JPH0770455B2 - Ｘ線露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超LSI等の半導体装置の製造に使用する微細
加工装置、特にシンクロトロン放射光を利用したＸ線露
光装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来のＸ線露光装置の一例を示す平面図、第３
図は第２図に示したＸ線露光装置の要部を拡大した縦断
面図である。図において、（１）は電子の加速をおこな
う線型加速器、（２）は線型加速器（１）内に設けられ
電子線を発生するフイラメント、（３）は電子を加速す
る加速電極、（４）は加速電極（３）により加速された
電子線である。（５）は蓄積リング（100）と呼ばれる
多角形軌道に打ち込まれた電子線、（６）は電子線
（５）を走行させる空間を超高真空に保つための真空チ
ヤンバー、（７）は電子の軌道を曲げるための磁石であ
る。（８）は電子軌道から放射されたＸ線、（９）は露
光チヤンバーである。また（10）は真空用ゲートバル
ブ、（11）はＸ線露光用マスク、（12）はシリコンウエ
ーハ、（13）はＸ線（８）が透過しやすい材料で作られ
た窓である。

上記のように構成された従来のＸ線露光装置によれば、
第２図に示すように線型加速器（１）のフイラメント
（２）より発した電子線（４）を、加速電極（３）に加
えられた電界によつて0.5GeV〜1.5GeVという高エネルギ
ーに加速して蓄積リング（100）の多角形軌道に打ち込
む。打ち込まれた電子線（５）は、真空チヤンバー
（６）で仕切られた超高真空中を進むが、軌道面に垂直
な磁界（第３図で示す矢印Ｂ方向）が加えられた部分で
はその進行方向が曲げられる。GeV近くにまで加速され
た電子が磁場中で曲げられると、その曲率軌道の接線方
向に、シンクロトロン放射光と呼ばれる強力な光とＸ線
（８）が放射される。このＸ線（８）を露光用マスクア
ライナーに導いて、非常に高精度のＸ線露光を短時間で
行なう。

このような放射光は、磁場を加えて内部を走る電子線
（５）の向きを曲げるたびに発生するので、第２図に示
した例では、８本のＸ線ビームの取り出し（ビームライ
ンと呼ぶ）が可能ということになる。このように複数個
の磁界によつて、電子線（５）が全体として閉ループと
なるようにし、かつ失つたエネルギーを補充するための
加速管を適宜配置することにより、蓄積リンク（100）
内を電子線（５）は原理的には永続的に回りつづけるこ
とになる。

第３図は、磁石（７）で作られた磁界Ｂによつて電子線
（５）が曲げられ、そこから出たＸ線（８）が真空を保
持するような材料でできた窓（13）を通して、Ｘ線露光
用マスク（11）とＸ線レジストを塗布したシリコンウエ
ハ（12）に照射される様子を示している。真空用ゲート
バルブ（10）は、蓄積リング（100）の真空とビームラ
イン部の真空を必要に応じて遮断するために設けられ、
使用時は開となつている。蓄積リング（100）とビーム
ライン部はそれぞれP₁,P₂のポンプで真空排気されてい
る。特に蓄積リング（100）の真空度は、残留ガスとの
衝突で電子線（５）が減衰することを防ぐ上で重要で、
10^-7Pa以上の超高真空に保たれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように構成した従来のＸ線露光装置によれば、単
一の蓄積リング（100）に複数個のＸ線アライナーを付
属させるようにしたので、万一蓄積リング（100）に真
空系トラブルが発生した場合には、全ての露光装置が使
えなくなつてしまうという欠点があつた。一般に、超高
真空の容器の一端を大気圧にしてしまつた場合、再度真
空排気とベーキングによつても超高真空状態に復帰させ
るには、従来装置のような大きな真空容器を持つ系では
少くとも数日間を要し、この間この装置を露光装置とし
て使用している半導体素子製造ラインは全く露光ができ
ない状態になつてしまう。さらにまた仮にＸ線露光装置
が正常に作動している場合でも、蓄積リング（100）内
の電子線（５）は種々の理由による衝突で徐々に減少し
ていくため、数時間に一度づつは改めて線型加速装置よ
り新たな電子の注入が必要で、その間も全ての露光装置
が使えないという問題もあつた。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、ダウンタイムがほとんど無く安定に稼動するＸ
線露光装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
１本のビームラインとそれに付属するマスクアライメン
ト設備一式に対して少くとも２本以上の真空排気的に独
立した蓄積リングを設けたＸ線露光装置を提供するもの
である。

〔作 用〕

複数の電子線を同時に蓄積リング中に回転させるように
し、一方の蓄積リングが使用不能になつた場合でももう
一方の蓄積リングからの放射光をビームラインに導き、
Ｘ線露光作業を続行する。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図である。なお第
３図と同じ機能の部分には同じ記号を付し説明を省略す
る。図において、（6a），（14）は蓄積リング（100a）
を構成する２本の平行な真空チヤンバーであり、（5
a），（15）はそれぞれ真空チヤンバー（6a），（14）
内を高速に回転する電子線である。また（10a），（1
6）は、それぞれ真空チヤンバー（6a），（14）を真空
状態に開閉する真空用ゲートバルブである。

上記のように構成した本発明の作用を説明すれば次の通
りである。すなわち本発明に係るＸ線露光装置では、完
全に真空系として独立した２つの多角形リング状の真空
チヤンバー（6a），（14）内を２つの電子線（5a），
（15）が蓄積されて回つていることになる。これらの電
子線（5a），（15）は磁石（７）によつて曲げられ、共
にシンクロトロン放射光（Ｘ線）（8a），（17）を発す
るが、、そのうちの一方は真空用ゲートバルブ（10
a），（16）によつて遮断されている。第１図は、放射
光（17）が真空用ゲートバルブ（16）によつて遮断され
た状態を示している。このように複数（本実施例では２
本）の電子線（5a），（15）を同時に回転させられるよ
うにしたので、一方の蓄積リング〔たとえば（6a）〕が
真空系のトラブル等によつて使用不能になつた場合に
も、直ちにもう一方の蓄積リング〔たとえば（14）〕か
らの放射光を真空用ゲートバルブ（16）を開けてビーム
ラインに導き、Ｘ線露光作業をつづけることができる。
その間に並行してトラブルを生じた側の蓄積リング（6
a）を保修して再び定常的に電子ビームを高速回転させ
るまで復帰させておく、 なお上記実施例では、２本の蓄積リングを同時に１個の
磁石で制御する場合について示したが、別々の磁石で制
御しても良いことは言うまでもない。また、蓄積リング
も２本に限られるものでなく、３本以上であつても良
い。さらに電子の注入に用いる線型加速器も、１個で２
本のリングに対して共用しても良く、別々に独立の線型
加速器を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、蓄積
リングを複数個同時に作動できるようにしたので、安定
稼動のＸ線露光が実現されるという著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は従来
のＸ線露光装置の一例を示す平面図、第３図は第２図の
要部を拡大した縦断面図である。 （１）……線型加速器、（７）……磁石、（5a），（1
5）……電子線、（6a），（14）……真空チヤンバー、
（100a）……蓄積リング。 なお図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シンクロトロン放射光を用いてＸ線露光を
   行なうＸ線露光装置において、１本のビームラインとそ
   れに付属するマスクアライメント設備一式に対して少な
   くとも２本以上の真空排気的に独立した蓄積リングを設
   けたことを特徴とするＸ線露光装置。
2. 【請求項２】２本以上の並置した蓄積リング用真空チヤ
   ンバー中を走行する電子線を、同一の磁石によつて同時
   に偏向させるようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項に記載のＸ線露光装置。
3. 【請求項３】単一の線型加速器で複数の蓄積リングに電
   子を注入できるようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項または第（２）項記載のＸ線露光装置。