JP3203381B2 - X-ray exposure equipment - Google Patents

X-ray exposure equipment

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JP3203381B2
JP3203381B2 JP10372791A JP10372791A JP3203381B2 JP 3203381 B2 JP3203381 B2 JP 3203381B2 JP 10372791 A JP10372791 A JP 10372791A JP 10372791 A JP10372791 A JP 10372791A JP 3203381 B2 JP3203381 B2 JP 3203381B2
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ray
exposed
laser
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laser beam
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敏尚 富江
雅昭 矢野
洋行 近藤
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経済産業省産業技術総合研究所長
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ励起プラズマを
X線源とするX線露光装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray exposure apparatus using laser-excited plasma as an X-ray source.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ励起プラズマをX線源として応用
するX線露光装置が注目されており、例えば半導体集積
回路の製造工程で使用する露光装置への応用が考えられ
ている。また、いわゆるX線顕微鏡において試料へ照射
したX線の透過パターンをレジスト像として観察する場
合にも、レーザ励起プラズマをX線源とする露光装置の
応用が考えられている。
2. Description of the Related Art An X-ray exposure apparatus using laser-excited plasma as an X-ray source has attracted attention, and is expected to be applied to, for example, an exposure apparatus used in a semiconductor integrated circuit manufacturing process. Also, in the case of observing, as a resist image, a transmission pattern of X-rays applied to a sample with a so-called X-ray microscope, application of an exposure apparatus using laser-excited plasma as an X-ray source has been considered.

【0003】ところで、従来レーザ励起プラズマをX線
源として使用する場合、照射レーザエネルギーからX線
エネルギーへの変換効率が最大となる様なレーザ光強度
で標的物体を照射するか、あるいはその様な考慮を全く
行なわないでレーザ照射を行なったX線源を用いてい
た。
Conventionally, when a laser-excited plasma is used as an X-ray source, a target object is irradiated with a laser beam intensity that maximizes the conversion efficiency from irradiation laser energy to X-ray energy, or such a target object is irradiated with the laser beam. An X-ray source irradiated with laser without any consideration was used.

【0004】ここで、X線源が点光源とみなせるような
X線露光装置では、光源となるX線源が有限な大きさを
持つことに起因する露光解像度の限界が存在する(以下
これを「半影ぼけ(δP )」と呼ぶ)。これを図2(B)
を用いて説明すると、被露光物体のエッジ部分の像にX
線源,被露光物体,および像の相対位置関係とX線源の
直径Dとによって決まる半影ぼけδP が生じる。
Here, in an X-ray exposure apparatus in which the X-ray source can be regarded as a point light source, there is a limit on the exposure resolution due to the fact that the X-ray source as the light source has a finite size. It is called "blur (δ P )"). This is shown in FIG.
Explaining by using X, the image of the edge portion of the object to be exposed
A semi-shadow blur δ P determined by the relative positional relationship between the source, the object to be exposed, and the image and the diameter D of the X-ray source occurs.

【0005】また、図2(A) に示すようにその他の要
因、例えば回折によるぼけ(以下「回折ぼけ(δf )」
と呼ぶ)などがX線露光の解像度に影響することは従来
から知られている。
Moreover, other factors, as shown in FIG. 2 (A), for example, blur due to diffraction (hereinafter "diffraction blur ([delta] f)"
It has been conventionally known that such influences on the resolution of X-ray exposure.

【0006】このため、高解像度のX線露光を行なうた
めには、前記の半影ぼけが、回折ぼけ等で決まる解像度
を大きく下回ること(つまり、半影ぼけによって決まる
解像度の方が悪いこと)は許されない。
[0006] Therefore, in order to perform high-resolution X-ray exposure, the penumbra blur must be much lower than the resolution determined by diffraction blur or the like (that is, the resolution determined by the penumbra blur is worse). Is not allowed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
X線露光装置では、上記の解像度と励起レーザ光のエネ
ルギー密度との関係を考慮した励起レーザ光照射を行な
っておらず、露光装置としての能力が充分ではなかっ
た。
However, the conventional X-ray exposure apparatus does not perform the excitation laser beam irradiation in consideration of the above-mentioned relationship between the resolution and the energy density of the excitation laser beam. Was not enough.

