JPH05100097A - Ｘ線反射鏡 - Google Patents
Ｘ線反射鏡Info
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- JPH05100097A JPH05100097A JP3281862A JP28186291A JPH05100097A JP H05100097 A JPH05100097 A JP H05100097A JP 3281862 A JP3281862 A JP 3281862A JP 28186291 A JP28186291 A JP 28186291A JP H05100097 A JPH05100097 A JP H05100097A
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- ray
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線照射の熱によって多層膜の周期構造が変
化しても、所定の波長のＸ線を反射させることができる
Ｘ線反射鏡を得る。 【構成】 可撓性を有するＸ線反射鏡の裏面にピエゾ素
子を配設し、そのピエゾ素子に印加する電圧を制御する
ことで、Ｘ線反射鏡の形状を変化させるようにした。
化しても、所定の波長のＸ線を反射させることができる
Ｘ線反射鏡を得る。 【構成】 可撓性を有するＸ線反射鏡の裏面にピエゾ素
子を配設し、そのピエゾ素子に印加する電圧を制御する
ことで、Ｘ線反射鏡の形状を変化させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば、Ｘ線リソグラフ
ィーやＸ線顕微鏡等に用いられるＸ線反射鏡に関するも
のである。
ィーやＸ線顕微鏡等に用いられるＸ線反射鏡に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｘ線リソグラフィーやＸ線顕微鏡
に使用できる直入射の反射光学系の開発が始まりつつあ
るが、そのなかで代表的な光学系として図６に示したシ
ュバルツシルド光学系がある。このシュバルツシルド光
学系は、２枚の球面鏡を組合せた集光光学系であり、各
反射鏡は、Ｘ線の反射率を高めるために屈折率の大きく
異る２つの物質を交互に積層してなる多層膜反射鏡であ
る。
に使用できる直入射の反射光学系の開発が始まりつつあ
るが、そのなかで代表的な光学系として図６に示したシ
ュバルツシルド光学系がある。このシュバルツシルド光
学系は、２枚の球面鏡を組合せた集光光学系であり、各
反射鏡は、Ｘ線の反射率を高めるために屈折率の大きく
異る２つの物質を交互に積層してなる多層膜反射鏡であ
る。
【０００３】この多層膜は、ブラッグの反射条件、２ｄ
ｓｉｎθ＝ｎλ（但し、θはＸ線の入射面が格子面とな
す角、ｄは格子面間隔、λはＸ線の波長、ｎは整数）を
満足した時にＸ線を反射する。従って、Ｘ線反射鏡を構
成している多層膜は、予め定めた波長のＸ線に対して前
記ブラッグの反射条件を満足するよう設定された膜厚を
有する複数の層から形成されている。
ｓｉｎθ＝ｎλ（但し、θはＸ線の入射面が格子面とな
す角、ｄは格子面間隔、λはＸ線の波長、ｎは整数）を
満足した時にＸ線を反射する。従って、Ｘ線反射鏡を構
成している多層膜は、予め定めた波長のＸ線に対して前
記ブラッグの反射条件を満足するよう設定された膜厚を
有する複数の層から形成されている。
【０００４】従来、このような球面多層膜反射鏡の製作
は、まず、基板を研削・研磨・形状測定の工程を繰り返
すことによって、要求される形状精度・表面粗さを満た
すように加工する。次に、その基板上に膜厚分布を考慮
した多層膜を形成する、というものである。また、球面
反射鏡に限らず、回転楕円体鏡、放物面鏡等の非球面反
射鏡も同様の製作工程である。
は、まず、基板を研削・研磨・形状測定の工程を繰り返
すことによって、要求される形状精度・表面粗さを満た
すように加工する。次に、その基板上に膜厚分布を考慮
した多層膜を形成する、というものである。また、球面
反射鏡に限らず、回転楕円体鏡、放物面鏡等の非球面反
射鏡も同様の製作工程である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような多層膜反射鏡では、予め所定の波長のＸ線を反射
させるように多層膜の膜厚およびＸ線の入射角を設定し
てあるため、反射されなかったＸ線は、多層膜部を透過
するかあるいは多層膜部に吸収されていた。
ような多層膜反射鏡では、予め所定の波長のＸ線を反射
させるように多層膜の膜厚およびＸ線の入射角を設定し
てあるため、反射されなかったＸ線は、多層膜部を透過
