JPH02253549A - Synchrotron radiation beam exposure method and its device - Google Patents

Synchrotron radiation beam exposure method and its device

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JPH02253549A
JPH02253549A JP1073936A JP7393689A JPH02253549A JP H02253549 A JPH02253549 A JP H02253549A JP 1073936 A JP1073936 A JP 1073936A JP 7393689 A JP7393689 A JP 7393689A JP H02253549 A JPH02253549 A JP H02253549A
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synchrotron radiation
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storage ring
accumulated
constant
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Koji Matsuo
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SORUTETSUKU KK
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Abstract

PURPOSE:To eliminate time-wise changes of a synchrotron radiation beam in a specified wavelength band by detecting a stored current or a synchrotron radiation beam output, and hereby controlling the intensity of a deflecting magnetic field along with stored beam energy. CONSTITUTION:A current stored in a storage ring 1 is detected by a current monitor 4 whose output controls both the output of an electron beam acceleration high-frequency cavity 3 and the intensity of a deflecting magnetic field given by each of deflecting electromagnets 2 via an arithmetic and control circuit 5. Or the output of a synchrotron radiation beam is detected by a radiation beam monitor 6 whose output, in the same manner as aforementioned, controls the acceleration high-frequency cavity 3 and each of the deflecting electromagnets 2, and therefore stored beam energy is time-wise controlled such that a synchrotron radiation beam output may become constant in a wavelength band near 10 angstroms in accordance with a value of (n) corresponding to a level given if a wavelength band is set in the vicinity of 10 angstroms in common.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シンクロトロン放射光を半導体リソグラフ
ィに用いるシンクロトロン放射光露光方法及びその装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a synchrotron radiation exposure method and an apparatus for using synchrotron radiation in semiconductor lithography.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、半導体デバイスの設計ルールがサブミクロンの領
域に入り始め、光りソグラフイに代わり得る転写技術と
して、シンクロトロン放射光りソグラフィが期待されて
いる。これはシンクロトロン放射光が連続スペクトルを
持ち、且つその中に強力で指向性の強い軟X線を含んで
おり、このような軟X線がスループット及び解像性の点
からもリソグラフィ技術のX線源として理想的であるか
らである。
In recent years, design rules for semiconductor devices have begun to enter the submicron range, and synchrotron radiation photolithography is expected to be a transfer technology that can replace photolithography. This is because synchrotron radiation has a continuous spectrum and contains powerful and highly directional soft X-rays, and these soft X-rays are the This is because it is ideal as a radiation source.

第9図は、超高真空の電子蓄積リング(1)で軌道上を
光速に近い速さで周回している電子が偏向電磁石(2)
によって偏向せしめられた時に放出するシンクロトロン
放射光をリソグラフィに用いる場合の装置構成を示して
いる。このシンクロトロン放射光はビームライン(10
)を通って途中斜入射型反射ミラー(11)で垂直方向
に振動的に振られ、Ba窓(12)を通過した後、アラ
イナ(13)に進入する。そして該アライナ(13)中
でレジストの付着した被露光板状物(15) (シリコ
ンウェハ等)にマスク(14)パターンを転写すること
になる。尚1図中(3)は電子ビームを加速して蓄積ビ
ームエネルギを高める電子ビーム加速高周波空洞である
Figure 9 shows an ultra-high vacuum electron storage ring (1) in which electrons orbiting at a speed close to the speed of light are transferred to a deflecting electromagnet (2).
This shows an apparatus configuration in which synchrotron radiation light emitted when deflected by is used for lithography. This synchrotron radiation light is transmitted from the beam line (10
), it is oscillated in the vertical direction by an oblique-incidence reflecting mirror (11), passes through a Ba window (12), and then enters an aligner (13). Then, in the aligner (13), the mask (14) pattern is transferred onto a plate-like object (15) to be exposed (such as a silicon wafer) to which a resist is attached. Note that (3) in Figure 1 is an electron beam acceleration high frequency cavity that accelerates the electron beam and increases the accumulated beam energy.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、蓄積リング(1)内を周回している電子は該蓄
積リング(1)内に発生した微量ガスイオン等に衝突し
て失われ、この蓄積リング(1)内の電流は次第に低下
することになる。そのため、シンクロトロン放射光出力
は、この蓄積電流の低下に伴って第10図に示すように
全波長域で急速に低下する。
However, the electrons orbiting within the storage ring (1) collide with trace gas ions generated within the storage ring (1) and are lost, and the current within the storage ring (1) gradually decreases. become. Therefore, as the accumulated current decreases, the synchrotron radiation output rapidly decreases over the entire wavelength range, as shown in FIG. 10.

