JP3927672B2 - シンクロトロン放射光を利用する光学装置、該光学装置を用いたｘ線顕微鏡及びｘ線露光装置 - Google Patents
シンクロトロン放射光を利用する光学装置、該光学装置を用いたｘ線顕微鏡及びｘ線露光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3927672B2 JP3927672B2 JP00337598A JP337598A JP3927672B2 JP 3927672 B2 JP3927672 B2 JP 3927672B2 JP 00337598 A JP00337598 A JP 00337598A JP 337598 A JP337598 A JP 337598A JP 3927672 B2 JP3927672 B2 JP 3927672B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray beam
- ray
- light source
- slit
- optical device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 0 CC1=*C=CC1=C Chemical compound CC1=*C=CC1=C 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンクロトロン放射光を光源とする光学装置、該光学装置を用いたＸ線顕微鏡及びＸ線露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシンクロトロン放射光光源を用いた光学装置の一例として、図１３に示すようなＸ線顕微鏡が挙げられる。従来のＸ線顕微鏡は、シンクロトロン放射光光源９３より放射されるＸ線ビーム９４を集光鏡９５により試料９７に対して集光させ、その後試料９７を透過したＸ線ビーム９４を拡大投影光学系であるシュワルツシルト投影光学系９８を用いてＸ線検出器９９に照射し結像させることで試料９７を観測する。
【０００３】
シンクロトロン放射光光源９３は、高いエネルギに加速された電子ビームが、偏向電磁石による磁場の中で、円軌道を描く電子軌道９１からの放射を利用した光源である。高速で加速度運動する電子は電磁波を放射するが、そのエネルギは電子の進行方向に鋭く集中する。従って円軌道を描く電子軌道９１からは軌道面に集中したシート状の指向性を持った電磁波が放射される。また電子軌道面内の一点から観測した場合、電子軌道９１の接線が観測点を通過するような箇所から電磁波であるＸ線ビーム９４が放射されるようにみえ、観測点からみたこの電磁波の放射点を発光点９２と呼ぶ。
【０００４】
回転楕円面形状を有する集光鏡９５の第１の焦点は、上記発光点９２に一致し、かつ第１の焦点位置の電子軌道の接線が集光鏡９５の反射面の中心と交わるように設置されており、さらに第２の焦点位置に、観察される試料９７が配置される。
【０００５】
電子ビームから放射された電磁波、すなわちＸ線ビーム９４は集光鏡９５で反射され、試料９７の位置に集光、透過し、シュワルツシルト投影光学系９８によってＸ線検出器９９上に結像される。シュワルツシルト投影光学系９８は多層膜が形成された２枚の反射鏡によって構成される拡大投影光学系である。また、Ｘ線検出器９９としては、Ｘ線フィルム、ＣＣＤ、イメージングプレートなどの撮像型のセンサが用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来の光学装置は、図１４に示すように、電子ビーム加速エネルギの変動や、偏向電磁石の磁場の方向と強度の変動、などによって電子軌道９１の位置が変動することがある。また、通常、シンクロトロン放射光光源９３と試料観測部１０１とは数メートル以上離れており、装置を設置する建物の温度変動などによって、両者の相対的な位置が変動することがある。これらにより、集光鏡９５の第１の焦点が正規の電子軌道９１ａからずれた電子軌道９１ｂへと移動することで発光点９２がずれ、よってずれた電子軌道９１ｂから放射されたＸ線ビーム９４も試料９７の位置よりずれる。このため、試料９７を照射するＸ線ビーム９４の強度が低下して試料９７の高精度な観察が行えなくなるという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明はシンクロトロン放射光光源の発光点と光学装置との相対的な位置変動が生じても、照射部において常に高い強度、あるいは均一な強度のＸ線ビームが得られるシンクロトロン放射光を利用する光学装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光学装置は、光源から放射されたＸ線ビームを被照射物に導く光学装置において、前記光源から放射された前記Ｘ線ビームが入射する位置に配置され、中央に穴が設けられた集光鏡と、前記集光鏡の前記穴を通過した前記Ｘ線ビームを受けて、その入射角を検出する検出手段と、前記集光鏡により集光された前記Ｘ線ビームが入射するシュワルツシルト投影光学系と、前記検出手段での検出結果に基づいて前記入射角を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記の通り構成された本発明の光学装置では、光源から放射されたシンクロトロン放射光は検出手段に入射され、入射角が検出される。そして、検出手段での検出結果に基づいて、補正手段は被照射物に照射されるシンクロトロン放射光の強度が最大となるように、検出手段への入射角を補正する。これにより、被照射物に照射されるシンクロトロン放射光の強度は最大となるものである。
【００１０】
検出手段としては、シンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられたスリット板と、スリットを通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された少なくとも１次元の位置検出機能を有する光センサとを有するものであってもよい。
【００１１】
または、シンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられたスリット板と、スリットを通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された２分割の光センサとで構成されるものであってもよい。
【００１２】
あるいは、シンクロトロン放射光が進行する方向に間隔をおいて配置され、それぞれシンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられた２枚のスリット板と、スリット板を通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第1の光センサと、スリット板を通過せずにシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第２の光センサとで構成されるものであってもよい。
【００１３】
この他、シンクロトロン放射光が進行する方向に間隔をおいて配置され、それぞれシンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられた２枚のすだれコリメータと、すだれコリメータを通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第１の光センサとスリット板を通過せずにシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第２の光センサとで構成される場合もある。
【００１４】
また、補正手段は、前記集光鏡、前記検出手段および前記シュワルツシルト投影光学系が設置された定盤を駆動させる駆動機構とを有するものであってもよい。
【００１５】
