JPH0868898A - 反射鏡およびその製造方法 - Google Patents
反射鏡およびその製造方法Info
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- JPH0868898A JPH0868898A JP6203921A JP20392194A JPH0868898A JP H0868898 A JPH0868898 A JP H0868898A JP 6203921 A JP6203921 A JP 6203921A JP 20392194 A JP20392194 A JP 20392194A JP H0868898 A JPH0868898 A JP H0868898A
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- ray
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70233—Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems
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- G—PHYSICS
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線などの照射光による熱変形を充分小さく
抑えることのできる反射鏡を提供する。 【構成】 線膨張率が１×１０-7／Ｋ以下であるインバ
ー製の基板１と、この基板１の表面に形成され表面を光
学的に平滑に研磨されたガラス製薄板２とを備える。Ｘ
線光学系に使用する場合には、薄膜２の表面に所定波長
のＸ線を反射する多層膜４を形成する。
抑えることのできる反射鏡を提供する。 【構成】 線膨張率が１×１０-7／Ｋ以下であるインバ
ー製の基板１と、この基板１の表面に形成され表面を光
学的に平滑に研磨されたガラス製薄板２とを備える。Ｘ
線光学系に使用する場合には、薄膜２の表面に所定波長
のＸ線を反射する多層膜４を形成する。
Description
本発明は、Ｘ線縮小投影露光装置等のＸ線光学系やＸ線
以外の波長域の光線の光学系に用いられる反射鏡および
その製造方法に関するものである。
以外の波長域の光線の光学系に用いられる反射鏡および
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路素子の微細化に伴
い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を
向上させるために、従来の紫外線に代わってこれより波
長の短いＸ線を使用した投影リソグラフィー技術が開発
されている。この技術に使用されるＸ線投影露光装置
は、主としてＸ線源、照明光学系、マスク、結像光学
系、ウェファーステージ等により構成される。
い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を
向上させるために、従来の紫外線に代わってこれより波
長の短いＸ線を使用した投影リソグラフィー技術が開発
されている。この技術に使用されるＸ線投影露光装置
は、主としてＸ線源、照明光学系、マスク、結像光学
系、ウェファーステージ等により構成される。
【０００３】Ｘ線源には、放射光光源またはレーザープ
ラズマＸ線源が使用される。照明光学系は、斜入射ミラ
ー、多層膜ミラー、および所定の波長のＸ線のみを反射
または透過させるフィルター等により構成され、マスク
上を所望の波長のＸ線で照明する。マスクには透過型マ
スクと反射型マスクとがある。透過型マスクは、Ｘ線を
良く透過する物質からなる薄いメンブレンの上にＸ線を
吸収する物質を所定の形状に設けることによってパター
ンを形成したものである。一方、反射型マスクは、例え
ばＸ線を反射する多層膜上に反射率の低い部分を所定の
形状に設けることによってパターンを形成したものであ
る。このようなマスク上に形成されたパターンは、複数
の多層膜ミラーで構成された投影結像光学系により、フ
ォトレジストが塗布されたウェファー上に結像してその
レジストに転写される。なお、Ｘ線は大気に吸収されて
減衰するため、その光路は全て所定の真空度に維持され
ている。
ラズマＸ線源が使用される。照明光学系は、斜入射ミラ
ー、多層膜ミラー、および所定の波長のＸ線のみを反射
または透過させるフィルター等により構成され、マスク
上を所望の波長のＸ線で照明する。マスクには透過型マ
スクと反射型マスクとがある。透過型マスクは、Ｘ線を
良く透過する物質からなる薄いメンブレンの上にＸ線を
吸収する物質を所定の形状に設けることによってパター
ンを形成したものである。一方、反射型マスクは、例え
ばＸ線を反射する多層膜上に反射率の低い部分を所定の
形状に設けることによってパターンを形成したものであ
る。このようなマスク上に形成されたパターンは、複数
の多層膜ミラーで構成された投影結像光学系により、フ
ォトレジストが塗布されたウェファー上に結像してその
レジストに転写される。なお、Ｘ線は大気に吸収されて
減衰するため、その光路は全て所定の真空度に維持され
ている。
【０００４】Ｘ線の波長域では、透明な物質は存在せ
ず、また物質表面での反射率も非常に低いため、レンズ
やミラーなどの通常の光学素子が使用できない。そのた
め、Ｘ線用の光学系は、反射面に斜め方向から入射した
Ｘ線を全反射を利用して反射させる斜入射ミラーや、多
層膜の各界面での反射光の位相を一致させて干渉効果に
よって高い反射率を得る多層膜ミラー等により構成され
ている。
ず、また物質表面での反射率も非常に低いため、レンズ
やミラーなどの通常の光学素子が使用できない。そのた
め、Ｘ線用の光学系は、反射面に斜め方向から入射した
Ｘ線を全反射を利用して反射させる斜入射ミラーや、多
層膜の各界面での反射光の位相を一致させて干渉効果に
よって高い反射率を得る多層膜ミラー等により構成され
ている。
【０００５】斜入射光学系は収差が大きいために回折限