するかあるいは多層膜部に吸収されていた。
【０００６】この時、吸収されたＸ線エネルギーは熱に
変換され、この熱によって多層膜に熱膨張が生じてしま
う。特に、Ｘ線の出力が大きくなると、その分多層膜に
吸収されるエネルギーも多くなり熱膨張も起き易くな
る。
変換され、この熱によって多層膜に熱膨張が生じてしま
う。特に、Ｘ線の出力が大きくなると、その分多層膜に
吸収されるエネルギーも多くなり熱膨張も起き易くな
る。
【０００７】このような熱膨張が生じると、多層膜反射
鏡は光学系の設計時に設定した所定の形状から変化して
しまう。また、多層膜の各層の膜厚も変化してしまい、
多層膜の所定の周期構造が変わってしまう。
鏡は光学系の設計時に設定した所定の形状から変化して
しまう。また、多層膜の各層の膜厚も変化してしまい、
多層膜の所定の周期構造が変わってしまう。
【０００８】以上のように、従来のＸ線反射鏡では、熱
膨張による多層膜反射鏡の形状の変化および周期構造の
変化により、前述のブラッグの反射条件を満たさなくな
り、所定のＸ線を設定通り反射できなくなってしまうと
いう問題があった。本発明は、上記問題を解消し、Ｘ線
照射時の熱により多層膜の周期構造が変化しても、所定
の波長のＸ線を反射させることができるようなＸ線反射
鏡を得ることを目的とする。
膨張による多層膜反射鏡の形状の変化および周期構造の
変化により、前述のブラッグの反射条件を満たさなくな
り、所定のＸ線を設定通り反射できなくなってしまうと
いう問題があった。本発明は、上記問題を解消し、Ｘ線
照射時の熱により多層膜の周期構造が変化しても、所定
の波長のＸ線を反射させることができるようなＸ線反射
鏡を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係るＸ線反射鏡では、可撓
性を有するＸ線反射面と、前記Ｘ線反射面の裏面に配設
されたピエゾ素子と、該ピエゾ素子に印加する電圧を変
化させる電圧制御手段とを備えた。
め、請求項１に記載の発明に係るＸ線反射鏡では、可撓
性を有するＸ線反射面と、前記Ｘ線反射面の裏面に配設
されたピエゾ素子と、該ピエゾ素子に印加する電圧を変
化させる電圧制御手段とを備えた。
【００１０】また、請求項２に記載の発明に係るＸ線反
射鏡では、請求項１に記載のＸ線反射鏡において、前記
Ｘ線反射面が、変形可能な基板と、該基板上に形成され
た所定の波長のＸ線に対してブラッグの反射条件を満た
す膜厚を有する多層膜とからなるものである。
射鏡では、請求項１に記載のＸ線反射鏡において、前記
Ｘ線反射面が、変形可能な基板と、該基板上に形成され
た所定の波長のＸ線に対してブラッグの反射条件を満た
す膜厚を有する多層膜とからなるものである。
【００１１】
【作用】Ｓｉウエハー、合成樹脂基板などの可撓性を有
する材料は、力を加えることによりある程度自由に変形
させることができる。本発明においては、可撓性を有す
るＸ線反射面の裏面に、力を加えるものとしてピエゾ素
子を配設するものであるため、このピエゾ素子に印加す
る電圧を変化させることによって基板を弾性変形内で変
形させ、求める形状の反射面を得ることが可能となる。
する材料は、力を加えることによりある程度自由に変形
させることができる。本発明においては、可撓性を有す
るＸ線反射面の裏面に、力を加えるものとしてピエゾ素
子を配設するものであるため、このピエゾ素子に印加す
る電圧を変化させることによって基板を弾性変形内で変
形させ、求める形状の反射面を得ることが可能となる。
【００１２】ピエゾ素子は、変位量の精度、再現性に優
れており、さらに電気的に制御するものであるため大変
扱いやすい。また、ピエゾ素子を直列に複数個並べるこ
とによって変化量を増加させることもできる。
れており、さらに電気的に制御するものであるため大変
扱いやすい。また、ピエゾ素子を直列に複数個並べるこ
とによって変化量を増加させることもできる。
【００１３】以上の説明から明らかなように、本発明に
おけるＸ線反射鏡では、熱膨張によって所定の多層膜の
形状や周期構造が変化しても、ピエゾ素子に電圧を印加
することでさらにＸ線反射鏡の形状を変え、多層膜に対
するＸ線の入射角をブラッグの反射条件を満たすような
角度にまで変化させることが可能である。従って、多層
膜に熱膨張による形状や周期構造の変化が生じても、Ｘ
線の波長を変えることなく所定の反射を行なうことがで
きる。
おけるＸ線反射鏡では、熱膨張によって所定の多層膜の
形状や周期構造が変化しても、ピエゾ素子に電圧を印加
することでさらにＸ線反射鏡の形状を変え、多層膜に対
するＸ線の入射角をブラッグの反射条件を満たすような
角度にまで変化させることが可能である。従って、多層
膜に熱膨張による形状や周期構造の変化が生じても、Ｘ
線の波長を変えることなく所定の反射を行なうことがで
きる。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図１〜５を
用いて説明する。 図１は、本発明の第１の実施例であ
るＸ線反射鏡の概略図である。図２は、本発明の第２の
実施例であるＸ線反射鏡の説明図であり、図３は、図２
で説明した球面反射鏡を用いた光学系の構成図である。
図４は、本発明の第３の実施例であるＸ線反射鏡の説明
図であり、図５は、図４で説明した球面反射鏡から非球
面反射鏡への変位量を示す図である。
用いて説明する。 図１は、本発明の第１の実施例であ
るＸ線反射鏡の概略図である。図２は、本発明の第２の
実施例であるＸ線反射鏡の説明図であり、図３は、図２
で説明した球面反射鏡を用いた光学系の構成図である。
図４は、本発明の第３の実施例であるＸ線反射鏡の説明
図であり、図５は、図４で説明した球面反射鏡から非球
面反射鏡への変位量を示す図である。
【００１５】図１において、変形可能な反射面２の裏面
に複数個のピエゾ素子１が同心円状に配設されている。
このピエゾ素子は、中心から同じ半径の円周上にあるも
のには同じ電圧が印加されるように設定されており、各
円周ごとに異る電圧を印加することによって任意の回転
面が形成される。また、各円周上のピエゾ素子に印加す
る電圧は、要求される曲率半径を満たすように中心から
の距離に対する変化量と、ピエゾ素子の電圧に対する変
位量から決定される。
に複数個のピエゾ素子１が同心円状に配設されている。
このピエゾ素子は、中心から同じ半径の円周上にあるも
のには同じ電圧が印加されるように設定されており、各
円周ごとに異る電圧を印加することによって任意の回転
面が形成される。また、各円周上のピエゾ素子に印加す
る電圧は、要求される曲率半径を満たすように中心から
の距離に対する変化量と、ピエゾ素子の電圧に対する変
位量から決定される。
【００１６】図２は、図１における変形可能な反射面２
を多層膜反射鏡とした場合であり、図１で説明した方法
による球面多層膜反射鏡の製作を説明するものである。
φ１００ｍｍのＳｉウエハー基板３上には周期長２６
Å、積層数５０ペアのタングステン（Ｗ）／炭素（Ｃ）
多層膜４が形成され、裏面にはピエゾ素子の電極になる
ように導電性物質５がつけられている。
を多層膜反射鏡とした場合であり、図１で説明した方法
による球面多層膜反射鏡の製作を説明するものである。
φ１００ｍｍのＳｉウエハー基板３上には周期長２６
Å、積層数５０ペアのタングステン（Ｗ）／炭素（Ｃ）
多層膜４が形成され、裏面にはピエゾ素子の電極になる
ように導電性物質５がつけられている。
【００１７】図２（ａ）に示すように上記多層膜反射鏡
の裏面にピエゾ素子１が配設されており、決められた電
圧がパソコン等の制御手段（図示せず）によって制御さ
れながらピエゾ素子に印加され、球面鏡が形成される。
形成された球面鏡は、オプティカルスペロメータを用い
て曲率半径が、干渉計を用いて形状が測定され、設計値
からのズレ分をピエゾ素子への印加電圧を微調整して補
正される。
の裏面にピエゾ素子１が配設されており、決められた電
圧がパソコン等の制御手段（図示せず）によって制御さ
れながらピエゾ素子に印加され、球面鏡が形成される。
形成された球面鏡は、オプティカルスペロメータを用い
て曲率半径が、干渉計を用いて形状が測定され、設計値
からのズレ分をピエゾ素子への印加電圧を微調整して補
正される。
【００１８】本実施例の球面反射鏡を曲率半径Ｒ＝６０
０ｍｍで製作し、同様の多層膜球面鏡を従来法を用いて
ガラス基板で製作した。両者を比較した結果を表１に示
す。尚、表中の＊を記した周期分布の値は、従来のガラ
ス基板上に製作した多層膜の周期分布を直接測定するこ
とができないので、事前に小さく切断したＳｉウエハー
を曲率半径Ｒ＝６００ｍｍの球面基板と同じ位置に配置
して測定したものをガラス基板上の多層膜の周期分布と
して示した。
０ｍｍで製作し、同様の多層膜球面鏡を従来法を用いて
ガラス基板で製作した。両者を比較した結果を表１に示
す。尚、表中の＊を記した周期分布の値は、従来のガラ
ス基板上に製作した多層膜の周期分布を直接測定するこ
とができないので、事前に小さく切断したＳｉウエハー
を曲率半径Ｒ＝６００ｍｍの球面基板と同じ位置に配置
して測定したものをガラス基板上の多層膜の周期分布と
して示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】次に、この球面反射鏡を用いて図３に示す
光学系を組み、炭素の特性Ｘ線（波長４４Å）における
球面反射鏡の集光特性を評価した。点Ｘ線源６からの発
散Ｘ線８を反射鏡２に６０°で入射させ、その反射光９
をカメラ７で撮影した。カメラ７を前後させて反射鏡か
らの距離を変化させ、サジタル，タンジェンシャル焦点
の集光像を撮影したところ、計算とほぼ一致した。従っ
て本実施例において製作した球面反射鏡は十分使用可能
なものである。
光学系を組み、炭素の特性Ｘ線（波長４４Å）における
球面反射鏡の集光特性を評価した。点Ｘ線源６からの発
散Ｘ線８を反射鏡２に６０°で入射させ、その反射光９
をカメラ７で撮影した。カメラ７を前後させて反射鏡か
らの距離を変化させ、サジタル，タンジェンシャル焦点
の集光像を撮影したところ、計算とほぼ一致した。従っ
て本実施例において製作した球面反射鏡は十分使用可能
なものである。
【００２１】次に、本実施例のＸ線反射鏡において、多
層膜の周期構造が変化した時にこの反射鏡を調整する過
程を説明する。前述のように製作した球面反射鏡に対し
シンクロトロン放射光を４０時間照射したところ、反射
鏡の多層膜の周期が約２％増加した。この反射鏡を図３
に示す光学系に組み込み、予め設定してあった入射角６
０°で波長４４ÅのＸ線を照射したが、Ｘ線はほとんど
反射されなかった。
層膜の周期構造が変化した時にこの反射鏡を調整する過
程を説明する。前述のように製作した球面反射鏡に対し
シンクロトロン放射光を４０時間照射したところ、反射
鏡の多層膜の周期が約２％増加した。この反射鏡を図３
に示す光学系に組み込み、予め設定してあった入射角６
０°で波長４４ÅのＸ線を照射したが、Ｘ線はほとんど
反射されなかった。
【００２２】そこで、ピエゾ素子に電圧を印加すること
により、前記球面反射鏡のＸ線の入射角が５８°、反射
鏡の曲率半径Ｒが６１２．７ｍｍとなるように調整した
ところ、光源から反射鏡までの距離および反射鏡からタ
ンジェンシャル焦点の距離を一定に保ったままＸ線を集
光させることができた。
により、前記球面反射鏡のＸ線の入射角が５８°、反射
鏡の曲率半径Ｒが６１２．７ｍｍとなるように調整した
ところ、光源から反射鏡までの距離および反射鏡からタ
ンジェンシャル焦点の距離を一定に保ったままＸ線を集
光させることができた。
【００２３】図４は、本発明の第３の実施例におけるＸ
線反射鏡野概略断面図であり、球面反射鏡から非球面反
射鏡を製作する場合を示すものである。曲率半径Ｒ＝１
２５ｍｍ、φ１００ｍｍ×ｔ２ｍｍの凹面球面合成樹脂
基板３上にタングステン（Ｗ）／炭素（Ｃ）の多層膜を
製作し、図４の（ａ）に示すようにその裏面にピエゾ素
子１が配設されている。そこで、（１）式で表わされる
非球面反射鏡を製作した。
線反射鏡野概略断面図であり、球面反射鏡から非球面反
射鏡を製作する場合を示すものである。曲率半径Ｒ＝１
２５ｍｍ、φ１００ｍｍ×ｔ２ｍｍの凹面球面合成樹脂
基板３上にタングステン（Ｗ）／炭素（Ｃ）の多層膜を
製作し、図４の（ａ）に示すようにその裏面にピエゾ素
子１が配設されている。そこで、（１）式で表わされる
非球面反射鏡を製作した。
【００２４】 X=COY2/(1+ 1-kCoY2)+C2Y2+C4Y4+C6Y6+C8Y8+C10Y10 （１） k = 1 Co = 1/R= 0.008 C2 = 0 C4 =-4.32 ×10-8 C6 =-7.5×10-11 C8 =-1.1×10-14 C10= 2.3×10-17
【００２５】中心から外周部にむかって、（１）式で決
められる非球面の曲率半径Ｒ＝１２５ｍｍからの変位量
（図５）よりピエゾ素子が配置してある各円周における
曲率半径Ｒ＝１２５ｍｍからの変位量が解り、この変位
量と、予め解っているピエゾ素子の電圧に対する変位量
とから、各円周上のピエゾ素子に印加しなければならな
い電圧が決定する。この電圧をパソコンで制御しながら
ピエゾ素子に印加し、図４（ｂ）に示すような非球面反
射鏡を製作した。
められる非球面の曲率半径Ｒ＝１２５ｍｍからの変位量
（図５）よりピエゾ素子が配置してある各円周における
曲率半径Ｒ＝１２５ｍｍからの変位量が解り、この変位
量と、予め解っているピエゾ素子の電圧に対する変位量
とから、各円周上のピエゾ素子に印加しなければならな
い電圧が決定する。この電圧をパソコンで制御しながら
ピエゾ素子に印加し、図４（ｂ）に示すような非球面反
射鏡を製作した。
【００２６】この被球面反射鏡を接触式変位計で形状測
定したところ、設計値とほぼ一致していた。以上の結果
から明らかなように、本発明によれば、非球面反射鏡で
あっても、容易に高い形状精度のものを製作することが
できる。
定したところ、設計値とほぼ一致していた。以上の結果
から明らかなように、本発明によれば、非球面反射鏡で
あっても、容易に高い形状精度のものを製作することが
できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のＸ線反射
鏡では、熱膨張によって所定の多層膜の形状や周期構造
が変化しても、Ｘ線の波長を変えることなく多層膜によ
るＸ線反射を行なうことができる。また、本発明のＸ線
反射鏡は、多様な形状の反射鏡を容易に短期間で製作す
ることができるため、種々の光学系の設計が可能とな
る。
鏡では、熱膨張によって所定の多層膜の形状や周期構造
が変化しても、Ｘ線の波長を変えることなく多層膜によ
るＸ線反射を行なうことができる。また、本発明のＸ線
反射鏡は、多様な形状の反射鏡を容易に短期間で製作す
ることができるため、種々の光学系の設計が可能とな
る。
【００２８】さらに、Ｘ線の焦点位置を焦点面上の任意
の位置に移動させることや、焦点距離を変化させること
も可能である。また、Ｘ線反射鏡を光学系に設置した後
でもピエゾ素子によって調整ができるため、その光学系
のアライメントを容易に行なうことができるという利点
も有する。
の位置に移動させることや、焦点距離を変化させること
も可能である。また、Ｘ線反射鏡を光学系に設置した後
でもピエゾ素子によって調整ができるため、その光学系
のアライメントを容易に行なうことができるという利点
も有する。
【図１】本発明の第１の実施例であるＸ線反射鏡の概略
図である。
図である。
【図２】本発明の第２の実施例であるＸ線反射鏡の概略
断面図である。
断面図である。
【図３】図２の実施例による球面反射鏡を用いた光学系
の構成図である。
の構成図である。
【図４】本発明の第３の実施例であるＸ線反射鏡の概略
断面図である。
断面図である。
【図５】図４の実施例の球面反射鏡から非球面反射鏡へ
の変位量を示す図である。
の変位量を示す図である。
【図６】シュバルツシルド光学系の構成図である。
１：ピエゾ素子 ２：反射鏡 ３：基板 ４：多層膜 ５：導電性物質 ６：Ｘ線源 ７：カメラ ８：発散Ｘ線
Claims (2)
- 【請求項１】 可撓性を有するＸ線反射面と、前記Ｘ線
反射面の裏面に配設されたピエゾ素子と、該ピエゾ素子
に印加する電圧を変化させる電圧制御手段とを有するこ
とを特徴とするＸ線反射鏡。 - 【請求項２】 前記Ｘ線反射面が、変形可能な基板と、
該基板上に形成された所定の波長のＸ線に対してブラッ
グの反射条件を満たす膜厚を有する多層膜とからなるこ
とを特徴とする請求項１に記載のＸ線反射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281862A JP3010844B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | Ｘ線反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3281862A JP3010844B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | Ｘ線反射鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100097A true JPH05100097A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3010844B2 JP3010844B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=17645035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3281862A Expired - Lifetime JP3010844B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | Ｘ線反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3010844B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0939341A2 (en) | 1998-02-27 | 1999-09-01 | Nikon Corporation | Illumination system and exposure apparatus and method |
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