DE3855392T2

DE3855392T2 - Röntgenstrahlbelichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3855392T2
Application number: DE3855392T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Higashimurayama-Shi Itou; Shigeo Tama-shi Moriyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2008-10-06
Also published as: DE3855392D1; JPH0196600A; EP0311058A2; US4984259A; EP0311058A3; EP0311058B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenstrahl- Belichtungsvorrichtung zum Drucken eines feinen Musters, etwa eines Musters einer integrierten Halbleiterschaltung oder dergleichen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein optisches System, bei dem es sich um einen Reflexionsspiegel handeln kann, und eignet sich vorteilhaft zum Abtasten eines Gegenstandes mit einem Röntgenstrahl in einer Röntgenstrahl- Belichtungsvorrichtung, die mit Synchrotronstrahlung als Lichtquelle arbeitet.
In den letzten Jahren hat sich die Synchrotronstrahlung (im folgenden als SR abgekürzt) als vielversprechende Lichtquelle für die Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung entwikkelt. Bei der SR handelt es sich um elektromagnetische Strahlung, die durch mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit längs einer kreisförmigen Bahn umlaufende energiereiche Elektronen, die sich bei bewegen, erzeugt wird. Die SR wird in der zur Umlaufbahn tangentialen Richtung abgestrahlt und weist in dem in der Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung gewöhnlich verwendeten Wellenlängenbereich von etwa 0,5 bis 1,5 nm ausgezeichnete Richtwirkung und hohe Intensität auf. Man beobachtet jedoch, daß die SR zwar innerhalb eines Winkelbereichs einiger zehn Milliradian in der horizontalen Ebene (Umlaufebene der Elektronen) abgestrahlt wird, der Divergenzwinkel der Komponente mit für die Röntgenstrahl- Belichtung nützlicher Wellenlänge jedoch in einer vertikalen Ebene (der zur Umlaufebene senkrechten und zur Zeichenebene der folgenden Beschreibung parallelen Ebene) höchstens 1 Milliradian beträgt. Um daher einen in einem Abstand von mehreren bis zu zehn Metern von der SR-Lichtquelle entfernten festen Gegenstands über ein quadratisches Feld mit einer Seitenlänge von mehreren zehn Millimetern zu belichten, muß dieser in der vertikalen SR-Ablenkrichtung abgetastet werden.
In US-A-4 631 743 sind mehrere Abtastsysteme offenbart; insbesondere ist eine Anordnung mit drehbarem Reflexionsspiegel offenbart, gemäß der der Oberbegriff des Anspruchs 1 formuliert wurde.
Ein in einem SR-Strahlabtastsystem verwendeter drehbarer Reflexionsspiegel ist weiterhin in Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering", Band 448, S. 93 - 101 offenbart. In Figur 2A der beigefügten Zeichnungen ist eine Anordnung dieses bekannten optischen Systems in einer zur Umlaufebene der Elektronen senkrechten Ebene dargestellt. Der von einer SR-Lichtquelle 11 ausgesendete Strahl 12 wird von einem Reflexionsspiegel 13 zu einer Maske 14 und einem von dieser in einem Abstand von einigen zehn um angeordneten Wafer 15 abgelenkt, wodurch das Muster der Maske auf das Wafer 15 gedruckt wird. Aus Bequemlichkeitsgründen wird die Kombination von Maske und Wafer in der folgenden Beschreibung insgesamt als Gegenstand bezeichnet. Die reflektierende Oberfläche des Spiegels 15 ist in zylindrischer Form ("U-Form") ausgebildet, um den Strahl, wie in Figur 2B dargestellt, in horizontaler Richtung zu bündeln wobei der Spiegel 15 so angeordnet ist, daß die Mittelachse der zylindrischen Oberfläche gemäß Figur 2A in der zur Zeichenebene parallelen Ebene liegt. Der Reflexionsspiegel kann um die zur Zeichenebene senkrechte Achse 16 innerhalb eines Winkelbereichs Δα von ±3 mrad bezüglich der Mittelstellung gedreht werden, wobei der streifende Einfallswinkel α (d.h. der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und der reflektierenden Oberfläche) 24 mrad beträgt. Demzufolge wird der in einer Entfernung von etwa 7 m vom Reflexionsspiegel angeordnete Gegenstand über eine Breite von ungefähr 40 mm abgetastet. Andererseits wird der SR-Strahl in der horizontalen Ebene (senkrecht zur Zeichenebene) durch eine konkave reflektierende Oberfläche kollimiert, wodurch auf dem Gegenstand eine Strahlbreite von ungefähr 40 mm erreicht wird.