界の解像力を得ることはできない。一方、多層膜ミラー
はＸ線を垂直に反射することが可能であり、回折限界の
Ｘ線光学系を構成することが可能である。したがって、
Ｘ線投影露光装置の結像光学系は、すべて多層膜ミラー
で構成される。
界の解像力を得ることはできない。一方、多層膜ミラー
はＸ線を垂直に反射することが可能であり、回折限界の
Ｘ線光学系を構成することが可能である。したがって、
Ｘ線投影露光装置の結像光学系は、すべて多層膜ミラー
で構成される。
【０００６】このようなＸ線多層膜ミラーは、シリコン
のＬ吸収端（12.3nm）の長波長側でモリブデンとシリコ
ンからなる多層膜を用いたときに最も高い反射率が得ら
れるが、波長13〜15nmでは入射角によらず70%程度であ
る。シリコンのＬ吸収端よりも短波長側では、垂直入射
で30%以上の反射率が得られる多層膜は開発されていな
い。多層膜ミラーの基板材料には、形状精度が高く表面
粗さの小さい加工が可能な、石英等のガラス材料が用い
られている。
のＬ吸収端（12.3nm）の長波長側でモリブデンとシリコ
ンからなる多層膜を用いたときに最も高い反射率が得ら
れるが、波長13〜15nmでは入射角によらず70%程度であ
る。シリコンのＬ吸収端よりも短波長側では、垂直入射
で30%以上の反射率が得られる多層膜は開発されていな
い。多層膜ミラーの基板材料には、形状精度が高く表面
粗さの小さい加工が可能な、石英等のガラス材料が用い
られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなＸ線投影
露光装置において、実用的なスループット（例えば、８
インチウェファーで３０枚／１時間程度）を得るために
は、結像光学系を構成する多層膜ミラーの表面には、あ
る程度の強度のＸ線（例えば、１０ｍＷ／ｃｍ2程度）
が照射される必要がある。一方、多層膜ミラーの反射率
は最も高くても７０％程度であり、残りは多層膜で反射
されずに吸収、透過、散乱される。散乱による損失はわ
ずかであり、多層膜を透過したＸ線はミラー基板により
完全に吸収される。すなわち、多層膜ミラーで反射され
なかったＸ線の大部分は多層膜ミラーに吸収されて、そ
のエネルギーは熱に変換される。この熱によって多層膜
ミラーの温度が上昇して熱変形を生じることになる。
露光装置において、実用的なスループット（例えば、８
インチウェファーで３０枚／１時間程度）を得るために
は、結像光学系を構成する多層膜ミラーの表面には、あ
る程度の強度のＸ線（例えば、１０ｍＷ／ｃｍ2程度）
が照射される必要がある。一方、多層膜ミラーの反射率
は最も高くても７０％程度であり、残りは多層膜で反射
されずに吸収、透過、散乱される。散乱による損失はわ
ずかであり、多層膜を透過したＸ線はミラー基板により
完全に吸収される。すなわち、多層膜ミラーで反射され
なかったＸ線の大部分は多層膜ミラーに吸収されて、そ
のエネルギーは熱に変換される。この熱によって多層膜
ミラーの温度が上昇して熱変形を生じることになる。
【０００８】一般に、光学系で回折限界の解像力を得る
ためには、光学系を構成するミラーやレンズの形状誤差
は使用する光の波長に比べて充分小さくしなければなら
ない。したがって、Ｘ線を用いた光学系においては、可
視光や紫外線を用いた光学系よりも、波長が短い分だけ
その許容誤差は厳しくなる。そのために、上記のような
Ｘ線の照射による多層膜ミラーの熱変形は、結像特性に
大きな影響を与えることになり設計通りの解像力が得ら
れなくなるおそれがある。
ためには、光学系を構成するミラーやレンズの形状誤差
は使用する光の波長に比べて充分小さくしなければなら
ない。したがって、Ｘ線を用いた光学系においては、可
視光や紫外線を用いた光学系よりも、波長が短い分だけ
その許容誤差は厳しくなる。そのために、上記のような
Ｘ線の照射による多層膜ミラーの熱変形は、結像特性に
大きな影響を与えることになり設計通りの解像力が得ら
れなくなるおそれがある。
【０００９】このような熱変形の影響を防ぐために、裏
面からミラーを冷却することが行われているが、充分な
効果を得ることはできない。また、Ｘ線光学系は真空中
で使用されるので、ミラーの表面からの放熱はほとんど
無い。
面からミラーを冷却することが行われているが、充分な
効果を得ることはできない。また、Ｘ線光学系は真空中
で使用されるので、ミラーの表面からの放熱はほとんど
無い。
【００１０】したがって、熱変形の影響を防ぐためには
ミラーへ入射するＸ線の強度を制限する他はなく、そう
するとＸ線投影露光装置のスループットが制限されてし
まう。すなわち、従来の技術ではＸ線投影露光装置の高
解像力と高スループットとを両立することができない。
ミラーへ入射するＸ線の強度を制限する他はなく、そう
するとＸ線投影露光装置のスループットが制限されてし
まう。すなわち、従来の技術ではＸ線投影露光装置の高
解像力と高スループットとを両立することができない。
【００１１】以上ではＸ線光学系についてその問題点を
説明したが、反射鏡の熱変形にともなう問題は、Ｘ線の
波長域とは異なる波長域の光線を使用する光学系でも程
度の差はあっても生じる。
説明したが、反射鏡の熱変形にともなう問題は、Ｘ線の
波長域とは異なる波長域の光線を使用する光学系でも程
度の差はあっても生じる。
【００１２】本発明は、Ｘ線などの照射光による熱変形
を充分小さく抑えることのできる反射鏡とその製造方法
を提供することを目的とする。
を充分小さく抑えることのできる反射鏡とその製造方法
を提供することを目的とする。
【００１３】
【発明の概要】まず、Ｘ線光学系に使用する反射鏡を一
例として説明する。多層膜ミラーの表面にＸ線が照射さ
れたときのミラー表面の変形がどの程度の量になるかを
説明する。実際のミラーの変形は、その寸法形状により
大きく異なるので、正確に見積もるには有限要素法等に
よる計算が必要であるが、ここでは以下のような単純化
により変形のおおよその値を見積もることとする。
例として説明する。多層膜ミラーの表面にＸ線が照射さ
れたときのミラー表面の変形がどの程度の量になるかを