あるいは、補正手段は、前記光源から放射された前記Ｘ線ビームの進行方向を変える反射鏡を駆動させる駆動機構とを有するものであってもよい。または、補正手段は、前記光源の電子軌道を移動させる電磁石とを有するものであってもよい。
【００１６】
本発明のＸ線顕微鏡は、Ｘ線ビームを試料に照射し、前記試料を透過した前記Ｘ線ビームを検出することで前記試料を観察するＸ線顕微鏡であって、前記Ｘ線ビームを放射する光源と、上記本発明のいずれか１つの光学装置と、前記試料を透過した前記Ｘ線ビームを検出する第２の検出手段とを有する。
【００１７】
また本発明のＸ線露光装置は、シンクロトロン放射光をマスクに照射し、前記マスクのパターンをウエハに転写するＸ線露光装置であって、
前記シンクロトロン放射光を放射する光源と、
上記本発明のいずれか１つの光学装置とを有するＸ線露光装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図である。
【００２０】
シンクロトロン放射光光源３は、加速された電子ビームが偏向電磁石による磁場の中を電子軌道１のように円軌道を描きながら進む時、電子ビームの進行方向にＸ線を含む電磁波を放射し、また電子ビームは円軌道を描いているので、円軌道の軌道面に一致したシート状のＸ線ビーム４を放射するものである。
【００２１】
シンクロトロン放射光光源３より放射されたＸ線ビーム４は、集光鏡５で試料７に集光され、その後試料７を透過したＸ線ビーム４を拡大投影光学系であるシュワルツシルト投影光学系８によりＸ線検出器９に照射される。これら集光鏡５、試料７、シュワルツシルト投影光学系８及びＸ線検出器９は、定盤１３の上に設置されている。定盤１３は、ステージ駆動機構１２により駆動されるステージ１１上に設置されており、ステージ１１が駆動されることにより定盤１３が駆動される。集光鏡５は回転楕円面形状をしており、集光鏡５の第１の焦点が電子軌道１上に位置し、かつ第１の焦点位置の電子軌道１の接線が集光鏡５の反射面の中心に交わるように設置されていて、さらに第２の焦点位置に観察対象となる試料７が位置する。
【００２２】
シンクロトロン放射光光源３から放射されたＸ線ビーム４は集光鏡５で反射され、試料７の位置に集光し、試料７を透過した後、多層膜で形成された２枚の反射鏡で構成されるシュワルツシルト投影光学系８によりＸ線検出器９に結像する。Ｘ線検出器９には、Ｘ線フィルム、ＣＣＤ、イメージングプレートなどの撮像型の検出器が用いられる。
【００２３】
集光鏡５の中央には穴が開けてあり、ここを通過したＸ線ビーム４が入射される位置には、入射するＸ線ビームの入射角を検出するＸ線角度検出器６が配置されている。さらに本実施形態のＸ線顕微鏡にはＸ線角度検出器６での検出結果に基づいて、ステージ駆動機構１２を制御するための信号を出力する角度ずれ演算回路１０が設けられている。
【００２４】
以下に、Ｘ線角度検出器６について説明する。
【００２５】
Ｘ線角度検出器６は図２に示すようなスリット板１４と、１次元位置検出型Ｘ線検出器１６とにより構成されている。スリット板１４には幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍのスリット１５を有する厚さ０．１ｍｍの銅板を、また１次元位置検出型Ｘ線検出器１６は抵抗分割型の１次元位置検出型フォトダイオード、いわゆるＰＳＤを用いる。フォトダイオードの照射損傷を回避するため、フォトダイオードの入射面には厚さ５０μｍ程度のニッケル箔がフィルタとして設けており、フォトダイオードに入射するＸ線強度を減じている。本実施形態では、スリット板１４と１次元位置検出型Ｘ線検出器１６との距離を２００ｍｍとし、スリット板１４におけるスリット１５の長手方向がシンクロトン電子軌道面に直交するように設置し、また１次元位置検出型Ｘ線検出器１６は、その位置検出軸がシンクロトン電子軌道面上に一致するよう設置している。
【００２６】
シンクロトロン放射光光源３から放射されたＸ線ビーム４はスリット１５を通過し、１次元位置検出型Ｘ線検出器１６に入射する。１次元位置検出型Ｘ線検出器１６からはこの入射位置に応じた２つの信号が出力される。この２つの信号の強度比を求めれば、Ｘ線ビーム４の入射位置が分かる。即ち、２つの信号をそれぞれ出力Ｓ1、出力Ｓ2とすると、ｘ＝ｋ（Ｓ1―Ｓ2）／（Ｓ1＋Ｓ2）により、Ｘ線ビームの入射位置ｘが求まる。ここでｋは校正係数で、例えば１ｍｍ程度の値となる。
【００２７】
このＸ線角度検出器６に入射するＸ線ビーム４の角度が、例えば１ｍｒａｄ変動した場合、Ｘ線ビーム４が１次元位置検出型Ｘ線検出器１６に入射する位置が０．２ｍｍ変動する。この時（Ｓ1―Ｓ2）／（Ｓ1＋Ｓ2）は０．２変動する。すなわち、（Ｓ1―Ｓ2）／（Ｓ1＋Ｓ2）が０．２変動した場合、Ｘ線ビーム４の角度の変動は１ｍｒａｄということであり、この関係よりＸ線ビーム４の角度を容易に把握できる。
【００２８】
またＸ線角度検出器６を図３のような、スリット板１４と２分割型Ｘ線検出器１７で構成することも可能である。スリット１５を通過したＸ線ビーム４は２分割型Ｘ線検出器１７上の２つの領域に照射され、入射位置に応じた２つの出力Ｓ1、出力Ｓ2が出力される。この２つの信号比を求めれば、２分割型Ｘ線検出器１７上へのＸ線ビーム４の入射位置がわかる。従って、上述したスリット板１４と１次元位置検出型Ｘ線検出器１６の組み合わせによる手順と同様にＸ線ビーム４の角度の変動を容易に検出できる。なお、図４にスリット板１４と２分割型Ｘ線検出器１７で構成するＸ線角度検出器６からの出力Ｓ1、出力Ｓ2による出力の信号比を示す。
【００２９】
次に本実施形態における、角度補正の方法に関して説明する。本実施形態では、集光鏡５、Ｘ線角度検出器６、試料７、シュワルツシルト投影光学系８及びＸ線検出器９は定盤１３の上に設置されているため、ステージ１１のステージ駆動機構１２により定盤１３を駆動することで、角度の補正が行われる。すなわち、まずＸ線ビーム４の強度が最大となる角度でのＸ線角度検出器６の出力を角度ずれ演算回路１０に記憶させる。試料観察時には、Ｘ線角度検出器６の出力が、先ほど記憶しておいたＸ線ビーム４の強度が最大時のＸ線角度検出器６の出力と同じ値となるように定盤１３を移動させ、角度を補正する。この状態を保持することで、試料７に照射されるＸ線ビーム４の強度は常に最大値を保つこととなる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に図５に第２の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図を示す。
【００３１】
本実施形態の場合もＸ線ビーム３４の放射方式は第１の実施形態と同様にシンクロトロン放射光光源３３の発光点３２から放射される。シンクロトロン放射光光源３３から放射されたＸ線ビーム３４は、まず平面鏡駆動機構５１により移動可能に設けられた平面鏡５０で反射された後、さらに集光鏡３５で反射され、試料３７に集光する。集光鏡３５の横にはＸ線角度検出器３６が設けられており、これによりＸ線ビーム３４の角度が検出される。Ｘ線角度検出器３６としては図６に示すような２枚のスリット板（光源側スリット板４４ａ、Ｘ線検出器側スリット板４４ｂ）と２つのシンチレーション型Ｘ線検出器５２を用いる。光源側スリット板４４ａ、Ｘ線検出器側スリット板４４ｂにはそれぞれ幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍのスリット４５を有する厚さ０．２ｍｍのステンレス板を用いることとする。光源側スリット板４４ａとＸ線検出器側スリット板４４ｂはＸ線ビーム３４ａの進行方向に間隔をおいて設置され、両者の間隔は１００ｍｍとする。また光源側スリット板４４ａ及びＸ線検出器側スリット板４４ｂのスリット４５はそれぞれ長手方向がシンクロトロンの電子軌道面に対して直交する方向に開口されている。さらにＸ線検出器側スリット板４４ｂのスリット４５は、光源側スリット板４４ａのスリット４５に対して、シンクロトロン電子軌道面内でＸ線ビーム３４の進行方向に直交する方向に０．５ｍｍオフセットして設置されている。２つのシンチレーション型Ｘ線検出器５２のうち、１つはＸ線検出器側スリット板４４ｂの直後に設置され、またもう１つは光源側スリット板４４ａ及びＸ線検出器側スリット板４４ｂに遮られないでＸ線ビーム３４ｂを受ける位置に配置される。