Bei einem weiteren bekannten Abtastsystem wird der Reflexionsspiegel verschoben (also parallel bewegt), wie in der im Namen der Patentinhaberin eingereichten und am 11. November 1985 offengelegten JP-A-60-226122 und in der im Namen Fujitsu, Ltd. eingereichten und am 6. Dezember 1986 offengelegten JP-A-61-276223 offenbart ist. Genauer gesagt wird bei diesem bekannten, in Figur 3A und 3B der beigefügten Zeichnungen dargestellten Abtastsystem ein Reflexionsspiegel 23 in der gleichen Richtung, in der sich ein von der Lichtquelle 21 emittierter SR-Strahl 22 bewegt, sowie in der dazu senkrechten Richtung bewegt, um zu ermöglichen, daß ein Gegenstand 24 mit dem Strahl abgetastet wird. Die reflektierende Spiegeloberfläche ist mit einer in Figur 2B dargestellten zylindrischen Form ("U-Form") versehen, wobei ihre Mittelachse in der zur Zeichenebene parallelen Ebene liegt.
Bei dem zuerst erwähnten Stand der Technik ändert sich der Einfallswinkel am Reflexionsspiegel während des Abtastvorgangs um Δα. In diesem Zusammenhang sei jedoch bemerkt, daß sich das Reflexionsvermögen im Bereich weicher Röntgenstrahlen im allgemeinen in Abhängigkeit vom Einfallswinkel beträchtlich ändert. Demzufolge ändert sich die Strahlintensität mit der Position auf dem Gegenstand, was zu einem ersten Problem führt, das darin besteht, daß die Steuerung der Linienbreite im Resistmuster schwierig wird. Weiterhin ändert sich die Richtung des einfallenden Strahls auf dem Gegenstand innerhalb des Bereichs von 2Δα, woraus sich ein zweites Problem ergibt, das darin besteht, daß das gedruckte Muster im Vergleich mit der Belichtung unter Verwendung eines kollimierten Strahls einer Verzerrung unterliegt. Das erste Problem kann gelöst werden, indem die Drehgeschwindigkeit des Reflexionsspiegels als Funktion des Einfallswinkels so gesteuert wird, daß eine gleichmäßige Beleuchtung erreicht wird. Da sich das Reflexionsvermögen jedoch infolge Verunreinigung der reflektierenden Oberfläche im Laufe der Zeit ändert, kann die gleichmäßige Belichtung nicht immer sichergestellt werden. Im übrigen bleibt das zweite Problem weiterhin ungelöst
Bei dem zweiten System aus dem Stand der Technik ist es zwar möglich, sowohl die Strahlintensität als auch die Einfallsrichtung über den Gegenstand konstant zu machen. Im Vergleich zu einem Mechanismus mit drehender Abtastung ist es jedoch schwieriger, einen Translationsmechanismus mit konstant gehaltenem streifenden Einfallswinkel zu realisieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Strahlabtastsystem für eine Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung zu schaffen, bei dem die Strahlintensität und die Einfallsrichtung auf dem Gegenstand während dessen Abtastens mit einem SR-Strahl mittels eines einfachen Drehmechanismus stets konstant gehalten werden können.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dargelegte Erfindung und genauer gesagt dadurch gelöst, daß ein Strahlabtastsystem für eine Röntgenstrahl- Belichtungsvorrichtung geschaffen wird, das einen Reflexions spiegel zum Ablenken eines von der Röntgenstrahlquelle emittierten Röntgenstrahls auf einen Gegenstand und einen Mechanismus zum Drehen des Reflexionsspiegels um eine zur Einfallsebene des Röntgenstrahls senkrechte Achse aufweist, wobei der Reflexionsspiegel in einer solchen Form ausgeführt ist, daß der Einfallswinkel des Röntgenstrahls über einen gegebenen Drehwinkel stets konstant bleibt, wobei der Gegenstand durch Drehen des Reflexionsspiegels mit dem Röntgenstrahl abgetastet wird.
Gemäß den Lehren dieser Erfindung kann das Abtasten eines Gegenstands mit dem Röntgenstrahl bei konstant gehaltener Strahlintensität und konstant gehaltener Einfallsrichtung mit Hilfe eines Drehmechanismus einfacher Bauart erreicht werden, wodurch eine sehr vorteilhaft eine Vereinfachung der Belichtungsvorrichtung sowie eine erhöhte Genauigkeit des gedruckten Musters erreicht werden können.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht, in der das grundlegende Prinzip des Strahlabtastsystems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
Figur 2A ist eine schematische Seitenansicht eines bekannten Strahlabtastsystems;
