JPH0371099A

JPH0371099A - Ｘ線露光装置

Info

Publication number: JPH0371099A
Application number: JP1206662A
Authority: JP
Inventors: Yasunao Saito; 斉藤　保直; Takashi Kaneko; 隆司金子; Toyoki Kitayama; 北山　豊樹
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-03-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、蓄積リングとミラーチェンバと放射光輸送部
と露光用アライナとからなるＸ線露光装置に関する。

［従来の技術］最近、高出力のＸ線が得られるＸ線発生装置として、放
射光が注目され、集積回路の製造、材料等の分析に幅広
く利用されようとしている。

しかし、放射光は、第５図に示すように、Ｘ線の縦方向
の広がりが１　ｍｒａｄ程度であり、たとえば、１０ｍ
のビームラインではマスク面上の露光エリアはせいぜい
］、ｃｒｎ幅となる。垂直方向にＸ線を広げて露光エリ
アを大きくするためには、■ミラー揺動によるエリアの
拡大、■アライナ上のマスクとウェハーを一定の速度で
揺動させる方法、■蓄積リング内でビームを揺動させる
方法等が考えられている。蓄積リングのビームを揺動さ
せる方法は技術的にはまだ確立されておらず、アライナ
上のマスクとウェハを揺動させる装置は一部で報告され
ているのみである。現在、露光工１ノアの拡大にはミラ
ー揺動による方法が一般的に良く使用されている。しか
し、ミラーにより露光エリアを拡大してもＸ線取り出し
窓がアライナのマスク近傍に位置しているため、Ｘ線取
り出し窓を薄くすることができず、Ｘ線の取り出し効率
が悪いのが現状である。

第６図はＸ線露光装置の従来の構成図、第７図は第６図
のミラー揺動系８の構成図である。

このＸ線露光装置は蓄積リングＩとミラーチェンバ３と
放射光輸送部１６と露光用アライナ１３とからなる。ミ
ラーチェンバ３内には、蓄積リングｌからの放射光２を
放射光輸送部１６内に反射するＸ線反射ミラー４と、ミ
ラー駆動棒５と、ミラー駆動系６と、ミラー揺動棒７と
、ミラー揺動系８とがあり、真空ベローズ９．】０によ
り真空中のＸ線反射ミラー４と大気中のミラー駆動系６
、ミラー揺動系８が真空的に隔離されている。

ミラー揺動系８は、第７図に示すように、ミラ揺動棒７
を」１下させるカム１１と、力ｌ＼１１を回転させるパ
ルスモータ１２からなっており、Ｘ線反射ミラー４をそ
のミラー駆動棒５との連結点を支点を一定の幅で揺動さ
せる。Ｘ線反則ミラー４はこの場合、６軸駆動となって
おり、放射光２の進行方向成分をＸ、その水平方向直角
成分なＹ、」二下方向成分を２、各成分ｘ、ｙ、ｚの回
転方向成分をそれぞれａ、β、γとすると、α軸がＸ線
反射ミラー４の揺動軸となる。ミラー駆動系６はα軸を
除く５軸の駆動を行なう。

蓄積リング１．ミラーチェンバ３、放射光輸送部１６は
］〇−’Ｔｏｒｒの超高真空となっており、超高真空と
大気とを隔てるＸ線取り出し窓１５が放射光輸送部１６
の先端に設けられている。Ｘ線取り出し窓１５にはＸ線
透過率の高いベリリウムが一般に用いられている。Ｘ線
取り出し窓１５のベリリウムは大気でのＸ線の減衰を少
なくするため、マスク１４の近傍にあり、露光エリアの
拡大からその面積は３０ｍｍ角が要求されている。

３０　ｍ、　ｍ角の大きさで１気圧の強度を持たせるた
めには、１００４ｍ以上の膜厚が必要である。さらに、
ビームライン全体でのＸ線の減衰をできるだけ小さくす
るため、ベリリウムの膜厚はできるだけ薄くすることが
必要である。いま、膜厚１００μｍでは、波長８人でＸ
線透過率が５％であり、ベリリウム膜だけでＸ線強度が
〕／２０に減衰してしまう。このように、Ｘ線取り出し
窓１５は相反する条件を満たず必要があり、現在ではど
ちらかの条件を犠牲にする方法が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、Ｘ線取り出し窓が小さく、したがって
膜厚が薄くて済むＸ線露光装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］本発明のＸ線露光装置は、蓄積リングとミラーチャンバと放射光輸送部と露光用ア
ライナとからなり、ミラーチャンバには、蓄積リングか
らの放射光を放射光輸送部内へ反射するＸ線反射ミラー
と、Ｘ線反射ミラーを、該放射光の進行方向に直角で、
水平な軸線のまわりに揺動させるミラー揺動機構とがあ
り、放射光輸送部の先端にはＸ線反射ミラーで反則され
た放射光からＸ線を取り出し、露光用アライナに設（つ
られたマスクに当てるＸ線取り出し窓が設けられている
Ｘ線露光装置において、前記放射光輸送部が途中で分割されて、Ｘ線取り出し窓
が設けられているＸ線取り出し窓保持部をＸ線反射ミラ
ーの揺動軸と平行な直線のまわりに揺動可能に他の部分
に対して支持する支持部と、両部の接続部分をシールす
るシール部とからなる接続部機構と、Ｘ線取り出し窓窓保持部を揺動させるＸ線取り出し窓保
持部揺動機構と、Ｘ線反則ミラーの揺動に伴なう反射光のＸ線取り出し窓
上の移動量とＸ線取り出し窓窓保持部の揺動に伴なうＸ
線取り出し窓の移動量が同じになるようにミラー揺動機
構と態保持部揺動機構とを制御する制御系とを有するこ
とを特徴とする。

［作用］本発明は、放射光輸送部を途中で分割してＸ線取り出し
態保持部を他の部分に対して真空を保持しながら揺動可
能にしＸ線反射ミラーの揺動に合わせてＸ線取り出し窓
を同時に揺動する構造とすることによって、Ｘ線取り出
し窓の大きさを小さくしたもので、これにより比較的小
さいＸ線取り出し窓で広い露光エリアを確保でき、さら
に、ビームラインでのＸ線の減衰を小さくして、Ｘ線取
り出し効率が向上する。

［実施例］次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の第１の実施例のＸ線露光装置の構成図
、第２図は第１図中の放射光輸送部１６とＸ線取り出し
態保持部１７の接続部の詳細を示す図である。

本実施例は第６図の従来例のＸ線露光装置を改良したも
のであり、以下相違点のみ説明する。

従来の放射光輸送部１６は途中で、Ｘ線取り出し窓１５
が設けられているＸ線取り出し態保持部１７とその他の
部分１６とに分割され、画部分１７と１６の接続部は真
空ベローズ１８で接続され、かつＸ線取り出し態保持部
１７は軸受枠１９によりＸ線反射ミラー４の揺動軸に平
行な軸線のまわりに揺動可能に部分１６に連結されてい
る。

Ｘ線取り出し態保持部１７には、Ｘ線取り出し態保持部
１７を軸受枠１９のまわりに揺動させる、Ｘ線取り出し
態保持部揺動棒２０とビニオン２ｊとパルスモータ２２
とからなるＸ線取り出し態保持部揺動系が設けられてい
る。ミラー揺動系とＸ線取り出し態保持部揺動系は駆動
電源２４と言１算機２５からなる制御系２６に接続され
ている。計算機２５にはＸ線反射ミラー４の各軸の１パ
ルス当りの移動量が予め記憶されており、そのパルス制
御を駆動電源２４を介して行ない、さらにＸ線反射ミラ
ー４の揺動に伴なう反射光のＸ線取り出し窓１５上の移
動量とＸ線取り出し態保持部１７の揺動に伴なうＸ線取
り出し窓上５の移動量が同じになるようにミラー揺動系
８とＸ線取り出し態保持部揺動系とを駆動電源２４を介
してパルス制ｉ卸する構成となっている。なお、計算機
２５からはミラー揺動幅、揺動幅の分解点数、各分解点
での揺動速度、揺動周波数などをプログラムにより入力
でき、必要に応じて任意の揺動パターンを作成して、そ
の揺動パターンでミラー揺動ができる構造にもなってい
る。

このように、Ｘ線反射ミラー４による反射光とＸ線取り
出し窓１５の１パルス毎の移動量は同一であり、Ｘ線取
り出し窓１５はＸ線反射ミラー４と同期して揺動するの
で、Ｘ線取り出し窓１５の縦方向の幅は放射光２の開き
角により開いた幅と同じで良く、放射光２の開き角を１
　ｍｒａｄとし、ビームラインの長さを１０ｍとすると
、その幅はたかだか１ｃｍである。したがって、Ｘ線取
り出し窓１５の大きさは１０ｍｍＸ３０ｍｍの大きさで
よく、Ｘ線取り出し窓１５、すなわちベリリウムの厚さ
を極力薄くすることができる。

本実施例ではＸ線反射ミラー４とＸ線取り出し窓１５の
初期位置をあらかじめ設定した場合について述べたが、
リミットスイッチを設置して、揺動棒７，２０に設けた
ノブがリミットスイッチをたたいた点を零（原）点とし
てもよい。

第３図は本発明の第２の実施例で、Ｘ線取り出し窓揺動
部を示す図である。

露光時に真空ベローズは数万回の伸び縮みをするため、
その寿命が懸念されている。いま、Ｘ線取り出し態保持
部１７の長さを１ｍとすると、３０ｍｍ揺動で３０ｍｒ
ａｄの角度で振れる必要があり、真空へローズの長さを
３０ｍｍとすると、ベローズの伸縮量は２５％で非常に
小さい。第３図は、窓揺動用真空ベローズ１８の外側を
もう一段保護へローズ３１で覆い、そこを真空ポンプ３
０で真空とすることにより、内側の窓揺動用真空べ１Ｘ
ｌｉ−ズ１８にかかる大気圧による応力の緩和を図り、
窓揺動用真空ベローズ１８の寿命を向上させたものであ
る。

第４図は本発明の第３の実施例で、Ｘ線取り出し窓揺動
部を示す図である。

ミラーチェンバ３とＸ線取り出し態保持部１７は球状の
回転結合部３４で結合され、その中間に磁性流体３３が
挿入されている。磁性流体３３は磁気シール用磁石３２
に保持され、シール部から流れ出すのを防止している。

このように、回転結合部３４にベローズシールの代わり
に磁気シールを使用することも可能である。さらに、こ
の他ウィルソンシール、０リングシール等の使用も可能
である。

なお、ミラー揺動系、Ｘ線取り出し態保持部揺動系にそ
れぞれミラー揺動棒７．Ｘ線取り出し態保持部揺動棒２
０の直線変位を検出する位置検出器（リニアエンコーダ
等）を取り付は雨検出器からの位置信号を制御系２６に
送り、該位置信号に基づいて制御系２６から、Ｘ線反射
ミラー４とＸ線取り出し窓１５が同期して同一速度で揺
動するようにしてもよい。その場合、クローズトループ
でＸ線反射ミラー４とＸ線取り出し窓１５が制御されて
いるため、Ｘ線反射ミラー４とＸ線取り出し窓１５の駆
動にはパルスモータだけでなく、直流モータも使用でき
る。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、Ｘ線反射ミラーとＸ線取
り出し窓を同時に揺動することによってＸ線取り出し窓
の大きさを小さくできるため、取り出し窓の寿命が延び
、また、Ｘ線取り出し窓の大きさが小さくなることから
膜厚を薄くすることが可能であり、Ｘ線取り出し効率が
向」二する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のＸ線露光装置の構成図
、第２図は第１図中の放射光輸送部１６とＸ線取り出し
態保持部１７の接続部の詳細を示す図、第３図は本発明
の第２の実施例の要部を示す図、第４図は本発明の第３
の実施例の要部を示す図、第５図はシンクロトン放躬先
の特徴を示す１２図、第６図はＸ線露光装置の従来例の構成図、第７図は
第６図中のミラー揺動系８の構成図である。ｌ・・・蓄積リング、　　　２・・・放射光、３・・・
ミラーチェンバ、　　４・・・Ｘ線反射ミラー５・・・
ミラー駆動棒、　　　６・・・ミラー駆動系、７・・・
ミラー揺動棒、　　　８・・・ミラー揺動系、１０・・
・真空ベローズ、　　１１・・・カム、１２・・・パル
スモータ、１３・・・露光用アライナ、１４・・・マスク、１５・
・・Ｘ線取り出し窓、１６・・・放射光輸送部、１７・・・Ｘ線取り出し態保持部、１８・・・真空ベローズ、　　１９・・・軸受棒、２０
・・・Ｘ線取り出し態保持部揺動棒、２１・・・ビニオ
ン、　　　　２２・・・パルスモータ、２４・・・駆動
電源、　　　２５・・・計算機、２６・・・制御系、　
　　　　３０・・・真空ポンプ、３１・・・保護ベロー
ズ、３２・・・磁気シール用磁石、３３・・・磁性流体、３４・・・回転結合部。

Claims

【特許請求の範囲】１、蓄積リングとミラーチャンバと放射光輸送部と露光
用アライナとからなり、ミラーチャンバには、蓄積リン
グからの放射光を放射光輸送部内へ反射するＸ線反射ミ
ラーと、Ｘ線反射ミラーを、該放射光の進行方向に直角
で、水平な軸線のまわりに揺動させるミラー揺動機構と
があり、放射光輸送部の先端にはＸ線反射ミラーで反射
された放射光からＸ線を取り出し、露光用アライナに設
けられたマスクに当てるＸ線取り出し窓が設けられてい
るＸ線露光装置において、前記放射光輸送部が途中で分割されて、Ｘ線取り出し窓
が設けられているＸ線取り出し窓保持部をＸ線反射ミラ
ーの揺動軸と平行な直線のまわりに揺動可能に他の部分
に対して支持する支持部と、両部の接続部分をシールす
るシール部とからなる接続部機構と、Ｘ線取り出し窓窓保持部を揺動させるＸ線取り出し窓保
持部揺動機構と、Ｘ線反射ミラーの揺動に伴なう反射光のＸ線取り出し窓
上の移動量とＸ線取り出し窓窓保持部の揺動に伴なうＸ
線取り出し窓の移動量が同じになるようにミラー揺動機
構とＸ線取り出し窓保持部揺動機構とを制御する制御系
とを有することを特徴とするＸ線露光装置。