一方、リソグラフィではレジスト面に一定の光量が必要
とされる。普通のフォトリソグラフィでは、光源(例え
ば紫外線等)の照射強度が一定であるので、常に一定時
間の露光で必要な光量が得られることになる。これに対
し、蓄積リング(1)の放射光出力の減少は、必然的に
蓄積電流減少分だけ露光時間を増加させて、レジスト感
度に対応した光量を獲得できるようにする必要性を生ず
ることになる。
On the other hand, lithography requires a certain amount of light on the resist surface. In ordinary photolithography, the irradiation intensity of the light source (for example, ultraviolet light) is constant, so the required amount of light can always be obtained with exposure for a certain period of time. On the other hand, a decrease in the synchrotron radiation output of the storage ring (1) inevitably creates a need to increase the exposure time by the amount of the decrease in the storage current to obtain a light amount corresponding to the resist sensitivity. Become.

即ち、蓄積電流が1/eになる寿命時間は長くても10
時間、最大の出力を得ようとすれば2〜3時間と短いた
め、この状態では減衰度は−0,74%/分の大きさと
なる。理想的なアライナの特性でも8インチウェハ当り
の露光時間は88秒かかるのであるから、1枚露光して
いる間に1%以上の露光時間を増すことになる。又、1
0時間使った場合には2.7倍の露光時間になる。
In other words, the life time for which the accumulated current becomes 1/e is at most 10
Since the time required to obtain the maximum output is as short as 2 to 3 hours, the degree of attenuation is -0.74%/min in this state. Even with ideal aligner characteristics, the exposure time per 8-inch wafer is 88 seconds, so the exposure time increases by more than 1% while exposing one wafer. Also, 1
If it is used for 0 hours, the exposure time will be 2.7 times longer.

本発明は以上のような問題に鑑み創案されたもので、シ
ンクロトロン放射光出力の時間的変動をなくし、一定時
間で一定照射光量の露光ができるようにしようとするも
のである。
The present invention was devised in view of the above-mentioned problems, and aims to eliminate temporal fluctuations in synchrotron radiation output and to enable exposure with a constant amount of irradiation light in a constant time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の基本的構成は、リング内の蓄積電流の低下によ
る放射光出力の減少分を、蓄積ビームエネルギを増大せ
しめることで補償し、以てシンクロトロン放射光出力を
時間的に安定させ、一定時間で一定照射光量の得られる
露光を可能にするものである。そのため、本願第1発明
は、蓄積リングにおける蓄積電流を検出し、又はシンク
ロトロン放射光の出力を検出し、検出された蓄積電流の
経時的な減少又はシンクロトロン放射光の出力の時間的
な変動に基づいて、露光用の放射光利用光学系により限
定される波長域のシンクロトロン放射光出力が一定にな
るように、蓄積リングの蓄積ビームエネルギを時間的に
制御すると共に、電子軌道半径が一定になるように偏向
電磁石の偏向磁界強度を併せて制御することを基本的特
徴としている。
The basic structure of the present invention is to compensate for the decrease in synchrotron radiation output due to a decrease in the accumulated current in the ring by increasing the accumulated beam energy, thereby stabilizing the synchrotron radiation output over time and keeping it constant. This makes it possible to perform exposure that provides a constant amount of irradiation light in a certain amount of time. Therefore, the first invention of the present application detects the accumulated current in a storage ring or detects the output of synchrotron radiation light, and detects a temporal decrease in the detected accumulated current or a temporal change in the output of synchrotron radiation light. Based on this, the accumulated beam energy of the storage ring is temporally controlled so that the synchrotron radiation output in the wavelength range limited by the synchrotron radiation optical system for exposure is constant, and the electron orbit radius is constant. The basic feature is that the strength of the deflecting magnetic field of the deflecting electromagnet is also controlled so that

そのうち特に、放射光利用光学系により限定される波長
域を10人付近とした場合は、この波長域において蓄積
ビームエネルギに対応して決まるn値に基づき、シンク
ロトロン放射光出力が10人付近の波長域で一定になる
ように。
In particular, if the wavelength range limited by the synchrotron radiation optical system is around 10 people, the synchrotron synchrotron radiation output will be around 10 people based on the n value determined corresponding to the accumulated beam energy in this wavelength range. so that it remains constant in the wavelength range.

該蓄積ビームエネルギを時間的に制御することが理想的
である。
Ideally, the accumulated beam energy should be temporally controlled.

更に第2発明は、上記発明を実施するための露光装置の
発明に係り、第1図に示すように、該蓄積リング(1)
中の蓄積電流を検出する電流モニタ(4)と、該モニタ
(4)で検出された蓄積電流値の時間的変動に基づいて
シンクロトロン放射光出力が一定になるよう、蓄積リン
グ(1)中の電子ビーム加速高周波空洞(3)の出力制
御及び偏向電磁石(2)の偏向磁界強度の制御を行なう
演算制御回路(5)とを有している。
Furthermore, a second invention relates to an exposure apparatus for carrying out the above invention, and as shown in FIG.
A current monitor (4) detects the accumulated current in the storage ring (1), and a current monitor (4) detects the accumulated current in the storage ring (1). It has an arithmetic control circuit (5) that controls the output of the electron beam acceleration high-frequency cavity (3) and the deflection magnetic field strength of the deflection electromagnet (2).

加えて第3発明では、上記第2発明の電流モニタ(4)
による蓄積電流の検出の代わりに、第2図に示すように
、ビームライン(10)の放射光透過窓(12)より外
側のアライナ(13)側に放射光モニタ(6)を設けて
、シンクロトロン放射光の出力を検出するようにしたも
ので、演算制御回路(5)は該モニタ(6)で検出され
たシンクロトロン放射光の出力の時間的変動に基づいて
この出力が一定となるよう、第2発明と同様な電子ビー
ム加速高周波空洞(3)の出力制御及び偏向電磁石(2
)の偏向磁界強度の制御を行なう。
In addition, a third invention provides the current monitor (4) of the second invention.
As shown in Figure 2, instead of detecting the accumulated current by using It is designed to detect the output of synchrotron radiation, and the arithmetic control circuit (5) keeps this output constant based on temporal fluctuations in the output of synchrotron radiation detected by the monitor (6). , output control of the electron beam acceleration high-frequency cavity (3) and deflection electromagnet (2) similar to the second invention.
) controls the deflection magnetic field strength.

以下本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

シンクロトロン放射光は成る波長域内で極大を有する出
力光で、軌道半径Rを一定にした時、第3図に示すよう
に、蓄積ビームエネルギ(加速電圧)Eを変化させると
、その出力光の極大波長及び極大値共に変化する。
Synchrotron radiation is output light that has a maximum within its wavelength range, and when the orbital radius R is constant, as shown in Figure 3, when the accumulated beam energy (acceleration voltage) E is changed, the output light changes. Both the maximum wavelength and maximum value change.

シンクロトロン放射光は、第4図に模式的に示したよう
な波長分布を持つが、その出力に関する基本関係式は次
のようになる。
Synchrotron radiation has a wavelength distribution as schematically shown in FIG. 4, and the basic relational expression regarding its output is as follows.

波長極大出力Pp(V/nvmrad”) :Pp=3
0.0E’(GeV)B”(T)IA(A)   −・
・・・■全波長積分出力P丁(にv): PT= 26.6E” (GaV)B(T)IA(A)
  −−−−−■極大出力波長λP(人): λP=2.348R(m)/E”(GeV)=7.84
/BB”  ++■軌道半径R(+*) : R= 3.34E(GeV)/B(T)  ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■従ってシン
クロトロン放射光の出力Pは、蓄積電流工、の減少に伴
い、経時的に減衰し、前記第10図に示すようになる。
Wavelength maximum output Pp (V/nvmrad”): Pp=3
0.0E'(GeV)B"(T)IA(A) -・
...■Full wavelength integrated output Pt (niv): PT= 26.6E" (GaV) B(T) IA(A)
−−−−■ Maximum output wavelength λP (person): λP = 2.348R (m)/E” (GeV) = 7.84
/BB” ++■Orbital radius R (+*): R= 3.34E (GeV)/B (T) ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・■ Therefore, the output P of the synchrotron radiation light decreases over time as the accumulated current decreases, and as shown in Fig. 10 above. It comes to show.

前述のようにその減衰度は、−0,74%/分が典型的
である。
As mentioned above, the attenuation is typically -0.74%/min.

8インチウェハの露光時間を仮に72秒(露光フィール
ド25 m ’、ショツト数36.1フィールド当り露
光時間0.5秒)とした場合、出力は約1%減少する。
If the exposure time for an 8-inch wafer is 72 seconds (exposure field 25 m', number of shots 36.1, exposure time 0.5 seconds per field), the output will decrease by about 1%.

従って蓄積リングにおける蓄積電流工えの検出を行なっ
て、ウェハ露光回数が増える度に、蓄積電流IAの減少
に相応した蓄積ビームエネルギEを増加せしめ、放射光
出力の減少を補ってやれば良いことになる(蓄積電流工
、の検出の代わりに、シンクロトロン放射光の出力Pを
検出してこのような制御を行なっても良い)。
Therefore, it is best to detect the storage current modification in the storage ring and increase the stored beam energy E in proportion to the decrease in the storage current IA each time the number of wafer exposures increases to compensate for the decrease in synchrotron radiation output. (Such control may be performed by detecting the output P of the synchrotron radiation light instead of detecting the accumulated current).

この時、蓄積ビームエネルギEを増すと、電子軌道半径
Rも0式により大きくなる。従って蓄積リング(1)の
稼動を安定させるため、該0式より蓄積ビームエネルギ
Eの増大分と偏向電磁石の偏向磁界強度Bの増大分を同
一にし、電子軌道半径Rを一定にすれば良い。
At this time, when the accumulated beam energy E is increased, the electron orbit radius R also becomes larger according to equation 0. Therefore, in order to stabilize the operation of the storage ring (1), it is sufficient to make the increase in the storage beam energy E and the increase in the deflection magnetic field strength B of the deflection electromagnet equal to each other according to the equation 0, and to keep the electron orbit radius R constant.

即ち、八EVE =ΔB/Hの条件下では、Pp=33
4.67E”(GeV)・IA(A)/R”(m)  
 ・−−・・■P丁=296.74E’(GaV)・I
A(A)/R(m) −−■となる。又その変動分は。
That is, under the condition of 8EVE = ΔB/H, Pp = 33
4.67E"(GeV)・IA(A)/R"(m)
・---・■P = 296.74E'(GaV)・I
A(A)/R(m) --■. Also, what is the variation?

となる、ここで出カ一定の条件はΔP/P = 0であ
り、又軌道半径が一定となる条件はΔR/R= 0であ
るから、 Pp : −−”= 8E・・」L・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・■IA      E PT; −旦=4E・・」L・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・[相]■A      E となる。
Here, the condition for constant output is ΔP/P = 0, and the condition for constant orbital radius is ΔR/R = 0, so Pp: --"= 8E..."L...・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・■IA E PT; -dan=4E・・」L・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・[Phase]■A E.

一方、シンクロトロン放射光りソグラフイに利用する波
長域は、ビームライン(10)の斜入射型反射ミラー(
11)による短波長側のカットオフ、Be窓(12)の
吸収による長波長側のカットオフ、又、アライナ(13
)の雰囲気ガスとマスク(14)の吸収による長波長側
のカットオフ、更にはレジストの吸収特性により決まる
感度波長依存性により、10人(lnm)付近に限定さ
れる0例えばSiC1°の斜入射型反射ミラー(11)
に、25μ■厚のBe窓(12)、更にアライナ(13
)側350 Torrの)Heガスに、SiN 1μ重
メンブレン厚マスク(14)の放射光利用光学系の例で
は、第5図の曲線Xに示されるような波長域となり、そ
の半値巾の波長域は、7.4〜lO人となる。又、同斜
入射型反射ミラー(11)を使用し、10μ腫厚のBe
窓(12)、100 TorrのHeガス、SiN1μ
mメンブレン厚マスク(14)の光学系の例では、同図
曲線Yに示されるようになり、その波長域は7.4〜1
3人となる。
On the other hand, the wavelength range used for synchrotron radiation lithography is the wavelength range used for synchrotron radiation lithography.
11) on the short wavelength side, cutoff on the long wavelength side due to absorption in the Be window (12), and cutoff on the long wavelength side due to absorption in the Be window (12).
) Due to the cutoff on the longer wavelength side due to the absorption of the atmospheric gas and the mask (14), and the sensitivity wavelength dependence determined by the absorption characteristics of the resist, the oblique incidence of 0 for example SiC 1° is limited to around 10 lnm. Type reflective mirror (11)
In addition, a 25μ thick Be window (12) and an aligner (13) were installed.
In an example of an optical system using synchrotron radiation using He gas (at 350 Torr) and a SiN 1μ heavy membrane thickness mask (14), the wavelength range is as shown by the curve X in Figure 5, and the wavelength range of the half width is will be 7.4 to 10 people. Also, using the same oblique incidence type reflection mirror (11), Be
Window (12), 100 Torr He gas, SiN 1μ
In the example of the optical system of the m-membrane thickness mask (14), the optical system is shown by curve Y in the same figure, and its wavelength range is 7.4 to 1
There will be three people.

この範囲内の波長成分のシンクロトロン放射光出力Pは
、蓄積ビームエネルギEに大きな依存性を示し、次式で
示されることになる。
The synchrotron radiation light output P of wavelength components within this range shows a large dependence on the accumulated beam energy E, and is expressed by the following equation.

P=に−En・IA  (Kは定数) ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・00式のnの値は限定波長域と
蓄積ビームエネルギ已により決まる定数であり、波長域
を7〜10人と7〜13人とに限定した時、nの値は第
6図で夫々示されることになる。
P=to-En・IA (K is a constant) ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・The value of n in formula 00 is a constant determined by the limited wavelength range and the accumulated beam energy. When the wavelength range is limited to 7 to 10 people and 7 to 13 people, The values of n will be shown in FIG.

更に、上記0式に基づき限定波長域におけるシンクロト
ロン放射光出力の一定条件は、で得られる。
Furthermore, based on the above equation 0, a constant condition for synchrotron radiation light output in a limited wavelength range can be obtained as follows.

従って蓄積電流の減少度Δ工A/工えに応じて、限定さ
れたこの波長域において蓄積ビームエネルギEに対応し
て決まるnの値から、該蓄積ビームエネルギの増加ΔE
/Eを行なえば、シンクロトロン放射光出力Pがこの限
定波長域において時間的に一定となる。
Therefore, depending on the degree of decrease in the accumulated current ΔE
/E, the synchrotron radiation light output P becomes constant over time in this limited wavelength range.

以上の本発明法の実施に当たっては、蓄積電流を電流モ
ニタ(4)で検出して蓄積電流の減少分ΔIA/工、を
感知し、又はシンクロトロン放射光出力Pを放射光モニ
タ(6)で検出して該放射°光出力Pの減衰を感知し、
それら検出値から前記0式及び0式を基に演算制御回路
(5)で蓄積ビームエネルギの増加分ΔE/Eを演算す
る。
In carrying out the method of the present invention described above, the accumulated current is detected by the current monitor (4) and the decrease in accumulated current ΔIA/unit is sensed, or the synchrotron radiation output P is detected by the synchrotron radiation monitor (6). detecting the attenuation of the emitted light output P;
From these detected values, the arithmetic control circuit (5) calculates the increase ΔE/E in the accumulated beam energy based on the above equations 0 and 0.

又、この演算値から軌道半径Rが一定となるよう0式に
基づいて偏向電磁石(2)の偏向磁界強度の増加分ΔB
/Bを演算する。そしてこれらの演算値に基づいて前記
演算制御回路(5)は電子ビーム加速高周波空洞(3)
の出力制御及び偏向電磁石(2)の偏向磁界強度の制御
を行ない、所定の波長域におけるシンクロトロン放射光
出力Pが経時的に変化するのを防止する。その結果、照
射光量が時間的に安定することになる。
Also, from this calculated value, the increase in the deflection magnetic field strength of the deflection electromagnet (2) ΔB is calculated based on the formula 0 so that the orbit radius R is constant.
/B is calculated. Based on these calculated values, the calculation control circuit (5) controls the electron beam acceleration high frequency cavity (3).
and the deflection magnetic field strength of the deflection electromagnet (2) to prevent the synchrotron radiation output P in a predetermined wavelength range from changing over time. As a result, the amount of irradiated light becomes stable over time.

〔実施例〕〔Example〕

第7図は第2発明に係るシンクロトロン放射光露光装置
の一実施例を示しており、図中(2)は偏向電磁石、(
3)は電子ビーム加速高周波空洞であり、これらは蓄積
リング(1)を構成するものである。そして偏向電磁石
(2)の1つにビームライン(10)が設けられ、その
途中に5iC1°斜入射型反射ミラー(11)が設置さ
れ放射光の照射領域を垂直方向に拡大せしめている。又
、ビームライン(10)の端部に厚さ25μ票のBe窓
(12)が設けられ、極高真空のビームライン(10)
側とアライナ(13)側が隔てられている。該アライナ
(13)内は350 Torrに減圧したHeガス雰囲
気で満たされており、その中にSiN 1μmメンブレ
ン厚マスク(14)とレジスト塗布ウェハ(15)が備
えられている。
FIG. 7 shows an embodiment of a synchrotron radiation exposure apparatus according to the second invention, in which (2) indicates a bending electromagnet, (
3) is an electron beam acceleration high frequency cavity, which constitutes the storage ring (1). A beam line (10) is provided in one of the bending electromagnets (2), and a 5iC1° oblique incidence type reflection mirror (11) is installed in the middle of the beam line to vertically expand the irradiation area of the synchrotron radiation. In addition, a Be window (12) with a thickness of 25 μm is provided at the end of the beam line (10), and the beam line (10) is in an extremely high vacuum.
The side and the aligner (13) side are separated. The inside of the aligner (13) is filled with a He gas atmosphere at a reduced pressure of 350 Torr, and a SiN 1 μm membrane thick mask (14) and a resist-coated wafer (15) are provided therein.

そして本実施例では、蓄積リング(1)の電子軌道を周
回している電子ビームの強度を測定する電流モニタ(4
)を該蓄積リング(1)中に設置すると共に、このモニ
タ信号を演算制御回路(5)に入力して蓄積電流工えの
低下を感知せしめる。
In this embodiment, a current monitor (4) is used to measure the intensity of the electron beam orbiting the electron orbit of the storage ring (1).
) is installed in the storage ring (1), and this monitor signal is input to the arithmetic control circuit (5) to detect a decrease in the storage current.

該演算制御回路(5)は該蓄積電流工、の減少を感知す
ると所定の演算を行なって、前記電子ビ−ム加速高周波
空洞(3)の電源部(3a)に制御信号を送り、該電子
ビーム加速高周波空洞(3)の出力制御を行なう、この
時前記電源部(3a)に送られた制御信号は偏向電磁石
(2)の電源部(2a)にも送られ、その偏向磁界の強
度制御も同時になされることになる。
When the arithmetic control circuit (5) detects a decrease in the accumulated current, it performs a predetermined arithmetic operation and sends a control signal to the power supply section (3a) of the electron beam acceleration high frequency cavity (3) to increase the electron beam acceleration. The control signal sent to the power supply unit (3a) at this time, which controls the output of the beam acceleration high-frequency cavity (3), is also sent to the power supply unit (2a) of the deflection electromagnet (2), and controls the intensity of the deflection magnetic field. will be done at the same time.

次にこのような装置構成を用いて行なった本発明の動作
説明をする。
Next, the operation of the present invention using such a device configuration will be explained.

シンクロトロン放射光照射当初、蓄積リング(1)の蓄
積ビームエネルギEを0.9 GeVに制御していた。
At the beginning of synchrotron radiation irradiation, the accumulated beam energy E of the storage ring (1) was controlled to 0.9 GeV.

この時、上記ビームライン・アライナシステムの放射光
利用光学系で限定される波長域は7.4〜10人である
から、n値は第6図から5.8となる1次に前記電流モ
ニタ(4)により検出された蓄積電流の減少分ΔIA/
Iえが1%になった時、演算制御回路(5)は前記0式
に示された条件より、蓄積ビームエネルギ増加分へE/
Eを0.29%とし、この演算結果に基づいて電子ビー
ム加速高周波空洞(3)の電源部(3a)に制御信号を
送り、蓄積ビームエネルギEを0.9026 GeVに
修正した。同時に演算制御回路(5)は偏向電磁石(2
)の電源部(2a)にも制御信号を送出し、八E/E=
ΔB/Hの条件を満たす制御も行なっている。
At this time, since the wavelength range limited by the synchrotron radiation optical system of the beam line aligner system is 7.4 to 10, the n value is 5.8 from FIG. 6. Decrease in accumulated current detected by (4) ΔIA/
When I becomes 1%, the arithmetic control circuit (5) calculates the increase in accumulated beam energy from the condition shown in the above formula 0.
E was set to 0.29%, and based on this calculation result, a control signal was sent to the power supply section (3a) of the electron beam acceleration high-frequency cavity (3), and the accumulated beam energy E was corrected to 0.9026 GeV. At the same time, the arithmetic control circuit (5)
) also sends a control signal to the power supply unit (2a), and 8E/E=
Control is also performed to satisfy the condition of ΔB/H.

以下、蓄積電流の減少に伴い、上述と同様な制御を継続
した結果、第8図に示すように、蓄積電流ΔIAが1/
eになる寿命時間まで、上記7.4〜10人の限定波長
域でシンクロトロン放射光出力Pが略一定となった。
As the accumulated current decreases, as a result of continuing the same control as described above, the accumulated current ΔIA decreases by 1/1, as shown in FIG.
Until the life time reached e, the synchrotron radiation light output P became approximately constant in the limited wavelength range of 7.4 to 10 people.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述した本発明によれば、蓄積リング中の蓄積電流
減少によるシンクロトロン放射光出力の低下分を蓄積ビ
ームエネルギを増大せしめることにより補償することが
できるようになるため、時間的に一定の放射光出力を得
て、一定時間で一定照射光量の露光を実施することがで
きる。
According to the present invention described in detail above, it becomes possible to compensate for the decrease in the synchrotron radiation output due to the decrease in the accumulated current in the storage ring by increasing the accumulated beam energy. By obtaining a synchrotron radiation output, it is possible to perform exposure with a constant amount of irradiation light in a constant time.

尚、当該発明法はシンクロトロン放射光リングラフィの
特有の波長域以外にも、CVDやその他の分野において
利用される他の波長域で同様な制御を行なうことにより
、一定出力を得ることができ、そのため一定時間の照射
制御が可能となる。
Furthermore, in addition to the specific wavelength range of synchrotron radiation phosphorography, the method of the invention can obtain a constant output by performing similar control in other wavelength ranges used in CVD and other fields. Therefore, it is possible to control irradiation for a certain period of time.

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

第1図は本願第2発明の装置構成を示す説明図、第2図
は同じく第3発明の装置構成を示す説明図、第3図は各
蓄積ビームエネルギに対応するシンクロトロン放射光の
波長分布を示すグラフ図、第4図はシンクロトロン放射
光の波長分布を模式的に示すグラフ図、第5図はシンク
ロトロン放射光りソグラフィで利用し得る波長域を示す
グラフ図、第6図は限定波長域に対するシンクロトロン
放射光出力依存性E’のn値を示すグラフ図、第7図は
第2発明の実施例装置構成を示す説明図、第8図は該装
置により本発明法を実施した時のシンクロトロン放射光
出力を示すグラフ図、第9図は蓄積リングに設置された
シンクロトロン放射光露光装置の構成を示す説明図、第
10図は上記装置でシンクロトロン放射光が放射されて
いる時の該放射先出力の減衰状態を示すグラフ図である
。 図中、(1)は蓄積リング、(2)は偏向電磁石、(3
)は電子ビーム加速高周波空洞、(4)は電流モニタ、
(5)は演算制御回路、(6)は放射光モニタ、(10
)はビームライン、(11)は斜入射型反射ミラー、(
12)はBe窓、(13)はアライナ、(14)はマス
ク、(15)はウェハを各示す。 第 図 波 長(nm) 第 波 長 λ(入) 第 図 つ 2゜ −ray 波長(入〉 第 図 0.8 1.0 1.2 蓄積ビームエネルギ (GeV) 第 図 第 時 間−
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the device configuration of the second invention of the present application, FIG. 2 is an explanatory diagram also showing the device configuration of the third invention, and FIG. 3 is the wavelength distribution of synchrotron radiation light corresponding to each accumulated beam energy. Fig. 4 is a graph schematically showing the wavelength distribution of synchrotron radiation, Fig. 5 is a graph showing the wavelength range that can be used in synchrotron radiation lithography, and Fig. 6 is a graph showing limited wavelengths. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the apparatus according to the second embodiment of the invention, and FIG. 8 is a graph showing the n value of synchrotron radiation output dependence E' on the area. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of a synchrotron radiation exposure device installed in the storage ring, and FIG. 10 is a graph showing synchrotron radiation light output from the above device. FIG. 3 is a graph diagram showing the attenuation state of the output of the radiation destination at time. In the figure, (1) is a storage ring, (2) is a bending electromagnet, and (3) is a storage ring.
) is an electron beam acceleration high-frequency cavity, (4) is a current monitor,
(5) is an arithmetic control circuit, (6) is a synchrotron radiation monitor, (10
) is the beam line, (11) is the oblique incidence reflection mirror, (
12) is a Be window, (13) is an aligner, (14) is a mask, and (15) is a wafer. Fig. Wavelength (nm) Fig. 2゜-ray Wavelength (in) Fig. 0.8 1.0 1.2 Accumulated beam energy (GeV) Fig. Fig. Time -

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)蓄積リングから放射されるシンクロトロン放射光
を用いて被露光板状物にマスクパターンを露光するシン
クロトロン放射光露光方法において、前記蓄積リングに
おける蓄積電流を検出し、又はシンクロトロン放射光の
出力を検出し、検出された蓄積電流の経時的な減少又は
シンクロトロン放射光の出力の時間的な変動に基づいて
、露光用の放射光利用光学系により限定される波長域の
シンクロトロン放射光出力が一定になるように、蓄積リ
ングの蓄積ビームエネルギを時間的に制御すると共に、
電子軌道半径が一定になるように偏向電磁石の偏向磁界
強度を併せて制御することを特徴とするシンクロトロン
放射光露光方法。
(1) In a synchrotron radiation exposure method in which a mask pattern is exposed on a plate-like object to be exposed using synchrotron radiation emitted from a storage ring, the accumulated current in the storage ring is detected, or the synchrotron radiation synchrotron radiation in the wavelength range limited by the exposure optical system using synchrotron radiation. In addition to temporally controlling the accumulated beam energy of the storage ring so that the optical output is constant,
A synchrotron radiation exposure method characterized by controlling the deflection magnetic field strength of a deflection electromagnet so that the electron orbit radius is constant.
(2)前項記載のシンクロトロン放射光露光方法におけ
る放射光利用光学系により限定される波長域を10Å付
近とした場合に、この波長域において蓄積ビームエネル
ギに対応して決まるn値に基づきシンクロトロン放射光
出 力が10Å付近の波長域で一定になるように、該蓄積ビ
ームエネルギを時間的に制御することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のシンクロトロン放射光露光方法
(2) When the wavelength range limited by the synchrotron radiation optical system in the synchrotron radiation exposure method described in the previous section is around 10 Å, the synchrotron radiation is 2. The synchrotron radiation exposure method according to claim 1, wherein the accumulated beam energy is temporally controlled so that the synchrotron radiation output is constant in a wavelength range around 10 Å.
(3)蓄積リングと、放射光ビームラインと、アライナ
とを有するシンクロトロン放射光露光装置において、該
蓄積リング中の蓄積電流を検出する電流モニタと、該モ
ニタで検出された蓄積電流値の時間的変動に基づいてシ
ンクロトロン放射光出力が一定となるよう、蓄積リング
中の電子ビーム加速高周波空洞の出力制御及び偏向電磁
石の偏向磁界強度の制御を行なう演算制御回路とを有す
ることを特徴とするシンクロトロン放射光露光装置。
(3) In a synchrotron radiation exposure apparatus having a storage ring, a synchrotron radiation beam line, and an aligner, a current monitor detects the accumulated current in the storage ring, and the time of the accumulated current value detected by the monitor. and an arithmetic control circuit that controls the output of the electron beam acceleration high-frequency cavity in the storage ring and the deflection magnetic field strength of the deflection electromagnet so that the output of synchrotron radiation light is constant based on fluctuations in the synchrotron radiation. Synchrotron radiation exposure equipment.
(4)蓄積リングと、放射光ビームラインと、アライナ
とを有するシンクロトロン放射光露光装置において、該
ビームラインの放射光透過窓より外側のアライナ側に設
けられたシンクロトロン放射光の出力を検出する放射光
モニタと、該モニタで検出されたシンクロトロン放射光
の出力の時間的変動に基づいてこの出力が一定となるよ
う、前記蓄積リング中の電子ビーム加速高周波空洞の出
力制御及び偏向電磁石の偏向磁界強度の制御を行なう演
算制御回路とを有することを特徴とするシンクロトロン
放射光露光装置。
(4) In a synchrotron radiation exposure apparatus having a storage ring, a synchrotron radiation beam line, and an aligner, detect the output of synchrotron radiation light provided on the aligner side outside the synchrotron radiation transmission window of the beam line. A synchrotron radiation monitor is used to control the output of the electron beam accelerating high-frequency cavity in the storage ring and the deflection electromagnet is controlled so that the output of the synchrotron radiation detected by the monitor remains constant based on temporal fluctuations in the output of the synchrotron radiation. 1. A synchrotron radiation exposure apparatus comprising: an arithmetic control circuit that controls the intensity of a deflection magnetic field.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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