Figur 2B ist eine Darstellung bei Betrachtung in der durch einen Pfeil A in Figur 2A bezeichneten Richtung und zeigt eine Form einer reflektierenden Oberfläche zum Kollimieren eines divergenten Röntgenstrahis in der Umlaufebene der Elektronen;
Figuren 3A und 3B sind schematische Seitenansichten, in denen ein weiteres bekanntes Strahlabtastsystem dargestellt ist;
Figur 4 ist eine schematische Seitenansicht, in der ein Verfahren zum Bestimmen der Form der reflektierenden Spiegeloberfläche gemäß den Lehren der Erfindung dargestellt ist;
Figur 5 ist eine schematische Seitenansicht, in der eine als Beispiel gegebene Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;
Figur 6 ist ein Diagramm, in dem die Form der reflektierenden Spiegeloberfläche aus der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform dargestellt ist.
Figur 7 ist ein Diagramm, in dem die Form der reflektierenden Spiegeloberfläche gemäß der Erfindung dargestellt ist; und
Figur 8 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Mechanismus zum Drehen des Reflexionsspiegels in der Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zunächst wird das Grundprinzip des Strahlabtastsystems gemäß der vorliegenden Erfindung anhand von Figur 1 erklärt. Der von einer Lichtquelle 1 emittierte Röntgenstrahl 2 fällt unter einem streifenden Einfallswinkel α (der vom einfallenden Röntgenstrahl und einer am Einfallspunkt P&sub0; zur Spiegeloberfläche tangentialen Linie gebildete Winkel) am Funkt P&sub0; (entsprechend dem Punkt 0 im räumlichen Koordinatensystem) auf einen Reflexionsspiegel 3, wodurch der vom Spiegel 3 reflektierte Röntgenstrahl 4 einen Punkt S&sub0; auf einem Gegenstand 5 erreicht. Von diesem Zustand ausgehend, wird der Reflexionsspiegel 3 um einen bestimmten Winkel um eine Mittelachse 6 gedreht, so daß der Reflexionsspiegel 3 eine durch eine unterbrochene Linie bezeichnete Position 3' einnimmt. Daraufhin fällt der Röntgenstrahl 2 an einem Punkt P, der im räumlichen Koordinatensystem einem Punkt R entspricht und sich in einer Entfernung r vom Punkt O befindet, auf den Reflexionsspiegel 3. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die reflektierende Spiegeloberfläche so geformt ist, daß der streifende Einfallswinkel α denselben Wert behält, wie später erläutert wird. Dementsprechend wird der reflektierte Röntgenstrahl 4' in die gleiche Richtung abgelenkt wie der Lichtstrahl 4 und fällt an einem Punkt S, der sich in einer Entfernung von r sin2α vom Punkt S&sub0; befindet, auf den Gegenstand 5. Man erkennt, daß so der Gegenstand 5 durch Drehen des Reflexionsspiegels 3 bei konstant gehaltenem Einfallswinkel mit dem Röntgenstrahl 2 abgetastet werden kann.
Im folgenden wird ein Verfahren zum Bestimmen der Oberflächenform des Reflexionsspiegels, mit der der vorausgehend beschriebene Abtastvorgang durchgeführt werden kann, anhand von Figur 4 erklärt, in der gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Es wird angenommen, daß das räumliche Koordinatensystem aus dem mit dem Punkt O auf dem Röntgenstrahl 2 zusammenfallenden Ursprung, der längs einer mit dem Strahl 2 zusammenfallenden geraden Linie festgelegten x-Achse und der mit einer die x-Achse im Ursprung O senkrecht schneidenden Linie zusammenfallenden y-Achse besteht. Weiterhin wird ein dem Spiegel zugeordnetes Koordinatensystem so festgelegt, daß sich der Ursprung am Punkt P&sub0; befindet, daß die x'-Achse mit der am Punkt P&sub0; zur reflektierenden Spiegeloberfläche tangentialen Linie übereinstimmt und daß die y'-Achse mit einer zur reflektierenden Spiegeloberfläche am Punkt P&sub0; senkrechten Linie zusammenfällt. Wie man sieht, bewirkt eine Drehung des Reflexionsspiegels 3 um die parallel zur Zeichenebene verlaufende Drehachse 6 auf diese Weise einen Versatz des Ursprungs P&sub0; des Spiegel-Koordinatensystems bezüglich des räumlichen Koordinatensystems. Die die Ursprünge der beiden Koordinatensysteme festlegenden Punkte bzw. P&sub0; fallen nur bei einer bestimmten Drehstellung (Winkelstellung) des Reflexionsspiegels zusammen.