説明する。実際のミラーの変形は、その寸法形状により
大きく異なるので、正確に見積もるには有限要素法等に
よる計算が必要であるが、ここでは以下のような単純化
により変形のおおよその値を見積もることとする。
【００１４】図２（ａ）に示すように、厚さｄの基板の
裏面が一定温度の熱浴（裏面を冷却して一定温度に保つ
ことに相当する）に接しており、その表面の一部に定常
的な熱流束Ｑ（照射されたＸ線のうち反射せずに基板に
吸収される分のエネルギー）が投入された時の、その部
分の基板に垂直方向（ｘ方向）の伸び（または縮み）Δ
ｘを考える。ここでは、横方向の熱伝導は考えず、ま
た、Ｘ線はすべて表面で吸収されるとする。このとき基
板の内部には、図２（ｂ）に示すように、ｘ方向に一様
な温度勾配が生じるので、位置ｘでの温度（熱浴との温
度差）Ｔ（ｘ）は、
裏面が一定温度の熱浴（裏面を冷却して一定温度に保つ
ことに相当する）に接しており、その表面の一部に定常
的な熱流束Ｑ（照射されたＸ線のうち反射せずに基板に
吸収される分のエネルギー）が投入された時の、その部
分の基板に垂直方向（ｘ方向）の伸び（または縮み）Δ
ｘを考える。ここでは、横方向の熱伝導は考えず、ま
た、Ｘ線はすべて表面で吸収されるとする。このとき基
板の内部には、図２（ｂ）に示すように、ｘ方向に一様
な温度勾配が生じるので、位置ｘでの温度（熱浴との温
度差）Ｔ（ｘ）は、
【数１】 ただし、λは波長で与えられる。基板内の厚さδｘの薄
い層の伸びΔ（δｘ）は、
い層の伸びΔ（δｘ）は、
【数２】 で与えられる。αは基板材料の熱膨張係数（線膨張率）
である。したがって、基板全体の伸びΔｘは、
である。したがって、基板全体の伸びΔｘは、
【数３】 となる。
【００１５】図３に、種々の材料について、熱伝導率
と、熱膨張係数と、式（３）により計算した基板の熱変
形Δｘとを示す。基板へ投入される熱流束Ｑは１０ｍＷ
／ｃｍ2とした。Ｘ線投影露光装置において実用的な露
光領域の寸法を確保するためにはミラーの直径は２００
ｍｍ程度は必要であり、ミラーの形状を精度良く維持す
るためには一般に厚さは直径の四分の一程度必要である
ので、基板の厚さｄは５０ｍｍとする。図３からわかる
ように、紫外光を用いた投影露光装置の屈折光学系に広
く用いられている溶融石英では、４５．３ｎｍもの変形
を生じてしまう。これでは、使用するＸ線の波長（例え
ば１３ｎｍ）よりも何倍も大きくなってしまうので論外
である。
と、熱膨張係数と、式（３）により計算した基板の熱変
形Δｘとを示す。基板へ投入される熱流束Ｑは１０ｍＷ
／ｃｍ2とした。Ｘ線投影露光装置において実用的な露
光領域の寸法を確保するためにはミラーの直径は２００
ｍｍ程度は必要であり、ミラーの形状を精度良く維持す
るためには一般に厚さは直径の四分の一程度必要である
ので、基板の厚さｄは５０ｍｍとする。図３からわかる
ように、紫外光を用いた投影露光装置の屈折光学系に広
く用いられている溶融石英では、４５．３ｎｍもの変形
を生じてしまう。これでは、使用するＸ線の波長（例え
ば１３ｎｍ）よりも何倍も大きくなってしまうので論外
である。
【００１６】一般に低熱膨張ガラスとして良く知られて
いるショット社のゼロジュアとコーニング社のＵＬＥ
は、熱膨張率は小さいが、ガラスであるため熱伝導率は
小さい。一方、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）とシリコ
ン（Ｓｉ）は、ガラスと比べて熱伝導率は大きいが、熱
膨張係数は大きい。これらの材料は、いずれも１〜数ｎ
ｍの変形を生じることになる。
いるショット社のゼロジュアとコーニング社のＵＬＥ
は、熱膨張率は小さいが、ガラスであるため熱伝導率は
小さい。一方、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）とシリコ
ン（Ｓｉ）は、ガラスと比べて熱伝導率は大きいが、熱
膨張係数は大きい。これらの材料は、いずれも１〜数ｎ
ｍの変形を生じることになる。
【００１７】光学系の波面収差を波長の四分の一以内と
するレイリーの条件を用いると、光学系を構成するミラ
ー一枚あたりの形状精度は、
するレイリーの条件を用いると、光学系を構成するミラ
ー一枚あたりの形状精度は、
【数４】 以内に抑えなければならない。ｎは光学系を構成するミ
ラーの枚数であり、１／２を掛けてあるのは反射系であ
るためである。例えば４枚のミラーで構成された光学系
を波長１３ｎｍで使用する場合、１枚のミラーに許容さ
れる形状誤差は０．８１ｎｍとなる。ゼロジュア、ＵＬ
Ｅ、ＳｉＣ、Ｓｉを基板に用いた場合には、熱変形量は
いずれもこの値よりも大きくなってしまう。したがっ
て、これらの材料を基板に用いたミラーで構成した光学
系では回折限界の解像力を得ることはできない。
ラーの枚数であり、１／２を掛けてあるのは反射系であ
るためである。例えば４枚のミラーで構成された光学系
を波長１３ｎｍで使用する場合、１枚のミラーに許容さ
れる形状誤差は０．８１ｎｍとなる。ゼロジュア、ＵＬ
Ｅ、ＳｉＣ、Ｓｉを基板に用いた場合には、熱変形量は
いずれもこの値よりも大きくなってしまう。したがっ
て、これらの材料を基板に用いたミラーで構成した光学
系では回折限界の解像力を得ることはできない。
【００１８】金属は自由電子の寄与のために熱伝導率は
大きいが、一般に熱膨張係数も大きい。しかし、インバ
ー（Invar）型合金は磁歪の影響により著しく小さな熱
膨張係数を示す材料として知られており、具体的には、
Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Co-Cr合金、Fe-Pt合金、
Fe-Pd合金、Zr-Nb-Fe合金、Cr-Fe-Sn合金、Mn-Ge-Fe合
金、Fe-B非晶質合金およびFe-Ni-Zr非晶質合金等があ
る。以下では、インバー型合金をインバーと称する。図
３より、インバーを基板に用いれば、Ｘ線照射による熱
変形量は０．１ｎｍ以下となり、上記の許容形状誤差と
比べて充分小さく抑えることが可能である。
大きいが、一般に熱膨張係数も大きい。しかし、インバ
