JP2731955B2 - Ｘ線露光装置 - Google Patents
Ｘ線露光装置Info
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- JP2731955B2 JP2731955B2 JP1230334A JP23033489A JP2731955B2 JP 2731955 B2 JP2731955 B2 JP 2731955B2 JP 1230334 A JP1230334 A JP 1230334A JP 23033489 A JP23033489 A JP 23033489A JP 2731955 B2 JP2731955 B2 JP 2731955B2
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- mirror
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- resist
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—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
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2037—Exposure with X-ray radiation or corpuscular radiation, through a mask with a pattern opaque to that radiation
- G03F7/2039—X-ray radiation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、Ｘ線露光装置に関し、特にSOR光源等の光
源からのＸ線を発散させ、露光域を拡大して露光するＸ
線露光装置に関する。
源からのＸ線を発散させ、露光域を拡大して露光するＸ
線露光装置に関する。
［従来の技術］ SOR光源は、水平方向には大きく垂直方向には小さな
発散角をもつシート状の電磁波（Ｘ線等）を放射する光
源であるが、垂直方向の発散角が小さな為、SOR光をそ
のまま照射したのでは垂直方向に小さな範囲しか照明さ
れない。そこで、SOR光源を用いるＸ線露光装置では、S
OR光源より照射されるＸ線の露光エリアを垂直方向に広
げるための何らかの方法が必要になる。
発散角をもつシート状の電磁波（Ｘ線等）を放射する光
源であるが、垂直方向の発散角が小さな為、SOR光をそ
のまま照射したのでは垂直方向に小さな範囲しか照明さ
れない。そこで、SOR光源を用いるＸ線露光装置では、S
OR光源より照射されるＸ線の露光エリアを垂直方向に広
げるための何らかの方法が必要になる。
この為の方法として斜入射ミラーをSOR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.of Vac.Sci.Technol.B 1（４）,Oct−De
c.1983,P.1262〜1266）が提案されている。
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.of Vac.Sci.Technol.B 1（４）,Oct−De
c.1983,P.1262〜1266）が提案されている。
また、露光エリアを広げる他の方法として、凸面形状
の斜入射ミラーをSOR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線ビームの垂直方向の発散
角を拡大する方法（Warren D.Grobman,Handbook on Syn
chrotron Radiation,Vol.1,chapter 13,P.1135,Noth−H
olland Publishing Co.1983）が知られている。
の斜入射ミラーをSOR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線ビームの垂直方向の発散
角を拡大する方法（Warren D.Grobman,Handbook on Syn
chrotron Radiation,Vol.1,chapter 13,P.1135,Noth−H
olland Publishing Co.1983）が知られている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、斜入射ミラーを振動させる方法では、
瞬間的には露光面の一部分しかビームが照射されないの
で、露光面、例えば露光用マスクが部分的に膨張し、マ
スク上の転写すべきパターンに歪が生じて転写誤差を生
じ、微細パターンの正確な転写が困難になる。そして、
前記転写誤差は、ミラーの振動周期を十分に短くしなけ
れば除くことはできず、かといって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になり、特にＸ
線露光装置の様に大型のミラーを用いる場合には実際的
でないという欠点があった。
瞬間的には露光面の一部分しかビームが照射されないの
で、露光面、例えば露光用マスクが部分的に膨張し、マ
スク上の転写すべきパターンに歪が生じて転写誤差を生
じ、微細パターンの正確な転写が困難になる。そして、
前記転写誤差は、ミラーの振動周期を十分に短くしなけ
れば除くことはできず、かといって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になり、特にＸ
線露光装置の様に大型のミラーを用いる場合には実際的
でないという欠点があった。
また、前述の凸面形状の斜入射ミラーを用いる方法で
あれば、上述した様なパターンの部分歪の問題は無い
（ただし、前記グローブマンの文献にはこの方法をＸ線
露光装置に適用する為の構成についての開示はない）。
しかしこの方法において、SOR光源からの出射Ｘ線は、
水平軌道面内においては発散角ごとの強度分布がほぼ一
様と見なせるが、この面に垂直な面内においてはほぼガ
ウス分布になるので露光部の中央と端部とで露光強度に
差が出てしまい、このままでは、露光に使用すると露光
むらを発生するため、露光装置に用いるのは不適当であ
る。
あれば、上述した様なパターンの部分歪の問題は無い
（ただし、前記グローブマンの文献にはこの方法をＸ線
露光装置に適用する為の構成についての開示はない）。
しかしこの方法において、SOR光源からの出射Ｘ線は、
水平軌道面内においては発散角ごとの強度分布がほぼ一
様と見なせるが、この面に垂直な面内においてはほぼガ
ウス分布になるので露光部の中央と端部とで露光強度に
差が出てしまい、このままでは、露光に使用すると露光
むらを発生するため、露光装置に用いるのは不適当であ
る。
また、SOR光源からの出射Ｘ線は、白色Ｘ線に近い連
続した波長の成分をもつＸ線であるが、Ｘ線露光に好適
なSORにおいては、0.2〜1.0nmの波長範囲に強度のピー
クをもち、0.1nm以下や10nm以上の波長のＸ線強度はピ
ーク強度に比較して数桁程度弱くなっている。そして、
そのSOR光源からの出射Ｘ線はミラーにより反射され、B
e（ベリリウム）窓を透過し、そしてマスクメンブレン
を透過した後も、短波長成分（0.1nm以下）および長波
長成分（2nm以上）の大きな減少がありながらも、その
間の波長成分を連続的に有する。そして一般に、Ｘ線は
その波長によりミラーによる反射率、Be窓の透過率およ
びマスクメンブレンの透過率が大きく異なるうえ、ミラ
ーによる反射率は入射角にも大きく依存している。した
がって、凸面ミラーによってＸ線ビームの発散角を拡大
する場合、SOR光源からの出射Ｘ線の強度が水平軌道面
に垂直な方向においてはガウス分布であったものが、ミ
ラーにより反射され、Be窓を透過し、マスクメンブレン
を通過した後、レジストを塗布してあるウエハに入射す
る時は非対称な分布となる。
続した波長の成分をもつＸ線であるが、Ｘ線露光に好適
なSORにおいては、0.2〜1.0nmの波長範囲に強度のピー
クをもち、0.1nm以下や10nm以上の波長のＸ線強度はピ
ーク強度に比較して数桁程度弱くなっている。そして、
そのSOR光源からの出射Ｘ線はミラーにより反射され、B
e（ベリリウム）窓を透過し、そしてマスクメンブレン
を透過した後も、短波長成分（0.1nm以下）および長波
長成分（2nm以上）の大きな減少がありながらも、その
間の波長成分を連続的に有する。そして一般に、Ｘ線は
その波長によりミラーによる反射率、Be窓の透過率およ
びマスクメンブレンの透過率が大きく異なるうえ、ミラ
ーによる反射率は入射角にも大きく依存している。した
がって、凸面ミラーによってＸ線ビームの発散角を拡大
する場合、SOR光源からの出射Ｘ線の強度が水平軌道面
に垂直な方向においてはガウス分布であったものが、ミ
ラーにより反射され、Be窓を透過し、マスクメンブレン
を通過した後、レジストを塗布してあるウエハに入射す
る時は非対称な分布となる。
さらに、SOR軌道面に垂直な方向の各点においてＸ線
分光強度分布は異なり、その結果、波長分解能をもたな
いＸ線検出器で測定したＸ線強度が同一であったとして
も、レジスト感度の波長依存性からレジストを最適露光
するために必要な露光時間が異なることとなる。
分光強度分布は異なり、その結果、波長分解能をもたな
いＸ線検出器で測定したＸ線強度が同一であったとして
も、レジスト感度の波長依存性からレジストを最適露光
するために必要な露光時間が異なることとなる。
一方、Ｘ線検出器の波長による感度差が存在するこ
と、波長分解能を有するＸ線検出器は一般に大きいこ
と、SOR光強度が大きいことなどからＸ線検出器をＸ線
露光装置に組み込んでＸ線分光強度分布を測定すること
は困難である。
と、波長分解能を有するＸ線検出器は一般に大きいこ
と、SOR光強度が大きいことなどからＸ線検出器をＸ線
露光装置に組み込んでＸ線分光強度分布を測定すること
は困難である。
そこで、本発明は凸面形状の斜入射ミラーをSOR光源
と露光面との間に配置し、そのミラー曲面での反射によ
ってＸ線ビームの垂直方向の発散角を拡大する方法を具
体的にＸ線露光装置に適用可能にする事を目的とする。
即ち、優れた構成で斜入射ミラーを露光に好適な位置お
よび角度で設置し、再短時間で露光が行なえるＸ線露光
装置を提供せんとするものである。
と露光面との間に配置し、そのミラー曲面での反射によ
ってＸ線ビームの垂直方向の発散角を拡大する方法を具
体的にＸ線露光装置に適用可能にする事を目的とする。
即ち、優れた構成で斜入射ミラーを露光に好適な位置お
よび角度で設置し、再短時間で露光が行なえるＸ線露光
装置を提供せんとするものである。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、SOR光源から放
射されるシート状のＸ線を凸面形状を有するミラーによ
って反射拡大して所定の露光領域を一括照明する露光装
置であって、マスクメンブレン透過後のＸ線強度の最大
の位置が、該露光領域の上記拡大方向の全幅を100％と
した時にミラー反射面に近い側の端から20〜45％の位置
にあることを特徴とする。ここで、ミラー側から20〜45
％の位置にあるというのは露光域全幅に対し一番ミラー
側に近い端を０％、一番ミラー側から遠い端を100％と
して全幅を等分割した時に、ピーク位置が20〜45％の範
囲内に存在する事を意味する。
射されるシート状のＸ線を凸面形状を有するミラーによ
って反射拡大して所定の露光領域を一括照明する露光装
置であって、マスクメンブレン透過後のＸ線強度の最大
の位置が、該露光領域の上記拡大方向の全幅を100％と
した時にミラー反射面に近い側の端から20〜45％の位置
にあることを特徴とする。ここで、ミラー側から20〜45
％の位置にあるというのは露光域全幅に対し一番ミラー
側に近い端を０％、一番ミラー側から遠い端を100％と
して全幅を等分割した時に、ピーク位置が20〜45％の範
囲内に存在する事を意味する。
ここで好ましくは、前記露光領域はレジストが塗布さ
れたウエハ上の領域である。
れたウエハ上の領域である。
［作用］ この構成において、SOR等の光源からの出射Ｘ線の強
度が水平軌道面に垂直な方向においてはほぼガウス分布
であり、ミラーにより反射され、Be窓やマスクメンブレ
ンを通過し、そしてウエハに入射するときにおいては、
非対称な分布となるが、マスクメンブレン透過後のＸ線
強度の最大の位置が露光領域内においてミラー側から20
〜45％の位置にあるようにしているため、ウエハ上のレ
ジストに吸収される単位時間あたりのＸ線量は露光領域
のSOR軌道面に垂直な方向の両端で露光上許容できる範
囲内で一致する。したがって、最短露光時間で露光が行
なわれる。
度が水平軌道面に垂直な方向においてはほぼガウス分布
であり、ミラーにより反射され、Be窓やマスクメンブレ
ンを通過し、そしてウエハに入射するときにおいては、
非対称な分布となるが、マスクメンブレン透過後のＸ線
強度の最大の位置が露光領域内においてミラー側から20
〜45％の位置にあるようにしているため、ウエハ上のレ
ジストに吸収される単位時間あたりのＸ線量は露光領域
のSOR軌道面に垂直な方向の両端で露光上許容できる範
囲内で一致する。したがって、最短露光時間で露光が行
なわれる。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明の露光装置の照明系の構成を示す概
観図である。同図において１はSOR光源の発光点であ
り、２は一（次元）方向に凸面形状をしているミラーで
ある。３は露光領域すなわちレジスト塗布してあるウエ
ハ面上の矩形領域である。４は露光領域を含む２次元平
面であり露光面である。また、図示はしてないが、ミラ
ー２とウエハ面の間には絞り等が挿入してあり、その絞
り等により、ミラー２で反射されたＸ線のうち露光領域
３に入射するＸ線のみをウエハに照射するよう限定して
いる。露光領域はチップサイズ等により要求される大き
さが異なるが15mm□〜30×60mm2程度の大きさとなる。
図中、座標系xyzは露光面４に対して固定された座標系
であり、座標系ｘ′ｙ′ｚ′はミラー２の表面に原点を
もつ座標系である。
観図である。同図において１はSOR光源の発光点であ
り、２は一（次元）方向に凸面形状をしているミラーで
ある。３は露光領域すなわちレジスト塗布してあるウエ
ハ面上の矩形領域である。４は露光領域を含む２次元平
面であり露光面である。また、図示はしてないが、ミラ
ー２とウエハ面の間には絞り等が挿入してあり、その絞
り等により、ミラー２で反射されたＸ線のうち露光領域
３に入射するＸ線のみをウエハに照射するよう限定して
いる。露光領域はチップサイズ等により要求される大き
さが異なるが15mm□〜30×60mm2程度の大きさとなる。
図中、座標系xyzは露光面４に対して固定された座標系
であり、座標系ｘ′ｙ′ｚ′はミラー２の表面に原点を
もつ座標系である。
なお、図示はしていないが、ウエハと数＋μｍのプロ
キシミティギャップを隔ててマスクが前面に設置されて
いる。また、光路中にはBe窓等の種々の材料が挿入され
ていても良い。
キシミティギャップを隔ててマスクが前面に設置されて
いる。また、光路中にはBe窓等の種々の材料が挿入され
ていても良い。
第２図（ａ）および（ｂ）はそれぞれミラー２直前で
のSOR軌道面に垂直な方向（ｙ″軸とする）のＸ線強度
分布およびレジスト塗布されたウエハ上（マククメンブ
レン透過後）でのＸ線強度分布（第１図ｙ方向）を示
す。ただし、用いたSORは蓄積エネルギーが650MeV、曲
率半径が0.5mであり、発光点１からミラー２までの距離
は2.5mである。凸面形状のミラー２は本実施例において
はシリンドリカルミラーであり、本実施例においては露
光領域を30mm□とするため曲率半径を50mとした。各座
標原点は、Ｘ線強度の最大の位置としているが、ミラー
直前での場合はSOR軌道面上にあり、レジスト塗布され
たウエハ上ではSOR軌道面に沿って放射されたＸ線がミ
ラーにより反射され露光面４に入射する位置よりミラー
側、すなわち第１図のｙ軸の正方向側に位置している。
のSOR軌道面に垂直な方向（ｙ″軸とする）のＸ線強度
分布およびレジスト塗布されたウエハ上（マククメンブ
レン透過後）でのＸ線強度分布（第１図ｙ方向）を示
す。ただし、用いたSORは蓄積エネルギーが650MeV、曲
率半径が0.5mであり、発光点１からミラー２までの距離
は2.5mである。凸面形状のミラー２は本実施例において
はシリンドリカルミラーであり、本実施例においては露
光領域を30mm□とするため曲率半径を50mとした。各座
標原点は、Ｘ線強度の最大の位置としているが、ミラー
直前での場合はSOR軌道面上にあり、レジスト塗布され
たウエハ上ではSOR軌道面に沿って放射されたＸ線がミ
ラーにより反射され露光面４に入射する位置よりミラー
側、すなわち第１図のｙ軸の正方向側に位置している。
ここで注意すべきことは、次に説明するように、波長
分解能を持たないＸ線検出器でＸ線強度を検出した場
合、その強度分布とレジストに吸収されるＸ線量分布と
は必ずしも一致しないということである。
分解能を持たないＸ線検出器でＸ線強度を検出した場
合、その強度分布とレジストに吸収されるＸ線量分布と
は必ずしも一致しないということである。
第３図（ａ）および（ｂ）はレジスト塗布されたウエ
ハ上のｙ＝8mmおよびｙ＝−21mmの２点におけるＸ線強
度スペクトルを示す。同図における0.7mm付近の強度の
減少はSiの吸収端によりミラーの反射率が低下している
ことに起因する。ここで、第１図から明らかなように露
光領域内のミラーに近い側の点に到達するＸ線は、ミラ
ーから遠い側に到達するＸ線に比較して、ミラーにより
低い角度で入射している。そして、Ｘ線は波長が短くな
るほど、高い角度での入射に対して急速に反射率が低下
してしまう。第４図（ａ）〜（ｄ）は第１図の装置の波
長0.3,0.5,0.7,0.9nm各々のウエハ上でのＸ線強度分布
を示す。第４図に示されているように、レジスト塗布さ
れたウエハ上の波長毎のＸ線強度は、短波長であればあ
るほど、ミラーから遠い側で急激に小さくなる。そのた
め、第３図（ａ）に示す、ミラーに近い側の点に到達す
るＸ線の場合は短波長成分とりわけSiの吸収端より短波
長の成分の比率が、第３図（ｂ）に示す、ミラーから遠
い側に到達するＸ線の場合に比較して高くなっている。
このようにＸ線スペクトルが各点で異なっているにもか
かわらず、波長分解能を持たないＸ線検出器でＸ線強度
を検出した場合、第３図のスペクトルを積分した形でＸ
線強度を検出してしまう。一方、入射したＸ線に対して
レジストに吸収されるＸ線の比率は波長が異なると大き
く異なり、例えば、0.8nmのＸ線では、10％程度レジス
トに吸収されるのに、0.3nmのＸ線では0.5％程度しかレ
ジストに吸収されない。そのため、短波長成分とりわけ
Siの吸収端より短波長の成分は、レジストに吸収され、
レジストを感光するという観点からは、大きな用はなさ
ないものである。結局、第３図に示された２点におい
て、波長分解能を持たないＸ線検出器でＸ線強度を検出
した場合その強度は異なって計測されるにもかかわら
ず、同一時間Ｘ線を照射してレジストを感光すると同一
の残膜率を与え、Ｘ線吸収量としてはほぼ一致するとい
う結果になる。
ハ上のｙ＝8mmおよびｙ＝−21mmの２点におけるＸ線強
度スペクトルを示す。同図における0.7mm付近の強度の
減少はSiの吸収端によりミラーの反射率が低下している
ことに起因する。ここで、第１図から明らかなように露
光領域内のミラーに近い側の点に到達するＸ線は、ミラ
ーから遠い側に到達するＸ線に比較して、ミラーにより
低い角度で入射している。そして、Ｘ線は波長が短くな
るほど、高い角度での入射に対して急速に反射率が低下
してしまう。第４図（ａ）〜（ｄ）は第１図の装置の波
長0.3,0.5,0.7,0.9nm各々のウエハ上でのＸ線強度分布
を示す。第４図に示されているように、レジスト塗布さ
れたウエハ上の波長毎のＸ線強度は、短波長であればあ
るほど、ミラーから遠い側で急激に小さくなる。そのた
め、第３図（ａ）に示す、ミラーに近い側の点に到達す
るＸ線の場合は短波長成分とりわけSiの吸収端より短波
長の成分の比率が、第３図（ｂ）に示す、ミラーから遠
い側に到達するＸ線の場合に比較して高くなっている。
このようにＸ線スペクトルが各点で異なっているにもか
かわらず、波長分解能を持たないＸ線検出器でＸ線強度
を検出した場合、第３図のスペクトルを積分した形でＸ
線強度を検出してしまう。一方、入射したＸ線に対して
レジストに吸収されるＸ線の比率は波長が異なると大き
く異なり、例えば、0.8nmのＸ線では、10％程度レジス
トに吸収されるのに、0.3nmのＸ線では0.5％程度しかレ
ジストに吸収されない。そのため、短波長成分とりわけ
Siの吸収端より短波長の成分は、レジストに吸収され、
レジストを感光するという観点からは、大きな用はなさ
ないものである。結局、第３図に示された２点におい
て、波長分解能を持たないＸ線検出器でＸ線強度を検出
した場合その強度は異なって計測されるにもかかわら
ず、同一時間Ｘ線を照射してレジストを感光すると同一
の残膜率を与え、Ｘ線吸収量としてはほぼ一致するとい
う結果になる。
一方、レジストに吸収されたＸ線量はレジストの残膜
量を調べることにより見積ることができる。その例とし
て第５図にアクリル樹脂のレジストを用いて単位時間に
レジストに吸収されたＸ線量を示す。なお、座標原点は
第２図（ｂ）と同じくした。また、第６図にハロゲン系
の元素を含有するフェノールアクリル共重合体のレジス
トに単位時間に吸収されたＸ線量を示す。ある波長のＸ
線がレジストに吸収される量はそのレジストを構成する
元素とその組成比、密度等に依存するが、有機物である
レジストでは一般に密度は大きくは異ならない。また、
ハロゲン系の元素を含有するレジストは含有しないレジ
ストに比較して短波長のＸ線の吸収が大きくなるが、第
５図と第６図を比較してわかるように、絶対値は異なる
もののレジストに吸収されたＸ線量の分布形状はほぼ同
じである。
量を調べることにより見積ることができる。その例とし
て第５図にアクリル樹脂のレジストを用いて単位時間に
レジストに吸収されたＸ線量を示す。なお、座標原点は
第２図（ｂ）と同じくした。また、第６図にハロゲン系
の元素を含有するフェノールアクリル共重合体のレジス
トに単位時間に吸収されたＸ線量を示す。ある波長のＸ
線がレジストに吸収される量はそのレジストを構成する
元素とその組成比、密度等に依存するが、有機物である
レジストでは一般に密度は大きくは異ならない。また、
ハロゲン系の元素を含有するレジストは含有しないレジ
ストに比較して短波長のＸ線の吸収が大きくなるが、第
５図と第６図を比較してわかるように、絶対値は異なる
もののレジストに吸収されたＸ線量の分布形状はほぼ同
じである。
同様に、ハロゲン系の元素を含有するノボラック樹脂
のレジストにおいても、また、他の有機レジストにおい
ても、レジストに吸収されたＸ線量の分布形状はほぼ同
じとなる。
のレジストにおいても、また、他の有機レジストにおい
ても、レジストに吸収されたＸ線量の分布形状はほぼ同
じとなる。
第５図および第６図に示すようなＸ線吸収分布の場
合、それらの図から明らかなように、レジスト塗布され
たウエハ上のＸ線強度の最大の位置すなわちｙ＝０を中
心として露光領域を設定することとすると、本実施例に
おいては露光領域を30mm□としているため、最適な露光
領域を設定した場合に比べて、それぞれ約３％および約
５％だけ露光時間が余分に必要となる。ただし、この時
の露光方法は、以下の様なものである。単位時間にレジ
ストに吸収されたＸ線量が山型の分布をもつため、前エ
ッジと後エッジを有するスリットを光路中で移動させて
露光領域上をスリット透過光でスキヤンする際に、露光
領域内のＸ線吸収量のむらを５％以内好ましくは２％以
内におさめるように、ウエハ上のｙ座標の異なる場所の
レジストにＸ線が照射される時間、例えばその場所をス
キヤンする場合のスキヤン速度を制御して単位時間の吸
収Ｘ線量の少ない所は露光時間を増加する事で、吸収量
を増やしてやる。露光時間とはこの場合に、露光領域全
域を露光するのに要する時間である。そして、最適な露
光領域とは、この露光時間を最短にするものであり、単
位時間にレジストに吸収されたＸ線量が露光領域の両端
で一致するように露光領域を設定すれば得られるもので
ある。
合、それらの図から明らかなように、レジスト塗布され
たウエハ上のＸ線強度の最大の位置すなわちｙ＝０を中
心として露光領域を設定することとすると、本実施例に
おいては露光領域を30mm□としているため、最適な露光
領域を設定した場合に比べて、それぞれ約３％および約
５％だけ露光時間が余分に必要となる。ただし、この時
の露光方法は、以下の様なものである。単位時間にレジ
ストに吸収されたＸ線量が山型の分布をもつため、前エ
ッジと後エッジを有するスリットを光路中で移動させて
露光領域上をスリット透過光でスキヤンする際に、露光
領域内のＸ線吸収量のむらを５％以内好ましくは２％以
内におさめるように、ウエハ上のｙ座標の異なる場所の
レジストにＸ線が照射される時間、例えばその場所をス
キヤンする場合のスキヤン速度を制御して単位時間の吸
収Ｘ線量の少ない所は露光時間を増加する事で、吸収量
を増やしてやる。露光時間とはこの場合に、露光領域全
域を露光するのに要する時間である。そして、最適な露
光領域とは、この露光時間を最短にするものであり、単
位時間にレジストに吸収されたＸ線量が露光領域の両端
で一致するように露光領域を設定すれば得られるもので
ある。
しかしながら、レジストを露光してレジストの残膜量
から単位時間にレジストに吸収されたＸ線量を実験的に
求めることなしに、より簡便に露光領域を設定すること
ができる。すなわち、Ｘ線検出器によりＸ線強度分布を
測定し、その強度の最大位置を露光領域のミラー側から
20〜45％の位置に設定することによっても好適な露光領
域を設定することができる。本実施例においては、ミラ
ー側から28％の位置に設定した場合が最適な露光領域で
ある。ここで、単位時間あたりにレジストに吸収される
Ｘ線量が山型の分布をしているため、その最大の位置お
よび露光領域の上下端における単位時間あたりおよび単
位面積あたりにレジストに吸収されるＸ線量をそれぞれ
IMAX,IU,ILとすると、露光に要する時間ｔは となる。ここで、ｌは露光領域の上下方向の長さであ
り、V0はスリットの最大移動速度で300mm/sec程度であ
る。Ａはレジストを露光するのに必要なＸ線吸収量であ
る。Ｘ線検出器によりＸ線強度分布を測定し、その強度
の最大位置がミラー側から20〜45％の位置に設置した
時、その位置におけるIU,IL,IMAXを第（１）式に代入す
ると、最適な露光領域を設置した場合に比べて、１％以
内しか露光時間が余分にかからない。従って、20〜45％
の位置に設定することにより最適な露光領域を設定した
場合に比べて１％以内しか露光時間が余分にかからない
ような好適な露光領域を設定することができる。
から単位時間にレジストに吸収されたＸ線量を実験的に
求めることなしに、より簡便に露光領域を設定すること
ができる。すなわち、Ｘ線検出器によりＸ線強度分布を
測定し、その強度の最大位置を露光領域のミラー側から
20〜45％の位置に設定することによっても好適な露光領
域を設定することができる。本実施例においては、ミラ
ー側から28％の位置に設定した場合が最適な露光領域で
ある。ここで、単位時間あたりにレジストに吸収される
Ｘ線量が山型の分布をしているため、その最大の位置お
よび露光領域の上下端における単位時間あたりおよび単
位面積あたりにレジストに吸収されるＸ線量をそれぞれ
IMAX,IU,ILとすると、露光に要する時間ｔは となる。ここで、ｌは露光領域の上下方向の長さであ
り、V0はスリットの最大移動速度で300mm/sec程度であ
る。Ａはレジストを露光するのに必要なＸ線吸収量であ
る。Ｘ線検出器によりＸ線強度分布を測定し、その強度
の最大位置がミラー側から20〜45％の位置に設置した
時、その位置におけるIU,IL,IMAXを第（１）式に代入す
ると、最適な露光領域を設置した場合に比べて、１％以
内しか露光時間が余分にかからない。従って、20〜45％
の位置に設定することにより最適な露光領域を設定した
場合に比べて１％以内しか露光時間が余分にかからない
ような好適な露光領域を設定することができる。
露光領域を前記好ましい位置に設定する方法として
は、すなわちＸ線強度の最大の位置を露光領域内のミラ
ー側から20〜45％の位置に設定する方法としては、第１
図に示すｙ′軸方向へのミラーの平行移動とｘ′軸まわ
りの回転とにより行なう方法がある。ただし、その設定
前の段階において、SOR軌道面とミラーのｘ′軸が平行
となっており（SOR軌道面内にあっても良い）、かつSOR
軌道面内の出射Ｘ線とミラーのｘ′軸が垂直となってい
ることが必要である。また、露光領域を設定する他の方
法としては、ミラーを動かさず、露光領域を限定する絞
りをｙ軸方向に平行移動する方法がある。この場合、マ
スクおよびウエハを固定していると、マスクおよびウエ
ハの露光させるべき所望の位置にＸ線が照射されなくな
るので、当然マスクおよびウエハを一体としてｙ軸方向
に平行移動することとなる。なお、このとき、マスク面
に入射するＸ線の角度が変わるため、マスクおよびウエ
ハのｘ軸まわりの回転を行ってもよい。この場合も、ミ
ラーを動かす方法の場合と同様に、その前の段階におい
てSOR軌道面とミラーのｘ′軸が平行となっており（SOR
軌道面内にあっても良い）、かつSOR軌道面内の出射Ｘ
線とミラーのｘ′軸が垂直となっていることが必要であ
る。
は、すなわちＸ線強度の最大の位置を露光領域内のミラ
ー側から20〜45％の位置に設定する方法としては、第１
図に示すｙ′軸方向へのミラーの平行移動とｘ′軸まわ
りの回転とにより行なう方法がある。ただし、その設定
前の段階において、SOR軌道面とミラーのｘ′軸が平行
となっており（SOR軌道面内にあっても良い）、かつSOR
軌道面内の出射Ｘ線とミラーのｘ′軸が垂直となってい
ることが必要である。また、露光領域を設定する他の方
法としては、ミラーを動かさず、露光領域を限定する絞
りをｙ軸方向に平行移動する方法がある。この場合、マ
スクおよびウエハを固定していると、マスクおよびウエ
ハの露光させるべき所望の位置にＸ線が照射されなくな
るので、当然マスクおよびウエハを一体としてｙ軸方向
に平行移動することとなる。なお、このとき、マスク面
に入射するＸ線の角度が変わるため、マスクおよびウエ
ハのｘ軸まわりの回転を行ってもよい。この場合も、ミ
ラーを動かす方法の場合と同様に、その前の段階におい
てSOR軌道面とミラーのｘ′軸が平行となっており（SOR
軌道面内にあっても良い）、かつSOR軌道面内の出射Ｘ
線とミラーのｘ′軸が垂直となっていることが必要であ
る。
また、当然のことながら、露光領域の設定は、上で述
べた方法によりミラーを移動し、同時に絞り、マスクお
よびウエハを移動することによっても達成される。
べた方法によりミラーを移動し、同時に絞り、マスクお
よびウエハを移動することによっても達成される。
［他の実施例］ 上述の構成において、用いるSORを蓄積エネルギーが8
00MeV、曲率半径が2mのものとし、発光点１からミラー
２までの距離を5mとすると、SOR光源からの出射Ｘ線は
ピーク波長が約0.9nmであり、Ｘ線露光に好適なSORにお
いてはピーク波長が長い部類に属するものとなる。
00MeV、曲率半径が2mのものとし、発光点１からミラー
２までの距離を5mとすると、SOR光源からの出射Ｘ線は
ピーク波長が約0.9nmであり、Ｘ線露光に好適なSORにお
いてはピーク波長が長い部類に属するものとなる。
このＸ線を用いた場合のＸ線強度分布の例として、第
７図にレジスト塗布されたウエハ上でのＸ線強度分布、
第８図にアクリル樹脂のレジストを用いて単位時間にレ
ジストに吸収されたＸ線量、そして第９図にハロゲン系
の元素を含有するフェノール・アクリル共重合体のレジ
ストに単位時間に吸収されたＸ線量を示す。座標原点は
いずれも、レジストに塗布されたウエハ上でのＸ線強度
分布の最大の位置としている。この場合、露光時間を最
短とする最適の露光領域は、Ｘ線強度の最大の位置を露
光領域内のミラー側から40％の位置とすることにより得
られる。
７図にレジスト塗布されたウエハ上でのＸ線強度分布、
第８図にアクリル樹脂のレジストを用いて単位時間にレ
ジストに吸収されたＸ線量、そして第９図にハロゲン系
の元素を含有するフェノール・アクリル共重合体のレジ
ストに単位時間に吸収されたＸ線量を示す。座標原点は
いずれも、レジストに塗布されたウエハ上でのＸ線強度
分布の最大の位置としている。この場合、露光時間を最
短とする最適の露光領域は、Ｘ線強度の最大の位置を露
光領域内のミラー側から40％の位置とすることにより得
られる。
本実施例においては、露光領域の大きさを30mm□とし
て検討したが露光領域の大きさがこれとは異なる場合、
発光点とミラーの距離、ミラーと露光領域の距離、シリ
ンドリカルミラーの曲率半径等は露光時間の短縮化と装
置の安定性から最適の値が求まり、本実施例で用いた数
値と異なるものとなるが、マスクメンブレン透過後のＸ
線強度の最大の位置が露光領域内のミラー側から20〜45
％の位置となるように設定することにより、露光領域を
好適な位置に設定することができる。また、本実施例に
おいては、ミラー２としてシリンドリカルミラーを用い
たが、その他の一次元方向に凸面形状をもつミラーを用
いても成立することはいうまでもない。
て検討したが露光領域の大きさがこれとは異なる場合、
発光点とミラーの距離、ミラーと露光領域の距離、シリ
ンドリカルミラーの曲率半径等は露光時間の短縮化と装
置の安定性から最適の値が求まり、本実施例で用いた数
値と異なるものとなるが、マスクメンブレン透過後のＸ
線強度の最大の位置が露光領域内のミラー側から20〜45
％の位置となるように設定することにより、露光領域を
好適な位置に設定することができる。また、本実施例に
おいては、ミラー２としてシリンドリカルミラーを用い
たが、その他の一次元方向に凸面形状をもつミラーを用
いても成立することはいうまでもない。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、マスクメンブレ
ン透過後のＸ線強度の最大の位置が露光領域の拡大方向
の全幅を100％とした時にミラー反射面に近い側の端か
ら20〜45％の位置に設定するようにしたため、露光時間
を短縮化できる効果がある。
ン透過後のＸ線強度の最大の位置が露光領域の拡大方向
の全幅を100％とした時にミラー反射面に近い側の端か
ら20〜45％の位置に設定するようにしたため、露光時間
を短縮化できる効果がある。
第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置の構成を示
す概観図、 第２図（ａ）および（ｂ）は、第１図の装置におけるミ
ラー直前でのＸ線強度分布およびマスクメンブレン透過
後のウエハ上でのＸ線強度分布を示すグラフ、 第３図（ａ）および（ｂ）は、第１図の装置におけるウ
エハ上の２点におけるＸ線強度スペクトルを示すグラ
フ、 第４図（ａ）〜（ｄ）は、第１図の装置における波長毎
のＸ線強度分布を示すグラフ、 第７図は、第１図の装置におけるマスクメンブレン透過
後のウエハ上でのＸ線強度分を示すグラフ、 第５図および第８図は、第１図の装置におけるアクリル
樹脂のレジストにより単位時間に吸収されたＸ線量を示
すグラフ、そして 第６図および第９図は、第１図の装置におけるハロゲン
系の元素を含有するフェノール・アクリル共重合体のレ
ジストにより単位時間に吸収されたＸ線量を示すグラフ
である。 1:発光点、2:一次元方向に凸面形状をしているミラー、
3:露光領域、4:露光面。
す概観図、 第２図（ａ）および（ｂ）は、第１図の装置におけるミ
ラー直前でのＸ線強度分布およびマスクメンブレン透過
後のウエハ上でのＸ線強度分布を示すグラフ、 第３図（ａ）および（ｂ）は、第１図の装置におけるウ
エハ上の２点におけるＸ線強度スペクトルを示すグラ
フ、 第４図（ａ）〜（ｄ）は、第１図の装置における波長毎
のＸ線強度分布を示すグラフ、 第７図は、第１図の装置におけるマスクメンブレン透過
後のウエハ上でのＸ線強度分を示すグラフ、 第５図および第８図は、第１図の装置におけるアクリル
樹脂のレジストにより単位時間に吸収されたＸ線量を示
すグラフ、そして 第６図および第９図は、第１図の装置におけるハロゲン
系の元素を含有するフェノール・アクリル共重合体のレ
ジストにより単位時間に吸収されたＸ線量を示すグラフ
である。 1:発光点、2:一次元方向に凸面形状をしているミラー、
3:露光領域、4:露光面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水澤 伸俊 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
Claims (2)
- 【請求項１】SOR光源から放射されるシート状のＸ線を
凸面形状を有するミラーによって反射拡大して所定の露
光領域を一括照明する露光装置であって、マスクメンブ
レン透過後のＸ線強度の最大の位置が、該露光領域の上
記拡大方向の全幅を100％とした時にミラー反射面に近
い側の端から20〜45％の位置にあることを特徴とするＸ
線露光装置。 - 【請求項２】前記露光領域はレジストが塗布されたウエ
ハ上の領域であることを特徴とする請求項１記載のＸ線
露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230334A JP2731955B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Ｘ線露光装置 |
| EP90309487A EP0416811B1 (en) | 1989-09-07 | 1990-08-30 | X-ray exposure method and apparatus |
| DE69029300T DE69029300T2 (de) | 1989-09-07 | 1990-08-30 | Verfahren und Vorrichtung zur Röntgenbelichtung |
| US07/578,268 US5125014A (en) | 1989-09-07 | 1990-09-06 | X-ray exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1230334A JP2731955B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Ｘ線露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394417A JPH0394417A (ja) | 1991-04-19 |
| JP2731955B2 true JP2731955B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=16906211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1230334A Expired - Fee Related JP2731955B2 (ja) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Ｘ線露光装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5125014A (ja) |
| EP (1) | EP0416811B1 (ja) |
| JP (1) | JP2731955B2 (ja) |
| DE (1) | DE69029300T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5394451A (en) * | 1991-10-08 | 1995-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical arrangement for exposure apparatus |
| JP3187581B2 (ja) * | 1992-02-10 | 2001-07-11 | キヤノン株式会社 | Ｘ線装置、ｘ線露光装置及び半導体デバイス製造方法 |
| EP0588579B1 (en) * | 1992-09-14 | 1998-12-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Synchrotron X-ray exposure method |
| JPH0772318A (ja) * | 1993-04-28 | 1995-03-17 | Canon Inc | 反射装置とこれを用いた照明装置や露光装置、並びにデバイス製造方法 |
| US5371774A (en) * | 1993-06-24 | 1994-12-06 | Wisconsin Alumni Research Foundation | X-ray lithography beamline imaging system |
| JP3167074B2 (ja) * | 1993-06-30 | 2001-05-14 | キヤノン株式会社 | Ｓｏｒ露光システム及びこれを用いて製造されたマスク |
| JPH0720293A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Canon Inc | Ｘ線ミラー及びこれを用いたｘ線露光装置とデバイス製造方法 |
| US5835560A (en) * | 1994-05-24 | 1998-11-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
| JP3287725B2 (ja) * | 1994-06-07 | 2002-06-04 | キヤノン株式会社 | 露光方法とこれを用いたデバイス製造方法 |
| EP0715215B1 (en) * | 1994-11-29 | 2001-05-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Alignment method and semiconductor exposure method |
| JP3278317B2 (ja) * | 1995-03-24 | 2002-04-30 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP3894509B2 (ja) * | 1995-08-07 | 2007-03-22 | キヤノン株式会社 | 光学装置、露光装置およびデバイス製造方法 |
| TW341719B (en) * | 1996-03-01 | 1998-10-01 | Canon Kk | Surface position detecting method and scanning exposure method using the same |
| US5930324A (en) * | 1996-04-03 | 1999-07-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| JP3450622B2 (ja) * | 1996-07-19 | 2003-09-29 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法 |
| JP3255849B2 (ja) * | 1996-07-19 | 2002-02-12 | キヤノン株式会社 | 露光装置 |
| JP3286184B2 (ja) * | 1996-09-25 | 2002-05-27 | キヤノン株式会社 | 走査露光装置および方法 |
| JP3377165B2 (ja) * | 1997-05-19 | 2003-02-17 | キヤノン株式会社 | 半導体露光装置 |
| US6167111A (en) * | 1997-07-02 | 2000-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus for synchrotron radiation lithography |
| JP2000357644A (ja) | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Canon Inc | 露光方法及び露光装置 |
| JP2000357643A (ja) | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Canon Inc | 露光方法及びそれを用いた露光装置 |
| JP2002093684A (ja) | 2000-09-18 | 2002-03-29 | Canon Inc | Ｘ線露光装置、ｘ線露光方法、半導体製造装置および微細構造体 |
| JP2002245947A (ja) | 2000-12-15 | 2002-08-30 | Canon Inc | 細線を有する基板及びその製造方法及び電子源基板及び画像表示装置 |
| US6919951B2 (en) | 2001-07-27 | 2005-07-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system, projection exposure apparatus and device manufacturing method |
| CN102043341B (zh) * | 2009-10-12 | 2012-10-03 | 上海微电子装备有限公司 | 用于光刻设备的对准信号采集系统与对准方法 |
| US11333620B2 (en) | 2019-08-02 | 2022-05-17 | Cornell University | High-pass x-ray filter device and methods of making thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037616B2 (ja) * | 1980-01-24 | 1985-08-27 | 理学電機株式会社 | Ｘ線リゾグラフイ装置 |
| JPS5969927A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-20 | Hitachi Ltd | Ｘ線露光装置 |
| JPS607722A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | Fujitsu Ltd | エツクス線露光装置 |
| JPS60226122A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-11 | Hitachi Ltd | 光反射鏡および露光装置 |
| JPH0682601B2 (ja) * | 1985-12-04 | 1994-10-19 | 株式会社日立製作所 | Ｘ線露光装置用ミラ− |
| JPH0196600A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-14 | Hitachi Ltd | Ｘ線露光装置 |
| JPH0243519A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-14 | Fuji Electric Co Ltd | 表示パネルの組立方法 |
-
1989
- 1989-09-07 JP JP1230334A patent/JP2731955B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-08-30 EP EP90309487A patent/EP0416811B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-30 DE DE69029300T patent/DE69029300T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-06 US US07/578,268 patent/US5125014A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5125014A (en) | 1992-06-23 |
| DE69029300D1 (de) | 1997-01-16 |
| DE69029300T2 (de) | 1997-04-10 |
| EP0416811A3 (en) | 1991-08-07 |
| JPH0394417A (ja) | 1991-04-19 |
| EP0416811A2 (en) | 1991-03-13 |
| EP0416811B1 (en) | 1996-12-04 |
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