に駆動すると、転写
される像にボケを生じてしまう。そこで、本実施形態例
では、マスクスキャンステージ７の駆動方法を反射型マ
スク４の曲率中心とマスクスキャンステージ７の駆動曲
率中心を一致させることで反射型マスク４の全領域で良
好な焦点位置を維持することができる。
度）を求めると、 Ｄ．０．Ｆ＝０．６５μｍ また、反射型マスク４の曲率と画角から求まる、マスク
面の高低差は、約１２．３μｍある。したがって、マス
クスキャンステージ７を単純に直動に駆動すると、転写
される像にボケを生じてしまう。そこで、本実施形態例
では、マスクスキャンステージ７の駆動方法を反射型マ
スク４の曲率中心とマスクスキャンステージ７の駆動曲
率中心を一致させることで反射型マスク４の全領域で良
好な焦点位置を維持することができる。
【００２１】図２では、上述したマスクスキャンステー
ジ７について詳細に示されている。説明に使用される座
標系は、図２の左下方に示されている。マスクスキャン
ステージ７は、上述の曲率面形状を持つ反射型マスク４
のマスクパターン面を等速で移動する。したがって、マ
スクスキャンステージ７の駆動距離は、ステージの加減
速領域を考慮して本実施形態例では、２００ｍｍであ
る。また、反射型マスク４は、マスクスキャンステージ
７に静電吸着方式で保持されている。本実施形態例で
は、静電吸着方式のマスクチャックを用いたが、メカニ
カルなものでもよい。主駆動部のリニアモータ１０は、
マスクスキャンステージ７をＹ方向に駆動する。本実施
形態例では、リニアモータを使用しているが、他の直動
機構でもかまわない。主駆動部のドライバ１１は、リニ
アモータ１０を駆動するためのドライバである。副駆動
部のアクチュエータ１２は、マスクスキャンステージ７
おいては、Ｚ方向およびＸ軸周りの回転駆動距離が短い
ため、ＰＺＴ素子を使用している。副駆動部のドライバ
１３は、アクチュエータ１２を駆動するためのドライバ
である。
ジ７について詳細に示されている。説明に使用される座
標系は、図２の左下方に示されている。マスクスキャン
ステージ７は、上述の曲率面形状を持つ反射型マスク４
のマスクパターン面を等速で移動する。したがって、マ
スクスキャンステージ７の駆動距離は、ステージの加減
速領域を考慮して本実施形態例では、２００ｍｍであ
る。また、反射型マスク４は、マスクスキャンステージ
７に静電吸着方式で保持されている。本実施形態例で
は、静電吸着方式のマスクチャックを用いたが、メカニ
カルなものでもよい。主駆動部のリニアモータ１０は、
マスクスキャンステージ７をＹ方向に駆動する。本実施
形態例では、リニアモータを使用しているが、他の直動
機構でもかまわない。主駆動部のドライバ１１は、リニ
アモータ１０を駆動するためのドライバである。副駆動
部のアクチュエータ１２は、マスクスキャンステージ７
おいては、Ｚ方向およびＸ軸周りの回転駆動距離が短い
ため、ＰＺＴ素子を使用している。副駆動部のドライバ
１３は、アクチュエータ１２を駆動するためのドライバ
である。
【００２２】図２では、リニアモータ１０のガイド部と
マスク吸着部がアクチュエータ１２を２個用いているよ
うに表しているが、実際は、マスク面に対して等方的に
配置された３個のアクチュエータ１２を用いている。ま
た、前述のマスク吸着部の駆動ガイドとして板ばねを用
いてリニアモータ１０のガイド部とマスク吸着部が締結
されている。しかしながら、図２では、図が煩雑となる
ため便宜的に表している。なお、３個のアクチュエータ
１２は、独立にそれぞれ駆動することができる。レーザ
ー光源部１４は、マスクスキャンステージ７の位置を計
測するためのレーザー干渉計システムのレーザー光源部
である。ベンダー１５、デイテクタ１６およびレーザー
干渉計システムの制御部１７が示されている。レーザー
光源部１４からのレーザーは、ベンダー１５で折り曲げ
られ、マスクスキャンステージ７の側面にある干渉計用
の反射ミラーにより反射し、デイテクタ１６に戻ってく
る。このレーザー干渉計システムによりＹ方向とωｘ方
向（Ｘ軸周りの回転）の位置を計測している。
マスク吸着部がアクチュエータ１２を２個用いているよ
うに表しているが、実際は、マスク面に対して等方的に
配置された３個のアクチュエータ１２を用いている。ま
た、前述のマスク吸着部の駆動ガイドとして板ばねを用
いてリニアモータ１０のガイド部とマスク吸着部が締結
されている。しかしながら、図２では、図が煩雑となる
ため便宜的に表している。なお、３個のアクチュエータ
１２は、独立にそれぞれ駆動することができる。レーザ
ー光源部１４は、マスクスキャンステージ７の位置を計
測するためのレーザー干渉計システムのレーザー光源部
である。ベンダー１５、デイテクタ１６およびレーザー
干渉計システムの制御部１７が示されている。レーザー
光源部１４からのレーザーは、ベンダー１５で折り曲げ
られ、マスクスキャンステージ７の側面にある干渉計用
の反射ミラーにより反射し、デイテクタ１６に戻ってく
る。このレーザー干渉計システムによりＹ方向とωｘ方
向（Ｘ軸周りの回転）の位置を計測している。
【００２３】図２は、概略図であるので、ωｘ、ωｚ方
向の計測部については、省略している。また、本実施形