ー（Invar）型合金は磁歪の影響により著しく小さな熱
膨張係数を示す材料として知られており、具体的には、
Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Co-Cr合金、Fe-Pt合金、
Fe-Pd合金、Zr-Nb-Fe合金、Cr-Fe-Sn合金、Mn-Ge-Fe合
金、Fe-B非晶質合金およびFe-Ni-Zr非晶質合金等があ
る。以下では、インバー型合金をインバーと称する。図
３より、インバーを基板に用いれば、Ｘ線照射による熱
変形量は０．１ｎｍ以下となり、上記の許容形状誤差と
比べて充分小さく抑えることが可能である。
【００１９】しかしながら、金属は微細な結晶粒界が存
在するためその表面をナノメートルオーダーの平滑な表
面に研磨することは困難である。Alan G.Michette著のO
ptical Systems for X Rays （1986 Plenum Press, New
York）の７４頁に、Ｘ線用のミラー材料の候補となる
物質について研磨加工により得ることできる表面粗さが
記されている。それによると、各材料で得られた最小の
表面粗さのｒｍｓ値（二乗平均値）は、溶融石英とＣＶ
Ｄ（Chemical Vapor Deposition）法で作製したＳｉＣ
で最も小さく０．４ｎｍである。これらの材料は微細構
造を持たない非晶質物質なので平滑な表面を得ることが
できる。しかし、金属であるインバーでは２．８ｎｍ程
度の表面粗さまでにしか加工することができない。
在するためその表面をナノメートルオーダーの平滑な表
面に研磨することは困難である。Alan G.Michette著のO
ptical Systems for X Rays （1986 Plenum Press, New
York）の７４頁に、Ｘ線用のミラー材料の候補となる
物質について研磨加工により得ることできる表面粗さが
記されている。それによると、各材料で得られた最小の
表面粗さのｒｍｓ値（二乗平均値）は、溶融石英とＣＶ
Ｄ（Chemical Vapor Deposition）法で作製したＳｉＣ
で最も小さく０．４ｎｍである。これらの材料は微細構
造を持たない非晶質物質なので平滑な表面を得ることが
できる。しかし、金属であるインバーでは２．８ｎｍ程
度の表面粗さまでにしか加工することができない。
【００２０】Ｘ線用の多層膜ミラーの基板に必要な表面
粗さの大きさは次式により見積もることができる。
粗さの大きさは次式により見積もることができる。
【数５】 ただし、Ｒ0は表面粗さが無いときの反射率 Ｒは表面粗さによる散乱損失があるときの反射率 σは表面粗さのｒｍｓ値 λはＸ線の波長 θは斜入射角 λ＝１３ｎｍ、θ＝９０゜（垂直入射）としたときの、
表面粗さσに対するＲ／Ｒ0の値を図４に示す。この図
より明らかなように、表面粗さ０．４ｎｍのＳｉＣや溶
融石英を多層膜ミラーの基板に使用すれば、粗さが無い
理想的な場合の９割近い反射率が得られるが、表面粗さ
２．８ｎｍのインバーを基板に使用した場合にはＸ線は
全く反射しなくなってしまう。
表面粗さσに対するＲ／Ｒ0の値を図４に示す。この図
より明らかなように、表面粗さ０．４ｎｍのＳｉＣや溶
融石英を多層膜ミラーの基板に使用すれば、粗さが無い
理想的な場合の９割近い反射率が得られるが、表面粗さ
２．８ｎｍのインバーを基板に使用した場合にはＸ線は
全く反射しなくなってしまう。
【００２１】そこで本発明者らは、鋭意検討の結果、熱
変形の小さいインバーなどの金属製基板の表面に表面粗
さの小さいガラスを貼り合わせれば、熱変形と表面粗さ
のいずれも充分に小さいミラー基板を得ることができる
ことを見い出した。すなわち、本発明によるＸ線光学系
用反射鏡は、図１に示すように、インバー等の金属製基
板１の上にガラス製薄板２を貼り合わせて基板３を作製
し、その上にＸ線を反射する多層膜４を形成して構成さ
れる。この場合、熱変形を小さく抑えるためには、上側
（Ｘ線の入射してくる側）の材料の熱膨張係数が小さい
ことと、下側の材料の熱伝導率が大きいことが有効であ
る。
変形の小さいインバーなどの金属製基板の表面に表面粗
さの小さいガラスを貼り合わせれば、熱変形と表面粗さ
のいずれも充分に小さいミラー基板を得ることができる
ことを見い出した。すなわち、本発明によるＸ線光学系
用反射鏡は、図１に示すように、インバー等の金属製基
板１の上にガラス製薄板２を貼り合わせて基板３を作製
し、その上にＸ線を反射する多層膜４を形成して構成さ
れる。この場合、熱変形を小さく抑えるためには、上側
（Ｘ線の入射してくる側）の材料の熱膨張係数が小さい
ことと、下側の材料の熱伝導率が大きいことが有効であ
る。
【００２２】図５に、インバーの表面に各種のガラスを
貼り合わせた基板の熱変形Δｘを示す。図３と同様に、
基板に投入される熱流束Ｑは１０ｍＷ／ｃｍ2、基板全
体の厚さは５０ｍｍとした。インバーに厚さ２０ｍｍ以
下のＵＬＥを貼り付けた場合と、インバーに厚さ５ｍｍ
以下のゼロジュアを貼り付けた場合には、許容される形
状誤差よりも熱変形を充分小さく抑えることができる。
溶融石英を貼り付ける場合は厚さを１ｍｍ以下にしなけ
ればならないので、インバーに貼り付けるガラスはＵＬ
Ｅやゼロジュア等の低熱膨張ガラスが望ましい。なお、
Ｘ線用反射鏡として使用するためには、この表面にさら
にＸ線を反射するための多層膜を形成するが、この多層
膜の厚さは０．数μｍ以下しかないので、その熱変形は
無視することができる。
貼り合わせた基板の熱変形Δｘを示す。図３と同様に、
基板に投入される熱流束Ｑは１０ｍＷ／ｃｍ2、基板全
体の厚さは５０ｍｍとした。インバーに厚さ２０ｍｍ以
下のＵＬＥを貼り付けた場合と、インバーに厚さ５ｍｍ
以下のゼロジュアを貼り付けた場合には、許容される形
状誤差よりも熱変形を充分小さく抑えることができる。
溶融石英を貼り付ける場合は厚さを１ｍｍ以下にしなけ
ればならないので、インバーに貼り付けるガラスはＵＬ
Ｅやゼロジュア等の低熱膨張ガラスが望ましい。なお、
Ｘ線用反射鏡として使用するためには、この表面にさら
