JP2868028B2 - Ｘ線照射装置 - Google Patents
Ｘ線照射装置Info
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- 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
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
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- G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度集積回路の製
造、材料の分析等に使用して好適なＸ線照射装置に関す
るものである。
造、材料の分析等に使用して好適なＸ線照射装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線照射装置にはシンクロトロン放射光
を利用する際に使用するＸ線露光用ビームライン、ある
いは分析用ビームラインなどがあり、これらのＸ線照射
装置のうち代表的な装置として、Ｘ線発生部にシンクロ
トロン蓄積リング、被照射部に露光用アナライザをもつ
Ｘ線露光用ビームラインについて述べる。
を利用する際に使用するＸ線露光用ビームライン、ある
いは分析用ビームラインなどがあり、これらのＸ線照射
装置のうち代表的な装置として、Ｘ線発生部にシンクロ
トロン蓄積リング、被照射部に露光用アナライザをもつ
Ｘ線露光用ビームラインについて述べる。
【０００３】シンクロトロン放射光（以下、単に放射光
と呼ぶ）はシンクロトロン蓄積リング（以下、単に蓄積
リングと呼ぶ）でほぼ光速まで加速された電子を偏向電
磁石で曲げたときビームの進行する接線方向に放射され
る電磁波のことで、可視光からＸ線までをも含む高い指
向性をもつ輝度の強い光である。このため、この放射光
を用いて半導体製造のためサブミクロンパターンを大量
に且つ高速に転写するＸ線照射装置の実用化が期待され
ている。
と呼ぶ）はシンクロトロン蓄積リング（以下、単に蓄積
リングと呼ぶ）でほぼ光速まで加速された電子を偏向電
磁石で曲げたときビームの進行する接線方向に放射され
る電磁波のことで、可視光からＸ線までをも含む高い指
向性をもつ輝度の強い光である。このため、この放射光
を用いて半導体製造のためサブミクロンパターンを大量
に且つ高速に転写するＸ線照射装置の実用化が期待され
ている。
【０００４】図３はこのような放射光を用いたＸ線照射
装置の従来例を示す構成図で、これを概略説明すると、
１は蓄積リング、２は第１ミラーとしての集光ミラー、
３は第２ミラーとしての揺動ミラー、４は放射光、５は
マスク・ウエハ、６はＸ線取出し窓である。同図におい
て、放射光４を発生する蓄積リング１と放射光４を輸送
するビームラインは１０-10 Ｔｏｒｒ台の超高真空であ
る。放射光４はＸ線取出し窓６で大気中に取り出され
る。集光ミラー２や揺動ミラー３はトロイダルミラーで
ある。トロイダルミラーはビームラインで通常よく用い
られている。これは楕円面ミラーや放物面ミラーなど他
のＸ線ミラーに比べて加工が容易であるためである。蓄
積リング１から放射される放射光４は垂直方向には指向
性がよく、水平方向には広い角度で放射されている。こ
のため、放射光を効率よく使うため集光ミラー２で水平
方向に放射された放射光を集光して露光領域を拡大しウ
エハ５の所望の領域を露光する。またＸ線マスクパター
ンを少ないランナウトでウエハ５に露光するため、揺動
ミラー３で放射光を平行ビーム化して露光する。トロイ
ダルミラーはその面形状を入射面方向曲率半径Ｒと直交
面方向曲率半径ｒで決められ、次式（１）、（２）に示
すように入射面方向の焦点距離ｆｈと直交面方向の焦点
距離ｆｖの２つの焦点距離を有している。
装置の従来例を示す構成図で、これを概略説明すると、
１は蓄積リング、２は第１ミラーとしての集光ミラー、
３は第２ミラーとしての揺動ミラー、４は放射光、５は
マスク・ウエハ、６はＸ線取出し窓である。同図におい
て、放射光４を発生する蓄積リング１と放射光４を輸送
するビームラインは１０-10 Ｔｏｒｒ台の超高真空であ