態例では、上述したようにωｘ方向の駆動ストロークが
小さいので、ωｘ方向の位置計測もレーザー干渉計シス
テムで行うことができる。ωｙ方向の計測は、マスクス
キャンステージ７がＹ方向に駆動するときに発生する他
成分を監視するためのものである。コントローラ１８
は、マスクスキャンステージ７を制御するためのコント
ローラである。
向の計測部については、省略している。また、本実施形
態例では、上述したようにωｘ方向の駆動ストロークが
小さいので、ωｘ方向の位置計測もレーザー干渉計シス
テムで行うことができる。ωｙ方向の計測は、マスクス
キャンステージ７がＹ方向に駆動するときに発生する他
成分を監視するためのものである。コントローラ１８
は、マスクスキャンステージ７を制御するためのコント
ローラである。
【００２４】次に、図３（ａ），（ｂ）を用いて、本実
施形態例の駆動方法の特徴を説明する。
施形態例の駆動方法の特徴を説明する。
【００２５】Ｘ線縮小露光装置の特徴として、マスク面
上に結像するＸ線照射領域が挟域なので、反射型マスク
４とウェーハ６（図１）は、縮小倍率に応じた同期走査
を行う。凹面多層膜反射ミラー３（図１）から入射され
たＸ線は、反射型マスク４上で結像する。このときの、
Ｄ．０．Ｆが非常に挟域なので、常に反射型マスク４の
結像位置をＺ方向に対して一定位置を保ち、また、反射
型マスク４でＸ線照射領域の微小領域面の法線方向が、
所定の方向となるようにマスクスキャンステージ７をＹ
方向にスキャンする。言い換えれば、多層膜ヘの入射角
が変化しないように、マスクスキャンステージ７の移動
に伴い、反射型マスク４のマスク曲率面（本実施形態例
では曲率半径−２００ｍ）に沿って反射型マスク４のマ
スク面を移動させる。
上に結像するＸ線照射領域が挟域なので、反射型マスク
４とウェーハ６（図１）は、縮小倍率に応じた同期走査
を行う。凹面多層膜反射ミラー３（図１）から入射され
たＸ線は、反射型マスク４上で結像する。このときの、
Ｄ．０．Ｆが非常に挟域なので、常に反射型マスク４の
結像位置をＺ方向に対して一定位置を保ち、また、反射
型マスク４でＸ線照射領域の微小領域面の法線方向が、
所定の方向となるようにマスクスキャンステージ７をＹ
方向にスキャンする。言い換えれば、多層膜ヘの入射角
が変化しないように、マスクスキャンステージ７の移動
に伴い、反射型マスク４のマスク曲率面（本実施形態例
では曲率半径−２００ｍ）に沿って反射型マスク４のマ
スク面を移動させる。
【００２６】上述のマスクスキャンステージ７の駆動方
法としては、マスクスキャンステージ７を制御するため
のコントローラ１８が、露光に用いる反射型マスク４の
形状によりあらかじめ決められたアクチュエータ１２の
駆動用テーブルを有し、マスクスキャンステージ７のＹ
方向駆動に同期してアクチュエータ１２を駆動する。こ
の際に用いられる各テーブルは、個々の反射型マスク４
のマスク面形状に適合したものとして作られているの
で、反射型マスク４の固体差による駆動誤差は生じな
い。また、マスクスキャンステージ７は、ウェーハステ
ージ８と同期して駆動する。この時、前記レーザー干渉
計システム制御部１７からの出力信号から、マスクスキ
ャンステージ７の他成分をウェーハステージ８にフイー
ドバックして高精度な走査露光を行う。
法としては、マスクスキャンステージ７を制御するため
のコントローラ１８が、露光に用いる反射型マスク４の
形状によりあらかじめ決められたアクチュエータ１２の
駆動用テーブルを有し、マスクスキャンステージ７のＹ
方向駆動に同期してアクチュエータ１２を駆動する。こ
の際に用いられる各テーブルは、個々の反射型マスク４
のマスク面形状に適合したものとして作られているの
で、反射型マスク４の固体差による駆動誤差は生じな
い。また、マスクスキャンステージ７は、ウェーハステ
ージ８と同期して駆動する。この時、前記レーザー干渉
計システム制御部１７からの出力信号から、マスクスキ
ャンステージ７の他成分をウェーハステージ８にフイー
ドバックして高精度な走査露光を行う。
【００２７】以上示したように、本実施形態例では、マ
スクスキャンステージ７にＺ駆動機構とチルト機構とを
兼ねたアクチュエータ１２を有し、マスクスキャンステ
ージ７の移動に伴い、反射型マスク４のマスク曲率面に
沿って反射型マスク４のマスク面を移動させることで、
マスクパターン領域全域に亙って、結像系の焦点深度内
で露光転写することができる。したがって、曲率面を持
った反射型マスク４による像面湾曲や、非点収差の少な
い良好な露光転写が広い領域に亙りり行うことができ
る。
スクスキャンステージ７にＺ駆動機構とチルト機構とを
兼ねたアクチュエータ１２を有し、マスクスキャンステ
ージ７の移動に伴い、反射型マスク４のマスク曲率面に
沿って反射型マスク４のマスク面を移動させることで、
マスクパターン領域全域に亙って、結像系の焦点深度内
で露光転写することができる。したがって、曲率面を持
った反射型マスク４による像面湾曲や、非点収差の少な
い良好な露光転写が広い領域に亙りり行うことができ
る。
【００２８】次に、第２の実施態様について説明する。
【００２９】図４は、本発明の第２の実施態様例の駆動
機構の説明図である。
機構の説明図である。
【００３０】図４における各部の名称で第１の実施態様
例と共通のものについては、説明を省くこととする。リ
ニアモータ１０のガイド部２０は、所望の曲率を持って
いるいわゆる大曲率半径のゴニオステージである。ここ
で反射型マスク４のマスク面の曲率半径をＲｍとし、マ
スクスキャンステージ７のガイド部２０の曲率半径をＲ
ｓとする。そこで、マスクスキャンステージ７の装置を
構成するうえで、ＲｍとＲｓの曲率中心が一致するよう
に、さらに、Ｘ線の照射方向と前記マスク面のなす角が
所走の角度になるように露光装置内に配置する。以上の
ような装置構成でマスクスキャンステージ７をＹ方向に
駆動させれば、実施形態例１と同様に、常に反射型マス
ク４の結像位置をＺ方向に対して一定位置を保ち、ま
た、反射型マスク４でＸ線照射領域の微小領域面の法線
方向が、所定の方向となるようになる。言い換えれば、
マスクスキャンステージ７の移動に伴い、反射型マスク
４のマスク曲率面（本実施形態例では曲率半径−２００
ｍ）に沿って反射型マスク４のマスク面を移動させるこ
とができる。
例と共通のものについては、説明を省くこととする。リ
ニアモータ１０のガイド部２０は、所望の曲率を持って
いるいわゆる大曲率半径のゴニオステージである。ここ
で反射型マスク４のマスク面の曲率半径をＲｍとし、マ
スクスキャンステージ７のガイド部２０の曲率半径をＲ
ｓとする。そこで、マスクスキャンステージ７の装置を
構成するうえで、ＲｍとＲｓの曲率中心が一致するよう
に、さらに、Ｘ線の照射方向と前記マスク面のなす角が
所走の角度になるように露光装置内に配置する。以上の
ような装置構成でマスクスキャンステージ７をＹ方向に
駆動させれば、実施形態例１と同様に、常に反射型マス
ク４の結像位置をＺ方向に対して一定位置を保ち、ま
た、反射型マスク４でＸ線照射領域の微小領域面の法線
方向が、所定の方向となるようになる。言い換えれば、
マスクスキャンステージ７の移動に伴い、反射型マスク
４のマスク曲率面（本実施形態例では曲率半径−２００
ｍ）に沿って反射型マスク４のマスク面を移動させるこ
とができる。
【００３１】本実施形態例では、第１の実施形態例の特
徴に加えて、Ｚ軸の駆動機構およびチルト機構を持たな
いのでマスクスキャンステージ７の駆動走査制御が容易
に行える。したがって、機構の簡略化と、制御の簡略化
によりＸ線縮小露光装置のコストダウンにつながる。
徴に加えて、Ｚ軸の駆動機構およびチルト機構を持たな
いのでマスクスキャンステージ７の駆動走査制御が容易
に行える。したがって、機構の簡略化と、制御の簡略化
によりＸ線縮小露光装置のコストダウンにつながる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本出願の第１ない
し第５の発明は、マスクスキャンステージをマスクの曲
率面に沿って駆動することができる駆動機構を設けるこ
とにより、 Ｘ線縮小露光装置において曲率面からなる
反射型マスクを使用した場合でも、反射型マスクのマス
ク面全域で良好な結像系を提供することができるので、
転写精度の像面湾曲、非点収差の低減がスキャン露光で
も可能となり、したがって、高い精度が得られるＸ線縮
小露光装置を提供することができ、この結果、Ｘ線縮小
露光装置を用いた半導体製造方法の信頼性を向上させる
効果がある。
し第５の発明は、マスクスキャンステージをマスクの曲
率面に沿って駆動することができる駆動機構を設けるこ
とにより、 Ｘ線縮小露光装置において曲率面からなる
反射型マスクを使用した場合でも、反射型マスクのマス
ク面全域で良好な結像系を提供することができるので、
転写精度の像面湾曲、非点収差の低減がスキャン露光で
も可能となり、したがって、高い精度が得られるＸ線縮
小露光装置を提供することができ、この結果、Ｘ線縮小
露光装置を用いた半導体製造方法の信頼性を向上させる
効果がある。
【図１】本発明のＸ線縮小露光装置の一実施態様例の概
略図である。
略図である。
【図２】図１のマスクスキャンステージを拡大し、その
駆動機構を説明する図である。
駆動機構を説明する図である。
【図３】（ａ）は、図２の主駆動部のみの駆動中を示す
拡大説明図、（ｂ）は、図２の副駆動部の駆動中を示す
拡大説明図である。
拡大説明図、（ｂ）は、図２の副駆動部の駆動中を示す
拡大説明図である。
【図４】本発明の第２の実施態様例の駆動機構の説明図
である。
である。
【図５】従来例の概略図である。
１，１０１ アンジュレーター光源 ２，１０２ 凸面全反射ミラー ３，１０３ 凹面多層膜反射ミラー ４，１０４ 反射型マスク ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，１０５ａ，１０５ｂ，１０５
ｃ，１０５ｄ Ｘ線縮小光学系ミラ− ６，１０６ ウェーハ ７，１０７ マスクスキャンステージ ８，１０８ ウェーハスキャンステージ ９，１０９ 真空チャンバ １０ リニアモータ １１，１３ ドライバ １２ アクチュエータ １４ レーザ光源部 １５ ベンダ １６ ディテクタ １７ 制御部 １８ コントローラ ２０ ガイド部（円弧ガイド）
ｃ，１０５ｄ Ｘ線縮小光学系ミラ− ６，１０６ ウェーハ ７，１０７ マスクスキャンステージ ８，１０８ ウェーハスキャンステージ ９，１０９ 真空チャンバ １０ リニアモータ １１，１３ ドライバ １２ アクチュエータ １４ レーザ光源部 １５ ベンダ １６ ディテクタ １７ 制御部 １８ コントローラ ２０ ガイド部（円弧ガイド）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 503
Claims (6)
- 【請求項１】 曲率面をもった反射型マスクを用いてス
キャン露光を行うＸ線縮小露光装置において、マスクス
キャンステージをマスクの曲率面に略沿って駆動する駆
動機構を有することを特徴とするＸ線縮小露光装置。 - 【請求項２】 前記駆動機構は、ウェーハスキャンステ
ージの主平面に垂直方向に直動させる主駆動部と、該主
駆動部の駆動方向に対し垂直に駆動させることができる
少なくとも１個以上の副駆動部とを含む、請求項１記載
のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項３】 前記主駆動部及び前記副駆動部を同時に
駆動させ、かつ駆動制御により、マスクスキャンステー
ジを前記マスクの曲率面形状に沿って駆動させることが
できる、請求項２記載のＸ線縮小露光装置。 - 【請求項４】 前記駆動機構は、ウェーハスキャンステ
ージの主平面に垂直方向に直動させる主駆動部と、前記
マスクの曲率面形状のガイドとを含む、請求項１記載の
Ｘ線縮小露光装置。 - 【請求項５】 前記駆動機構は、前記マスクの曲率中心
と略同一の曲率中心を持つ円弧状に前記マスクスキャン
ステージを駆動する駆動機構である、請求項４記載のＸ
線縮小露光装置。 - 【請求項６】 請求項１から５までのいずれか１項記載
のＸ線縮小露光装置を用いた半導体製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080096A JP3231241B2 (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | Ｘ線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法 |
| US08/847,404 US6014421A (en) | 1996-05-01 | 1997-04-24 | Radiation reduction exposure apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080096A JP3231241B2 (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | Ｘ線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298142A JPH09298142A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3231241B2 true JP3231241B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=14544978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11080096A Expired - Fee Related JP3231241B2 (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | Ｘ線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6014421A (ja) |
| JP (1) | JP3231241B2 (ja) |
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| JP2000286189A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Nikon Corp | 露光装置および露光方法ならびにデバイス製造方法 |
| KR100548713B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2006-02-02 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 디바이스제조방법, 이것에 의하여 제조된 디바이스 및상기 방법에 사용하기 위한 마스크 |
| JP4458322B2 (ja) | 2003-01-14 | 2010-04-28 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびデバイス製造方法 |
| JP4497831B2 (ja) * | 2003-04-15 | 2010-07-07 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びデバイスの製造方法 |