にＸ線を反射するための多層膜を形成するが、この多層
膜の厚さは０．数μｍ以下しかないので、その熱変形は
無視することができる。
【００２３】インバー等の金属にガラスを貼り付ける際
には、界面の熱接触が良好であることが必要である。接
着剤を用いて貼り付ける場合には、熱伝導率の良好な接
着剤を使用することが望ましい。金属とガラスを貼り合
わせるのに最も好ましい方法は、例えばJ.Appl.Phys.,4
0(1969)P3946に記載されている、陽極接合による方法で
ある。この方法は、図６に示すように金属とガラスを接
触させておき、金属側に正の電圧を印加して、界面に生
じた静電力によって両者を接合するものである。この方
法を用いれば、金属とガラスとは原子レベルで密着する
ので、熱接触は非常に良好であり接合の強度も高い。
には、界面の熱接触が良好であることが必要である。接
着剤を用いて貼り付ける場合には、熱伝導率の良好な接
着剤を使用することが望ましい。金属とガラスを貼り合
わせるのに最も好ましい方法は、例えばJ.Appl.Phys.,4
0(1969)P3946に記載されている、陽極接合による方法で
ある。この方法は、図６に示すように金属とガラスを接
触させておき、金属側に正の電圧を印加して、界面に生
じた静電力によって両者を接合するものである。この方
法を用いれば、金属とガラスとは原子レベルで密着する
ので、熱接触は非常に良好であり接合の強度も高い。
【００２４】
【実施例】以下、本発明による反射鏡の一実施例を説明
する。図１は、本発明の第１の実施例である反射鏡の図
である。本実施例では、インバー１にＵＬＥ２を貼り付
けるとともに、ＵＬＥ２の表面に多層膜４を形成するこ
とにより、直径２００ｍｍ、曲率半径５００ｍｍ、中心
厚さ５０ｍｍのＸ線多層膜反射ミラーを作製した。その
製造工程を順に説明する。
する。図１は、本発明の第１の実施例である反射鏡の図
である。本実施例では、インバー１にＵＬＥ２を貼り付
けるとともに、ＵＬＥ２の表面に多層膜４を形成するこ
とにより、直径２００ｍｍ、曲率半径５００ｍｍ、中心
厚さ５０ｍｍのＸ線多層膜反射ミラーを作製した。その
製造工程を順に説明する。
【００２５】まず、インバーを研削加工して直径２００
ｍｍ、中心厚さ３０ｍｍ、表面が曲率半径５００ｍｍの
凹面で裏面が平面の金属製基板１を作製した。表面（ガ
ラスを接合する面）は、電解研磨加工により、表面粗さ
１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡面に仕上げた。これに貼り
付けるガラス製基板２は、材料にＵＬＥを用い、研削加
工と研磨加工により直径２００ｍｍ、厚さ２０ｍｍで両
面が曲率半径５００ｍｍの凹面と凸面になるように加工
した。表面粗さは両面とも１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡
面に仕上げた。
ｍｍ、中心厚さ３０ｍｍ、表面が曲率半径５００ｍｍの
凹面で裏面が平面の金属製基板１を作製した。表面（ガ
ラスを接合する面）は、電解研磨加工により、表面粗さ
１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡面に仕上げた。これに貼り
付けるガラス製基板２は、材料にＵＬＥを用い、研削加
工と研磨加工により直径２００ｍｍ、厚さ２０ｍｍで両
面が曲率半径５００ｍｍの凹面と凸面になるように加工
した。表面粗さは両面とも１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡
面に仕上げた。
【００２６】次に、図６に示すような装置を用いて、こ
の金属製基板１とガラス製基板２を陽極接合した。ヒー
ター５の上に金属製基板１を置き、その上にガラス製基
板２を載せた。ヒーター５によりこれらを４００℃に加
熱しておき、ガラス製基板２の表面に図のように電極６
を接触させ、直流電源７により金属製基板１とガラス製
基板２の間に１０００Ｖの電圧を印加した。約５分間電
圧を印加し続けると金属製基板１とガラス製基板２は完
全に接合した。その後、ガラス製基板２の表面の仕上げ
研磨を行って、表面粗さが０．４ｎｍ（ｒｍｓ）になる
まで平滑にした。このようにして、インバーからなる金
属製基板１とＵＬＥからなるガラス製基板２を貼り合わ
せた反射鏡用の基板３を作製した。
の金属製基板１とガラス製基板２を陽極接合した。ヒー
ター５の上に金属製基板１を置き、その上にガラス製基
板２を載せた。ヒーター５によりこれらを４００℃に加
熱しておき、ガラス製基板２の表面に図のように電極６
を接触させ、直流電源７により金属製基板１とガラス製
基板２の間に１０００Ｖの電圧を印加した。約５分間電
圧を印加し続けると金属製基板１とガラス製基板２は完
全に接合した。その後、ガラス製基板２の表面の仕上げ
研磨を行って、表面粗さが０．４ｎｍ（ｒｍｓ）になる
まで平滑にした。このようにして、インバーからなる金
属製基板１とＵＬＥからなるガラス製基板２を貼り合わ
せた反射鏡用の基板３を作製した。
【００２７】最後に、イオンビームスパッタリングによ
り、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）からなる周
期長６．７ｎｍ、積層数５０層の多層膜４を基板３の表
面に形成してＸ線多層膜ミラーを完成した。この多層膜
ミラーは、裏面を冷却して一定温度に保っておけば、１
０ｍＷ／ｃｍ2の熱流束がその全面あるいは一部に入射
しても、熱変形は０．３ｎｍ以下であるので、波長１３
ｎｍのＸ線を用いて回折限界の光学系を構成することが
できる。
り、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）からなる周
期長６．７ｎｍ、積層数５０層の多層膜４を基板３の表
面に形成してＸ線多層膜ミラーを完成した。この多層膜
ミラーは、裏面を冷却して一定温度に保っておけば、１
０ｍＷ／ｃｍ2の熱流束がその全面あるいは一部に入射
しても、熱変形は０．３ｎｍ以下であるので、波長１３