Im folgenden seien zwei sehr dicht benachbarte Punkte mit Pi-1 bzw. Pi bezeichnet, wobei ein Linienabschnitt Pi-1Pi einen Teil der reflektierenden Spiegeloberfläche bildet. Es sei angenommen, daß die Punkte Pi-1 und Pi zu Punkten Qi-1 bzw. Ri im räumlichen Koordinatensystem bewegt werden, wenn der Spiegel im Uhrzeigersinn um einen Winkel θi um die Mittelachse 6 gedreht wird, wobei die Koordinaten der Punkte Pi- 1 und Pi im Spiegel-Koordinatensystem mit (x'Pi-1, y'Pi-1) bzw. (x'Pi, y'Pi) bezeichnet sind, während die Koordinaten der Punkte Qi-1 und Ri im räumlichen Koordinatensystem mit (xQi-1, yQi-1) bzw. (xRi, yRi) bezeichnet sind. In diesem Fall gelten die durch die folgenden Ausdrücke (1) bis (4) gegebenen Beziehungen.
wobei (xc, yc) die Koordinaten der Mittelachse 6 des Spiegels im räumlichen Koordinatensystem bezeichnet.
Die Bedingungen dafür, daß der Punkt Ri mit einem Punkt (ri, 0) auf der x-Achse zusammenfällt und der Linienabschnitt Qi-1Ri den Winkel α bezüglich der x-Achse bildet, sind durch die folgenden Ausdrücke (5), (6) und (7) gegeben:
Sind die Größen α, ri, (xc, yc) und (x'Pi-1, y'Pi-1) bekannt und ist der Winkel θi sehr klein, so kann der Winkel θi demnach gemäß den Ausdrücken (1), (2), (5), (6) und (7) durch den folgenden Ausdruck (8) beschrieben werden:
wobei sich die Koeffizienten A, B und C aus den folgenden Ausdrücken ergeben:
Man erkennt auf diese Weise, daß die Koordinaten (x'Pi, y'Pi) unter Verwendung der Ausdrücke (3) und (4) bestimmt werden können, wenn θi bestimmt ist.
Wenn θi und (x'Pi, y'Pi) wie beschrieben bestimmt werden, fällt der Röntgenstrahl 2 demnach im Punkt Pi, der sich in einer Entfernung ri vorn Punkt 0 befindet, unter dem streifenden Einfallswinkel α auf die Spiegeloberfläche. Dementsprechend wird der reflektierte Lichtstrahl 4' in dieselbe Richtung abgelenkt wie der Strahl 4, so daß er am Punkt Si, der sich in einer Entfernung von ri sin2α vom Punkt S&sub0; befindet, auf den Gegenstand 5 fällt.
Die Form der gesamten Oberfläche des Reflexionsspiegels kann nun in der vorausgehend beschriebenen Weise bestimmt werden. Zunächst werden der Einfallswinkel α und die Mittelachse (xc, yc) geeignet festgelegt. Daraufhin werden die Koordinaten (x'P1, y'P1) eines sich in einer geringen Entfernung vorn Ursprung P&sub0; (X'P0 = 0, Y'P0 = 0) befindenden Punktes auf der Oberfläche des Reflexionsspiegels bestimmt, indem i = 1 und r&sub1; = Δr gesetzt werden. Genauer gesagt werden zunächst mit i = 1 die Koeffizienten A, B und C entsprechend den Ausdrücken (9), (10) und (11) bestimmt, da der streifende Einfallswinkel α und die Koordinaten xc und yc bereits so festgelegt wurden, daß sie die jeweils vorbestimmten Werte annehmen. θ&sub1; kann demzufolge gemäß dem Ausdruck (8) bestimmt werden. Nach Bestimmen von θ&sub1; können die Koordinaten x'P1 und y'P1 aus den Ausdrücken (3) bzw. (4) ermittelt werden.
-Im folgenden werden anhand der Koordinaten (x'P1, y'P1) des auf diese Weise bestimmten Punktes P&sub1; die Koordinaten (x'P2, y'P2) eines in einem sehr geringen Abstand vom Punkt P&sub1; gelegenen Punktes P&sub2; mit dem gleichen Verfahren, wie es zum Bestimmen des Punktes P&sub1; beschrieben wurde, unter den Bedingungen i = 2 und r&sub2; = 2 Δr, bestimmt. Auf diese Weise können die Winkel θi und die Koordinaten (x'Pi, y'Pi) nacheinander für ri = i Δr, mit i = 3, 4, ..., n, bestimmt werden. Schließlich werden die so bestimmten Punkte P&sub0;, P&sub1;, ..., Pn zu einer glatten Kurve verbunden, die die Oberflächenkontur des Reflexionsspiegels darstellt. Indem die reflektierende Oberfläche des Spiegels 3 mit der auf diese Weise bestimmten Form versehen wird, nimmt der streifende Einfallswinkel α ständig denselben Wert an, solange sich der Drehwinkel θ des Reflexionsspiegels im Bereich 0 ≤ θ ≤ θn befindet. Wenngleich die vorausgehende Beschreibung unter der Annahme x' > 0 erfolgte, kann ein ähnliches Abtasten des Strahls selbstverständlich im Bereich x' < 0 durchgeführt werden. In diesem Fall können die Koordinaten für die vorgesehene Spiegeloberfläche unter der Bedingung ri = -i Δr (mit i = 1, 2, 3, n) mit einem dem vorausgehend beschriebenen ähnlichen Verfahren bestimmt werden.
Bei einer praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung kann die reflektierende Spiegeloberfläche auch in einer konkaven Form ausgebildet sein, wie in Figur 2B in einer zur x'y'-Ebene senkrechten und zur y'-Achse parallelen Ebene dargestellt ist. Mit einem Spiegel, der die auf diese Weise geformte reflektierende Oberfläche aufweist, kann der von der Synchrotron-Lichtquelle in einer zur xy-Ebene (also der Umlaufebene der darin befindlichen Elektronen) senkrechten Ebene emittierte Strahl gebündelt werden, um auf diese Weise den Strahl mit einer gewünschten Breite auf dem Gegenstand zu erhalten.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von Figur 5 beschrieben, in der gleiche Teile wie in Figur 1 die gleichen Gegenstände tragen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde der streifende Einfallswinkel α beim Spiegel 3 so festgelegt, daß er 25 mrad beträgt. Wird als Material für die reflektierende Oberfläche Gold verwendet, so kann im Bereich der weichen Röntgenstrahlen ein Reflexionsvermögen oberhalb von 70% erreicht werden. Das Drehzentrum 6 ist auf der x-Achse (optischen Achse) an einer Position festgelegt, die sich in einer Entfernung von 1000 m vom Punkt O in Richtung der Lichtquelle 1 befindet. In diesem Fall bewirkt eine Drehung des Spiegels 3 innerhalb eines Winkelbereichs von ±10 mrad eine Bewegung des Reflexionspunktes R auf der x-Achse von 823 mm. Dementsprechend tastet der reflektierte Röntgenstrahl den Gegenstand 5 über eine Breite von ungefähr 40 mm ab. Wie man aus Figur 5 erkennt, ist die Spiegeloberfläche konkav. Damit der Strahl den Gegenstand über den oben erwähnten Bereich abtasten kann, muß die Länge des Spiegels in x'-Richtung im Bereich von 800 mm ( ±400 mm) liegen. Diese Größe kann in der Praxis leicht verwirklicht werden.
In der vorausgehenden Beschreibung wurde die Strahlbreite des SR in der vertikalen Ebene als infinitesimal angesehen. Allerdings wird der für die Belichtung verwendete Röntgenstrahl innerhalb des Winkelbereichs von 1 mrad in der vertikalen Ebene abgestrahlt. Durch senkrechtes Kollimieren dieses divergenten Strahls und Abtasten bei konstant gehaltener Richtung des reflektierten Strahls können ein hoher Durchsatz und eine erhöhte Druckgenauigkeit erreicht werden. Zum Kollimieren des von einer Funktlichtquelle emittierten Lichtstrahls wird im allgemeinen ein außeraxiger Parabolspiegel verwendet, dessen Brennpunkt mit der Punktlichtquelle zusammenfällt.
In dem Strahlabtastsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Reflexionsspiegel so ausgelegt werden, daß er dem kollimierenden außeraxigen Parabolspiegel sehr nahe kommt, indem das Drehzentrum des Reflexionsspiegels an die optimale Position gelegt wird. In Figur 5 wurde der Abstand zwischen der Lichtquelle 1 und dem Punkt O beispielsweise auf 5 m festgelegt, wobei der streifende Einfallswinkel α 25 mrad beträgt. In diesem Fall befindet sich das Drehzentrum 6 an einer Position auf der x-Achse (optischen Achse), die sich in einem Abstand von 10 m vom Punkt O in Richtung der Lichtquelle 1 befindet. Die reflektierende Oberfläche nimmt dann die in Figur 7 dargestellte Form an. Wenn der Reflexionsspiegel 3 innerhalb des Winkelbereichs von ±1 mrad gedreht wird, bewegt sich der Reflexionspunkt R um etwa 800 mm auf der x- Achse, was dazu führt, daß der reflektierte Lichtstrahl 4 den Gegenstand 5 über die Breite von etwa 40 mm abtastet. Dabei ist der divergente Strahl der Lichtquelle gut kollimiert und fällt unabhängig von der Position des Reflexionspunkts R auf den Gegenstand.
In Figur 8 ist ein mechanischer Aufbau zum Drehen des Reflexionsspiegels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in der Figur gezeigt ist, sind ein Paar von jeweils aus Motoren 37 bzw. 37' und Spindeln 36 und 36' gebildeten Linearbewegungsvorrichtungen in der Atmosphäre aufgebaut. An Innengewindeteilen 35 und 35', in die die Spindeln 36 und 36' eingreifen, sind Verbindungsstangen 34 bzw. 34' befestigt, die ihrerseits über Biegegelenke 38 bzw. 38' einen Reflexionsspiegel 31 halten. Der Reflexionsspiegel 31 und die Verbindungsstangen sind in einer Vakuumkammer 32 angeordnet, deren Vakuumdichtigkeit durch Faltenbälge 33 und 33' sicher gestellt ist. Die gewünschte Drehung des Reflexionsspiegels kann durch koordiniertes Steuern der Bewegungen der Spindeln bewirkt werden.

Claims

1. Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung, umfassend:

eine Röntgenstrahlquelle (1),

einen Reflexionsspiegel (3, 31) zum Ablenken des von der Röntgenstrahlquelle auf einen Gegenstand (5) abgestrahlten Röntgenstrahls (2), und

Mittel zum Drehen des Reflexionsspiegels (3) um eine Drehachse (6), die sich senkrecht zu einer durch einen Haupteinfalls-Röntgenstrahl und einen Hauptablenk-Röntgenstrahl definierte Ebene erstreckt, wobei der Gegenstand (5) vom Röntgenstrahl durch eine Drehung des Reflexionsspiegels (3) abgetastet wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Reflexionsspiegel (3) eine derartige Form aufweist, daß der streifende Einfallswinkel (α) des Röntgenstrahls (2) während der Drehung des Reflexionsspiegels (3) konstant bleibt, und

daß die Drehachse (6) derart angeordnet ist, daß sich der Einfallspunkt (P) des Röntgenstrahls (2) auf dem Spiegel (3) bei der Drehung des Spiegels (3) in der genannten Ebene bewegt.

2. Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reflexionsfläche des Reflexionsspiegels zumindest näherungsweise einen außeraxigen Parabolspiegel definiert, dessen Brennpunkt mit der Position der Röntgenstrahlquelle zusammenfällt.

3. Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Drehen des Reflexionsspiegels durch mindestens zwei lineare Bewegungsmechanisrnen (34, 35, 36, 37: 34', 35', 36', 37') gebildet sind, von denen einer den Reflexionsspiegel (31) über ein elastisches Glied (38) an einem in nahe der Röntgenstrahlquelle (1) gelegenen Abschnitt stützt, während der andere lineare Bewegungsmechanismus den Reflexionsspiegel über ein elastisches Glied (38') an einer Stelle nahe des Gegenstandes (5) stützt, wobei die linearen Bewegungsmechnismen separat voneinander derart angetrieben werden, daß der Reflexionsspiegel eine zur Drehung um die Drehachse Äquivalente Bewegung ausführen kann.

4. Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel zum Drehen des Reflexionsspiegels durch mindestens zwei lineare Bewegungsmechanismen (34, 35, 36, 37: 34', 35', 36', 37') gebildet sind, von denen einer den Reflexionsspiegel (31) über ein elastisches Glied (38) an einem in nahe der Röntgenstrahlquelle (1) gelegenen Abschnitt stützt, während der andere lineare Bewegungsmechanismus den Reflexionsspiegel über ein elastisches Glied (38') an einer Stelle nahe des Gegenstandes (5) stützt, wobei die linearen Bewegungsmechnismen separat voneinander derart angetrieben werden, daß der Reflexionsspiegel eine zur Drehung um die Drehachse Äquivalente Bewegung durchführen kann.

5. Röntgenstrahl-Belichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Reflexionsspiegel (3, 31) eine Oberfläche aufweist, die durch die folgenden Bedingungen definiert ist:

a) ein erstes Koordinatensystem ist definiert, bei dem der Schnittpunkt eines einfallenden Röntgenstrahls und der reflektierenden Spiegeloberfläche als Ursprung O definiert ist, wobei die mit dem einfallenden Röntgenstrahl übereinstimmende Linie als x-Achse und die durch den Ursprung O gehende und senkrecht zur x-Achse verlaufende Linie als y- Achse definiert sind;

b) ein zweites Koordinatensystem ist definiert, bei dem der mit dem Ursprung O übereinstimmende Punkt als Ursprung P&sub0; definiert ist, wobei die tangential zur reflektierenden Spiegeloberfläche verlaufende Linie im Ursprung P&sub0; als x'-Achse und die normal zur reflektierenden Spiegeloberfläche im Ursprung P&sub0; verlaufende Linie als y'-Achse definiert sind, wobei ferner die Koordinaten (x'P0, y'P0) des Punktes P&sub0; in dem zweiten Koordinatensystem als (0, 0) definiert sind;

c) in dem zweiten Koordinatensystem ist ein Punkt (Δr, 0) auf der reflektierenden Spiegeloberfläche, die vom Ursprung O um eine Strecke Ar im ersten Koordinatensystem entfernt ist, als (x'P1, y'P1) definiert;

d) in dem ersten Koordinatensystem ist ein Punkt (xc, yc) als Mittelpunkt definiert, durch den die Drehachse (6) des reflektierenden Spiegeis verläuft;

e) unter Drehung des Reflexionsspiegels um einen kleinen Winkel θ, bei dem sich der Funkt (x'P1, y'P1) soweit verschiebt, daß er mit einem Punkt auf der x-Achse zusammenfällt, werden die Koordinaten (x'P1, y'P1), bei denen der Einfallswinkel des einfallenden Röntgenstrahls α ist, durch Lösung der folgenden Gleichungen berechnet:

e1) zunächst wird θ&sub1; nach den folgenden Gleichungen (1) bis (4) mit i = 1 berechnet:

wobei ri = iΔr;

e2) unter Verwendung des erhaltenen θ&sub1; werden die Koordinaten (x'P1, y'P1) nach den Gleichungen (5) und (6) unter der Bedingung i = 1 berechnet:

f) in dem zweiten Koordinatensystem wird der Punkt (2Δr, 0) auf der reflektierenden Spiegeloberfläche, der vom Ursprung O in dem ersten Koordinatensystem um 2Δr entfernt ist, als (x'P2, y'P2) definiert;

g) der Punkt der erhaltenen Koordinaten (x'P1, y'P1) wird als neuer Bezugspunkt festgelegt, θ&sub2; wird aus den Gleichungen (1) bis (4) unter der Bedingung i = 2 und r&sub2; = 2Δr berechnet, und aus den Gleichungen (5) und (6) werden die Koordinaten (x'P2, y'P2) berechnet;

h) in dem zweiten Koordinatensystem wird der Punkt (iΔr, 0) auf der reflektierenden Spiegeloberfläche, der vom Ursprung O in dem ersten Koordinatensystem um iΔr entfernt ist, als (x'Pi, y'Pi) definiert, aus den Gleichungen (1) bis (6) werden die Koordinaten (x'Pi, y'Pi) mit i = 3, 4, ... n, berechnet, so daß die die reflektierende Spiegeloberfläche bildenden Punkte nacheinander erhalten werden, und durch Verbinden dieser Punkte mittels einer glatten Kurvenlinie wird die tatsächliche reflektierende Spiegeloberfläche gebildet.