【００３２】
シンクロトロン放射光光源３３から放射されたＸ線ビーム３４ａはまず光源側スリット板４４ａを通過し、さらにＸ線検出器側スリット板４４ｂを通過し、Ｘ線検出器側スリット板４４ｂの直後に配置されるシンチレーション型Ｘ線検出器５２に入射する。このとき、入射量に比例した信号Ｓ1を出力する。シンチレーション型Ｘ線検出器５２に入射するＸ線ビーム３４ａの量は、シンクロトロン放射光光源３３の強度が一定ならば、シンクロトロン放射光光源３３から放射されたＸ線ビーム３４ａの角度の関数である。光源側スリット板４４ａ及びＸ線検出器側スリット板４４ｂに遮られないでＸ線ビーム３４ｂを受ける位置に配置されるシンチレーション型Ｘ線検出器５２の出力信号Ｓ2はシンクロトロン放射光光源３３の強度に比例するので、図７に示すようにＳ1／Ｓ2はＸ線ビーム３４（Ｘ線ビーム３４ａ、Ｘ線ビーム３４ｂ）の角度の関数となる。
【００３３】
本実施形態では幅１ｍｍの光源側スリット板４４ａとＸ線検出器側スリット板４４ｂとの距離が１００ｍｍなので、例えばＸ線ビーム３４の角度が１ｍｒａｄ変動した場合、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動する。すなわち、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動した場合、Ｘ線ビーム３４の角度の変動は１ｍｒａｄということになり、この関係より角度を容易に把握できる。
【００３４】
次に本実施形態における、角度補正の方法に関して説明する。本実施形態では、平面鏡５０には平面鏡駆動機構５１が備わっており、平面鏡５０を駆動することで角度の補正が行われる。すなわち、まずＸ線ビーム３４の強度が最大となる角度でのＸ線角度検出器３６の出力を角度ずれ演算回路４０に記憶させる。試料観察時には、Ｘ線角度検出器３６の出力が、先ほど記憶しておいたＸ線ビーム３４の強度が最大時のＸ線角度検出器３６の出力と同じ値となるように平面鏡５０を駆動させ、これにより角度を補正する。この状態を保持することで、試料３７に照射されるＸ線ビーム３４の強度は常に最大値を保つこととなる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図８（ａ）に第３の実施形態であるＸ線露光装置の平面図を、図８（ｂ）には側面図をそれぞれ示す。
【００３６】
本実施形態の場合もＸ線ビーム６４の放射方式は第１の実施形態と同様にシンクロトロン放射光光源６３から放射される。シンクロトロン放射光光源６３から放射されたＸ線ビーム６４はまずトロイダルミラー８３で反射された後、さらにシリンドリカルミラー８４で反射され、ベリリウム窓８５を通過し、マスク８６の回路パターンをウエハ８７に露光することとなる。トロイダルミラー８３の横にはＸ線角度検出器６６が設けてあり、Ｘ線ビーム６４の角度が検出される。Ｘ線角度検出器６６には図９に示すような２枚のコリメータ（光源側すだれコリメータ７４ａ、Ｘ線側すだれコリメータ７３ｂ）と２つの電離箱型Ｘ線検出器９０を用いる。本実施形態では、光源側すだれコリメータ７４ａ及びＸ線側すだれコリメータ７３ｂには、それぞれ４ｍｍピッチで幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍの複数のスリット７５を有する厚さ０．１ｍｍのステンレス板を用いる。光源側すだれコリメータ７４ａとＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂはＸ線ビーム６４ａの進行方向に設置され、両者の間隔は５００ｍｍとする。また光源側すだれコリメータ７４ａ及びＸ線側すだれコリメータ７３ｂのスリット７５は長手方向がシンクロトロン電子軌道面に対して直交する方向に設置される。さらにＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂのスリットは光源側すだれコリメータ７４ａに対して、シンクロトロン電子軌道面内でＸ線ビーム６４ａに直交する方向に１ｍｍオフセットして設置されている。2つの電離箱型Ｘ線検出器９０のうち、１つはＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの直後に設置され、またもう１つはすだれコリメータに遮られないでＸ線ビーム６４ｂを受ける位置に配置される。
【００３７】
シンクロトロン放射光光源６３から放射されたＸ線ビーム６４ａはまず光源側すだれコリメータ７４ａを通過し、さらにＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂを通過し、Ｘ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの直後に設置された電離箱型Ｘ線検出器９０に入射する。このとき、入射量に比例した信号Ｓ1を出力する。Ｘ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの直後に設置された電離箱型Ｘ線検出器９０に入射するＸ線ビーム６４ａの量はシンクロトロン放射光光源６３の強度が一定ならば、シンクロトロン放射光光源６３から放射されたＸ線ビーム６４ａの角度の関数である。光源側すだれコリメータ７４ａ及びＸ線側すだれコリメータ７３ｂを通過しないＸ線ビーム６４ｂを受ける位置に配置される電離箱型Ｘ線検出器９０の出力信号Ｓ2はシンクロトロン放射光光源６３の強度に比例するので、図１０に示すようにＳ1／Ｓ2はＸ線ビームの角度の関数となる。
【００３８】
本実施形態では幅２ｍｍの光源側スリット板４４ａとＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの距離が５００ｍｍなので、例えばＸ線ビーム６４の角度が１ｍｒａｄ変動した場合、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動する。すなわち、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動した場合、Ｘ線ビーム６４の角度の変動は１ｍｒａｄということになり、この関係より角度を容易に把握できる。
【００３９】
次に本実施形態における、角度補正の方法に関して説明する。本実施形態では、シンクロトロン放射光光源６３の電子軌道６１を動かすことでＸ線ビーム６４の角度の補正を行う。すなわち、照明光学系であるシンクロトロン放射光光源６３の電子軌道６１を電子軌道補正電磁石８８により動かし、まず試し露光を行い、露光強度がウエハ８７の露光領域内で均一かつ高い値を示す配置を求め、この時のＸ線角度検出器６６の出力を位置ずれ演算回路８９に記憶させる。露光時には、Ｘ線角度検出器６６の出力が、試し露光時に記憶した値と同じ値となるように、電子軌道補正電磁石８８の励磁力を調整し、電子軌道６１の位置を補正する。
【００４０】
以上、第１の実施形態から第３の実施形態まで、Ｘ線ビームの入射角の検出手段及び補正手段に関して述べたが、これらの手段は上述した以外の、どのような組み合わせでもよい。また、その組み合わせはＸ線顕微鏡あるいはＸ線露光装置のいずれにも利用可能な手段である。
【００４１】