ｎｍのＸ線を用いて回折限界の光学系を構成することが
できる。
【００２８】図７は、本発明の第２の実施例である反射
鏡の図である。本実施例では、インバー１にゼロジュア
２Ａを貼り付けるとともに、ゼロジョア２Ａの表面に多
層膜４を形成することにより、直径２００ｍｍ、曲率半
径１０００ｍｍ、中心厚さ５０ｍｍのＸ線多層膜反射ミ
ラーを作製した。その製造工程を順に説明する。
鏡の図である。本実施例では、インバー１にゼロジュア
２Ａを貼り付けるとともに、ゼロジョア２Ａの表面に多
層膜４を形成することにより、直径２００ｍｍ、曲率半
径１０００ｍｍ、中心厚さ５０ｍｍのＸ線多層膜反射ミ
ラーを作製した。その製造工程を順に説明する。
【００２９】まず、インバーを研削加工して直径２００
ｍｍ、中心厚さ４５ｍｍの円盤状の金属製基板１を作製
した。表面（ガラスを接合する面）は、電解研磨加工に
より、表面粗さ１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡面に仕上げ
た。これに貼り付けるガラス製基板２は、材料にゼロジ
ュアを用い、研削加工と研磨加工により直径２００ｍ
ｍ、中心厚さ５ｍｍで、表面が曲率半径１０００ｍｍの
凹面で裏面は平面になるように加工した。表面粗さは両
面とも１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡面に仕上げた。
ｍｍ、中心厚さ４５ｍｍの円盤状の金属製基板１を作製
した。表面（ガラスを接合する面）は、電解研磨加工に
より、表面粗さ１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡面に仕上げ
た。これに貼り付けるガラス製基板２は、材料にゼロジ
ュアを用い、研削加工と研磨加工により直径２００ｍ
ｍ、中心厚さ５ｍｍで、表面が曲率半径１０００ｍｍの
凹面で裏面は平面になるように加工した。表面粗さは両
面とも１０ｎｍ（ｒｍｓ）以下の鏡面に仕上げた。
【００３０】次に、図６に示すような装置を用いて、上
述したと同様にして金属製基板１とガラス製基板２Ａを
陽極接合し、さらにその表面の仕上げ研磨を行って、表
面粗さが０．４ｎｍ（ｒｍｓ）になるまで平滑にした。
このようにして、インバーからなる金属製基板１とゼロ
ジュアからなるガラス製基板２Ａを貼り合わせた反射鏡
用の基板３を作製した。
述したと同様にして金属製基板１とガラス製基板２Ａを
陽極接合し、さらにその表面の仕上げ研磨を行って、表
面粗さが０．４ｎｍ（ｒｍｓ）になるまで平滑にした。
このようにして、インバーからなる金属製基板１とゼロ
ジュアからなるガラス製基板２Ａを貼り合わせた反射鏡
用の基板３を作製した。
【００３１】最後に、上述したと同様にして、イオンビ
ームスパッタリングにより、モリブデン（Ｍｏ）とシリ
コンカーバイド（ＳｉＣ）からなる周期長６．７ｎｍ、
積層数５０層の多層膜４を基板３の表面に形成してＸ線
多層膜ミラーを完成した。この多層膜ミラーも第１の実
施例と同様に、裏面を冷却して一定温度に保っておけ
ば、１０ｍＷ／ｃｍ2の熱流束がその全面あるいは一部
に入射しても、熱変形は０．３ｎｍ以下であるので、波
長１３ｎｍのＸ線を用いて回折限界の光学系を構成する
ことができる。
ームスパッタリングにより、モリブデン（Ｍｏ）とシリ
コンカーバイド（ＳｉＣ）からなる周期長６．７ｎｍ、
積層数５０層の多層膜４を基板３の表面に形成してＸ線
多層膜ミラーを完成した。この多層膜ミラーも第１の実
施例と同様に、裏面を冷却して一定温度に保っておけ
ば、１０ｍＷ／ｃｍ2の熱流束がその全面あるいは一部
に入射しても、熱変形は０．３ｎｍ以下であるので、波
長１３ｎｍのＸ線を用いて回折限界の光学系を構成する
ことができる。
【００３２】なお、以上の実施例では金属製基板とガラ
ス製基板を貼り合わせるのに陽極接合を用いたが、本発
明はこれに限定されることはなく接着剤等で貼り付けて
もかまわない。また、金属製基板１の材料はインバーに
限定されないが、Ｘ線光学系用反射鏡として使用する場
合には、熱膨張係数は１×１０-7／Ｋ以下であることが
必要である。ガラス製基板２の材料もＵＬＥとゼロジュ
アに限定されない。低熱膨張ガラスであることが望まし
いが、熱膨張係数がそれほど小さくない材料を使用する
場合には厚さを薄くすれば良い。
ス製基板を貼り合わせるのに陽極接合を用いたが、本発
明はこれに限定されることはなく接着剤等で貼り付けて
もかまわない。また、金属製基板１の材料はインバーに
限定されないが、Ｘ線光学系用反射鏡として使用する場
合には、熱膨張係数は１×１０-7／Ｋ以下であることが
必要である。ガラス製基板２の材料もＵＬＥとゼロジュ
アに限定されない。低熱膨張ガラスであることが望まし
いが、熱膨張係数がそれほど小さくない材料を使用する
場合には厚さを薄くすれば良い。
【００３３】なお、以上ではＸ線縮小投影露光装置の光
学系に用いる反射鏡を一例として説明したが、それ以外
のＸ線光学系反射鏡にも適用できる。また、Ｘ線の波長
域と異なる波長域の紫外光や赤外光などに用いる光学系
の反射鏡として使用しても同様の効果が得られる。この
場合、Ｘ線を反射する多層膜は不要である。また、使用
する金属製基板の熱膨張係数もＸ線光学系ほど小さい数
値は要求されず、たとえば、可視光に対して用いる場合
は５×１０-6／Ｋ程度でよい。
学系に用いる反射鏡を一例として説明したが、それ以外
のＸ線光学系反射鏡にも適用できる。また、Ｘ線の波長
域と異なる波長域の紫外光や赤外光などに用いる光学系
の反射鏡として使用しても同様の効果が得られる。この
場合、Ｘ線を反射する多層膜は不要である。また、使用
する金属製基板の熱膨張係数もＸ線光学系ほど小さい数
値は要求されず、たとえば、可視光に対して用いる場合
は５×１０-6／Ｋ程度でよい。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明による反射鏡は、熱
膨張係数の小さい金属製基板の表面にガラス製薄板を貼
り合わせ、その表面を光学的に平滑に研磨してなるか
ら、Ｘ線などの入射光の吸収による反射鏡の熱変形を従
