JPH05234857A - シンクロトロン放射光照射装置 - Google Patents
シンクロトロン放射光照射装置Info
- Publication number
- JPH05234857A JPH05234857A JP4035998A JP3599892A JPH05234857A JP H05234857 A JPH05234857 A JP H05234857A JP 4035998 A JP4035998 A JP 4035998A JP 3599892 A JP3599892 A JP 3599892A JP H05234857 A JPH05234857 A JP H05234857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synchrotron radiation
- light
- plane
- electron
- ray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電子蓄積リングの放射光取り出し口にX線露光
装置と光励起反応装置を設置し、放射光を有効利用す
る。 【構成】放射光3を電子軌道面に垂直な面内で分割し、
電子軌道面に対する出射角が小さいX線をX線露光装置
8に導入し、電子軌道面に対する出射角が大きい真空紫
外光を光励起反応装置7に導入する。 【効果】半導体製造工程におけるコストが低減し、スル
ープットが向上する。
装置と光励起反応装置を設置し、放射光を有効利用す
る。 【構成】放射光3を電子軌道面に垂直な面内で分割し、
電子軌道面に対する出射角が小さいX線をX線露光装置
8に導入し、電子軌道面に対する出射角が大きい真空紫
外光を光励起反応装置7に導入する。 【効果】半導体製造工程におけるコストが低減し、スル
ープットが向上する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン放射光
を利用して、マスクのパターンを試料に転写したり、デ
ポジション,エッチング,表面クリーニングなどを行な
う放射光照射装置に関する。
を利用して、マスクのパターンを試料に転写したり、デ
ポジション,エッチング,表面クリーニングなどを行な
う放射光照射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光速に近い速度の荷電粒子が加速度運動
するとき、軌道の接線方向にシンクロトロン放射光(以
下、放射光と呼ぶ)が発生する。通常は、電子蓄積リン
グの中で、一定エネルギの電子を磁場により水平面内で
円弧運動させて、放射光を得ている。放射光はX線から
可視光にわたる連続波長光である。
するとき、軌道の接線方向にシンクロトロン放射光(以
下、放射光と呼ぶ)が発生する。通常は、電子蓄積リン
グの中で、一定エネルギの電子を磁場により水平面内で
円弧運動させて、放射光を得ている。放射光はX線から
可視光にわたる連続波長光である。
【0003】図2は、電子の運動エネルギ700Me
V、磁場の強度3.8T における放射光のスペクトル強
度を示す。ここで、縦軸の強度は、蓄積電子の電流10
0mA、電子軌道面に平行な面内(水平面内)の発散角
1mrad、波長バンド幅1%当たりの毎秒光子数である。
放射光は電子軌道面に平行な面内では、数十mradの範囲
に一様な分布で発散する。これに対して、電子軌道面に
垂直な面内(鉛直面内)では放射光は鋭く集中し、しか
も波長が短いほど発散角は小さい。
V、磁場の強度3.8T における放射光のスペクトル強
度を示す。ここで、縦軸の強度は、蓄積電子の電流10
0mA、電子軌道面に平行な面内(水平面内)の発散角
1mrad、波長バンド幅1%当たりの毎秒光子数である。
放射光は電子軌道面に平行な面内では、数十mradの範囲
に一様な分布で発散する。これに対して、電子軌道面に
垂直な面内(鉛直面内)では放射光は鋭く集中し、しか
も波長が短いほど発散角は小さい。
【0004】図3は、前記の電子蓄積リングにおける放
射光強度の角度分布を、波長をパラメータとして示す。
なお、図の横軸は、放射光が電子軌道面となす出射角で
あり、縦軸は、蓄積電子の電流100mA、発散角1mr
ad×1mrad(水平×鉛直)、波長バンド幅1%当たりの
毎秒光子数である。放射光は、X線領域と真空紫外領域
では、従来の光源と比較して強度が極めて大きい。そこ
で、半導体製造等への応用を目的として、次のような放
射光利用技術が盛んに検討されている。
射光強度の角度分布を、波長をパラメータとして示す。
なお、図の横軸は、放射光が電子軌道面となす出射角で
あり、縦軸は、蓄積電子の電流100mA、発散角1mr
ad×1mrad(水平×鉛直)、波長バンド幅1%当たりの
毎秒光子数である。放射光は、X線領域と真空紫外領域
では、従来の光源と比較して強度が極めて大きい。そこ
で、半導体製造等への応用を目的として、次のような放
射光利用技術が盛んに検討されている。
【0005】利用技術の一つは、X線リソグラフィであ
る。半導体素子の微細化に伴い、高解像力のリソグラフ
ィ技術が必要となってきた。X線リソグラフィは、水銀
のi線(波長365nm)などを利用する光リソグラフ
ィに替わる次世代技術として、有望視されている。X線
リソグラフィには、二つの方式がある。第1は、マスク
とウェハとを数十μmの間隙で近接させ、波長1nm程
度のX線によりパターンを等倍転写するX線近接露光で
ある。第2は、波長10nm程度のX線によりマスクを
照明し、結像光学系を介してパターンをウェハに縮小転
写するX線投影露光である。いずれの方式のX線リソグ
ラフィでも、0.1μm 以下の高解像力を達成できる。
る。半導体素子の微細化に伴い、高解像力のリソグラフ
ィ技術が必要となってきた。X線リソグラフィは、水銀
のi線(波長365nm)などを利用する光リソグラフ
ィに替わる次世代技術として、有望視されている。X線
リソグラフィには、二つの方式がある。第1は、マスク
とウェハとを数十μmの間隙で近接させ、波長1nm程
度のX線によりパターンを等倍転写するX線近接露光で
ある。第2は、波長10nm程度のX線によりマスクを
照明し、結像光学系を介してパターンをウェハに縮小転
写するX線投影露光である。いずれの方式のX線リソグ
ラフィでも、0.1μm 以下の高解像力を達成できる。
【0006】他方の利用技術は、波長10〜100nm
程度の真空紫外光を利用する光励起反応プロセスであ
る。半導体素子の微細化につれて、低温、低損傷、かつ
高選択なプロセスが必要となってきた。前述の波長の真
空紫外光は、ほとんどの物質の内殻準位の励起が可能で
あり、反応ガスや物質表面の励起状態を実現できる。そ
こで、放射光励起反応を用いたデポジション,エッチン
グ,表面クリーニングなどが期待されている。
程度の真空紫外光を利用する光励起反応プロセスであ
る。半導体素子の微細化につれて、低温、低損傷、かつ
高選択なプロセスが必要となってきた。前述の波長の真
空紫外光は、ほとんどの物質の内殻準位の励起が可能で
あり、反応ガスや物質表面の励起状態を実現できる。そ
こで、放射光励起反応を用いたデポジション,エッチン
グ,表面クリーニングなどが期待されている。
【0007】電子蓄積リングは高価かつ大型であるの
で、できるだけ多数のX線露光装置と光励起反応装置で
1台の電子蓄積リングを共有することが望ましい。従来
の放射光の利用では、例えば、ニュークリア インスツ
ルメンツ アンド メソッズ、208巻、1983年、
23頁から30頁(Nucl.Instrum.and Methods 208
(1983)23−30)に開示されているように、電
子軌道面に平行な面内で放射光を分割利用している。
で、できるだけ多数のX線露光装置と光励起反応装置で
1台の電子蓄積リングを共有することが望ましい。従来
の放射光の利用では、例えば、ニュークリア インスツ
ルメンツ アンド メソッズ、208巻、1983年、
23頁から30頁(Nucl.Instrum.and Methods 208
(1983)23−30)に開示されているように、電
子軌道面に平行な面内で放射光を分割利用している。
【0008】図4は、従来の方法による放射光照射装置
を示す。電子軌道11上の放射光取り出し口12から、
放射光13が発散する。図示しないが実際には、複数の
放射光取り出し口が電子軌道に沿って配置される。この
放射光を電子軌道面に平行な面内(水平面内)で分割
し、一部を反射鏡14で偏向して光励起反応装置15に
導入する。放射光の他の部分は、直進してX線露光装置
16に入射する。なお、放射光を反射鏡で偏向する理由
は、X線露光装置と光励起反応装置との空間的干渉を避
けるためである。
を示す。電子軌道11上の放射光取り出し口12から、
放射光13が発散する。図示しないが実際には、複数の
放射光取り出し口が電子軌道に沿って配置される。この
放射光を電子軌道面に平行な面内(水平面内)で分割
し、一部を反射鏡14で偏向して光励起反応装置15に
導入する。放射光の他の部分は、直進してX線露光装置
16に入射する。なお、放射光を反射鏡で偏向する理由
は、X線露光装置と光励起反応装置との空間的干渉を避
けるためである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
電子軌道面に平行な面内で放射光を分割利用するので、
X線露光装置や光励起反応装置において十分大きな放射
光強度が得られない。したがって、リソグラフィやプロ
セスのスループットが低いという問題がある。これを避
けるために、一つの放射光取り出し口から発散する放射
光全部を、一つの装置で利用することが考えられる。し
かし、この場合には、X線露光装置や光励起反応装置の
設置台数が少なくなり、装置1台当たりの電子蓄積リン
グのコストが増加するという問題がある。
電子軌道面に平行な面内で放射光を分割利用するので、
X線露光装置や光励起反応装置において十分大きな放射
光強度が得られない。したがって、リソグラフィやプロ
セスのスループットが低いという問題がある。これを避
けるために、一つの放射光取り出し口から発散する放射
光全部を、一つの装置で利用することが考えられる。し
かし、この場合には、X線露光装置や光励起反応装置の
設置台数が少なくなり、装置1台当たりの電子蓄積リン
グのコストが増加するという問題がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、放射光取り出し口から発散する放射光を
電子軌道面に垂直な面内(鉛直面内)で分割し、電子軌
道面に対する出射角が小さい放射光をX線露光装置に導
入し、電子軌道面に対する出射角が大きい放射光を光励
起反応装置に導入する。
に、本発明は、放射光取り出し口から発散する放射光を
電子軌道面に垂直な面内(鉛直面内)で分割し、電子軌
道面に対する出射角が小さい放射光をX線露光装置に導
入し、電子軌道面に対する出射角が大きい放射光を光励
起反応装置に導入する。
【0011】
【作用】先に図3に示したように、電子軌道面に垂直な
面内では、短波長の放射光は発散角が小さく、長波長の
放射光は発散角が大きい。したがって、電子軌道面に対
する出射角が所定の値以下のX線成分をX線露光装置に
導入し、電子軌道面に対する出射角が所定の値以上の真
空紫外成分を光励起反応装置に導入することにより、X
線露光装置と光励起反応装置のそれぞれの使用波長で、
十分大きな放射光強度が得られる。
面内では、短波長の放射光は発散角が小さく、長波長の
放射光は発散角が大きい。したがって、電子軌道面に対
する出射角が所定の値以下のX線成分をX線露光装置に
導入し、電子軌道面に対する出射角が所定の値以上の真
空紫外成分を光励起反応装置に導入することにより、X
線露光装置と光励起反応装置のそれぞれの使用波長で、
十分大きな放射光強度が得られる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の放射光照射装置の第1実施
例を示す。電子軌道1の一部に放射光取り出し口2があ
り、放射光3が発散する。反射鏡4と4aは、この放射
光の光路上にあり、それぞれ電子軌道面の上側と下側に
間隙をはさんで設置されている。電子軌道面に対する出
射角が大きい放射光5と5aは、それぞれ反射鏡4と4
aで偏向され、光励起反応装置7に入射する。一方、電
子軌道面に対する出射角が小さい放射光6は、前述の間
隙を直進し、X線露光装置8に入射する。なお、電子軌
道面に平行な面内では、反射鏡と間隙の長さは十分大き
く、光励起反応装置とX線露光装置は、発散する放射光
を全部受容する。
例を示す。電子軌道1の一部に放射光取り出し口2があ
り、放射光3が発散する。反射鏡4と4aは、この放射
光の光路上にあり、それぞれ電子軌道面の上側と下側に
間隙をはさんで設置されている。電子軌道面に対する出
射角が大きい放射光5と5aは、それぞれ反射鏡4と4
aで偏向され、光励起反応装置7に入射する。一方、電
子軌道面に対する出射角が小さい放射光6は、前述の間
隙を直進し、X線露光装置8に入射する。なお、電子軌
道面に平行な面内では、反射鏡と間隙の長さは十分大き
く、光励起反応装置とX線露光装置は、発散する放射光
を全部受容する。
【0013】次に、本発明における放射光の利用効率を
説明する。図5は、電子の運動エネルギ700MeV、
磁場の強度3.8T のときの、電子軌道面に垂直な面内
における放射光強度の集中度を、波長をパラメータとし
て示したものである。横軸は放射光の発散角であり、縦
軸はこの発散角内に集中する放射光強度と全放射光強度
との比である。例えば、発散角が1mradのとき、波長1
nm,10nm、および100nmにおける放射光強度
の集中度はそれぞれ75%,30%および10%であ
る。すなわち、X線露光装置の使用波長を1nmとし、
発散角1mrad以下の放射光を利用するとき、利用効率7
5%が得られる。一方、光励起反応装置が発散角1mrad
以上の放射光を利用するとき、波長10nmと100n
mにおける利用効率はそれぞれ70%と90%になる。
また、発散角が2.5mrad のとき、波長10nmと10
0nmにおける放射光強度の集中度はそれぞれ75%と
30%である。すなわち、波長10nm,発散角2.5m
rad 以下の放射光をX線露光装置で利用するとき、利用
効率75%が得られ、波長100nm、発散角2.5mra
d以上の放射光を光励起反応装置で利用するとき、利用
効率70%が得られる。このように、電子軌道面に垂直
な面内で放射光を分割利用すると、X線露光装置と光励
起反応装置の放射光利用効率の合計は100%より大き
くなる。これに対して、従来のように電子軌道面に平行
な面内で放射光を分割利用すると、X線露光装置と光励
起反応装置の放射光利用効率の合計は高々100%であ
る。したがって、本発明により放射光の有効利用を実現
できることが判る。
説明する。図5は、電子の運動エネルギ700MeV、
磁場の強度3.8T のときの、電子軌道面に垂直な面内
における放射光強度の集中度を、波長をパラメータとし
て示したものである。横軸は放射光の発散角であり、縦
軸はこの発散角内に集中する放射光強度と全放射光強度
との比である。例えば、発散角が1mradのとき、波長1
nm,10nm、および100nmにおける放射光強度
の集中度はそれぞれ75%,30%および10%であ
る。すなわち、X線露光装置の使用波長を1nmとし、
発散角1mrad以下の放射光を利用するとき、利用効率7
5%が得られる。一方、光励起反応装置が発散角1mrad
以上の放射光を利用するとき、波長10nmと100n
mにおける利用効率はそれぞれ70%と90%になる。
また、発散角が2.5mrad のとき、波長10nmと10
0nmにおける放射光強度の集中度はそれぞれ75%と
30%である。すなわち、波長10nm,発散角2.5m
rad 以下の放射光をX線露光装置で利用するとき、利用
効率75%が得られ、波長100nm、発散角2.5mra
d以上の放射光を光励起反応装置で利用するとき、利用
効率70%が得られる。このように、電子軌道面に垂直
な面内で放射光を分割利用すると、X線露光装置と光励
起反応装置の放射光利用効率の合計は100%より大き
くなる。これに対して、従来のように電子軌道面に平行
な面内で放射光を分割利用すると、X線露光装置と光励
起反応装置の放射光利用効率の合計は高々100%であ
る。したがって、本発明により放射光の有効利用を実現
できることが判る。
【0014】放射光を分割して1台のX線露光装置と2
台の光励起反応装置で利用する第2実施例を、図6に示
す。反射鏡4と4aは、放射光の光路上にあり、それぞ
れ電子軌道面の上側と下側に間隙をはさんで設置されて
いる。電子軌道面の上方向に出射角が大きい放射光5
は、反射鏡4で偏向され、光励起反応装置7に入射す
る。また、電子軌道面の下方向に出射角が大きい放射光
5aは、反射鏡4aで偏向され、光励起反応装置7aに
入射する。一方、電子軌道面に対する出射角が小さい放
射光6は、前記の間隙を直進し、X線露光装置8に入射
する。
台の光励起反応装置で利用する第2実施例を、図6に示
す。反射鏡4と4aは、放射光の光路上にあり、それぞ
れ電子軌道面の上側と下側に間隙をはさんで設置されて
いる。電子軌道面の上方向に出射角が大きい放射光5
は、反射鏡4で偏向され、光励起反応装置7に入射す
る。また、電子軌道面の下方向に出射角が大きい放射光
5aは、反射鏡4aで偏向され、光励起反応装置7aに
入射する。一方、電子軌道面に対する出射角が小さい放
射光6は、前記の間隙を直進し、X線露光装置8に入射
する。
【0015】以上の説明では、放射光を反射鏡で偏向し
て光励起反応装置に導入する実施例を示したが、放射光
を反射鏡で偏向してX線露光装置に導入してもよい。ま
た、曲面反射鏡により放射光を集光し、X線露光装置に
おいてマスクの照明条件を満足させたり、光励起反応装
置において放射光のパワー密度を高めることもできる。
て光励起反応装置に導入する実施例を示したが、放射光
を反射鏡で偏向してX線露光装置に導入してもよい。ま
た、曲面反射鏡により放射光を集光し、X線露光装置に
おいてマスクの照明条件を満足させたり、光励起反応装
置において放射光のパワー密度を高めることもできる。
【0016】以上の実施例では、反射鏡の反射面として
金、白金、炭化珪素等を使用し、全反射が生じるように
入射角を設定することにより、高い反射率が得られる。
また、屈折率の異なる複数種類の物質を交互に積層した
多層膜鏡を使用してもよい。多層膜鏡を使用する場合、
必要な波長の放射光だけをX線露光装置や光励起反応装
置に導入することができる。
金、白金、炭化珪素等を使用し、全反射が生じるように
入射角を設定することにより、高い反射率が得られる。
また、屈折率の異なる複数種類の物質を交互に積層した
多層膜鏡を使用してもよい。多層膜鏡を使用する場合、
必要な波長の放射光だけをX線露光装置や光励起反応装
置に導入することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、電子蓄積リングをX線
露光装置と光励起反応装置で有効利用することが可能で
あり、半導体製造工程等におけるスループットを向上
し、コストを低減することができる。
露光装置と光励起反応装置で有効利用することが可能で
あり、半導体製造工程等におけるスループットを向上
し、コストを低減することができる。
【図1】本発明の放射光照射装置の第1実施例の説明
図。
図。
【図2】放射光のスペクトル強度を示す特性図。
【図3】電子軌道に垂直な面内における放射光強度の角
度分布図。
度分布図。
【図4】従来の放射光照射装置の説明図。
【図5】電子軌道に垂直な面内における放射光強度の集
中度を示す特性図。
中度を示す特性図。
【図6】本発明の放射光照射装置の第2実施例の説明
図。
図。
【符号の説明】 1…電子軌道、2…放射光取り出し口、3…放射光、
4,4a…反射鏡、5,5a…出射角が大きい放射光、
6…出射角が小さい放射光、7…光励起反応装置、8…
X線露光装置。
4,4a…反射鏡、5,5a…出射角が大きい放射光、
6…出射角が小さい放射光、7…光励起反応装置、8…
X線露光装置。
Claims (4)
- 【請求項1】荷電粒子を周回運動させてシンクロトロン
放射光を発生する光源と、前記シンクロトロン放射光の
X線成分を利用するX線露光装置と、前記シンクロトロ
ン放射光の真空紫外成分を利用する光励起反応装置とか
ら成り、前記荷電粒子の軌道面に垂直な面内で前記シン
クロトロン放射光を分割し、前記軌道面に対する出射角
が小さい前記シンクロトロン放射光を前記X線露光装置
に導入し、前記軌道面に対する出射角が大きい前記シン
クロトロン放射光を前記光励起反応装置に導入すること
を特徴とするシンクロトロン放射光照射装置。 - 【請求項2】請求項1において、反射鏡により前記シン
クロトロン放射光を、前記X線露光装置と前記光励起反
応装置の少なくとも一方に偏向するシンクロトロン放射
光照射装置。 - 【請求項3】請求項2において、前記反射鏡が前記シン
クロトロン放射光を集光する機能を有するシンクロトロ
ン放射光照射装置。 - 【請求項4】請求項2または3において、前記反射鏡の
反射面が、屈折率の異なる複数種類の物質を交互に積層
した多層膜で形成されているシンクロトロン放射光照射
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4035998A JPH05234857A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | シンクロトロン放射光照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4035998A JPH05234857A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | シンクロトロン放射光照射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05234857A true JPH05234857A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12457476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4035998A Pending JPH05234857A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | シンクロトロン放射光照射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05234857A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016539382A (ja) * | 2013-09-25 | 2016-12-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | ビームデリバリ装置及び方法 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4035998A patent/JPH05234857A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016539382A (ja) * | 2013-09-25 | 2016-12-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | ビームデリバリ装置及び方法 |
US10580545B2 (en) | 2013-09-25 | 2020-03-03 | Asml Netherlands B.V. | Beam delivery apparatus and method |
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