| JP4440031B2 (ja) | 2004-07-29 | 2010-03-24 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP4833211B2 (ja) | 2004-08-06 | 2011-12-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィ用の投影対物レンズ |
| NL2004425A (en) * | 2009-04-27 | 2010-10-28 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and method. |
| US10890849B2 (en) * | 2016-05-19 | 2021-01-12 | Nikon Corporation | EUV lithography system for dense line patterning |
| US10712671B2 (en) | 2016-05-19 | 2020-07-14 | Nikon Corporation | Dense line extreme ultraviolet lithography system with distortion matching |
| US11067900B2 (en) | 2016-05-19 | 2021-07-20 | Nikon Corporation | Dense line extreme ultraviolet lithography system with distortion matching |
| US11934105B2 (en) | 2017-04-19 | 2024-03-19 | Nikon Corporation | Optical objective for operation in EUV spectral region |
| US11054745B2 (en) | 2017-04-26 | 2021-07-06 | Nikon Corporation | Illumination system with flat 1D-patterned mask for use in EUV-exposure tool |
| US11300884B2 (en) | 2017-05-11 | 2022-04-12 | Nikon Corporation | Illumination system with curved 1d-patterned mask for use in EUV-exposure tool |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2546312B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1996-10-23 | キヤノン株式会社 | 反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法 |
| JP2770960B2 (ja) * | 1988-10-06 | 1998-07-02 | キヤノン株式会社 | Ｓｏｒ−ｘ線露光装置 |
| US5003567A (en) * | 1989-02-09 | 1991-03-26 | Hawryluk Andrew M | Soft x-ray reduction camera for submicron lithography |
| JPH0396220A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-22 | Seiko Epson Corp | パターン形成用反射型ｘ線マスク |
| JP3060540B2 (ja) * | 1990-12-27 | 2000-07-10 | 株式会社日立製作所 | 微細パターン転写方法およびその装置 |
| JP3079496B2 (ja) * | 1991-04-05 | 2000-08-21 | 日本電信電話株式会社 | Ｘ線露光装置 |
| CA2077572C (en) * | 1991-09-07 | 1998-08-18 | Masahito Niibe | Method of and apparatus for stabilizing shapes of objects, such as optical elements, as well as exposure apparatus using same and method of manufacturing semiconductr devices |
-
1996
- 1996-05-01 JP JP11080096A patent/JP3231241B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-24 US US08/847,404 patent/US6014421A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6014421A (en) | 2000-01-11 |
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