来の技術と比べて著しく小さく抑えることができ、高精
度の光学系を提供できる。請求項４の反射鏡のように線
膨張率が１×１０-7／Ｋ以下である金属製基板を用い、
しかも非晶質物質の薄膜の表面にＸ線反射多層膜を形成
した反射鏡はＸ線光学系反射鏡として利用でき、たとえ
ばＸ線縮小投影露光装置に使用すれば、表面に高強度の
Ｘ線を照射しても熱変形によって光学系の結像特性が劣
化することがない。したがって、Ｘ線投影露光装置の解
像力を損なうことなくスループットを向上することがで
きる。
膨張係数の小さい金属製基板の表面にガラス製薄板を貼
り合わせ、その表面を光学的に平滑に研磨してなるか
ら、Ｘ線などの入射光の吸収による反射鏡の熱変形を従
来の技術と比べて著しく小さく抑えることができ、高精
度の光学系を提供できる。請求項４の反射鏡のように線
膨張率が１×１０-7／Ｋ以下である金属製基板を用い、
しかも非晶質物質の薄膜の表面にＸ線反射多層膜を形成
した反射鏡はＸ線光学系反射鏡として利用でき、たとえ
ばＸ線縮小投影露光装置に使用すれば、表面に高強度の
Ｘ線を照射しても熱変形によって光学系の結像特性が劣
化することがない。したがって、Ｘ線投影露光装置の解
像力を損なうことなくスループットを向上することがで
きる。
【図１】本発明の第１実施例の反射鏡を示す図である。
【図２】基板の熱変形を説明する図である。
【図３】各種材料と熱伝導率、熱膨張係数、変形量を示
す図である。
す図である。
【図４】基板の表面粗さによる多層膜ミラーの反射率の
低下を示す図である。
低下を示す図である。
【図５】インバーに各種のガラス製薄板を貼り合わせた
基板の変形量を説明する図である。
基板の変形量を説明する図である。
【図６】本発明に用いられる陽極接合の方法を示す図で
ある。
ある。
【図７】本発明の第２実施例の反射鏡を示す図である。
１ 金属製基板 ２ ガラス製基板 ３ 反射鏡基板 ４ 多層膜 ５ ヒーター ６ 電極 ７ 直流電源
Claims (7)
- 【請求項１】 金属製基板と、この金属製基板の表面に
貼り合わされ表面を光学的に平滑に研磨されたガラス製
薄板とを具備することを特徴とする反射鏡。 - 【請求項２】 前記金属製基板の線膨張率が１×１０-7
／Ｋ以下であることを特徴とする反射鏡。 - 【請求項３】 前記金属製基板はインバー型合金で形成
されることを特徴とする請求項１または２に記載の反射
鏡。 - 【請求項４】 線膨張率が１×１０-7／Ｋ以下である金
属製基板と、この金属製基板の表面に貼り合わされ表面
を光学的に平滑に研磨されたガラス製薄板と、このガラ
ス製薄板に形成され所定の波長のＸ線を反射する多層膜
とを具備することを特徴とする反射鏡。 - 【請求項５】 請求項１の反射鏡の製造方法において、
少なくとも、金属製基板とガラス製薄板とを張り合わせ
る工程と、該ガラス薄板の表面を光学的に平滑な表面に
研磨する工程とを含むことを特徴とする反射鏡の製造方
法。 - 【請求項６】 請求項４の反射鏡の製造方法において、
少なくとも、金属製基板とガラス製薄板とを張り合わせ
る工程と、該ガラス薄板の表面を光学的に平滑な表面に
研磨する工程と、研磨工程の後に前記薄板の表面に所定
の波長のＸ線を反射する多層膜を形成する工程とを含む
ことを特徴とする反射鏡の製造方法。 - 【請求項７】 金属製基板とガラス製基板とを陽極接合
により接合することを特徴とする請求項５または６に記
載の反射鏡の製造方法。 〔特許請求の範囲〕 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203921A JPH0868898A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 反射鏡およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6203921A JPH0868898A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 反射鏡およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868898A true JPH0868898A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16481905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6203921A Pending JPH0868898A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | 反射鏡およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0868898A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0955565A2 (en) | 1998-05-08 | 1999-11-10 | Nikon Corporation | Mirror for soft x-ray exposure apparatus |
| US6992306B2 (en) | 2003-04-15 | 2006-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Temperature adjustment apparatus, exposure apparatus having the same, and device fabricating method |
| EP2085803A1 (de) * | 2008-01-31 | 2009-08-05 | Astrium GmbH | Temperatur-unempfindliches Spiegelmodul zur Befestigung an einem Strukturelement |