る。放射光４はＸ線取出し窓６で大気中に取り出され
る。集光ミラー２や揺動ミラー３はトロイダルミラーで
ある。トロイダルミラーはビームラインで通常よく用い
られている。これは楕円面ミラーや放物面ミラーなど他
のＸ線ミラーに比べて加工が容易であるためである。蓄
積リング１から放射される放射光４は垂直方向には指向
性がよく、水平方向には広い角度で放射されている。こ
のため、放射光を効率よく使うため集光ミラー２で水平
方向に放射された放射光を集光して露光領域を拡大しウ
エハ５の所望の領域を露光する。またＸ線マスクパター
ンを少ないランナウトでウエハ５に露光するため、揺動
ミラー３で放射光を平行ビーム化して露光する。トロイ
ダルミラーはその面形状を入射面方向曲率半径Ｒと直交
面方向曲率半径ｒで決められ、次式（１）、（２）に示
すように入射面方向の焦点距離ｆｈと直交面方向の焦点
距離ｆｖの２つの焦点距離を有している。
【０００５】
【数１】 ｆｈ＝（Ｒ・ｓｉｎΦ）／２ （１）
【０００６】
【数２】 ｆｖ＝ｒ／（２・ｓｉｎΦ） （２） 但し、Φは斜入射角である。
【０００７】従来のＸ線露光用のビームラインでは入射
面方向の焦点距離と直交面方向の焦点距離が同一（ｆｈ
＝ｆｖ）のトロイダルミラーを用い、２枚が共焦点にな
るように配置して使用していた。すなわち、第１ミラー
２で放射光を集光して放射光光源の像を一点に結び、こ
の結像点が第２ミラー３の前側焦点位置になるように第
２ミラー３を配置した。このようにして平行ビーム化と
ミラー揺動による露光領域の拡大を行なってきた。
面方向の焦点距離と直交面方向の焦点距離が同一（ｆｈ
＝ｆｖ）のトロイダルミラーを用い、２枚が共焦点にな
るように配置して使用していた。すなわち、第１ミラー
２で放射光を集光して放射光光源の像を一点に結び、こ
の結像点が第２ミラー３の前側焦点位置になるように第
２ミラー３を配置した。このようにして平行ビーム化と
ミラー揺動による露光領域の拡大を行なってきた。
【０００８】しかしながら、Ｘ線領域では反射膜の屈折
率がほとんど１に近く、可視光線の場合のような通常の
入射角では反射率はほとんど期待できない。このため、
全反射特性を利用し、Ｘ線リソグラフィで使用する波長
域（６〜１２オングストローム）では斜入射角を小さく
１〜２度でＸ線をミラーに入射している。このためＸ線
ミラーの収差が大きいことが知られている。図３に示す
ような構成のＸ線照射装置において、単一焦点距離のト
ロイダルミラーを共焦点の配置で使用した従来方法の例
とウエハ面でのＸ線照射例を示す。単一焦点距離１５９
８ｍｍの集光ミラー３が発火点から２９００ｍｍの位置
にあり、同じく単一焦点距離９０２ｍｍの揺動ミラー３
が集光ミラー２から４４５９ｍｍ離れた位置にあり、揺
動ミラー３の前側焦点位置に一致している。
率がほとんど１に近く、可視光線の場合のような通常の
入射角では反射率はほとんど期待できない。このため、
全反射特性を利用し、Ｘ線リソグラフィで使用する波長
域（６〜１２オングストローム）では斜入射角を小さく
１〜２度でＸ線をミラーに入射している。このためＸ線
ミラーの収差が大きいことが知られている。図３に示す
ような構成のＸ線照射装置において、単一焦点距離のト
ロイダルミラーを共焦点の配置で使用した従来方法の例
とウエハ面でのＸ線照射例を示す。単一焦点距離１５９
８ｍｍの集光ミラー３が発火点から２９００ｍｍの位置
にあり、同じく単一焦点距離９０２ｍｍの揺動ミラー３
が集光ミラー２から４４５９ｍｍ離れた位置にあり、揺
動ミラー３の前側焦点位置に一致している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図４は従来装置におい
て揺動ミラー３を上下に揺動した場合の揺動ミラー３か
ら２３００ｍｍ離れた位置でのスポット図である。Ｘ線
スポット列８ａ、８ｂ、８ｃはそれぞれ揺動角度を−
０．２度、０度、０．２度に設定した場合の光線位置で
ある。従来の単一焦点距離のトロイダルミラーを共焦点
に配置した光学系では、揺動角０度で光軸の付近では放
射光は平行ビーム光でウエハを照射するが、光軸から離
れるにしたがって光線の振る舞いが乱れ光束は広がり、