【0008】一方、X線露光装置においては、被露光物
体上でのX線エネルギー密度を増大させるために、X線
源の大きさを大きくする必要があり、この場合に上記解
像度との関係を考慮する必要がある。
On the other hand, in the X-ray exposure apparatus, it is necessary to increase the size of the X-ray source in order to increase the X-ray energy density on the object to be exposed. It needs to be considered.

【0009】本発明は、この様な問題点に鑑みてなされ
たもので、X線露光装置の半影ぼけによって決まる解像
度が他の要因によって決まる解像度と同程度か、これを
上回るものであること、あるいは、半影ぼけによって決
まる解像度が最高(つまり最も良くなる)となる励起レ
ーザ光照射条件を提供し、さらに、レーザ励起プラズマ
発生装置の小型化を行なうことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and the resolution determined by penumbra of an X-ray exposure apparatus is equal to or higher than the resolution determined by other factors. Alternatively, an object of the present invention is to provide an excitation laser beam irradiation condition in which the resolution determined by penumbra becomes the highest (that is, the highest), and to further downsize the laser-excited plasma generator.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明では、パルスレーザ光を標的物体上に集光させてX線
を発生させるパルスレーザ励起プラズマX線源を用い、
該X線源からのX線照射により被露光物体の透過X線パ
ターンを被転写面上に形成するX線露光装置において、
該X線源が有限の大きさを持つために生じる被転写面上
での被露光物体の像の半影ぼけが最小となるか、その他
の要因で制限される分解能と同程度以下になる様なレー
ザ光照射強度で前記標的物体を励起することを特徴とす
る。
According to the present invention, there is provided a pulsed laser excited plasma X-ray source for generating X-rays by converging a pulsed laser beam on a target object.
An X-ray exposure apparatus for forming a transmission X-ray pattern of an object to be exposed on a surface to be transferred by X-ray irradiation from the X-ray source,
The X-ray source has a finite size, so that the penumbra of the image of the object to be exposed on the surface to be transferred is minimized or less than or equal to the resolution limited by other factors. And exciting the target object with an appropriate laser beam irradiation intensity.

【0011】ここで、密着露光の場合、必要なX線エネ
ルギー密度をPE [J/cm3 ],X線の波長をλ(ス
ペクトル幅が広い場合はその代表値)、X線の波長λに
対するレジストの吸収係数をα[cm-1],被露光物体
と被転写面との距離をh、励起レーザパルス時間幅をτ
P 、励起レーザ光から露光X線の波長又は波長域のX線
への立体角あたりのエネルギー変換効率をη(I) 、励起
レーザ強度をI[w/cm2 ]とするとき、
Here, in the case of contact exposure, the required X-ray energy density is P E [J / cm 3 ], the wavelength of the X-ray is λ (a typical value when the spectrum width is wide), and the wavelength λ of the X-ray is λ. Is the absorption coefficient of the resist to α [cm −1 ], the distance between the object to be exposed and the surface to be transferred is h, and the excitation laser pulse time width is τ.
P , the energy conversion efficiency per solid angle from the excitation laser light to the wavelength of the exposure X-ray or the X-ray in the wavelength range per solid angle is η (I), and the excitation laser intensity is I [w / cm 2 ],

【0012】[0012]

【数3】 となる様な条件を満足するレーザ光照射強度で標的物体
を励起すればよい。
(Equation 3) What is necessary is just to excite the target object with the laser beam irradiation intensity satisfying the following condition.

【0013】又、密着型露光において、被転写面上での
被露光物体の像の半影ぼけがその他の要因で制限される
分解能以下にならない場合は、
In the contact type exposure, if the penumbra of the image of the object to be exposed on the surface to be transferred does not fall below the resolution limited by other factors,

【0014】[0014]

【数4】 を満足するレーザ光照射強度で標的物体を励起する。(Equation 4) The target object is excited with the laser beam irradiation intensity satisfying the following condition.

【0015】更に、これらのX線露光装置は前記被露光
物体として集積回路のマスクパターンを用いることで、
半導体集積回路の製造装置に応用される。
Further, these X-ray exposure apparatuses use a mask pattern of an integrated circuit as the object to be exposed,
Applied to semiconductor integrated circuit manufacturing equipment.

【0016】又、これらのX線露光装置は、前記被露光
物体として生物試料を用い、該生物試料の転写像をレジ
スト面上に形成する事により、密着転写型のレプリカを
得る密着型X線顕微鏡として応用される。
These X-ray exposure apparatuses use a biological sample as the object to be exposed, and form a transfer image of the biological sample on a resist surface, thereby obtaining a contact-type transfer type replica. Applied as a microscope.

【0017】[0017]

【作用】本発明の目的は、X線露光装置において半影ぼ
けの影響を小さくして他の要因で決定される解像度を損
なうことがない様に、最適な励起レーザ光強度の照射を
行なってX線を発生させて露光を行う装置を得ることに
ある。以下、X線露光装置の解像度における半影ぼけと
回折ぼけとの影響を考慮して本発明の作用を説明する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to irradiate an optimum excitation laser beam intensity in an X-ray exposure apparatus so that the influence of penumbra is reduced and the resolution determined by other factors is not impaired. An object of the present invention is to obtain an apparatus for performing exposure by generating X-rays. Hereinafter, the operation of the present invention will be described in consideration of the effects of penumbra and diffraction blur on the resolution of the X-ray exposure apparatus.

【0018】まず、X線露光をする際に必要とされるレ
ジストに吸収されるエネルギー密度がPE [J/cm
3 ]である場合の励起レーザのエネルギーをEL
[J]、被転写面(例えば、レジスト)の吸収係数をα
[cm-1]、レーザ光エネルギーからある特定の波長あ
るいは波長域のX線エネルギーへの立体角あたりの変換
効率をη[sr-1](ηは標的物体上でのレーザ光強度
I[w/cm2 ]の関数となっているため、以下「η
(I) 」と書く)とする。
First, the energy density absorbed by the resist required for X-ray exposure is P E [J / cm
3 ], the energy of the excitation laser is E L
[J], the absorption coefficient of the transfer surface (for example, resist) is α
[Cm −1 ], and the conversion efficiency per solid angle from laser light energy to X-ray energy in a specific wavelength or wavelength range is η [sr −1 ] (where η is the laser light intensity I [w on the target object). / Cm 2 ], the following “η
(I) ”).

【0019】以下の議論はX線光学素子を用いた一般的
なX線露光系の場合にも適用可能であるが、理解を容易
にするためX線光学素子を用いない、密着型露光(厳密
には近接露光)の場合について議論する。
Although the following discussion can be applied to a general X-ray exposure system using an X-ray optical element, in order to facilitate understanding, a contact-type exposure (strictly The case of proximity exposure will be discussed.

【0020】プラズマ(を発生する標的物体)から被露
光物体までの距離をd[cm]、被露光物体から転写面
までの距離をh[cm]とすると、必要とされる励起レ
ーザのエネルギーEL は、
Assuming that the distance from the plasma (the target object generating the plasma) to the object to be exposed is d [cm] and the distance from the object to be exposed to the transfer surface is h [cm], the required energy E of the excitation laser is L is

【0021】[0021]

【数5】 で与えられる。(∵d>>h)(Equation 5) Given by (∵d >> h)

【0022】一方、標的物体上で作られるX線源の直径
Dは、照射レーザ光ビームの集光径に等しいとすると、
On the other hand, assuming that the diameter D of the X-ray source formed on the target object is equal to the focused diameter of the irradiation laser light beam,

【0023】[0023]

【数6】 で与えられる。ここで、τP は照射パルスレーザ光のパ
ルス時間幅である。
(Equation 6) Given by Here, τ P is the pulse time width of the irradiation pulse laser beam.

【0024】この場合、X線源が有限な大きさDを持つ
ことに起因する半影ぼけδP は、
In this case, the penumbra δ P due to the finite size D of the X-ray source is:

【数7】 で与えられる。(Equation 7) Given by

【0025】そして、(3) 式に(2) 式を代入すると、Then, by substituting equation (2) into equation (3),

【数8】 となる。(Equation 8) Becomes

【0026】ここで、(4) 式のEL に(1) 式を代入する
と、
Here, substituting equation (1) for E L in equation (4) gives:

【数9】 となる。(Equation 9) Becomes

【0027】この(5) 式から、半影ぼけδP は、プラズ
マと被露光物体との距離dには依存せず、X線源の標的
上のレーザ光強度Iと、X線への変換効率η(I) のみに
依存することがわかる。このため、本発明では標的(の
種類等)が定まった場合にレーザ光強度Iの変化により
半影ぼけδP が定まる事に着目した。
From the equation (5), the penumbra δ P does not depend on the distance d between the plasma and the object to be exposed, and depends on the laser light intensity I on the target of the X-ray source and the conversion into X-rays. It can be seen that it depends only on the efficiency η (I). Therefore, in the present invention, attention has been paid to the fact that when the target (type, etc.) is determined, the penumbra blur δ P is determined by a change in the laser beam intensity I.

【0028】一方、他の要因で決定される解像度限界と
して回折ぼけがあるが、議論を簡単にするためここであ
げている密着型露光において説明する。
On the other hand, there is diffraction blur as a resolution limit determined by other factors. However, in order to simplify the discussion, the contact type exposure described here will be described.

【0029】X線波長をλとすれば、回折ぼけδf は、Assuming that the X-ray wavelength is λ, the diffraction blur δ f is

【数10】 で与えられる。(Equation 10) Given by

【0030】このため、半影ぼけδP が回折ボケδf
等しくなるには、
Therefore, in order for penumbra blur δ P to be equal to diffraction blur δ f ,

【数11】 を満足する必要がある。[Equation 11] Needs to be satisfied.

【0031】従って、この(7) 式を満たす様な励起レー
ザ強度で標的上を照射することで解像度を損なうことな
く、最小のレーザエネルギーで露光することができるた
め、励起レーザ装置を小型化することが可能になる。
Therefore, by irradiating the target with the excitation laser intensity that satisfies the expression (7), the exposure can be performed with the minimum laser energy without deteriorating the resolution. It becomes possible.

【0032】もし、半影ぼけによって決まる解像度を、
回折ぼけによって決まる解像度より高くしたければ、
If the resolution determined by penumbra is
If you want higher resolution than determined by diffraction blur,

【0033】[0033]

【数12】 とすれば良い。(Equation 12) It is good.

【0034】上記(8) 式を満足すれば、装置全体の解像
度に与える半影ぼけの影響を回折ぼけによる影響より小
さくすることができる。また、半影ぼけによって決まる
解像度が常に回折によって決まる解像度よりも低い(つ
まり悪い)条件では、半影ぼけが最小となるレーザ強度
で照射することによって、半影及び回折ぼけによって決
まる全体の解像度を最高にすることができる。
If the above expression (8) is satisfied, the effect of penumbra blurring on the resolution of the entire apparatus can be made smaller than the effect of diffraction blurring. Also, under conditions where the resolution determined by penumbra is always lower (ie worse) than the resolution determined by diffraction, by irradiating with a laser intensity that minimizes penumbra, the overall resolution determined by penumbra and diffraction blur is reduced. Can be the best.

【0035】この最適な(全体の解像度を最高とする)
レーザ照射条件は、(5) 式で求まる半影ぼけ(δP )が
最小となる場合であり、これは(7) 式をレーザ強度Iに
ついて微分すれば良く、
This optimum (maximizing the overall resolution)
The laser irradiation condition is a case where the penumbra (δ P ) obtained by the equation (5) is minimized. This can be obtained by differentiating the equation (7) with respect to the laser intensity I.

【数13】 を満たすレーザ強度Iを求めれば良い。(Equation 13) What is necessary is just to find the laser intensity I satisfying the following.

【0036】そして、この(9) 式を満足するレーザ強度
Iで露光する事で、装置全体として最適な解像度が得ら
れる事となる。
Exposure at a laser intensity I that satisfies the expression (9) allows an optimum resolution to be obtained for the entire apparatus.

【0037】なお、実際には、Incidentally, actually,

【数14】 となるようなレーザ強度で良い。[Equation 14] The laser intensity may be such that

【0038】又、X線の光路中に被露光物体以外のX線
吸収物体又はX線吸収媒質が存在するならば、これらの
透過率をTとすると、(7) ,(8) 式は、各式の右辺をT
で割ったものとなる。以下、実施例を通じ本発明を更に
詳しく説明する。
If an X-ray absorbing object or an X-ray absorbing medium other than the object to be exposed exists in the X-ray optical path, letting the transmittance thereof be T, the following equations (7) and (8) are obtained. T on the right side of each equation
Divided by Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.

【0039】[0039]

【実施例】本発明の一実施例を密着転写型のレプリカを
得るX線顕微鏡に応用したものを図1に示す。この装置
では、パルスレーザ光1をレンズ2により集光し、標的
物体3上を照射する。そして、標的物体3上の集光点の
下に生物試料4を入れた試料室8を配置している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention applied to an X-ray microscope for obtaining a contact transfer type replica. In this apparatus, a pulse laser beam 1 is condensed by a lens 2 and is irradiated on a target object 3. Then, a sample chamber 8 in which the biological sample 4 is placed below the focal point on the target object 3 is arranged.

【0040】生物試料4は、レジスト5とX線透過膜6
との間に媒質(水など)とともに挟まれており、試料室
8内部はO−リング7により封止されている。
The biological sample 4 comprises a resist 5 and an X-ray transmitting film 6
, And a medium (such as water), and the inside of the sample chamber 8 is sealed with an O-ring 7.

【0041】また、この実施例では標的物体3の一例と
してイットリウムを用いている。このイットリウムの
“水の窓”領域のX線への変換効率に対するレーザ光強
度依存性を図3に示す。
In this embodiment, yttrium is used as an example of the target object 3. FIG. 3 shows the laser light intensity dependence of the conversion efficiency of the yttrium into the “water window” region to X-rays.

【0042】次に、この実施例において生物試料4とレ
ジスト5との距離を1μm、照射X線の平均的な波長λ
を、λ≒28Å(イットリウムから発生するX線のスペ
クトルのピーク波長)とすると、回折ぼけδf は、δf
≒0.05μmとなる。
Next, in this embodiment, the distance between the biological sample 4 and the resist 5 was 1 μm, and the average wavelength λ of the irradiated X-rays.
Is λ {28} (peak wavelength of the spectrum of the X-ray generated from yttrium), the diffraction blur δ f becomes δ f
≒ 0.05 μm.

【0043】試料室8の水の層の厚さを1μmとし、レ
ジスト5に1KJ/cm3 の露光をする場合に、前記
(5) 式で計算される半影ぼけδP のレーザ強度依存性を
図4に示す。なお、ここではX線への変換効率のレーザ
強度依存性(図3)を2次式で近似している。
When the thickness of the water layer in the sample chamber 8 is 1 μm and the resist 5 is exposed to 1 KJ / cm 3 ,
FIG. 4 shows the laser intensity dependence of penumbra blur δ P calculated by equation (5). Here, the dependence of the conversion efficiency to X-rays on the laser intensity (FIG. 3) is approximated by a quadratic equation.

【0044】この図4より明らかなように、まずレーザ
強度の上昇とともに、半影ぼけが減少する。そして、レ
ーザ強度が約5×1012w/cm2 となったところで、
回折ぼけδf と同程度となる。さらにレーザ強度を上げ
ていくと、半影ぼけは更に減少し、約5×1013w/c
2 で最小となる。
As is clear from FIG. 4, first, the penumbra decreases as the laser intensity increases. Then, when the laser intensity becomes about 5 × 10 12 w / cm 2 ,
The same degree as the diffraction blur [delta] f. When the laser intensity is further increased, penumbra is further reduced to about 5 × 10 13 w / c
smallest in m 2.

【0045】さらにレーザ強度を上げると半影ぼけは再
び増加しはじめる。これは、X線への変換効率η(I) が
レーザ強度Iの大きい所で急激に低下するためである。
When the laser intensity is further increased, the penumbra begins to increase again. This is because the conversion efficiency η (I) to X-rays sharply decreases at the place where the laser intensity I is large.

【0046】図4から、本実施例において半影ぼけδP
が、回折ぼけδf と同程度あるいはそれ以下となるレー
ザ強度は、約5×1012〜6×1013w/cm2 の範囲
となることがわかる。
FIG. 4 shows that the penumbra blur δ P in the present embodiment.
But comparable to the diffraction blur [delta] f or laser intensity becomes less it is understood that the range of approximately 5 × 10 12 ~6 × 10 13 w / cm 2.

【0047】したがって、このレーザ強度の範囲内でレ
ーザ光の照射を行った結果に生ずるX線を用いれば、解
像度が最適な状態で露光を行うことができるので、本実
施例にかかるX線顕微鏡では従来より精密なレプリカを
得ることが可能である。
Therefore, by using the X-rays generated as a result of irradiating the laser beam within the range of the laser intensity, the exposure can be performed in an optimal resolution state. It is possible to obtain a more accurate replica than before.

【0048】また、前述の様に本実施例においても半影
ぼけが、プラズマとレジストの距離に依存しない事か
ら、励起レーザ装置の小型化が可能となる利点もある。
即ち、上記の実施例で示した条件でレーザ強度〜5×1
12w/cm2 で、1KJ/cm3 の露光を、半影ぼけ
が0.05μmの状態で行なうことができるが、この
時、プラズマとレジストの距離が1.0cmではレーザ
エネルギーは約5J必要であるが、プラズマとレジスト
の距離を0.5cmとするとレーザエネルギーは約1J
ですむ。しかもこの場合、露光量も半影ぼけも1.0c
mの時と同じである。これらの関係を図5に示す。
Also, as described above, in this embodiment, penumbra does not depend on the distance between the plasma and the resist, so that there is an advantage that the excitation laser device can be downsized.
That is, under the conditions shown in the above embodiment, the laser intensity is about 5 × 1
At 12 w / cm 2 , 1 KJ / cm 3 exposure can be performed with a penumbra blur of 0.05 μm. At this time, when the distance between the plasma and the resist is 1.0 cm, the laser energy is about 5 J Necessary, if the distance between the plasma and the resist is 0.5 cm, the laser energy is about 1 J
No problem. Moreover, in this case, both the exposure amount and the penumbra are 1.0c.
Same as m. FIG. 5 shows these relationships.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来考慮していなかったレーザ光強度と半影ぼけとの影響
を考慮している為、最適な解像度の下でX線照射による
露光作業を行うことができる。
As described above, according to the present invention, since the effects of laser beam intensity and penumbra blur, which have not been taken into account in the past, are taken into account, exposure by X-ray irradiation under optimum resolution is performed. Work can be done.

【0050】更に、(8) ,(9) 式で与えられるレーザ光
強度で、標的物体を照射することにより、半影ぼけを最
小とするか、少なくとも回折ぼけと同程度又はそれ以下
にすることができ、各種の露光装置に応用すれば高分解
能のパターン転写等が行なえる。
Further, by irradiating the target object with the laser beam intensity given by the formulas (8) and (9), it is possible to minimize the penumbra, or to at least make it equal to or less than the diffraction blur. When applied to various types of exposure apparatuses, high-resolution pattern transfer and the like can be performed.

【0051】また、前述の様に半影ぼけがプラズマとレ
ジストの距離に依存しない事から、励起レーザ装置の小
型化が可能となる利点もある。
Further, as described above, since the penumbra does not depend on the distance between the plasma and the resist, there is an advantage that the size of the excitation laser device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を応用した密着型X線顕微鏡
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a contact X-ray microscope to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】X線露光における回折ぼけ、半影ぼけの状態を
示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state of diffraction blur and penumbra blur in X-ray exposure.

【図3】本発明の一実施例にかかるイットリウムにおけ
るレーザ光エネルギーから“水の窓”領域のX線への変
換効率を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a conversion efficiency of laser light energy to y-ray in a “water window” region in yttrium according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例にかかる半影ぼけとレーザ強
度との関係を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between penumbra and laser intensity according to one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例にかかるX線露光装置におい
て、1KJ/cm3 の露光を半影ぼけ0.05μmで行
なうのに必要なレーザエネルギーとプラズマ−レジスト
間の距離の関係を示す線図である。
FIG. 5 shows the relationship between laser energy and plasma-resist distance required to perform 1 KJ / cm 3 exposure at 0.05 μm penumbra in the X-ray exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルスレーザ光 2 レンズ 3 標的物体 4 試料 5 レジスト付基板 6 X線透過膜付基板 7 0−リング 8 試料室 9 X線 10 窓 11 真空容器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse laser beam 2 Lens 3 Target object 4 Sample 5 Substrate with resist 6 Substrate with X-ray transmissive film 7 0-ring 8 Sample chamber 9 X-ray 10 Window 11 Vacuum container

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−100310(JP,A) 特開 平2−100297(JP,A) 特開 昭63−219125(JP,A) 特開 平2−109299(JP,A) 1990年秋季第51回応用物理学会学術講 演会予稿集 第2分冊 第499頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 503 H05G 1/02 H05H 1/30 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-100310 (JP, A) JP-A-2-100297 (JP, A) JP-A-63-219125 (JP, A) JP-A-2-100 109299 (JP, A) Abstracts of the 51st Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Fall 1990 1990 Volume 2 499 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20 503 H05G 1/02 H05H 1/30 JICST file (JOIS)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 パルスレーザ光を標的物体上に集光さ
せてX線を発生させるパルスレーザ励起プラズマX線源
を用い、該X線源からのX線照射により被露光物体の透
過X線パターンを被転写面上に形成するX線露光装置に
おいて、 該X線源が有限の大きさを持つために生じる被転写面上
での被露光物体の像の半影ぼけが回折ぼけで制限される
分解能と同程度に大きくなるまで該X線源の大きさを大
きくしたレーザ光照射強度で前記標的物体を励起させる
ことを特徴とするX線露光装置。
1. A transmission X-ray pattern of an object to be exposed by irradiating X-rays from a pulsed laser-excited plasma X-ray source for generating X-rays by converging a pulsed laser beam onto a target object. X-ray exposure apparatus for forming an image on a surface to be transferred, wherein a semi-shadow blur of an image of the object to be exposed on the surface to be transferred due to the finite size of the X-ray source is limited by diffraction blur. Increase the size of the X-ray source until it is as large as the resolution.
X-ray exposure apparatus characterized by exciting the target object by listening to the laser light irradiation intensity.
【請求項2】 密着型露光の場合に必要なX線エネル
ギー密度をP[J/cm]、X線の波長をλ(スペ
クトル幅が広い場合はその代表値)、X線の波長λに対
するレジストの吸収係数をα[cm−1〕、被露光物体
と被転写面との距離をh、励起レーザパルス時間幅をτ
P、励起レーザ光から露光X線の波長又は波長域のX線
への立体角あたりのエネルギー変換効率をη(I)、勃
起レーザ強度をI[w/cm]とするとき、 【数1】 となる様な条件を満足するレーザ光照射強度で前記標的
物体を励起することを特徴とするX線露光装置。
2. An X-ray energy density required for contact-type exposure is P E [J / cm 3 ], an X-ray wavelength is λ (a typical value when the spectrum width is wide), and an X-ray wavelength λ is used. Is the absorption coefficient of the resist to α [cm −1 ], the distance between the object to be exposed and the surface to be transferred is h, and the excitation laser pulse time width is τ.
P , when the energy conversion efficiency per solid angle from the excitation laser beam to the wavelength of the exposure X-ray or X-ray in the wavelength range per solid angle is η (I), and the erection laser intensity is I [w / cm 2 ], ] An X-ray exposure apparatus, wherein the target object is excited with a laser beam irradiation intensity satisfying the following condition.
【請求項3】 密着型露光において、被転写面上での
被露光物体の像の半影ぼけがその他の要因で制限される
分解能以下にならない場合に、励起レーザパルス時間幅
をτP、励起レーザ光から露光X線の波長又は波長域の
X線への立体角あたりのエネルギー変換効率をη
(I)、勃起レーザ強度をI[w/cm ]とすると
き、 【数2】 を満足するレーザ光照射強度で前記標的物体を励起する
ことを特徴とするX線露光装置
3. In a contact type exposure, when a penumbra of an image of an object to be exposed on a surface to be transferred does not fall below a resolution limited by other factors, an excitation laser pulse time width is set.
ΤP, the wavelength or wavelength range of the exposure X-ray from the excitation laser beam.
The energy conversion efficiency per solid angle to X-ray is η
(I) If the erection laser intensity is I [w / cm 2 ]
, (Equation 2) An X-ray exposure apparatus that excites the target object with a laser beam irradiation intensity that satisfies the following.
【請求項4】 前記被露光物体として集積回路のマス
クパターンを用いることを特徴とする請求項2又は3記
載のX線露光装置。
4. The method according to claim 2, wherein a mask pattern of an integrated circuit is used as the object to be exposed.
X-ray exposure apparatus of the mounting.
【請求項5】 前記被露光物体として生物試料を用
い、該生物試料の転写像をレジスト面上に形成すること
を特徴とする請求項2又は3記載のX線露光装置。
5. A method of using a biological sample as the object to be exposed, and forming a transferred image of the biological sample on a resist surface.
The X-ray exposure apparatus according to claim 2 or 3, wherein:
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1990年秋季第51回応用物理学会学術講演会予稿集 第2分冊 第499頁

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