JPH05226228A - X線発生装置及びx線反射鏡光軸合わせ方法 - Google Patents

X線発生装置及びx線反射鏡光軸合わせ方法

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JPH05226228A
JPH05226228A JP4027658A JP2765892A JPH05226228A JP H05226228 A JPH05226228 A JP H05226228A JP 4027658 A JP4027658 A JP 4027658A JP 2765892 A JP2765892 A JP 2765892A JP H05226228 A JPH05226228 A JP H05226228A
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JP
Japan
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ray
reflecting mirror
optical axis
mirror
axis
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JP4027658A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Goto
俊治 後藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/702Reflective 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)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はX線発生装置及びX線反射鏡光軸合
わせ方法に関し、X線反射鏡の光軸合わせを正確に、且
つ短時間でできるX線発生装置及びX線反射鏡光軸合わ
せ方法を実現することを目的とする。 【構成】 X線光源10と、X線反射鏡12と、該X線
光源10とX線反射鏡12との間に設けられ且つ複数の
透過孔16を有する遮蔽板11と、該遮蔽板11の位置
を調整する位置調整機構と、前記X線反射鏡12の姿勢
を調整することができる6軸制御装置13と、X線光源
10からのX線が遮蔽板11の透過孔16を通過した複
数ビームの位置を検出するX線検出器14と、X線反射
鏡12で反射されたビームの最適位置を計算するマイク
ロプロセッサ15とを具備して成るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はX線発生装置に関する。
詳しくは、X線反射鏡を有するX線発生装置において、
高精度なX線反射鏡の光軸合わせ方法及び、その方法を
実現できるX線発生装置に関する。
【0002】超LSIと呼ばれるような半導体集積回路
の製造においては、サブミクロン加工技術の重要性が近
年益々大きくなってきている。かかる状勢の中で半導体
集積回路製造のリソグラフィ工程において、強度が桁違
いに大きく且つ平行性が優れているSOR光(シンクロ
トロン放射光)を露光用光源として利用する方法が盛ん
に研究されている。しかし、これが将来製造技術として
定着するためにはX線反射鏡によるX線波長帯の最適化
が必要であり、また、より露光時間を短縮するために、
集光鏡による高強度化が重要な課題である。
【0003】
【従来の技術】SOR露光においては、X線から可視光
にわたる連続スペクトルのなかからX線露光に適した波
長帯(0.5nm〜1.5nm)だけを取り出すためのバン
ドパスフィルタが必要になるが、短波長X線の除去フィ
ルタとしては全反射を利用したX線反射鏡が用いられ
る。図2は反射鏡に対するSOR光の視射角と反射され
るX線の波長との関係を示す図である。また、このX線
反射鏡をトロイダル鏡やシリンドリカル鏡等の湾曲面を
有する鏡にし、X線を集光することによって単位面積あ
たりのX線強度が高められている。
【0004】図3はX線反射鏡を有する従来のSOR装
置の概略図である。これは同図に示すように、電子蓄積
リング1、Pt又はAu等の金属蒸着膜が施されたX線
反射鏡2、ビームライン3などにより構成されており、
電子蓄積リング1から放射されたSOR光4はX線反射
鏡2によって反射された後、ビームライン3を通過し、
ベリリウム窓5から出射してX線露光室6に導かれ、マ
スク7を通してウエハ8を露光するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のSOR装置
において、X線反射鏡2の位置合わせを行う際、図4に
示すように3個の並進自由度X,Y,Zおよび3個の回
転自由度のα,θ,φがあるが、トロイダル鏡やシリン
ドリカル鏡等を用いた場合、これらの各軸を正確に合わ
せることが必要である。図5に一例としてφ軸が理想状
態からずれたときの反射鏡表面での照射位置、およびウ
エハ上での照射ビームの形状を示す。φ軸が正確に合っ
ていないとウエハ上での照射ビーム形状に歪が生じ、ウ
エハ上での水平方向の強度分布が一様でなくなるという
問題がある。
【0006】また、設計通りの反射スペクトルを得るた
めにはθ軸を正確に合わせる必要がある。さらにα軸が
合っていないと反射ビームが露光位置において水平方向
にずれてしまうという問題がある。従来は、これらの軸
を正確に合わせるために蛍光スクリーンに写された反射
光の形状を眼で観察したり、実際に露光して強度分布を
調べるといった手段を用いていたため、X線反射鏡の光
軸合わせには時間がかかるという問題があった。
【0007】本発明は、X線反射鏡の光軸合わせが正確
に、且つ短時間でできるX線発生装置及びX線反射鏡光
軸合わせ方法を実現しようとする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のX線発生装置に
於いては、X線光源10と、X線反射鏡12と、該X線
光源10とX線反射鏡12との間に設けられ且つ複数の
透過孔16を有する遮蔽板11と、該遮蔽板11の位置
を調整する位置調整機構と、前記X線反射鏡12の姿勢
を調整することができる6軸制御装置13と、X線光源
10からのX線が遮蔽板11の透過孔16を通過した複
数ビームの位置を検出するX線検出器14と、X線反射
鏡12で反射されたビームの最適位置を計算するマイク
ロプロセッサ15とを具備して成ることを特徴とする。
【0009】また、本発明のX線光軸合わせ方法に於い
ては、前記X線発生装置において、複数の反射ビームの
観測面における照射位置Piを、計算によって得られる
理想的な位置Ciに一致させるようにX線反射鏡12の
姿勢を機械的な試行錯誤により繰返し調整することを特
徴とする。
【0010】また、本発明のX線光軸合わせ方法に於い
ては、前記X線発生装置において、複数の反射ビームの
観測面における照射位置Piと計算によって得られる位
置Ciが一致するようなX線反射鏡の計算上の調整条件
を最小二乗法によって算出し、この結果から所定の補正
をして、X線反射鏡の光軸合わせをおこなうことを特徴
とする。この構成を採ることにより、X線反射鏡の光軸
合わせを正確に行うことができ、且つ調整が短時間でで
きるX線発生装置及びX線光軸合わせ方法が得られる。
【0011】
【作用】図1に示すように、X線光源10とX線反射鏡
12との間に複数個のX線透過孔16を有する遮蔽板1
1を挿入し、これらの透過孔16を透過するビームがX
線反射鏡12によって反射された後、観測面に照射する
座標Piを測定し、計算によって得られる理想的な座標
Ciに一致させることにより、SOR光の光軸に対して
X線反射鏡12の位置を正確に合わせることができ、所
望の強度分布を常に得ることが可能となる。
【0012】
【実施例】図1は本発明のX線発生装置の実施例を示す
図である。同図において、10はSOR光を用いたX線
光源、11は遮蔽板、12はX線反射鏡、13は6軸制
御装置、14はX線検出器、15はマイクロプロセッサ
をそれぞれ示している。そして、遮蔽板11はX線を透
過しない材料の板に一列に並んだ複数の(図では5個)
の透過孔16と、その両端に設けられた透過孔位置補正
用フォトダイオード17,17′とを有し、2個の直線
導入器18,18′で該遮蔽板の上下位置を調整できる
ようになっている。
【0013】また、X線反射鏡12は6軸制御装置13
に取り付けられ、遮蔽板11に対しX線光源10の反対
側に配置されている。また、X線検出器14は二次元C
CD等が用いられ、X線ビームの位置を検出できるよう
になっている。また、マイクロプロセッサ15はX線ビ
ームの理想的な位置を計算でき、さらにX線検出器14
の出力を計算して6軸制御装置13を駆動し、反射鏡1
2の姿勢を制御できるようになっている。
【0014】このように構成されたX線発生装置におけ
る本発明のX線反射鏡の光軸合わせ方法の第1の実施例
を次に説明する。SOR光は電子が描く円軌道の軌道面
内で最大となり、軌道面から上下にずれるほど弱くな
る。この強度分布はガウス分布に近い形をしている。こ
のため、本方法では、先ず透過孔16がSOR光の垂直
方向の強度の最大の位置(軌道面内)に位置するように
フォトダイオード17,17′のX線検出信号が最大に
なるように直線導入器18,18′で調整する。
【0015】次に各透過孔16を透過したビームがX線
反射鏡12により反射された後の反射ビーム19の位置
1 〜P5 およびX線反射鏡12が入射ビームから退避
したときの直進するビームの位置O1 〜O5 をX線検出
器14で検出する。X線検出器14の出力はマイクロプ
ロセッサ15に送られ、X線反射鏡12が理想的に光軸
合わせされている場合の反射ビームが照射する位置C1
〜C5 とのずれが計算される。理想的な反射ビームの照
射位置は光線追跡手法を用いて計算することができる。
【0016】次にX線検出器14上の座標の取りかたを
示す。X線反射鏡12が入射ビームから退避したとき直
進するビームの検出される位置が基準にされる。すなわ
ち、点O3 をX′,Z′座標の原点にとり、O1 〜O5
方向にX′軸を、また、これに直交するようにZ′軸を
とる。次にX線反射鏡12の6個の調整軸について、各
軸を個々に動かしながらP1 〜P5 がC1 〜C5 に一致
するように機械的な試行錯誤により繰返し調整すること
によりX線反射鏡12の光軸合わせを行うことができ
る。
【0017】以上のX線反射鏡の光軸合わせは機械的な
試行錯誤による方法であるが、次に第2の実施例として
マイクロプロセッサの試行錯誤による方法を説明する。
以下に各軸の補正量を算出する方法の一例を示す。先ず
QiをX線反射鏡12の6軸の調整パラメータが理想的
な値からδX,δY,δZ,δα,δφ,δθだけずれ
た条件下での光線追跡によって計算された位置とする。
Pi(i=1,5)とQi(i=1,5)の距離の二乗
の和をL2 とする。L2 はδX,δY,δZ,δα,δ
φ,δθの関数として以下のように記述できる。
【0018】
【数1】
【0019】この関数に関して6変数の非線型最小二乗
フィッティングをおこなうことにより、現時点における
6個の調整パラメーターのずれを計算することができ
る。したがって、実際に−δX,−δY,−δZ,−δ
α,−δφ,−δθの分だけX線反射鏡を動かしてやれ
ば良い。必要に応じて、この手続を数回繰り返すことに
より反射ビームの位置P1 〜P5 を反射ビームの理想的
な位置C1 〜C5 に近づける(一致させる)ことができ
る。この方法では、マイクロプロセッサ上で光線追跡お
よび最小二乗法の計算をソフトウェアを用いておこない
X線反射鏡12の6軸制御装置13にフィードバックさ
せることにより光軸調整をおこなっている。
【0020】
【発明の効果】本発明に依れば、X線反射鏡をSOR光
の実際の光軸に正確に合わせることが可能となる。従っ
てトロイダル鏡やシリンドリカル鏡等において一様な強
度分布を得ることができ、X線露光の品質向上に寄与す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線発生装置の実施例を示す図であ
る。
【図2】反射鏡に対する視射角と反射されるX線の波長
との関係を示す図で、(a)は視射角を説明する図、
(b)は視射角と波長との関係を示す図である。
【図3】X線反射鏡を有する従来のSOR装置を示す図
である。
【図4】反射鏡の自由度を示す図である。
【図5】ウエハ上での照射ビームの形状を示す図であ
る。
【符号の説明】 10…X線光源 11…遮蔽板 12…X線反射鏡 13…6軸制御装置 14…X線検出器 15…マイクロプロセッサ 16…透過孔 17,17′…透過孔位置補正用フォトダイオード 18,18′…直線導入器 19…反射ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05G 1/00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線光源(10)と、X線反射鏡(1
    2)と、該X線光源(10)とX線反射鏡(12)との
    間に設けられ且つ複数の透過孔(16)を有する遮蔽板
    (11)と、該遮蔽板(11)の位置を調整する位置調
    整機構と、前記X線反射鏡(12)の姿勢を調整するこ
    とができる6軸制御装置(13)と、X線光源(10)
    からのX線が遮蔽板(11)の透過孔(16)を通過し
    た複数ビームの位置を検出するX線検出器(14)と、
    X線反射鏡(12)で反射されたビームの最適位置を計
    算するマイクロプロセッサ(15)とを具備して成るこ
    とを特徴とするX線発生装置。
  2. 【請求項2】 請求項1のX線発生装置において、複数
    の反射ビームの観測面における照射位置Piを、計算に
    よって得られる理想的な位置Ciに一致させるようにX
    線反射鏡(12)の姿勢を機械的な試行錯誤により繰返
    し調整することを特徴とするX線反射鏡光軸合わせ方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1のX線発生装置において、複数
    の反射ビームの観測面における照射位置Piと、計算に
    よって得られる位置Ciが一致するようなX線反射鏡の
    計算上の調整条件を最小二乗法によって算出し、この結
    果から所定の補正をして、X線反射鏡の光軸合わせをお
    こなうことを特徴とするX線反射鏡光軸合わせ方法。
JP4027658A 1992-02-14 1992-02-14 X線発生装置及びx線反射鏡光軸合わせ方法 Withdrawn JPH05226228A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048673A (ja) * 2000-08-04 2002-02-15 Olympus Optical Co Ltd 光学素子又は光学系の物理量測定方法

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Effective date: 19990518