所望の露光幅を均一性よく露光できない欠点があった。
さらに揺動角が大きくなるにつれてこの傾向が強くな
り、光軸付近でも光線の振る舞いが乱れＸ線強度の均一
性が低下する欠点があった。したがって、均一性よく露
光するためには、集光する光束を制限して露光強度を低
下させるか、揺動幅を小さくして露光面積を小さくする
などの制限を設ける必要があった。
て揺動ミラー３を上下に揺動した場合の揺動ミラー３か
ら２３００ｍｍ離れた位置でのスポット図である。Ｘ線
スポット列８ａ、８ｂ、８ｃはそれぞれ揺動角度を−
０．２度、０度、０．２度に設定した場合の光線位置で
ある。従来の単一焦点距離のトロイダルミラーを共焦点
に配置した光学系では、揺動角０度で光軸の付近では放
射光は平行ビーム光でウエハを照射するが、光軸から離
れるにしたがって光線の振る舞いが乱れ光束は広がり、
所望の露光幅を均一性よく露光できない欠点があった。
さらに揺動角が大きくなるにつれてこの傾向が強くな
り、光軸付近でも光線の振る舞いが乱れＸ線強度の均一
性が低下する欠点があった。したがって、均一性よく露
光するためには、集光する光束を制限して露光強度を低
下させるか、揺動幅を小さくして露光面積を小さくする
などの制限を設ける必要があった。
【００１０】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、斜入射による収差を緩和し、集光した高強度のＸ
線で広い面積を均一性よく照射することができるように
したＸ線照射装置を提供することにある。
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、斜入射による収差を緩和し、集光した高強度のＸ
線で広い面積を均一性よく照射することができるように
したＸ線照射装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、Ｘ線発生部と被照射部を有し、前記Ｘ線発生
部と前記被照射部との間に第１ミラーと第２ミラーを配
置し、前記第２ミラーを揺動して照射面積を拡大するＸ
線照射装置において、第１ミラーおよび第２ミラーは水
平方向の焦点距離と垂直方向の焦点距離とが異なるトロ
イダルミラーで構成され、前記第１ミラーによる光源の
結像点と前記第２ミラーの焦点位置とを離して前記第１
ミラーと第２ミラーを配置したものである。
するため、Ｘ線発生部と被照射部を有し、前記Ｘ線発生
部と前記被照射部との間に第１ミラーと第２ミラーを配
置し、前記第２ミラーを揺動して照射面積を拡大するＸ
線照射装置において、第１ミラーおよび第２ミラーは水
平方向の焦点距離と垂直方向の焦点距離とが異なるトロ
イダルミラーで構成され、前記第１ミラーによる光源の
結像点と前記第２ミラーの焦点位置とを離して前記第１
ミラーと第２ミラーを配置したものである。
【００１２】
【作用】本発明において、第１ミラーと第２ミラーは、
水平方向の焦点距離と垂直方向の焦点距離とが異なるト
ロイダルミラーで構成されるものであるため、光束の広
がりを少なくし、照射Ｘ線強度や照射可能な面積や照射
強度の均一性を増大させる。
水平方向の焦点距離と垂直方向の焦点距離とが異なるト
ロイダルミラーで構成されるものであるため、光束の広
がりを少なくし、照射Ｘ線強度や照射可能な面積や照射
強度の均一性を増大させる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係るＸ線照射装置の一
実施例を示す構成図である。なお、図中図３と同一構成
部品のものに対しては同一符号を以て示し、その説明を
省略する。本発明は水平面方向の焦点距離ｆｈと垂直面
方向の焦点距離ｆｖが異なる（ｆｈ≠ｆｖ）２枚のトロ
イダルミラーからなる集光ミラー２と揺動ミラー３を用
い、集光ミラー２による光源の結像点と揺動ミラー３の
前側焦点位置とを離して配置した点を特徴とするもの
で、これによってＸ線を集光して平行ビーム化し被照射
面を走査するようにしたものである。集光ミラー２は水
平面方向焦点距離ｆｈと直交面方向焦点距離ｈｖがそれ
ぞれ１２８８ｍｍと１５７５ｍｍで発光点から２９００
ｍｍの位置に置かれ、揺動ミラー３は水平面方向焦点距
離ｆｈと直交面方向焦点距離ｆｖがそれぞれ９９５ｍｍ