| JP2009236816A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Railway Technical Res Inst | 距離あるいは変位を検出する検出器およびこれを用いるレール変位量測定装置 |
| JP2012500481A (ja) * | 2008-08-21 | 2012-01-05 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 高熱伝導率を有するｅｕｖレチクル基板 |
| JP2014514737A (ja) * | 2011-03-16 | 2014-06-19 | カール ツァイス レーザー オプティックス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Ｅｕｖ投影露光装置のための反射光学構成要素を製造する方法及びこのタイプの構成要素 |
| JP2014529187A (ja) * | 2011-08-09 | 2014-10-30 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 構成部品の接続方法及び複合構造 |
| KR20150132203A (ko) * | 2013-03-14 | 2015-11-25 | 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 | 거울의 열적 작동을 위한 배열 |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP6203921A patent/JPH0868898A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0955565A2 (en) | 1998-05-08 | 1999-11-10 | Nikon Corporation | Mirror for soft x-ray exposure apparatus |
| EP0955565A3 (en) * | 1998-05-08 | 2001-05-30 | Nikon Corporation | Mirror for soft x-ray exposure apparatus |
| US6377655B1 (en) | 1998-05-08 | 2002-04-23 | Nikon Corporation | Reflective mirror for soft x-ray exposure apparatus |
| US6992306B2 (en) | 2003-04-15 | 2006-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Temperature adjustment apparatus, exposure apparatus having the same, and device fabricating method |
| US7250616B2 (en) | 2003-04-15 | 2007-07-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Temperature adjustment apparatus, exposure apparatus having the same, and device fabricating method |
| EP2085803A1 (de) * | 2008-01-31 | 2009-08-05 | Astrium GmbH | Temperatur-unempfindliches Spiegelmodul zur Befestigung an einem Strukturelement |
| JP2009236816A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Railway Technical Res Inst | 距離あるいは変位を検出する検出器およびこれを用いるレール変位量測定装置 |
| JP2012500481A (ja) * | 2008-08-21 | 2012-01-05 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 高熱伝導率を有するｅｕｖレチクル基板 |
| US8736810B2 (en) | 2008-08-21 | 2014-05-27 | Asml Holding N.V. | EUV reticle substrates with high thermal conductivity |
| JP2014514737A (ja) * | 2011-03-16 | 2014-06-19 | カール ツァイス レーザー オプティックス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Ｅｕｖ投影露光装置のための反射光学構成要素を製造する方法及びこのタイプの構成要素 |
| JP2014529187A (ja) * | 2011-08-09 | 2014-10-30 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 構成部品の接続方法及び複合構造 |
| KR20150132203A (ko) * | 2013-03-14 | 2015-11-25 | 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 | 거울의 열적 작동을 위한 배열 |
| JP2016517028A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-09 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 特にマイクロリソグラフィー投影露光装置内のミラーの熱作動用装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |