JPH04291000A - シンクロトロン放射光発生装置及び露光装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可視光からＸ線領域の
波長からなるシンクロトロン放射光を放射するシンクロ
トロン放射光発生装置及びこのシンクロトロン放射光を
露光用の光源として利用する露光装置、特に光軸に垂直
な断面の強度分布が水平方向に偏平なシンクロトロン放
射光（　以下、水平型放射光と呼称）　を断面の強度分
布が鉛直方向に偏平なシンクロトロン放射光（　鉛直型
放射光と呼称）　に変えることのできるシンクロトロン
放射光発生装置及びこの鉛直型放射光を光源に利用した
露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】次に、従来のシンクロトロン放射光発生
装置について図４を参照しながら説明する。図４は、従
来のシンクロトロン放射光発生装置を説明するための図
であって、同図（ａ）　は装置の構成を模式的に示す要
部斜視図、同図（ｂ）　は反射ミラーの拡大斜視図であ
る。なお、本明細書においては、同一部品、同一材料等
に対しては全図をとおして同じ符号を付与してある。

【０００３】すなわち、従来のシンクロトロン放射光発
生装置は、同図（ａ）に示すように、加速器（図示せず
）が高速で入射した電子等の荷電粒子２０の運動の軌道
を偏向電磁石２２ａ　で偏向してシンクロトロン放射光
２１を発生する蓄積リング２２と、このシンクロトロン
放射光２１を斜めに入射してその進行方向を変えた後に
、シンクロトロン放射光２１は透過するが気体は透過さ
せない隔膜、例えば厚さが５０〜２００μｍのベリリウ
ム板よりなる隔膜２５を通過し、例えばマスク３０を介
して基板３１に被着したレジストに照射する反射ミラー
２３とを含んで構成したものである。

【０００４】この反射ミラー２３は、同図（ａ）　及び
同図（ｂ）　で示すように、円筒曲面の凹面、若しくは
円筒曲面の凹面を内側にして曲面方向と垂直且つ凹面の
中心を通過する鏡軸２３ａ　を湾曲して構成したトロイ
ダル曲面の凹面よりなる鏡面２３ｂ　を有し、平面視の
鏡軸２３ａ　の方向を光軸２１ａ　の方向と平行にして
配設されて鏡面２３ｂ　に斜めから入射したシンクロト
ロン放射光２１を反射するものである。

【０００５】なお、同図（ａ）　において隔膜２５の左
方における荷電粒子２０及びシンクロトロン放射光２１
は真空系内であり、隔膜２５の右方におけるシンクロト
ロン放射光２１は大気系内である。すなわち、隔膜２５
は、シンクロトロン放射光２１を通過させるとともに、
真空系と大気系とを仕切る仕切り板としての機能を有す
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
にして配設された反射ミラー２３は、その鏡面２３ｂ　
でシンクロトロン放射光２１の進行方向を変えることが
できるものの、反射後においても光軸２１ａ　に対して
垂直な断面の強度分布は水平方向に偏平、すなわち水平
型放射光２１であった。

【０００７】このような水平型放射光２１を図５の（ａ
）　図及び（ｂ）　図に示すようにマスク３０に照射し
た際に、水平型放射光２１は、水平方向にはマスク３０
の全域を殆どカバーすることとなる。したがって、露光
用の光源として利用する従来の露光装置は、マスク３０
を介して水平型放射光２１に対向した基板３１をこのマ
スク３０とともに保持するホルダー３２を鉛直方向に移
動していた。

【０００８】特に、露光作業のスループットを向上させ
るために、ホルダー３２の移動速度は毎秒２０ｍｍ程度
にすることが不可欠であった。このようにマスク３０と
ともに基板３１を保持して重いホルダー３２を鉛直方向
に毎秒２０ｍｍ程度の速度で急発進したり、また瞬時に
停止するにはこのホルダー３２に螺合したＹ軸ボールね
じ３３、このＹ軸ボールねじ３３を介してホルダー３２
を昇降するＹ軸パルスモータ３４が大型となり、延いて
は露光装置そのものが大掛かりなものになるなどの問題
点があった。

【０００９】また、この問題を解決する手段の一つとし
て図５の（ａ）　図に示すようなホルダー３２の重量を
補償するカウンターウエイト３５を備える装置が考案さ
れたが、複雑且つ大掛かりになることに変わりがなかっ
た。

【００１０】本発明は、このような問題を解消するため
になされたものであって、その第１の目的は、水平型放
射光を鉛直型放射光に変えることのできるシンクロトロ
ン放射光発生装置の提供であり、また第２の目的は、こ
のような鉛直型放射光を露光用の光源として利用し、基
板の表面に被着したレジストを感光する際にホルダーを
水平方向に移動する露光装置を提供することである。

【００１１】なお、図５は、従来の露光装置を説明する
ための図であって、同図（ａ）　は露光装置の構成を示
す要部斜視図、同図（ｂ）　は基板を照射するシンクロ
トロン放射光の光軸に垂直な断面の強度分布を示す図で
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１に示す如く前記第１
の目的は、高速の荷電粒子に磁場を作用させて、光軸２
１ａ　に垂直な断面の強度分布が水平方向に偏平なシン
クロトロン放射光２１を放射する蓄積リング２２と、円
筒曲面の凹面、若しくは円筒曲面の凹面を内側にして曲
面方向と垂直且つ凹面の中心を通過する鏡軸２３ａ　を
湾曲して構成したトロイダル曲面の凹面よりなる鏡面２
３ｂ　を有し、平面視の鏡軸２３ａ　の方向を光軸２１
ａの方向と平行にして配設されて鏡面２３ｂ　に斜めか
ら入射したシンクロトロン放射光２１を反射する反射ミ
ラー２３とを含んでなるシンクロトロン放射光発生装置
において、反射ミラー２３が、鏡軸２３ａ　を鉛直に貫
通する仮想直線２４を回転中心にして水平面内で自在に
回動されることを特徴とするシンクロトロン放射光発生
装置により達成される。

【００１３】また、図２に示すように前記第２の目的は
、請求項１記載のシンクロトロン放射光発生装置が発生
しその反射ミラー２３で反射されて光軸２１ａ　に垂直
な断面の強度分布が鉛直方向に偏平にされたシンクロト
ロン放射光２１を基板に被着したレジストに照射する光
源とする露光装置であって、光軸２１ａ　に垂直な断面
の強度分布が鉛直方向に偏平にされたシンクロトロン放
射光２１にマスク３０を介して対向した基板３１をこの
マスク３０とともに保持するホルダー４１を水平方向に
移動し、基板３１に被着したレジストを感光することを
特徴とする露光装置により達成される。

【００１４】

【作用】図１に示すように本発明のシンクロトロン放射
光発生装置は、鏡面２３ｂ　が円筒曲面の凹面若しくは
トロイダル曲面の凹面で構成し、平面視の鏡軸２３ａ　
の方向をシンクロトロン放射光２１の光軸２１ａ　の方
向と平行にし、鏡面２３ｂ　に斜めから入射したシンク
ロトロン放射光２１を反射する反射ミラー２３が、その
鏡軸２３ａ　を鉛直に貫通する仮想直線２４を回転中心
にして水平方向に自在に回動できるように構成している
。

【００１５】したがって、反射ミラー２３を仮想直線２
４を回動中心にして水平方向に回転すると、光軸２１ａ
　に垂直な断面の強度分布が水平方向に偏平なシンクロ
トロン放射光（　水平型放射光）２１　がその鏡面２３
ｂ　での入射点を移動することにより、その入射点にお
ける入射角と入射点における鏡面２３ｂ　の法線の方向
が捩じれて、このシンクロトロン放射光　（水平型放射
光）２１　は、光軸２１ａ　に垂直な断面の強度分布が
鉛直方向に偏平なシンクロトロン放射光　（鉛直型放射
光）２１　となる。

【００１６】また、図２に示す本発明の露光装置は、請
求項１記載のシンクロトロン放射光発生装置が発生しそ
の反射ミラー２３で反射されて光軸２１ａ　に垂直な断
面の強度分布が鉛直方向に偏平にされたシンクロトロン
放射光（　鉛直型放射光）２１　を、基板３１の表面に
被着したレジストを感光する光源としている。

【００１７】したがって、マスク３０を介してシンクロ
トロン放射光２１に表面を対向した基板３１をこのマス
ク３０とともに保持するホルダー４１は、水平方向に移
動されることにより、基板３１に被着したレジストの全
域にシンクロトロン放射光２１を照射できることとなる
。

【００１８】かくして、本発明の一実施例の露光装置に
おけるホルダー４１がマスク３０とともに基板３１を保
持して重くなっても、基板３１に被着したレジストを露
光する際のホルダー４１の移動は水平方向であるからそ
のための力はホルダー４１を鉛直方向に移動するに必要
な力と比較して小さくなり、露光装置そのものも小型に
構成出来ることとなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のシンクロトロン放射光発生装
置及び露光装置のそれぞれの実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明のシンクロトロン放
射光発生装置の一実施例の構成を模式的に示す要部斜視
図である。

【００２０】本発明のシンクロトロン放射光発生装置は
、図４を参照して説明した従来のシンクロトロン放射光
発生装置の反射ミラー２３を水平方向に正逆自在に回動
できるようにしたものである。

【００２１】このように反射ミラー２３を回動可能とす
るために本発明の一実施例のシンクロトロン放射光発生
装置においては、パルスモータ制御装置（図示せず）に
より制御されて回転が正逆自在に変わるパルスモータ２
６の回転軸２６ａ　の先端を反射ミラー２３に裏面の中
心に固着、すなわち回転軸２６ａ　の軸心が反射ミラー
２３の鏡軸２３ａと直交するようにして先端を裏面に固
着して構成したものである。

【００２２】したがって、パルスモータ制御装置により
パルスモータ２６を制御し、その回転軸２６ａ　を例え
ば角度θ回動すると、今までシンクロトロン放射光２１
の光軸２１ａ　と鏡軸２３ａ　を平行にしていた反射ミ
ラー２３が角度θだけ回動し、光軸２１ａ　と鏡軸２３
ａ　とがなす角度　（以降、回動角という）　も当然な
がらθとなる。

【００２３】蓄積リング２２から放射されて反射ミラー
２３の鏡面２３ｂ　により反射されるシンクロトロン放
射光２１の光軸２１ａ　に垂直な断面の強度分布は、回
動角θを０から逐次大きくすると今まで水平線Ｈの方向
に偏平であったものが図３の（ｃ）　〜（ｅ）　図に示
すように除々に鉛直方向に立ち上がることとなる。

【００２４】かくして、パルスモータ制御装置によりパ
ルスモータ２６を制御して反射ミラー２３を水平方向に
回動することにより、光軸２１ａに垂直な断面のシンク
ロトロン放射光２１の強度分布の状態を水平方向に偏平
なものから鉛直方向に偏平なものに連続的に変えること
が出来ることとなる。

【００２５】なお、図３は、回動角θと光軸に垂直な断
面のシンクロトロン放射光の強度分布の関係を示す図で
あって、同図（ａ）　は、シンクロトロン放射光が反射
ミラーにより反射される状態を示す要部平面図、同図（
ｂ）　はシンクロトロン放射光が反射ミラーにより反射
される状態を示す要部側面図、同図（ｃ）　〜同図（ｅ
）　は回動角θを０，５，１５ｍｒａｄｉａｎと変えた
際の光軸に垂直な断面のシンクロトロン放射光の強度分
布の状態を示す図である。

【００２６】次に、本発明の露光装置の一実施例につい
て図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の露光
装置の一実施例を説明するための図であって、同図（ａ
）　は露光装置の構成を示す要部斜視図、同図（ｂ）　
は基板を照射するシンクロトロン放射光の光軸に垂直な
断面の強度分布を示す図である。

【００２７】本発明の一実施例の露光装置は、前述した
本発明の一実施例のシンクロトロン放射光発生装置の蓄
積リング２２が放射し、反射ミラー２３により光軸２１
ａ　と垂直な断面の強度分布が水平方向に偏平なシンク
ロトロン放射光（　水平型放射光）２１　が光軸２１ａ
　と垂直な断面の強度分布が鉛直方向に偏平なシンクロ
トロン放射光　（鉛直型放射光）２１　を、基板３１の
表面に被着したレジストを感光する光源としたものであ
る。

【００２８】このために本発明の一実施例の露光装置は
、同図（ａ）　に示すように、レジストを被着した基板
３１とマスク３０とをそれぞれの表面の方向を平行且つ
鉛直にして装着するホルダー４１と、軸心を水平にして
ホルダー４１に螺合したＸ軸ボールねじ４２と、Ｘ軸ボ
ールねじ４２の一端に連結してこのＸ軸ボールねじ４２
を回転してホルダー４１を水平方向に自在に移動するＸ
軸パルスモータ４３とを含んで構成したものである。

【００２９】したがって、このように構成した本発明の
一実施例の露光装置においては、同図（ｂ）　に示すよ
うにシンクロトロン放射光　（鉛直型放射光）２１　は
、基板３１の鉛直方向を殆どカバーすることとなるので
、Ｘ軸パルスモータ４３を駆動してＸ軸ボールねじ４２
を介して、基板３１とマスク３０とを装着したホルダー
４１を水平方向に移動することにより、基板３１に被着
したレジストの全域を露光できることとなる。

【００３０】このように構成した本発明の一実施例の露
光装置においては、そのホルダー４１がマスク３０とと
もに基板３１を保持して重くなっても、基板３１に被着
したレジストを露光する際のホルダー４１の移動は水平
方向であるからそのための力はホルダー４１を鉛直方向
に移動するに必要な力と比較して小さくなり、露光装置
そのものも小型に構成出来ることとなる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、蓄積リン
グが放射する光軸に垂直な断面の強度分布が水平方向に
偏平なシンクロトロン放射光を、断面の強度分布が鉛直
方向に偏平なシンクロトロン放射光に変えることのでき
るシンクロトロン放射光発生装置の提供を可能にすると
ともに、この断面の強度分布が鉛直方向に偏平なシンク
ロトロン放射光を露光用の光源にした構造がコンパクト
な露光装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例のシンクロトロン放射光
発生装置の構成を模式的に示す要部斜視図、

【図２】は
、本発明の一実施例の露光装置を説明するための図、

【図３】は、回動角θと光軸に垂直な断面のシンクロト
ロン放射光の強度分布の関係を示す図、

【図４】は、従
来のシンクロトロン放射光発生装置を説明するための図
、

【図５】は、従来の露光装置を説明するための図である
。

【符号の説明】

２０は、荷電粒子、 ２１は、シンクロトロン放射光、 ２１ａ　は、光軸、 ２２は、蓄積リング、 ２３は、反射ミラー、 ２３ａ　は、鏡軸、 ２３ｂ　は、鏡面、 ２４は、仮想直線、 ２５は、隔膜、 ２６は、パルスモータ、 ２６ａ　は、回転軸、 ３０は、マスク、 ３１は、基板、 ３２と４１は、ホルダー、 ３３と４２は、Ｘ軸ボールねじ、 ３４と４３は、Ｘ軸パルスモータをそれぞれ示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高速の荷電粒子に磁場を作用させて、
   光軸（２１ａ）　に垂直な断面の強度分布が水平方向に
   偏平なシンクロトロン放射光（２１）を放射する蓄積リ
   ング（２２）と、円筒曲面の凹面、若しくは円筒曲面の
   凹面を内側にして曲面方向と垂直且つ凹面の中心を通過
   する鏡軸（２３ａ）　を湾曲して構成したトロイダル曲
   面の凹面よりなる鏡面（２３ｂ）　を有し、平面視の前
   記鏡軸（２３ａ）　の方向を前記光軸（２１ａ）　の方
   向と平行にして配設されて前記鏡面（２３ｂ）　に斜め
   から入射した前記シンクロトロン放射光（２１）を反射
   する反射ミラー（２３）とを含んでなるシンクロトロン
   放射光発生装置において、前記反射ミラー（２３）が、
   前記鏡軸（２３ａ）　を鉛直に貫通する仮想直線（２４
   ）を回転中心にして水平方向に自在に回動されることを
   特徴とするシンクロトロン放射光発生装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載のシンクロトロン放射光
   発生装置が発生しその反射ミラー（２３）で反射されて
   光軸（２１ａ）　に垂直な断面の強度分布が鉛直方向に
   偏平にされたシンクロトロン放射光（２１）を基板に被
   着したレジストに照射する光源とする露光装置であって
   、光軸（２１ａ）　に垂直な断面の強度分布が鉛直方向
   に偏平にされた前記シンクロトロン放射光（２１）にマ
   スク（３０）を介して対向した基板（３１）をこのマス
   ク（３０）とともに保持するホルダー（４１）を水平方
   向に移動し、基板（３１）に被着したレジストを感光す
   ることを特徴とする露光装置。