と１０２２ｍｍで集光ミラー２から４４５９ｍｍの位置
に置かれている。本実施例では発光点の結像位置は水平
面方向と垂直面方向においてそれぞれ集光ミラー２から
２３１７ｍｍ、３４５２ｍｍの位置にあり、揺動ミラー
３の前側焦点距離とはいずれも一致していない。
詳細に説明する。図１は本発明に係るＸ線照射装置の一
実施例を示す構成図である。なお、図中図３と同一構成
部品のものに対しては同一符号を以て示し、その説明を
省略する。本発明は水平面方向の焦点距離ｆｈと垂直面
方向の焦点距離ｆｖが異なる（ｆｈ≠ｆｖ）２枚のトロ
イダルミラーからなる集光ミラー２と揺動ミラー３を用
い、集光ミラー２による光源の結像点と揺動ミラー３の
前側焦点位置とを離して配置した点を特徴とするもの
で、これによってＸ線を集光して平行ビーム化し被照射
面を走査するようにしたものである。集光ミラー２は水
平面方向焦点距離ｆｈと直交面方向焦点距離ｈｖがそれ
ぞれ１２８８ｍｍと１５７５ｍｍで発光点から２９００
ｍｍの位置に置かれ、揺動ミラー３は水平面方向焦点距
離ｆｈと直交面方向焦点距離ｆｖがそれぞれ９９５ｍｍ
と１０２２ｍｍで集光ミラー２から４４５９ｍｍの位置
に置かれている。本実施例では発光点の結像位置は水平
面方向と垂直面方向においてそれぞれ集光ミラー２から
２３１７ｍｍ、３４５２ｍｍの位置にあり、揺動ミラー
３の前側焦点距離とはいずれも一致していない。
【００１４】図２は本発明装置において揺動ミラー３を
上下に揺動させた場合の揺動ミラー３から２３００ｍｍ
離れた位置でのスポット図である。Ｘ線スポット列７
ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれ揺動角を−０．２度、０度、
０．２度に設定した場合の光線スポット位置である。
上下に揺動させた場合の揺動ミラー３から２３００ｍｍ
離れた位置でのスポット図である。Ｘ線スポット列７
ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれ揺動角を−０．２度、０度、
０．２度に設定した場合の光線スポット位置である。
【００１５】かくしてこのような構成からなる本発明装
置によれば、図２からも明らかなように、揺動角０度で
のスポット列は露光幅のなかにほぼ均一に分布してい
る。さらに−０．２度から０．２度の範囲で揺動しても
スポット列は所望の露光幅の範囲にほぼおさまり、集光
された高い強度のＸ線で広い露光面積を均一性よくほぼ
平行なビームで露光することが可能である。
置によれば、図２からも明らかなように、揺動角０度で
のスポット列は露光幅のなかにほぼ均一に分布してい
る。さらに−０．２度から０．２度の範囲で揺動しても
スポット列は所望の露光幅の範囲にほぼおさまり、集光
された高い強度のＸ線で広い露光面積を均一性よくほぼ
平行なビームで露光することが可能である。
【００１６】なお、本発明は上記実施例に特定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
変更が可能であり、例えばトロイダルミラーの形状や位
置関係などを変えてもよい。さらに、上記実施例では集
光ミラー２による光源の結像点と揺動ミラーの前側焦点
距離とが異なるように配置したが、凸曲面の揺動ミラー
を用いて集光ミラーによる光源の結像点と揺動ミラーの
後側焦点距離とが異なるように配置してもよい。
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
変更が可能であり、例えばトロイダルミラーの形状や位
置関係などを変えてもよい。さらに、上記実施例では集
光ミラー２による光源の結像点と揺動ミラーの前側焦点
距離とが異なるように配置したが、凸曲面の揺動ミラー
を用いて集光ミラーによる光源の結像点と揺動ミラーの
後側焦点距離とが異なるように配置してもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るＸ線照
射装置によれば、水平面方向の焦点距離と垂直面方向の
焦点距離が異なる２枚のトロイダルミラーからなる集光
ミラーと揺動ミラーを用い、集光ミラーによる光源の結
像点と揺動ミラーの焦点距離とを離して配置し、Ｘ線を