次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデバイス製造方法の実施形態を説明する。図１１は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶緑膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置または露光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数ショット領域に並べて焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シンクロトロン放射光光源から放射されるＸ線ビームの角度を検出し、角度補正を行うことで、常に高い強度のＸ線ビームを得ることが可能となり、これによりＸ線顕微鏡においては試料の高精度な観測を可能とし、またＸ線露光装置においてはウエハに常に高精度なパターン転写が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図である。
【図２】図１に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の一例の構成を示す。
【図３】図１に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の他の例の構成を示す図である。
【図４】図３に示した構成によるＸ線角度検出器の出力を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図である。
【図６】図５に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の一例の構成を示す図である。
【図７】図６に示した構成によるＸ線角度検出器の出力を示すグラフである。
【図８】第３の実施形態であるＸ線露光装置の概略構成図である。
【図９】図８に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の一例の構成を示す図である。
【図１０】図９に示した構成によるＸ線角度検出器の出力を示すグラフである。
【図１１】微小デバイスの製造のフローを説明する図である。
【図１２】ウエハプロセスの詳細なフローを説明する図である。
【図１３】従来のシンクロトロン放射光光源を用いたＸ線顕微鏡を説明する図である。
【図１４】従来のシンクロトロン放射光光源を用いたＸ線顕微鏡における問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１、３１、６１、９１ 電子軌道
２、３２、６２、９２ 発光点
３、３３、６３、９３ シンクロトロン放射光光源
４、３４、３４ａ、３４ｂ、６４、６４ａ、６４ｂ、９４ Ｘ線ビーム
５、３５、９５ 集光鏡
６、３６、６６、９６ Ｘ線角度検出器
７、３７、９７ 試料
８、３８、９８ シュワルツシルト投影光学系
９、３９、９９ Ｘ線検出器
１０、４０ 角度ずれ演算回路
１１ ステージ
１２ ステージ駆動機構
１３ 定盤
１４ スリット板
１５、４５、７５ スリット
１６ 1次元位置検出型Ｘ線検出器
１７ ２分割型Ｘ線検出器
４４ａ 光源側スリット板
４４ｂ Ｘ線検出器側スリット板
５０ 平面鏡
５１ 平面鏡駆動機構
５２ シンチレーション型Ｘ線検出器
７４ａ 光源側すだれコリメータ
７４ｂ Ｘ線検出器側すだれコリメータ
８３ トロイダルミラー
８４ シリンドリカルミラー
８５ ベリリウム窓
８６ マスク
８７ ウエハ
８８ 電子軌道補正電磁石
８９ 位置ずれ演算回路
９０ 電離箱型Ｘ線検出器
９１ａ 正規の電子軌道
９１ｂ ずれた電子軌道
１０１ 試料観測部
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンクロトロン放射光を光源とする光学装置、該光学装置を用いたＸ線顕微鏡及びＸ線露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシンクロトロン放射光光源を用いた光学装置の一例として、図１３に示すようなＸ線顕微鏡が挙げられる。従来のＸ線顕微鏡は、シンクロトロン放射光光源９３より放射されるＸ線ビーム９４を集光鏡９５により試料９７に対して集光させ、その後試料９７を透過したＸ線ビーム９４を拡大投影光学系であるシュワルツシルト投影光学系９８を用いてＸ線検出器９９に照射し結像させることで試料９７を観測する。
【０００３】
シンクロトロン放射光光源９３は、高いエネルギに加速された電子ビームが、偏向電磁石による磁場の中で、円軌道を描く電子軌道９１からの放射を利用した光源である。高速で加速度運動する電子は電磁波を放射するが、そのエネルギは電子の進行方向に鋭く集中する。従って円軌道を描く電子軌道９１からは軌道面に集中したシート状の指向性を持った電磁波が放射される。また電子軌道面内の一点から観測した場合、電子軌道９１の接線が観測点を通過するような箇所から電磁波であるＸ線ビーム９４が放射されるようにみえ、観測点からみたこの電磁波の放射点を発光点９２と呼ぶ。
【０００４】
回転楕円面形状を有する集光鏡９５の第１の焦点は、上記発光点９２に一致し、かつ第１の焦点位置の電子軌道の接線が集光鏡９５の反射面の中心と交わるように設置されており、さらに第２の焦点位置に、観察される試料９７が配置される。
【０００５】
電子ビームから放射された電磁波、すなわちＸ線ビーム９４は集光鏡９５で反射され、試料９７の位置に集光、透過し、シュワルツシルト投影光学系９８によってＸ線検出器９９上に結像される。シュワルツシルト投影光学系９８は多層膜が形成された２枚の反射鏡によって構成される拡大投影光学系である。また、Ｘ線検出器９９としては、Ｘ線フィルム、ＣＣＤ、イメージングプレートなどの撮像型のセンサが用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来の光学装置は、図１４に示すように、電子ビーム加速エネルギの変動や、偏向電磁石の磁場の方向と強度の変動、などによって電子軌道９１の位置が変動することがある。また、通常、シンクロトロン放射光光源９３と試料観測部１０１とは数メートル以上離れており、装置を設置する建物の温度変動などによって、両者の相対的な位置が変動することがある。これらにより、集光鏡９５の第１の焦点が正規の電子軌道９１ａからずれた電子軌道９１ｂへと移動することで発光点９２がずれ、よってずれた電子軌道９１ｂから放射されたＸ線ビーム９４も試料９７の位置よりずれる。このため、試料９７を照射するＸ線ビーム９４の強度が低下して試料９７の高精度な観察が行えなくなるという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明はシンクロトロン放射光光源の発光点と光学装置との相対的な位置変動が生じても、照射部において常に高い強度、あるいは均一な強度のＸ線ビームが得られるシンクロトロン放射光を利用する光学装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光学装置は、光源から放射されたＸ線ビームを被照射物に導く光学装置において、前記光源から放射された前記Ｘ線ビームが入射する位置に配置され、中央に穴が設けられた集光鏡と、前記集光鏡の前記穴を通過した前記Ｘ線ビームを受けて、その入射角を検出する検出手段と、前記集光鏡により集光された前記Ｘ線ビームが入射するシュワルツシルト投影光学系と、前記検出手段での検出結果に基づいて前記入射角を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記の通り構成された本発明の光学装置では、光源から放射されたシンクロトロン放射光は検出手段に入射され、入射角が検出される。そして、検出手段での検出結果に基づいて、補正手段は被照射物に照射されるシンクロトロン放射光の強度が最大となるように、検出手段への入射角を補正する。これにより、被照射物に照射されるシンクロトロン放射光の強度は最大となるものである。
【００１０】
検出手段としては、シンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられたスリット板と、スリットを通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された少なくとも１次元の位置検出機能を有する光センサとを有するものであってもよい。
【００１１】
または、シンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられたスリット板と、スリットを通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された２分割の光センサとで構成されるものであってもよい。
【００１２】
あるいは、シンクロトロン放射光が進行する方向に間隔をおいて配置され、それぞれシンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられた２枚のスリット板と、スリット板を通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第1の光センサと、スリット板を通過せずにシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第２の光センサとで構成されるものであってもよい。
【００１３】
この他、シンクロトロン放射光が進行する方向に間隔をおいて配置され、それぞれシンクロトロン放射光が通過するスリットが設けられた２枚のすだれコリメータと、すだれコリメータを通過したシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第１の光センサとスリット板を通過せずにシンクロトロン放射光が照射する位置に配置された第２の光センサとで構成される場合もある。
【００１４】
また、補正手段は、前記集光鏡、前記検出手段および前記シュワルツシルト投影光学系が設置された定盤を駆動させる駆動機構とを有するものであってもよい。
【００１５】
あるいは、補正手段は、前記光源から放射された前記Ｘ線ビームの進行方向を変える反射鏡を駆動させる駆動機構とを有するものであってもよい。または、補正手段は、前記光源の電子軌道を移動させる電磁石とを有するものであってもよい。
【００１６】
本発明のＸ線顕微鏡は、Ｘ線ビームを試料に照射し、前記試料を透過した前記Ｘ線ビームを検出することで前記試料を観察するＸ線顕微鏡であって、前記Ｘ線ビームを放射する光源と、上記本発明のいずれか１つの光学装置と、前記試料を透過した前記Ｘ線ビームを検出する第２の検出手段とを有する。
【００１７】
また本発明のＸ線露光装置は、シンクロトロン放射光をマスクに照射し、前記マスクのパターンをウエハに転写するＸ線露光装置であって、
前記シンクロトロン放射光を放射する光源と、
上記本発明のいずれか１つの光学装置とを有するＸ線露光装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図である。
【００２０】
シンクロトロン放射光光源３は、加速された電子ビームが偏向電磁石による磁場の中を電子軌道１のように円軌道を描きながら進む時、電子ビームの進行方向にＸ線を含む電磁波を放射し、また電子ビームは円軌道を描いているので、円軌道の軌道面に一致したシート状のＸ線ビーム４を放射するものである。
【００２１】
シンクロトロン放射光光源３より放射されたＸ線ビーム４は、集光鏡５で試料７に集光され、その後試料７を透過したＸ線ビーム４を拡大投影光学系であるシュワルツシルト投影光学系８によりＸ線検出器９に照射される。これら集光鏡５、試料７、シュワルツシルト投影光学系８及びＸ線検出器９は、定盤１３の上に設置されている。定盤１３は、ステージ駆動機構１２により駆動されるステージ１１上に設置されており、ステージ１１が駆動されることにより定盤１３が駆動される。集光鏡５は回転楕円面形状をしており、集光鏡５の第１の焦点が電子軌道１上に位置し、かつ第１の焦点位置の電子軌道１の接線が集光鏡５の反射面の中心に交わるように設置されていて、さらに第２の焦点位置に観察対象となる試料７が位置する。
【００２２】
シンクロトロン放射光光源３から放射されたＸ線ビーム４は集光鏡５で反射され、試料７の位置に集光し、試料７を透過した後、多層膜で形成された２枚の反射鏡で構成されるシュワルツシルト投影光学系８によりＸ線検出器９に結像する。Ｘ線検出器９には、Ｘ線フィルム、ＣＣＤ、イメージングプレートなどの撮像型の検出器が用いられる。
【００２３】
集光鏡５の中央には穴が開けてあり、ここを通過したＸ線ビーム４が入射される位置には、入射するＸ線ビームの入射角を検出するＸ線角度検出器６が配置されている。さらに本実施形態のＸ線顕微鏡にはＸ線角度検出器６での検出結果に基づいて、ステージ駆動機構１２を制御するための信号を出力する角度ずれ演算回路１０が設けられている。
【００２４】
以下に、Ｘ線角度検出器６について説明する。
【００２５】
Ｘ線角度検出器６は図２に示すようなスリット板１４と、１次元位置検出型Ｘ線検出器１６とにより構成されている。スリット板１４には幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍのスリット１５を有する厚さ０．１ｍｍの銅板を、また１次元位置検出型Ｘ線検出器１６は抵抗分割型の１次元位置検出型フォトダイオード、いわゆるＰＳＤを用いる。フォトダイオードの照射損傷を回避するため、フォトダイオードの入射面には厚さ５０μｍ程度のニッケル箔がフィルタとして設けており、フォトダイオードに入射するＸ線強度を減じている。本実施形態では、スリット板１４と１次元位置検出型Ｘ線検出器１６との距離を２００ｍｍとし、スリット板１４におけるスリット１５の長手方向がシンクロトン電子軌道面に直交するように設置し、また１次元位置検出型Ｘ線検出器１６は、その位置検出軸がシンクロトン電子軌道面上に一致するよう設置している。
【００２６】
シンクロトロン放射光光源３から放射されたＸ線ビーム４はスリット１５を通過し、１次元位置検出型Ｘ線検出器１６に入射する。１次元位置検出型Ｘ線検出器１６からはこの入射位置に応じた２つの信号が出力される。この２つの信号の強度比を求めれば、Ｘ線ビーム４の入射位置が分かる。即ち、２つの信号をそれぞれ出力Ｓ1、出力Ｓ2とすると、ｘ＝ｋ（Ｓ1―Ｓ2）／（Ｓ1＋Ｓ2）により、Ｘ線ビームの入射位置ｘが求まる。ここでｋは校正係数で、例えば１ｍｍ程度の値となる。
【００２７】
このＸ線角度検出器６に入射するＸ線ビーム４の角度が、例えば１ｍｒａｄ変動した場合、Ｘ線ビーム４が１次元位置検出型Ｘ線検出器１６に入射する位置が０．２ｍｍ変動する。この時（Ｓ1―Ｓ2）／（Ｓ1＋Ｓ2）は０．２変動する。すなわち、（Ｓ1―Ｓ2）／（Ｓ1＋Ｓ2）が０．２変動した場合、Ｘ線ビーム４の角度の変動は１ｍｒａｄということであり、この関係よりＸ線ビーム４の角度を容易に把握できる。
【００２８】
またＸ線角度検出器６を図３のような、スリット板１４と２分割型Ｘ線検出器１７で構成することも可能である。スリット１５を通過したＸ線ビーム４は２分割型Ｘ線検出器１７上の２つの領域に照射され、入射位置に応じた２つの出力Ｓ1、出力Ｓ2が出力される。この２つの信号比を求めれば、２分割型Ｘ線検出器１７上へのＸ線ビーム４の入射位置がわかる。従って、上述したスリット板１４と１次元位置検出型Ｘ線検出器１６の組み合わせによる手順と同様にＸ線ビーム４の角度の変動を容易に検出できる。なお、図４にスリット板１４と２分割型Ｘ線検出器１７で構成するＸ線角度検出器６からの出力Ｓ1、出力Ｓ2による出力の信号比を示す。
【００２９】
次に本実施形態における、角度補正の方法に関して説明する。本実施形態では、集光鏡５、Ｘ線角度検出器６、試料７、シュワルツシルト投影光学系８及びＸ線検出器９は定盤１３の上に設置されているため、ステージ１１のステージ駆動機構１２により定盤１３を駆動することで、角度の補正が行われる。すなわち、まずＸ線ビーム４の強度が最大となる角度でのＸ線角度検出器６の出力を角度ずれ演算回路１０に記憶させる。試料観察時には、Ｘ線角度検出器６の出力が、先ほど記憶しておいたＸ線ビーム４の強度が最大時のＸ線角度検出器６の出力と同じ値となるように定盤１３を移動させ、角度を補正する。この状態を保持することで、試料７に照射されるＸ線ビーム４の強度は常に最大値を保つこととなる。
【００３０】
（第２の実施形態）
次に図５に第２の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図を示す。
【００３１】
本実施形態の場合もＸ線ビーム３４の放射方式は第１の実施形態と同様にシンクロトロン放射光光源３３の発光点３２から放射される。シンクロトロン放射光光源３３から放射されたＸ線ビーム３４は、まず平面鏡駆動機構５１により移動可能に設けられた平面鏡５０で反射された後、さらに集光鏡３５で反射され、試料３７に集光する。集光鏡３５の横にはＸ線角度検出器３６が設けられており、これによりＸ線ビーム３４の角度が検出される。Ｘ線角度検出器３６としては図６に示すような２枚のスリット板（光源側スリット板４４ａ、Ｘ線検出器側スリット板４４ｂ）と２つのシンチレーション型Ｘ線検出器５２を用いる。光源側スリット板４４ａ、Ｘ線検出器側スリット板４４ｂにはそれぞれ幅１ｍｍ、長さ１０ｍｍのスリット４５を有する厚さ０．２ｍｍのステンレス板を用いることとする。光源側スリット板４４ａとＸ線検出器側スリット板４４ｂはＸ線ビーム３４ａの進行方向に間隔をおいて設置され、両者の間隔は１００ｍｍとする。また光源側スリット板４４ａ及びＸ線検出器側スリット板４４ｂのスリット４５はそれぞれ長手方向がシンクロトロンの電子軌道面に対して直交する方向に開口されている。さらにＸ線検出器側スリット板４４ｂのスリット４５は、光源側スリット板４４ａのスリット４５に対して、シンクロトロン電子軌道面内でＸ線ビーム３４の進行方向に直交する方向に０．５ｍｍオフセットして設置されている。２つのシンチレーション型Ｘ線検出器５２のうち、１つはＸ線検出器側スリット板４４ｂの直後に設置され、またもう１つは光源側スリット板４４ａ及びＸ線検出器側スリット板４４ｂに遮られないでＸ線ビーム３４ｂを受ける位置に配置される。
【００３２】
シンクロトロン放射光光源３３から放射されたＸ線ビーム３４ａはまず光源側スリット板４４ａを通過し、さらにＸ線検出器側スリット板４４ｂを通過し、Ｘ線検出器側スリット板４４ｂの直後に配置されるシンチレーション型Ｘ線検出器５２に入射する。このとき、入射量に比例した信号Ｓ1を出力する。シンチレーション型Ｘ線検出器５２に入射するＸ線ビーム３４ａの量は、シンクロトロン放射光光源３３の強度が一定ならば、シンクロトロン放射光光源３３から放射されたＸ線ビーム３４ａの角度の関数である。光源側スリット板４４ａ及びＸ線検出器側スリット板４４ｂに遮られないでＸ線ビーム３４ｂを受ける位置に配置されるシンチレーション型Ｘ線検出器５２の出力信号Ｓ2はシンクロトロン放射光光源３３の強度に比例するので、図７に示すようにＳ1／Ｓ2はＸ線ビーム３４（Ｘ線ビーム３４ａ、Ｘ線ビーム３４ｂ）の角度の関数となる。
【００３３】
本実施形態では幅１ｍｍの光源側スリット板４４ａとＸ線検出器側スリット板４４ｂとの距離が１００ｍｍなので、例えばＸ線ビーム３４の角度が１ｍｒａｄ変動した場合、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動する。すなわち、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動した場合、Ｘ線ビーム３４の角度の変動は１ｍｒａｄということになり、この関係より角度を容易に把握できる。
【００３４】
次に本実施形態における、角度補正の方法に関して説明する。本実施形態では、平面鏡５０には平面鏡駆動機構５１が備わっており、平面鏡５０を駆動することで角度の補正が行われる。すなわち、まずＸ線ビーム３４の強度が最大となる角度でのＸ線角度検出器３６の出力を角度ずれ演算回路４０に記憶させる。試料観察時には、Ｘ線角度検出器３６の出力が、先ほど記憶しておいたＸ線ビーム３４の強度が最大時のＸ線角度検出器３６の出力と同じ値となるように平面鏡５０を駆動させ、これにより角度を補正する。この状態を保持することで、試料３７に照射されるＸ線ビーム３４の強度は常に最大値を保つこととなる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図８（ａ）に第３の実施形態であるＸ線露光装置の平面図を、図８（ｂ）には側面図をそれぞれ示す。
【００３６】
本実施形態の場合もＸ線ビーム６４の放射方式は第１の実施形態と同様にシンクロトロン放射光光源６３から放射される。シンクロトロン放射光光源６３から放射されたＸ線ビーム６４はまずトロイダルミラー８３で反射された後、さらにシリンドリカルミラー８４で反射され、ベリリウム窓８５を通過し、マスク８６の回路パターンをウエハ８７に露光することとなる。トロイダルミラー８３の横にはＸ線角度検出器６６が設けてあり、Ｘ線ビーム６４の角度が検出される。Ｘ線角度検出器６６には図９に示すような２枚のコリメータ（光源側すだれコリメータ７４ａ、Ｘ線側すだれコリメータ７３ｂ）と２つの電離箱型Ｘ線検出器９０を用いる。本実施形態では、光源側すだれコリメータ７４ａ及びＸ線側すだれコリメータ７３ｂには、それぞれ４ｍｍピッチで幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍの複数のスリット７５を有する厚さ０．１ｍｍのステンレス板を用いる。光源側すだれコリメータ７４ａとＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂはＸ線ビーム６４ａの進行方向に設置され、両者の間隔は５００ｍｍとする。また光源側すだれコリメータ７４ａ及びＸ線側すだれコリメータ７３ｂのスリット７５は長手方向がシンクロトロン電子軌道面に対して直交する方向に設置される。さらにＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂのスリットは光源側すだれコリメータ７４ａに対して、シンクロトロン電子軌道面内でＸ線ビーム６４ａに直交する方向に１ｍｍオフセットして設置されている。2つの電離箱型Ｘ線検出器９０のうち、１つはＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの直後に設置され、またもう１つはすだれコリメータに遮られないでＸ線ビーム６４ｂを受ける位置に配置される。
【００３７】
シンクロトロン放射光光源６３から放射されたＸ線ビーム６４ａはまず光源側すだれコリメータ７４ａを通過し、さらにＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂを通過し、Ｘ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの直後に設置された電離箱型Ｘ線検出器９０に入射する。このとき、入射量に比例した信号Ｓ1を出力する。Ｘ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの直後に設置された電離箱型Ｘ線検出器９０に入射するＸ線ビーム６４ａの量はシンクロトロン放射光光源６３の強度が一定ならば、シンクロトロン放射光光源６３から放射されたＸ線ビーム６４ａの角度の関数である。光源側すだれコリメータ７４ａ及びＸ線側すだれコリメータ７３ｂを通過しないＸ線ビーム６４ｂを受ける位置に配置される電離箱型Ｘ線検出器９０の出力信号Ｓ2はシンクロトロン放射光光源６３の強度に比例するので、図１０に示すようにＳ1／Ｓ2はＸ線ビームの角度の関数となる。
【００３８】
本実施形態では幅２ｍｍの光源側スリット板４４ａとＸ線検出器側すだれコリメータ７４ｂの距離が５００ｍｍなので、例えばＸ線ビーム６４の角度が１ｍｒａｄ変動した場合、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動する。すなわち、Ｓ1／Ｓ2が１０％変動した場合、Ｘ線ビーム６４の角度の変動は１ｍｒａｄということになり、この関係より角度を容易に把握できる。
【００３９】
次に本実施形態における、角度補正の方法に関して説明する。本実施形態では、シンクロトロン放射光光源６３の電子軌道６１を動かすことでＸ線ビーム６４の角度の補正を行う。すなわち、照明光学系であるシンクロトロン放射光光源６３の電子軌道６１を電子軌道補正電磁石８８により動かし、まず試し露光を行い、露光強度がウエハ８７の露光領域内で均一かつ高い値を示す配置を求め、この時のＸ線角度検出器６６の出力を位置ずれ演算回路８９に記憶させる。露光時には、Ｘ線角度検出器６６の出力が、試し露光時に記憶した値と同じ値となるように、電子軌道補正電磁石８８の励磁力を調整し、電子軌道６１の位置を補正する。
【００４０】
以上、第１の実施形態から第３の実施形態まで、Ｘ線ビームの入射角の検出手段及び補正手段に関して述べたが、これらの手段は上述した以外の、どのような組み合わせでもよい。また、その組み合わせはＸ線顕微鏡あるいはＸ線露光装置のいずれにも利用可能な手段である。
【００４１】
次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデバイス製造方法の実施形態を説明する。図１１は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶緑膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置または露光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数ショット領域に並べて焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シンクロトロン放射光光源から放射されるＸ線ビームの角度を検出し、角度補正を行うことで、常に高い強度のＸ線ビームを得ることが可能となり、これによりＸ線顕微鏡においては試料の高精度な観測を可能とし、またＸ線露光装置においてはウエハに常に高精度なパターン転写が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図である。
【図２】図１に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の一例の構成を示す。
【図３】図１に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の他の例の構成を示す図である。
【図４】図３に示した構成によるＸ線角度検出器の出力を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態であるＸ線顕微鏡の概略構成図である。
【図６】図５に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の一例の構成を示す図である。
【図７】図６に示した構成によるＸ線角度検出器の出力を示すグラフである。
【図８】第３の実施形態であるＸ線露光装置の概略構成図である。
【図９】図８に示したＸ線顕微鏡のＸ線角度検出器の一例の構成を示す図である。
【図１０】図９に示した構成によるＸ線角度検出器の出力を示すグラフである。
【図１１】微小デバイスの製造のフローを説明する図である。
【図１２】ウエハプロセスの詳細なフローを説明する図である。
【図１３】従来のシンクロトロン放射光光源を用いたＸ線顕微鏡を説明する図である。
【図１４】従来のシンクロトロン放射光光源を用いたＸ線顕微鏡における問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１、３１、６１、９１ 電子軌道
２、３２、６２、９２ 発光点
３、３３、６３、９３ シンクロトロン放射光光源
４、３４、３４ａ、３４ｂ、６４、６４ａ、６４ｂ、９４ Ｘ線ビーム
５、３５、９５ 集光鏡
６、３６、６６、９６ Ｘ線角度検出器
７、３７、９７ 試料
８、３８、９８ シュワルツシルト投影光学系
９、３９、９９ Ｘ線検出器
１０、４０ 角度ずれ演算回路
１１ ステージ
１２ ステージ駆動機構
１３ 定盤
１４ スリット板
１５、４５、７５ スリット
１６ 1次元位置検出型Ｘ線検出器
１７ ２分割型Ｘ線検出器
４４ａ 光源側スリット板
４４ｂ Ｘ線検出器側スリット板
５０ 平面鏡
５１ 平面鏡駆動機構
５２ シンチレーション型Ｘ線検出器
７４ａ 光源側すだれコリメータ
７４ｂ Ｘ線検出器側すだれコリメータ
８３ トロイダルミラー
８４ シリンドリカルミラー
８５ ベリリウム窓
８６ マスク
８７ ウエハ
８８ 電子軌道補正電磁石
８９ 位置ずれ演算回路
９０ 電離箱型Ｘ線検出器
９１ａ 正規の電子軌道
９１ｂ ずれた電子軌道
１０１ 試料観測部
Claims (10)
- 光源から放射されたＸ線ビームを被照射物に導く光学装置において、
前記光源から放射された前記Ｘ線ビームが入射する位置に配置され、中央に穴が設けられた集光鏡と、
前記集光鏡の前記穴を通過した前記Ｘ線ビームを受けて、その入射角を検出する検出手段と、
前記集光鏡により集光された前記Ｘ線ビームが入射するシュワルツシルト投影光学系と、
前記検出手段での検出結果に基づいて前記入射角を補正する補正手段とを有することを特徴とする光学装置。 - 前記検出手段は、前記Ｘ線ビームが通過するスリットが設けられたスリット板と、前記スリットを通過した前記Ｘ線ビームが照射する位置に配置された少なくとも１次元の位置検出機能を有する光センサとを有する請求項１に記載の光学装置。
- 前記検出手段は、前記Ｘ線ビームが通過するスリットが設けられたスリット板と、前記スリットを通過した前記Ｘ線ビームが照射する位置に配置された２分割の光センサとを有する請求項１に記載の光学装置。
- 前記検出手段は、前記Ｘ線ビームが進行する方向に間隔をおいて配置され、それぞれ前記Ｘ線ビームが通過するスリットが設けられた２枚のスリット板と、前記２枚のスリット板を通過した前記Ｘ線ビームが照射する位置に配置された第１の光センサと、前記２枚のスリット板を通過せずに前記Ｘ線ビームが照射する位置に配置された第２の光センサとを有する請求項１に記載の光学装置。
- 前記検出手段は、前記Ｘ線ビームが進行する方向に間隔をおいて配置され、それぞれ前記Ｘ線ビームが通過するスリットが設けられた２枚のすだれコリメータと、前記２枚のすだれコリメータを通過した前記Ｘ線ビームが照射する位置に配置された第１の光センサと前記２枚のすだれコリメータを通過せずに前記Ｘ線ビームが照射する位置に配置された第２の光センサとを有する請求項１に記載の光学装置。
- 前記補正手段は、前記集光鏡、前記検出手段および前記シュワルツシルト投影光学系が設置された定盤を駆動させる駆動機構とを有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学装置。
- 前記補正手段は、前記光源から放射された前記Ｘ線ビームの進行方向を変える反射鏡を駆動させる駆動機構とを有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学装置。
- 前記補正手段は、前記光源の電子軌道を移動させる電磁石とを有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学装置。
- Ｘ線ビームを試料に照射し、前記試料を透過した前記Ｘ線ビームを検出することで前記試料を観察するＸ線顕微鏡であって、
前記Ｘ線ビームを放射する光源と、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光学装置と、
前記試料を透過した前記Ｘ線ビームを検出する第２の検出手段とを有するＸ線顕微鏡。 - Ｘ線ビームをマスクに照射し、前記マスクのパターンをウエハに転写するＸ線露光装置であって、前記Ｘ線ビームを放射する光源と、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光学装置とを有するＸ線露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00337598A JP3927672B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | シンクロトロン放射光を利用する光学装置、該光学装置を用いたｘ線顕微鏡及びｘ線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00337598A JP3927672B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | シンクロトロン放射光を利用する光学装置、該光学装置を用いたｘ線顕微鏡及びｘ線露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202100A JPH11202100A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3927672B2 true JP3927672B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=11555617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00337598A Expired - Fee Related JP3927672B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | シンクロトロン放射光を利用する光学装置、該光学装置を用いたｘ線顕微鏡及びｘ線露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3927672B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2018110A (en) * | 2016-01-18 | 2017-07-24 | Asml Netherlands Bv | A beam measurement system, a lithographic system, and a method |
| KR101866326B1 (ko) * | 2016-05-09 | 2018-06-11 | 포항공과대학교 산학협력단 | 광자빔 위치 보정 모니터 장치 |
-
1998
- 1998-01-09 JP JP00337598A patent/JP3927672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11202100A (ja) | 1999-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7414787B2 (en) | Phase contrast microscope for short wavelength radiation and imaging method | |
| US8018577B2 (en) | Illumination-sensor calibration methods, and exposure methods and apparatus and device-manufacturing methods including same, and reflective masks used in same | |
| JPH11162835A (ja) | 露光方法及び露光装置 | |
| JP2008041890A (ja) | マルチ荷電粒子ビームの計測方法、露光装置、及びデバイス製造方法 | |
| JP2890943B2 (ja) | 位置検出方法及びそれを用いた位置検出装置 | |
| US4590382A (en) | Method of aligning two members utilizing marks provided thereon | |
| JP3666951B2 (ja) | マーク検出方法、これを用いた位置合わせ方法、露光方法及び装置、ならびにデバイス生産方法 | |
| JPS6226578B2 (ja) | ||
| KR930001493B1 (ko) | 반도체 장치 패터닝용 광전자 전사장치 | |
| JPH09320931A (ja) | 結像特性計測方法及び該方法を使用する転写装置 | |
| US4857742A (en) | Position detecting device using variable radiation | |
| JP3927672B2 (ja) | シンクロトロン放射光を利用する光学装置、該光学装置を用いたｘ線顕微鏡及びｘ線露光装置 | |
| JP3428705B2 (ja) | 位置検出装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法 | |
| US6531786B1 (en) | Durable reference marks for use in charged-particle-beam (CPB) microlithography, and CPB microlithography apparatus and methods comprising same | |
| JP3667009B2 (ja) | 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 | |
| JP2808957B2 (ja) | 位置検出方法及びそれを用いた露光装置 | |
| JP2775988B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH07105322B2 (ja) | アライメント装置 | |
| JP2820310B2 (ja) | 露光装置 | |
| JPS6212657B2 (ja) | ||
| JP2836180B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH0454963B2 (ja) | ||
| JP2615778B2 (ja) | 位置合わせ装置 | |
| JPH11260711A (ja) | Ｘ線露光装置およびデバイス製造方法 | |
| JPH1050593A (ja) | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050107 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20050107 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061031 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061108 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061222 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070221 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070305 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110309 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120309 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130309 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140309 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |