JPH0634109B2 - 放射光反射ミラー制御装置 - Google Patents

放射光反射ミラー制御装置

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JPH0634109B2
JPH0634109B2 JP29401689A JP29401689A JPH0634109B2 JP H0634109 B2 JPH0634109 B2 JP H0634109B2 JP 29401689 A JP29401689 A JP 29401689A JP 29401689 A JP29401689 A JP 29401689A JP H0634109 B2 JPH0634109 B2 JP H0634109B2
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シンクロトロン放射光の照射野を拡大する
ために、該放射光を所定方向にスキャンする放射光反射
ミラー制御装置に関する。
〔従来の技術〕 半導体の高集積化技術の進歩に伴い、マスク上のパター
ンをレジストの付着したウェハ等の上に転写する半導体
リソグラフィ装置でも、従来用いられていた紫外線に代
わり、これよりも波長の短いX線(特に軟X線)を利用
する技術が提案されている。
第4図は、線幅がサブミクロンクラスとなる超LSIの
マスクパターンをウェハ等の被露光板状物に転写する
際、平行性が良く且つ強いX線が得られるため、次期X
線源として期待されているシンクロトロン放射光を用い
たX線露光装置の概略を示すものである。
放射光源である高真空の電子蓄積リング(100)内では、
電子ビームを電磁石で曲げて略リング状に回転させてい
るが、光速に近い速さの電子を偏向電磁石(101)の磁界
により曲げたときに軌道の接線方向にシンクロトロン放
射光が放射される。この放射光は、ビームライン(110)
からX線転写装置(120)内に導かれ、その内部でX線マ
スク(図示なし)やウェハ駆動ステージ(図示なし)等
の各種装置を用いてマスクパターンを被露光板状物の表
面(この場合はウェハの上に被覆されたレジスト)に転
写する。
この電子蓄積リング(100)から放射されるシンクロトロ
ン放射光は、電子軌道面(水平面)に垂直な方向への発
散角が小さいため、照射面が横長の扁平になってしま
う。そこで第5図に示されるように、放射光反射ミラー
X等をビームライン(110)の途中に設けて、放射光が前
記転写装置(120)に至る前にこれを上下に走査し、照射
面積を拡大する等の工夫がなされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この反射ミラーXにおけるシンクロトロン放射光の反射
は、その鏡面入射角が1°程度に調整されてはじめて全
反射が可能であり、そのため反射ミラーXの振動による
放射光の走査も非常に微妙な制御によりなされることに
なる。
一方、シンクロトロン放射光は電子蓄積リング(100)に
電子が入射されるたび垂直方向の位置変動が起こること
が知られている。このような変動が起こった場合、鏡面
の小さな反射ミラーXでは、第6図に示されるように該
反射ミラーX鏡での反射が困難になってしまう。従って
反射ミラーXには鏡面の大きなもの(光軸方向に長い)
が用いられ、そのためにビームライン(110)の全長が長
くならざるを得ず、又反射ミラーX鏡面の粗さをなくす
ことやうねりをなくして平面度を向上させることも難し
くなる。更に反射ミラーXの走査のためにこれを振動せ
しめる駆動機構も大型なものにならざるを得ない。
又、この反射ミラーXはシンクロトロン放射光の平均的
な放射光路に合わせてその鏡面中心位置が固定され、そ
の中心位置周りにこれを振動的に回転せしめて放射光の
走査が行なわれる。ところが、このような放射光の光路
変動があると、第7図(a)(b)に示されるように放射光が
反射ミラーXの鏡面中心位置から外れた所で反射するた
め、該反射ミラーXの振動的回動による放射光照射位置
及び照射範囲の変動幅が大きくなり、時には転写装置(1
20)側における放射光露光量が著しく減少して十分な露
光が得なれなくなってしまう可能性もある。
本発明は従来技術の以上のような問題に鑑み創案された
もので、シンクロトロン放射光の光路変動に応じて反射
ミラーの鏡面中心位置をこれに一致せしめることができ
る装置構成を提案し、これにより上記の問題を解決せん
とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
そのため本発明はシンクロトロン放射光が反射ミラーに
照射された時に発生する光電子を利用して、放射光光路
と反射ミラーの鏡面中心位置を一致させるよう制御する
ことができる装置構成を提案するもので、その具体的構
成は以下のようになる。
即ち、本発明の放射光反射ミラー制御装置は、反射ミラ
ーの鏡面位置を変更せしめるミラー位置変更装置と、該
反射ミラーにおいて発生する光電子電流を測定する光電
子電流検出器と、該光電子電流検出器による検出値に基
づき前記ミラー位置変更装置を制御し、光電子電流が最
大となる位置へ反射ミラーの鏡面を移動せしめる位置制
御回路とを有することを基本的特徴としている。
該構成の原理は、シンクロトロン放射光が物質表面に当
った時に光電子を放出する現像を利用するもので、該放
射光が反射ミラー中心に当っている場合、光電子発生量
が最大となることから、逆にこの反射ミラーにおける光
電子電流が最大値を示す時、シンクロトロン放射光はミ
ラー中心に当っていることになる。従って上記位置制御
回路が、ミラー位置変更装置を制御してこの光電子電流
が最大値となる位置に反射ミラーの鏡面を移動せしめる
ようにするものである。
一方、上記の装置構成では、放射光源たる電子蓄積リン
グ側の蓄積電流が低下して該放射光源から放射されるシ
ンクロトロン放射光の放射量が減ると、当然反射ミラー
で生ずる光電子電流も低下することになるので、放射光
光路変動が生じていない場合でも、反射ミラーの鏡面位
置調整をなすように誤動作してしまう可能性がある。
第2発明では、上記装置構成の他に校正回路を備え、そ
のような誤動作の発生を未然に防ぐようにした。即ち、
第1発明の装置構成の他に、放射光源の蓄積電流の測定
を行なう蓄積電流検出器と、前記光電子電流検出器で検
出される光電子電流が減少した際、蓄積電流検出器で検
出される蓄積電流の減少に比例せずに、該光電子電流が
減少する場合にのみ前記位置制御回路を作動させて反射
ミラーの鏡面位置を変更せしめるようにする校正回路と
を有することとし、単に放射光源における蓄積電流が減
少して光電子電流が弱くなっただけの場合には、鏡面位
置調整が行なわれないようにするものである。
〔実施例〕
以下、添付図面に基づき具体的実施例につき説明する。
第1図は本願第2発明の構成を備えた放射光反射ミラー
制御装置の一実施例を示す概略図である。
図中、(110)は放射光源たる電子蓄積リング(100)から放
射されるシンクロトロン放射光を取り出し、転写装置
(図示なし)側に導くビームラインであり、途中にミラ
ーチャンバ(111)が設けられ、その中にシンクロトロン
放射光を反射させ更にこれを振動的に回動せしめて放射
光を上下に走査する反射ミラーXと回動用の駆動機構Y
が設けられている。
本実施例では、前記駆動機構Yに併設されたミラー位置
変更装置(1)と、反射ミラーXの鏡面にリード線を引い
て結線された光電子電流検出器(2)と、該光電子電流検
出器(2)の検出値を入力し、前記ミラー位置変更装置(1)
へ作動制御信号を出力する位置制御回路(3)と、前記電
子蓄積リング(100)側に設けられた蓄積電流検出器(4)
と、光電子電流検出器(2)及び該蓄積電流検出器(4)の検
出値を入力し、必要に応じて位置制御回路(3)へ制御信
号を出力する校正回路(5)とを備えている。
前記ミラー移動変更装置(1)は、反射ミラーX回動用の
駆動機構Yに併設されていて、そこから該反射ミラーX
に回動用に延出しているロッドY′を昇降せしめ、該ロ
ッドY′に支持されている反射ミラーXをミラーチャン
バ(111)内で上下に昇降できるようにしている。
前記光電子電流検出器(2)は、第2図に示されるよう
に、反射ミラーXに直列に接続される直流電源(20)と電
流計(21)から構成され、その他端でアースが取られてい
る。この光電子電流検出器(2)は、直流電源(20)によっ
て反射ミラーXに負の電位が与えられ、シンクロトロン
放射光の照射によってミラー鏡面から光電子が放出され
ると、上記電流計(21)に放射光の強度に比例した電流が
流れることから、光電子の発生により生ずる電流を電流
計(21)で測定し、光電子発生量を検出するものである。
前記位置制御回路(3)は、光電子電流検出器(2)で検出さ
れた光電子電流の検出値に基づき、前記ミラー位置変更
装置(1)の作動を制御する回路であり、内部に上記検出
値の比較演算部とミラー位置変更装置(1)の作動制御部
を備えている。この回路によるミラー位置変更装置(1)
の作動制御は、反射ミラーXを適宜昇降させながらそこ
に発生する光電子電流が最大値となる位置にその鏡面を
移動せしめるようにするものである。
前記蓄積電流検出器(4)は、電子蓄積リング(100)の軌道
途中に設けられた電流モニタから成り、該軌道中を周回
している電子ビームの強度を測定する。
更に前記校正回路(5)は、光電子電流検出器(2)で検出さ
れる反射ミラーXの光電子電流検出値が次第に減少して
くる場合に演算を開始し、この光電子電流と前記蓄積電
流検出器(4)で検出された電子蓄積リング(100)側の蓄積
電流との関連を求め、位置制御回路(3)による反射ミラ
ーXの鏡面位置制御を行なうか否かの決定を行なうこと
によって該位置制御回路(3)の作動を校正するもので、
内部に光電子電流の比較演算部と蓄積電流の比較演算部
と両電流変化の比較演算部及び位置制御回路(3)の作動
制御部を備えている。この回路による位置制御回路(3)
の制御は、第3図に示されるように、まず光電子電流の
減少が前記光電子電流比較演算部で感知されると、それ
まで蓄積電流比較演算部で捉えられていた蓄積電流の変
化(減少)とこの光電子電流の変化(減少)とを前記の
両電流比較演算部で比較判定する。この比較判定では、
上記の両電流の減少が比例して変化しているか否かを判
定する。その結果比例せずに変化していると判定される
場合は、校正回路(5)の前記作動制御部は何も出力せず
位置制御回路(3)をそのまま作動せしめ、該回路(3)によ
る反射ミラーXの鏡面位置調整を行なわしめる。反対に
互いが比例して変化していると判定される場合、該作動
制御部は作動停止信号を位置制御回路(3)に出力すると
いう校正作業を行なう。
以上のような構成を有する本実施例の放射光反射ミラー
制御装置が、シンクロトロン放射光を利用した半導体リ
ソグラフィ実験装置に実際に使用された結果、電子蓄積
リング(100)側の蓄積電流の変化による影響を前記校正
回路(5)が排除するため、誤動作せずにシンクロトロン
放射光の垂直方向の位置変動があった場合に位置制御回
路(3)が作動し、該放射光の位置変動に追随して反射ミ
ラーXの鏡面を移動させ、その中心位置を放射光光路に
一致せしめることができるようになった。そのため、該
反射ミラーXはコンパクトなものが使用され、前記ビー
ムライン(110)全体の小型化を可能にした。
又、このようなミラーのコンパクト化が可能になったた
め、反射ミラーXの表面加工精度を向上させることがで
き、レジスト面上での露光強度分布の制御性を良好なも
のにすることができるようになった。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明の放射光反射ミラー制御装置
によれば、シンクロトロン放射光が常に反射ミラー鏡面
の中心に位置するように該鏡面の位置が適宜制御される
ため、小型の反射ミラーを用いることが可能となる。従
ってビームライン全体をコンパクトにでき、又該反射ミ
ラーの平滑度・平面度を向上させることが可能となり、
更に反射ミラーの走査のための駆動機構も小さくて済む
ことになる。加えて放射光は前述のように常に反射ミラ
ーの鏡面の中心位置に照射されるため、該反射ミラーの
走査による放射光の照射位置及び照射範囲は適切なもの
に制御され、転写装置側における放射露光量を一定に保
つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願第2発明の放射光反射ミラー制御装置が半
導体リソグラフィ実験装置に設けられた実施例を示す概
略図、第2図は本実施例に用いられた光電子電流検出器
の構成を示す説明図、第3図は校正装置の比較演算及び
制御の状態を示すフローチャート図、第4図はシンクロ
トロン放射光を用いた露光装置の一例を示す概略構成
図、第5図は当該露光装置に用いられる放射光の照射面
積拡大のための構成の一例を示す説明図、第6図は放射
光の垂直方向位置変動が起こった場合の反射ミラー付近
の放射光光路の状態を示す説明図、第7図(a)(b)は同じ
く放射光の垂直方向位置変動が起こった場合の反射ミラ
ーによる放射光照射位置及び範囲の変動状態を示す説明
図である。 図中、(1)はミラー位置変更装置、(2)は光電子電流検出
器、(3)は位置制御回路、(4)は蓄積電流検出器、(5)は
校正回路、Xは反射ミラー、Yは駆動機構を各示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射光源からシンクロトロン放射光を取り
    出すビームライン中に放射光スキャン用に設けられた反
    射ミラーの鏡面位置を変更せしめるミラー位置変更装置
    と、該反射ミラーにおいて発生する光電子電流を測定す
    る光電子電流検出器と、該光電子電流検出器による検出
    値に基づき前記ミラー位置変更装置を制御し、光電子電
    流が最大値となる位置へ反射ミラーの鏡面を移動せしめ
    る移動制御回路とを有することを特徴とする放射光反射
    ミラー制御装置。
  2. 【請求項2】放射光源からシンクロトロン放射光を取り
    出すビームライン中に放射光スキャン用に設けられた反
    射ミラーの鏡面位置を変更せしめるミラー位置変更装置
    と、該反射ミラーにおいて発生する光電子電流を測定す
    る光電子電流検出器と、該光電子電流検出器による検出
    値に基づき前記ミラー位置変更装置を制御し、光電子電
    流が最大値となる位置へ反射ミラーの鏡面を移動せしめ
    る位置制御回路と、放射光源の蓄積電流を測定する蓄積
    電流検出器と、前記光電子電流検出器で検出される光電
    子電流が減少した際、蓄積電流検出器で検出される蓄積
    電流の減少に比例せずに該光電子電流が減少する場合に
    のみ前記位置制御回路を作動させて反射ミラーの鏡面位
    置を変更せしめるようにする校正回路とを有することを
    特徴とする放射光反射ミラー制御装置。
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