集光して平行ビームとし、これによって被照射面を走査
するように構成したので、集光された高い強度のＸ線で
広い露光面積を均一性よく露光することができる。
射装置によれば、水平面方向の焦点距離と垂直面方向の
焦点距離が異なる２枚のトロイダルミラーからなる集光
ミラーと揺動ミラーを用い、集光ミラーによる光源の結
像点と揺動ミラーの焦点距離とを離して配置し、Ｘ線を
集光して平行ビームとし、これによって被照射面を走査
するように構成したので、集光された高い強度のＸ線で
広い露光面積を均一性よく露光することができる。
【図１】本発明に係るＸ線照射装置の一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図２】本発明装置によるウエハ面での光線スポット図
である。
である。
【図３】Ｘ線照射装置の従来例を示す構成図である。
【図４】従来装置によるウエハ面での光線スポット図で
ある。
ある。
１ 蓄積リング ２ 集光ミラー（第１ミラー） ３ 揺動ミラー（第２ミラー） ４ 放射光 ５ マスク・ウエハ ６ Ｘ線取出し窓 ７ａ 揺動上部でのＸ線スポット列 ７ｂ 揺動中心でのＸ線スポット列 ７ｃ 揺動下部でのＸ線スポット列 ８ａ 揺動上部でのＸ線スポット列 ８ｂ 揺動中心でのＸ線スポット列 ８ｃ 揺動下部でのＸ線スポット列
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｓ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21K 1/06 G21K 5/02 H01L 21/027
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ線発生部と被照射部を有し、前記Ｘ線
発生部と前記被照射部との間に第１ミラーと第２ミラー
を配置し、前記第２ミラーを揺動して照射面積を拡大す
るＸ線照射装置において、第１ミラーおよび第２ミラー
は水平方向の焦点距離と垂直方向の焦点距離とが異なる
トロイダルミラーで構成され、前記第１ミラーによる光
源の結像点と前記第２ミラーの焦点位置とを離して前記
第１ミラーと第２ミラーを配置したことを特徴とするＸ
線照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081126A JP2868028B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｘ線照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081126A JP2868028B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｘ線照射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294300A JPH04294300A (ja) | 1992-10-19 |
| JP2868028B2 true JP2868028B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=13737702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081126A Expired - Fee Related JP2868028B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | Ｘ線照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2868028B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3081126A patent/JP2868028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04294300A (ja) | 1992-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |