JPH0774840B2 - 放射光取り出し装置 - Google Patents
放射光取り出し装置Info
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- JPH0774840B2 JPH0774840B2 JP3144044A JP14404491A JPH0774840B2 JP H0774840 B2 JPH0774840 B2 JP H0774840B2 JP 3144044 A JP3144044 A JP 3144044A JP 14404491 A JP14404491 A JP 14404491A JP H0774840 B2 JPH0774840 B2 JP H0774840B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- synchrotron radiation
- angle
- radiation
- light
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-
- 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)
- Particle Accelerators (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は偏平な状態で取り出さ
れるシンクロトロン放射光の照射領域につき、放射光を
反射する集光ミラーの揺動によって拡大せしめた場合
に、その露光面における放射光照射量の均一化を図る放
射光取り出し装置に関する。
れるシンクロトロン放射光の照射領域につき、放射光を
反射する集光ミラーの揺動によって拡大せしめた場合
に、その露光面における放射光照射量の均一化を図る放
射光取り出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、紫外線に代わるリソグラフィ用光
源及び医療Ｘ線透視用光源としてシンクロトロン放射光
の利用が期待されている。これはシンクロトロン放射光
が連続スペクトルを持ち、且つその中に強力で指向性の
強い軟Ｘ線を含んでおり、このような軟Ｘ線がスループ
ット及び解像性の点からリソグラフィ技術のＸ線源とし
て、又医療透視用Ｘ線源として理想的であるからであ
る。
源及び医療Ｘ線透視用光源としてシンクロトロン放射光
の利用が期待されている。これはシンクロトロン放射光
が連続スペクトルを持ち、且つその中に強力で指向性の
強い軟Ｘ線を含んでおり、このような軟Ｘ線がスループ
ット及び解像性の点からリソグラフィ技術のＸ線源とし
て、又医療透視用Ｘ線源として理想的であるからであ
る。
【０００３】このシンクロトロン放射光は、超高真空の
放射光リング中でその軌道上を光速に近い速さで周回し
ている電子が偏向マグネットによって偏向せしめられた
時に発せられるものであるが、水平方向に偏平な状態で
発せられるため、大面積照射を必要とするリソグラフィ
技術等では垂直方向の照射野を拡大せしめる必要があっ
た。
放射光リング中でその軌道上を光速に近い速さで周回し
ている電子が偏向マグネットによって偏向せしめられた
時に発せられるものであるが、水平方向に偏平な状態で
発せられるため、大面積照射を必要とするリソグラフィ
技術等では垂直方向の照射野を拡大せしめる必要があっ
た。
【０００４】以上の要請を満たすものとして、図１７に
示される様に放射光反射ミラー1を光路途中に置き、こ
れを揺動せしめて放射光の照射領域を拡大せしめるミラ
ー揺動法や、図１８に示されるように、放射光リング20
中にビーム揺動用のパータベータ8（揺動用マグネッ
ト）を置き、ビーム周回軌道を設計軌道上で揺動せしめ
て各偏向マグネットの部分で発せられるシンクロトロン
放射光を垂直方向等一方向に振るビーム揺動法がある。
示される様に放射光反射ミラー1を光路途中に置き、こ
れを揺動せしめて放射光の照射領域を拡大せしめるミラ
ー揺動法や、図１８に示されるように、放射光リング20
中にビーム揺動用のパータベータ8（揺動用マグネッ
ト）を置き、ビーム周回軌道を設計軌道上で揺動せしめ
て各偏向マグネットの部分で発せられるシンクロトロン
放射光を垂直方向等一方向に振るビーム揺動法がある。
【０００５】前者のミラー揺動法は取り出し光路途中で
放射光の反射を利用して行うので構造的に比較的簡単な
構成で済み、しかもビーム揺動法の場合に比べビームラ
インのダクト径を小さくできたり、シンクロトロン放射
光の軟Ｘ線外の短波長をカットできる等利点も多い反
面、ミラーの揺動角度に応じてミラーへのＸ線の入射角
が変わり、Ｘ線の反射率が変化する等の問題がある。こ
の時、入射角と反射率の関係はＸ線の波長によって異な
るために、反射率の変化によって単にＸ線の強度が異な
るだけでなく、露光面に入射するＸ線のスペクトルが揺
動角度によって異なったものとなってしまう。また、Ｘ
線強度をかせぐために揺動するミラーとして集光ミラー
を用いた場合、露光面でのＸ線照射量に不均一性が出る
といった問題も発生する。
放射光の反射を利用して行うので構造的に比較的簡単な
構成で済み、しかもビーム揺動法の場合に比べビームラ
インのダクト径を小さくできたり、シンクロトロン放射
光の軟Ｘ線外の短波長をカットできる等利点も多い反
面、ミラーの揺動角度に応じてミラーへのＸ線の入射角
が変わり、Ｘ線の反射率が変化する等の問題がある。こ
の時、入射角と反射率の関係はＸ線の波長によって異な
るために、反射率の変化によって単にＸ線の強度が異な
るだけでなく、露光面に入射するＸ線のスペクトルが揺
動角度によって異なったものとなってしまう。また、Ｘ
線強度をかせぐために揺動するミラーとして集光ミラー
を用いた場合、露光面でのＸ線照射量に不均一性が出る
といった問題も発生する。
【０００６】一方、後者のビーム揺動法では以上のよう
なＸ線反射率の揺動角依存性や露光強度不均一性等の問
題はないが、放射光の短波長がカットできないため、リ
ソグラフィに悪影響を与える２次電子が出る等の問題が
あり、又ビームの揺動パターンは放射光リングのラティ
スパラメータ等の複雑な関係で決まり、その場合に各偏
向マグネットの部分でＸ線の照射パターンが異なるとい
った欠点もある。
なＸ線反射率の揺動角依存性や露光強度不均一性等の問
題はないが、放射光の短波長がカットできないため、リ
ソグラフィに悪影響を与える２次電子が出る等の問題が
あり、又ビームの揺動パターンは放射光リングのラティ
スパラメータ等の複雑な関係で決まり、その場合に各偏
向マグネットの部分でＸ線の照射パターンが異なるとい
った欠点もある。
【０００７】 以上の問題を解決する手段としては、 前記
放射光リングと、該リングから取り出されてくるシンク
ロトロン放射光の光路途中に揺動可能に設けられた前記
放射光反射ミラーとを備える事を前提構成とし、該放射
光リング中の偏向マグネットの前後に複数のステアリン
グマグネットを設けて該偏向マグネットを中心に閉じた
ローカルバンプ軌道を作ると共に、該軌道中で前記ビー
ムのバンプ軌道制御を行って放射光反射ミラーの揺動角
度に応じて前記シンクロトロン放射光の発光点位置及び
発光角度を変更せしめるようにする構成が考えられる。
放射光リングと、該リングから取り出されてくるシンク
ロトロン放射光の光路途中に揺動可能に設けられた前記
放射光反射ミラーとを備える事を前提構成とし、該放射
光リング中の偏向マグネットの前後に複数のステアリン
グマグネットを設けて該偏向マグネットを中心に閉じた
ローカルバンプ軌道を作ると共に、該軌道中で前記ビー
ムのバンプ軌道制御を行って放射光反射ミラーの揺動角
度に応じて前記シンクロトロン放射光の発光点位置及び
発光角度を変更せしめるようにする構成が考えられる。
【０００８】 以上の構成で前提構成たる放射光反射ミラ
ーが平面ミラーの場合は、図１に示されるように、該放
射光反射ミラー1が角度Δθ傾いたときにこのミラー1か
ら見て放射光発光点Ｘが元の位置より角度Δθだけずれ
るように、前記ローカルバンプ軌道におけるビームの軌
道制御を行わしめるようにする。
ーが平面ミラーの場合は、図１に示されるように、該放
射光反射ミラー1が角度Δθ傾いたときにこのミラー1か
ら見て放射光発光点Ｘが元の位置より角度Δθだけずれ
るように、前記ローカルバンプ軌道におけるビームの軌
道制御を行わしめるようにする。
【０００９】 このような構成によれば、放射光反射ミラ
ー1が揺動している時でもシンクロトロン放射光の該ミ
ラー1への入射角度は常にθ0の一定値となり、該放射光
のミラー反射率の入射角依存性の問題はなくなるという
利点がある。
ー1が揺動している時でもシンクロトロン放射光の該ミ
ラー1への入射角度は常にθ0の一定値となり、該放射光
のミラー反射率の入射角依存性の問題はなくなるという
利点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする問題点】 一方、シンクロトロ
ン放射は水平方向、垂直方向共に発散しているので、こ
の広がりを抑えたり、平行或いは集光状態にして露光強
度の増大を図るために凹状のトロイダルミラーのような
集光ミラーを使用することがあるが、上記構成がこのよ
うな構成に用いられる場合は次のようになる。まず、ト
ロイダルミラーの場合には水平方向、垂直方向共に集光
しているが、露光強度増大に支配的なのは水平方向の集
光であるので、以下の説明では水平方向の集光の度合い
について述べる。従来と同様に放射光発光点Ｘの位置が
変わらないならば、放射光反射ミラーの揺動角の変化に
従ってシンクロトロン放射光の水平方向の集光の度合い
は図２に示されるように変化する。この様な反射ミラー
の（水平方向）曲率半径をＲとすると、図３に示される
様に、光源ｘの位置Ｄをミラーの焦点距離ｆ〔Ｒ／２si
n（θ0）で表される〕に置けば、ミラー面で反射した光
線は平行光線となる。また、図４に示されるように光源
ｘの位置Ｄを上記焦点距離ｆの位置より遠ざければ反射
光はより集光された状態となり、逆に光源ｘの位置Ｄを
上記焦点距離ｆよりミラー面側に近づけば、反射光は平
行光より広がった状態となる。以上の光の集束、発散現
象を図５及び図６に示されるような放射光反射ミラー10
の揺動があり、且つ放射光発光点Ｘの位置Ｄが変わらな
い場合に置き換えて考えてみると、曲率半径Ｒを持った
放射光反射ミラー10の揺動中心Ｗが、シンクロトロン放
射光のミラー反射点Ｍの近傍にあるとした場合、ミラー
の揺動角をΔθとすると、ミラーへの入射角はθ0−Δ
θとなる。この時の焦点距離をｆ′とすると、ｆ′＝Ｒ
／２sin（θ0−Δθ）となり、ｆ′＞ｆとなるため、Ｄ
＝ｆとした時、Ｄ＜ｆ′となるため、ビームはやや広が
った形状となり、集光率は低下する。ミラー揺動を逆方
向に行った時（Δθが負の時）にはこの逆にｆ′＜ｆと
なるために集光率が増大する。また、集光率が大きい時
と小さい時ではビームの横幅が異なる事はもちろんであ
るが、その形状も図２で示すように変化する。一方、ミ
ラーの反射率は入射角が小さいほど大きい。従って、Δ
θが正の時、集光率は小さく、反射率は大きい。逆にΔ
θが負の時、集光率は大きく、反射率は小さくなる。あ
る露光面積をミラーの揺動によって露光した時の積算照
射量分布はこの様に、Δθの変化に伴う集光率の変化、
反射率の変化、ビーム形状の変化の３点の兼ね合いから
決まる。光源点が全く移動しないミラー揺動法だけを採
用した場合、露光領域中の任意の部分における水平方向
の積算照射量分布を調べると、図７に示されるように、
中央部で大きく、両端部分で小さくなる分布を示す。従
って、水平方向の積算照射量分布は均一なものではな
い。
ン放射は水平方向、垂直方向共に発散しているので、こ
の広がりを抑えたり、平行或いは集光状態にして露光強
度の増大を図るために凹状のトロイダルミラーのような
集光ミラーを使用することがあるが、上記構成がこのよ
うな構成に用いられる場合は次のようになる。まず、ト
ロイダルミラーの場合には水平方向、垂直方向共に集光
しているが、露光強度増大に支配的なのは水平方向の集
光であるので、以下の説明では水平方向の集光の度合い
について述べる。従来と同様に放射光発光点Ｘの位置が
変わらないならば、放射光反射ミラーの揺動角の変化に
従ってシンクロトロン放射光の水平方向の集光の度合い
は図２に示されるように変化する。この様な反射ミラー
の（水平方向）曲率半径をＲとすると、図３に示される
様に、光源ｘの位置Ｄをミラーの焦点距離ｆ〔Ｒ／２si
n（θ0）で表される〕に置けば、ミラー面で反射した光
線は平行光線となる。また、図４に示されるように光源
ｘの位置Ｄを上記焦点距離ｆの位置より遠ざければ反射
光はより集光された状態となり、逆に光源ｘの位置Ｄを
上記焦点距離ｆよりミラー面側に近づけば、反射光は平
行光より広がった状態となる。以上の光の集束、発散現
象を図５及び図６に示されるような放射光反射ミラー10
の揺動があり、且つ放射光発光点Ｘの位置Ｄが変わらな
い場合に置き換えて考えてみると、曲率半径Ｒを持った
放射光反射ミラー10の揺動中心Ｗが、シンクロトロン放
射光のミラー反射点Ｍの近傍にあるとした場合、ミラー
の揺動角をΔθとすると、ミラーへの入射角はθ0−Δ
θとなる。この時の焦点距離をｆ′とすると、ｆ′＝Ｒ
／２sin（θ0−Δθ）となり、ｆ′＞ｆとなるため、Ｄ
＝ｆとした時、Ｄ＜ｆ′となるため、ビームはやや広が
った形状となり、集光率は低下する。ミラー揺動を逆方
向に行った時（Δθが負の時）にはこの逆にｆ′＜ｆと
なるために集光率が増大する。また、集光率が大きい時
と小さい時ではビームの横幅が異なる事はもちろんであ
るが、その形状も図２で示すように変化する。一方、ミ
ラーの反射率は入射角が小さいほど大きい。従って、Δ
θが正の時、集光率は小さく、反射率は大きい。逆にΔ
θが負の時、集光率は大きく、反射率は小さくなる。あ
る露光面積をミラーの揺動によって露光した時の積算照
射量分布はこの様に、Δθの変化に伴う集光率の変化、
反射率の変化、ビーム形状の変化の３点の兼ね合いから
決まる。光源点が全く移動しないミラー揺動法だけを採
用した場合、露光領域中の任意の部分における水平方向
の積算照射量分布を調べると、図７に示されるように、
中央部で大きく、両端部分で小さくなる分布を示す。従
って、水平方向の積算照射量分布は均一なものではな
い。
【００１１】 一方、この様なトロイダルな鏡面を持つ放
射光反射ミラー10を揺動せしめた際に、該揺動角Δθの
変化に伴って放射光発光点Ｘの位置を該ミラー10から見
てその揺動角の分だけずれる様にローカルバンプ軌道に
おけるビームの軌道制御を行わしめる前記改良構成を実
施すると、図８に示されるようにシンクロトロン放射光
の水平方向の集光の度合いは均一化される事になる。し
かし、この場合に得られる積算照射量の水平方向の分布
を調べると、図９に示されるように両端部分で大きく、
中央部で小さくなる。この場合には揺動角の変化に伴う
集光率の変化、或いはビーム形状の変化は全く生じてい
ないが、水平方向の積算照射量分布はやはり均一ではな
い。
射光反射ミラー10を揺動せしめた際に、該揺動角Δθの
変化に伴って放射光発光点Ｘの位置を該ミラー10から見
てその揺動角の分だけずれる様にローカルバンプ軌道に
おけるビームの軌道制御を行わしめる前記改良構成を実
施すると、図８に示されるようにシンクロトロン放射光
の水平方向の集光の度合いは均一化される事になる。し
かし、この場合に得られる積算照射量の水平方向の分布
を調べると、図９に示されるように両端部分で大きく、
中央部で小さくなる。この場合には揺動角の変化に伴う
集光率の変化、或いはビーム形状の変化は全く生じてい
ないが、水平方向の積算照射量分布はやはり均一ではな
い。
【００１２】
本発明は放射光反射ミラーにトロイダルミ
ラーのような集光ミラーが用いられる上記改良構成に更
に改良を加えるものであって、該改良構成における放射
光の水平方向の照射量分布の均一化を図らんとするもの
である。
ラーのような集光ミラーが用いられる上記改良構成に更
に改良を加えるものであって、該改良構成における放射
光の水平方向の照射量分布の均一化を図らんとするもの
である。
【００１３】
【問題点を解決するための手段】 この様な放射光照射領
域中の任意の部分における水平方向の積算照射量分布の
不均一化を防止するには、放射光反射ミラー10の揺動時
に放射光発光点Ｘの位置をずらす事が必要となるが、そ
のずらす量はミラー揺動角に相当する分より小さくなく
てはならない。本発明者等は後述する実験で、前記ミラ
ー10の揺動角Δθに対し該ミラーから見て放射光発光点
Ｘの位置が元の位置よりどの程度の角度βずらすと照射
面中の水平方向の積算照射量分布の均一化がより達成さ
れる事になるかを求めた（実際には水平方向の積算照射
量分布の最大値を100％とした場合に、最低値との開き
が７％未満になる角度βの範囲を求めた）ところ、次式
に示されるような結果を得た。 0＜β＜0.8・Δθ
域中の任意の部分における水平方向の積算照射量分布の
不均一化を防止するには、放射光反射ミラー10の揺動時
に放射光発光点Ｘの位置をずらす事が必要となるが、そ
のずらす量はミラー揺動角に相当する分より小さくなく
てはならない。本発明者等は後述する実験で、前記ミラ
ー10の揺動角Δθに対し該ミラーから見て放射光発光点
Ｘの位置が元の位置よりどの程度の角度βずらすと照射
面中の水平方向の積算照射量分布の均一化がより達成さ
れる事になるかを求めた（実際には水平方向の積算照射
量分布の最大値を100％とした場合に、最低値との開き
が７％未満になる角度βの範囲を求めた）ところ、次式
に示されるような結果を得た。 0＜β＜0.8・Δθ
【００１４】このため本発明構成では、前述の放射光反
射ミラー10が凹状の集光ミラーの場合は、該ミラー10が
角度Δθ傾いた時にこのミラー10から見て放射光発光点
Ｘが元の位置より上記の式で表される角度βだけずれる
ように、該ミラー10の揺動に合わせて前記ローカルバン
プ軌道におけるビームの軌道制御を行わしめることを基
本的特徴としている。
射ミラー10が凹状の集光ミラーの場合は、該ミラー10が
角度Δθ傾いた時にこのミラー10から見て放射光発光点
Ｘが元の位置より上記の式で表される角度βだけずれる
ように、該ミラー10の揺動に合わせて前記ローカルバン
プ軌道におけるビームの軌道制御を行わしめることを基
本的特徴としている。
【００１５】
【実施例】以下本発明の具体的実施例につき説明する。
【００１６】図１０は本発明装置の一実施例の構成の概
要を示す平面図であり、2は電子蓄積リングであって、
該リング2中を周回する電子ビームは偏向マグネット3で
偏向せしめられた際軌道の接線方向にシンクロトロン放
射光を放射する事になる。この放射光はビームライン4
a、4bにより該リング2外に取り出され、その途中のミラ
ーチャンバ5a、5b内に設けられた放射光反射ミラーの反
射及び揺動で垂直方向に振られ、水平方向に偏平な該放
射光の照射野の拡大が図られる。
要を示す平面図であり、2は電子蓄積リングであって、
該リング2中を周回する電子ビームは偏向マグネット3で
偏向せしめられた際軌道の接線方向にシンクロトロン放
射光を放射する事になる。この放射光はビームライン4
a、4bにより該リング2外に取り出され、その途中のミラ
ーチャンバ5a、5b内に設けられた放射光反射ミラーの反
射及び揺動で垂直方向に振られ、水平方向に偏平な該放
射光の照射野の拡大が図られる。
【００１７】本実施例では図１０及び図１１に示される
ようにこの偏向マグネット3を中心にその前後の軌道上
に２つずつステアリングマグネット6a乃至6dが設けられ
ており、これらのマグネットへの供給電流の調整によっ
て図１１に示される様に、前記偏向マグネット3を中心
とした電子ビームの閉じたローカルバンプ軌道を作る事
ができるようにしている（このローカルバンプ軌道は個
々の偏向部内でのみ変化するため、他の偏向部に影響を
与えない）。又、前記ステアリングマグネット6a乃至6d
への供給電流の調整は図１２に示されるように、前記放
射光反射ミラーのミラーポジション（揺動角度Δθ）信
号を、波形発生器を備えた制御回路7aに入力し、そこで
前記ミラーポジションの場合に最適なシンクロトロン放
射光の発光点及び発光角度（後述するように、放射光反
射ミラーの種類により異なる）を演算すると共に、この
様な放射光の発光点及び発光角度に設定する事ができる
偏向マグネット3を中心とした前記ローカルバンプ軌道
を求め、該軌道の形成に必要なステアリングマグネット
6a乃至6dへの各供給電流を決定して、その決定に基づき
該制御回路7aから増幅回路7bを介して、各ステアリング
マグネット6a乃至6dの電流供給装置70a乃至70dに電流供
給制御信号を出力する事で実施される。
ようにこの偏向マグネット3を中心にその前後の軌道上
に２つずつステアリングマグネット6a乃至6dが設けられ
ており、これらのマグネットへの供給電流の調整によっ
て図１１に示される様に、前記偏向マグネット3を中心
とした電子ビームの閉じたローカルバンプ軌道を作る事
ができるようにしている（このローカルバンプ軌道は個
々の偏向部内でのみ変化するため、他の偏向部に影響を
与えない）。又、前記ステアリングマグネット6a乃至6d
への供給電流の調整は図１２に示されるように、前記放
射光反射ミラーのミラーポジション（揺動角度Δθ）信
号を、波形発生器を備えた制御回路7aに入力し、そこで
前記ミラーポジションの場合に最適なシンクロトロン放
射光の発光点及び発光角度（後述するように、放射光反
射ミラーの種類により異なる）を演算すると共に、この
様な放射光の発光点及び発光角度に設定する事ができる
偏向マグネット3を中心とした前記ローカルバンプ軌道
を求め、該軌道の形成に必要なステアリングマグネット
6a乃至6dへの各供給電流を決定して、その決定に基づき
該制御回路7aから増幅回路7bを介して、各ステアリング
マグネット6a乃至6dの電流供給装置70a乃至70dに電流供
給制御信号を出力する事で実施される。
【００１８】これらの制御回路7a、増幅回路7b及び電流
供給装置70a乃至70dによって実際に行われる前記ローカ
ルバンプ軌道のビームの軌道制御は放射光反射ミラーの
種類に応じて異なる制御を行った。
供給装置70a乃至70dによって実際に行われる前記ローカ
ルバンプ軌道のビームの軌道制御は放射光反射ミラーの
種類に応じて異なる制御を行った。
【００１９】即ちミラーチャンバ5a、5b内に設けられる
放射光反射ミラーが平面ミラーの場合は前記図１に示さ
れるように、放射光反射ミラー1が角度Δθ傾いた時
に、該ミラーから見て放射光発光点Ｘが元の位置より角
度Δθだけずれる様に前記ビームの軌道制御を行うもの
とし、これを比較例として実施した。その結果、該ミラ
ー1への放射光入射角θ0が常に一定となり、その反射率
も変化しなくなった。従って、揺動角の変化に伴って照
射されるＸ線のスペクトルが変化するといった問題も全
く生じない。尚、この反射により放射光の垂直方向の照
射野は角度Δθ分広がる事になる。
放射光反射ミラーが平面ミラーの場合は前記図１に示さ
れるように、放射光反射ミラー1が角度Δθ傾いた時
に、該ミラーから見て放射光発光点Ｘが元の位置より角
度Δθだけずれる様に前記ビームの軌道制御を行うもの
とし、これを比較例として実施した。その結果、該ミラ
ー1への放射光入射角θ0が常に一定となり、その反射率
も変化しなくなった。従って、揺動角の変化に伴って照
射されるＸ線のスペクトルが変化するといった問題も全
く生じない。尚、この反射により放射光の垂直方向の照
射野は角度Δθ分広がる事になる。
【００２０】一方、前記ミラーチャンバ5a、5b内のミラ
ーがトロイダルミラーの場合、上記平面ミラーと同じ様
な制御を行ったのでは、積算照射量は平面ミラーを用い
た場合よりも大きくなるが、照射面中の任意の部分にお
ける水平方向の積算照射量分布を採った時に、両端側で
大きく中央部分で小さくなり、不均一なものとなる。反
対に、放射光反射ミラーが揺動しても放射光発光点位置
や角度を変えない場合は、放射光が垂直方向に振られる
に従ってそのビーム形状や集光の度合いが大きく変化す
るために前記の場合と異なった分布になるが、やはり不
均一なものとなる。そこで、集光ミラーを用いた場合に
この様な積算照射量分布の均一化を図るために放射光発
光点Ｘの位置の移動制御をどのような範囲で行うべきか
が次のような実験で求められた。
ーがトロイダルミラーの場合、上記平面ミラーと同じ様
な制御を行ったのでは、積算照射量は平面ミラーを用い
た場合よりも大きくなるが、照射面中の任意の部分にお
ける水平方向の積算照射量分布を採った時に、両端側で
大きく中央部分で小さくなり、不均一なものとなる。反
対に、放射光反射ミラーが揺動しても放射光発光点位置
や角度を変えない場合は、放射光が垂直方向に振られる
に従ってそのビーム形状や集光の度合いが大きく変化す
るために前記の場合と異なった分布になるが、やはり不
均一なものとなる。そこで、集光ミラーを用いた場合に
この様な積算照射量分布の均一化を図るために放射光発
光点Ｘの位置の移動制御をどのような範囲で行うべきか
が次のような実験で求められた。
【００２１】まず、この実験で使用される電子蓄積リン
グ2中で測定された電子ビームエネルギＥは１ＧeＶ、ビ
ーム電流Ｉは200mＡ、偏向マグネット磁束密度Ｂは1.2
Ｔであった。又、ビームライン4a、4bで形成される発光
点Ｘから照射面までの全長は8mで、図１３(a)、(b)に示
されるように放射光発光点Ｘより2.7mのところにミラー
チャンバ5a、5bが設けられ、その中に長さ0.6m、水平方
向曲率半径0.113m、垂直方向曲率半径257mのトロイダル
な反射面を持つ放射光反射ミラー10が設けられている
（このミラー10による水平方向の集光率は8m／2.7m＝約
2.96である）。該放射光反射ミラー10はニュートラル状
態では放射光の光路に対して21mradの角度θ0だけ傾い
ており、揺動時にそのニュートラルの状態から上下に±
6mradの範囲で揺動するように設置されている。
グ2中で測定された電子ビームエネルギＥは１ＧeＶ、ビ
ーム電流Ｉは200mＡ、偏向マグネット磁束密度Ｂは1.2
Ｔであった。又、ビームライン4a、4bで形成される発光
点Ｘから照射面までの全長は8mで、図１３(a)、(b)に示
されるように放射光発光点Ｘより2.7mのところにミラー
チャンバ5a、5bが設けられ、その中に長さ0.6m、水平方
向曲率半径0.113m、垂直方向曲率半径257mのトロイダル
な反射面を持つ放射光反射ミラー10が設けられている
（このミラー10による水平方向の集光率は8m／2.7m＝約
2.96である）。該放射光反射ミラー10はニュートラル状
態では放射光の光路に対して21mradの角度θ0だけ傾い
ており、揺動時にそのニュートラルの状態から上下に±
6mradの範囲で揺動するように設置されている。
【００２２】この時、放射光反射ミラー10の揺動角Δθ
に対し放射光発光点Ｘの位置を種々移動せしめ、照射面
における水平方向の照射量分布をスキャン方向（垂直方
向）で採ったところ、図１４及び図１５に示されるよう
な結果を得た。この時、垂直方向の照射量の均一性を最
も良くするためには該ミラーを等角速度で揺動すれば良
いので、揺動角速度は一定とした。図１４は放射光発光
点Ｘの移動を全く行わなかった場合であり、中央部下方
が最も照射量が大きく、これを100％とした時に、これ
より両端及び上方に向かうに従ってその照射量が小さく
なり、照射量の差の最大値は約7％となった。一方、図
１５は該ミラー10の揺動角Δθに対し、放射光発光点Ｘ
の位置をこのミラー10から見てΔθ／２の角度だけずら
した状態で照射を行った時の結果を示しており、この場
合の照射量が最も高く、これを100％とした場合、これ
より中央側に向かうに従ってその照射量が少なくなり、
照射量の差は約5％となった。この時、先の比較例で使
用した平面ミラーの場合ほどではないが、放射光発光点
Ｘを全く移動しなかった場合と比べて、ミラー10に対す
る入射角の変化も小さくなるので、揺動角の変化に伴う
入射Ｘ線のスペクトルの変化も小さくなる。但しこの
時、水平方向照射量の積分値がスキャン方向の任意の点
毎に一定になるように、先の場合（一定角速度）とは異
なり、スキャン速度の調整を行っている。
に対し放射光発光点Ｘの位置を種々移動せしめ、照射面
における水平方向の照射量分布をスキャン方向（垂直方
向）で採ったところ、図１４及び図１５に示されるよう
な結果を得た。この時、垂直方向の照射量の均一性を最
も良くするためには該ミラーを等角速度で揺動すれば良
いので、揺動角速度は一定とした。図１４は放射光発光
点Ｘの移動を全く行わなかった場合であり、中央部下方
が最も照射量が大きく、これを100％とした時に、これ
より両端及び上方に向かうに従ってその照射量が小さく
なり、照射量の差の最大値は約7％となった。一方、図
１５は該ミラー10の揺動角Δθに対し、放射光発光点Ｘ
の位置をこのミラー10から見てΔθ／２の角度だけずら
した状態で照射を行った時の結果を示しており、この場
合の照射量が最も高く、これを100％とした場合、これ
より中央側に向かうに従ってその照射量が少なくなり、
照射量の差は約5％となった。この時、先の比較例で使
用した平面ミラーの場合ほどではないが、放射光発光点
Ｘを全く移動しなかった場合と比べて、ミラー10に対す
る入射角の変化も小さくなるので、揺動角の変化に伴う
入射Ｘ線のスペクトルの変化も小さくなる。但しこの
時、水平方向照射量の積分値がスキャン方向の任意の点
毎に一定になるように、先の場合（一定角速度）とは異
なり、スキャン速度の調整を行っている。
【００２３】更に本発明者等は放射光反射ミラー10の揺
動角Δθに対し、放射光発光点Ｘの位置をずらす角度β
につき種々偏向を加えて照射を実施し、その照射量の差
の最大値を採り続けたところ、図１６に示されるように
なった。そして、本発明者等は、放射光発光点Ｘの移動
を全く行わない場合の照射量の差である7％よりもこの
差の最大値を小さくするためのβの範囲として、0＜β
＜0.8・Δθと設定した。
動角Δθに対し、放射光発光点Ｘの位置をずらす角度β
につき種々偏向を加えて照射を実施し、その照射量の差
の最大値を採り続けたところ、図１６に示されるように
なった。そして、本発明者等は、放射光発光点Ｘの移動
を全く行わない場合の照射量の差である7％よりもこの
差の最大値を小さくするためのβの範囲として、0＜β
＜0.8・Δθと設定した。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述した本発明装置によれば、水平
方向に偏平なシンクロトロン放射光の照射野拡大に際
し、揺動させながら使用される放射光反射ミラーの放射
光反射率の入射角依存性を廃して照射強度を一定に保つ
ことができ、且つリソグラフィ等に於いて有害な２次電
子の放出等の原因となる放射光の短波長成分のカットも
できる上記放射光取り出し装置構成において、放射光反
射ミラーがトロイダルミラーのような集光ミラーの場合
に問題となる水平方向の照射量分布の不均一性を最小限
に抑える事が可能となる。
方向に偏平なシンクロトロン放射光の照射野拡大に際
し、揺動させながら使用される放射光反射ミラーの放射
光反射率の入射角依存性を廃して照射強度を一定に保つ
ことができ、且つリソグラフィ等に於いて有害な２次電
子の放出等の原因となる放射光の短波長成分のカットも
できる上記放射光取り出し装置構成において、放射光反
射ミラーがトロイダルミラーのような集光ミラーの場合
に問題となる水平方向の照射量分布の不均一性を最小限
に抑える事が可能となる。
【図１】放射光反射ミラーが平面ミラーの場合の構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】放射光反射ミラーがトロイダルミラーの場合に
放射光発光点の位置が変わらない時に放射光の水平方向
の集光の度合いの状態を示す説明図である。
放射光発光点の位置が変わらない時に放射光の水平方向
の集光の度合いの状態を示す説明図である。
【図３】トロイダルな反射面を持つミラーによる光の集
光状態を示す説明図である。
光状態を示す説明図である。
【図４】同じくトロイダルな反射面を持つミラーによる
光の集光状態を示す説明図である。
光の集光状態を示す説明図である。
【図５】従来構成でトロイダルな反射面を持つ放射光反
射ミラーを揺動させた場合の放射光のスキャン状態を示
す説明図である。
射ミラーを揺動させた場合の放射光のスキャン状態を示
す説明図である。
【図６】同じく従来構成による放射光のスキャン状態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図７】放射光発光点の位置を固定してトロイダルミラ
ーを揺動させた時の放射光照射面中の任意の部分の水平
方向の積算照射量分布を示すグラフである。
ーを揺動させた時の放射光照射面中の任意の部分の水平
方向の積算照射量分布を示すグラフである。
【図８】トロイダルミラーを揺動させた時に同時に放射
光発光点の位置も同じ角度分だけずらす制御を行なった
場合に得られた放射光の水平方向の集光の度合いの状態
を示す説明図である。
光発光点の位置も同じ角度分だけずらす制御を行なった
場合に得られた放射光の水平方向の集光の度合いの状態
を示す説明図である。
【図９】上記の放射光発光点をミラー揺動と共にずらす
制御を行なった時の放射光照射面中の任意の部分の水平
方向の積算照射量分布を示すグラフである。
制御を行なった時の放射光照射面中の任意の部分の水平
方向の積算照射量分布を示すグラフである。
【図１０】本発明装置の一実施例の構成の概要を示す平
面図である。
面図である。
【図１１】本実施例におけるローカルバンプ軌道を形成
する構成を示す説明図である。
する構成を示す説明図である。
【図１２】上記ローカルバンプ軌道の形成に使用される
ステアリングマグネットへの電流供給構成を示す回路図
である。
ステアリングマグネットへの電流供給構成を示す回路図
である。
【図１３】上記装置構成で放射光反射ミラーにトロイダ
ルミラーが用いられた本実施例構成を示す説明図であ
る。
ルミラーが用いられた本実施例構成を示す説明図であ
る。
【図１４】放射光発光点の移動を行なわなかった時の照
射面中の放射光照射量を示すグラフである。
射面中の放射光照射量を示すグラフである。
【図１５】放射光発光点の移動を行なった時の照射面中
の放射光照射量を示すグラフである。
の放射光照射量を示すグラフである。
【図１６】ミラーの揺動角に対する放射光発光点の移動
量を変更した場合の照射量の差の最大値を採った結果を
示すグラフである。
量を変更した場合の照射量の差の最大値を採った結果を
示すグラフである。
【図１７】ミラー揺動法の説明図である。
【図１８】ビーム揺動法の説明図である。
1、10 放射光反射ミラー 2 電子蓄積リング 3 偏向マグネット 4a、4b ビームライン 5a、5b ミラーチャンバ 6a〜6d ステアリングマグネット 7a 制御回路 7b 増幅回路 70a〜70d 電流供給装置 8 パータベータ Ｘ 放射光発光点 Δθ ミラー揺動角 β 放射光発光点のずらし角度 θ0 ニュートラル状態の時のミラー傾斜角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｈ 13/04 Ｕ 9014−2Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 ビーム周回の為に偏向マグネットで該ビ
ームを偏向せしめた時にシンクロトロン放射光を放射す
る放射光リングと、該リングから取り出されてくるシン
クロトロン放射光をその揺動によって一方向に振り、該
方向への放射光照射領域の拡大を図る放射光反射ミラー
を有すると共に、前記偏向マグネットの前後に複数のス
テアリングマグネットを設けて該偏向マグネットを中心
に閉じたローカルバンプ軌道を作り、該軌道中で前記ビ
ームの軌道制御を行って放射光反射ミラーの揺動角度に
応じて前記シンクロトロン放射光の発光点位置及び発光
角度を変更せしめるようにした放射光取り出し装置にお
いて、放射光反射ミラーが凹状の集光ミラーの場合に、
該ミラーが揺動中心の回りで放射光のミラーへの初期入
射角θ 0 から角度Δθだけ傾いた時にミラーの揺動中心
から見て放射光発光点が元の位置より下式で表される角
度βだけずれるように、該ミラーの揺動に合わせて前記
ローカルバンプ軌道におけるビームの軌道制御を行わし
めるようにしたことを特徴とする放射光取り出し装置。 0＜β＜ 0.8・Δθ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3144044A JPH0774840B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 放射光取り出し装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3144044A JPH0774840B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 放射光取り出し装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344500A JPH04344500A (ja) | 1992-12-01 |
| JPH0774840B2 true JPH0774840B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=15353019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3144044A Expired - Fee Related JPH0774840B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 放射光取り出し装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774840B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06273599A (ja) * | 1993-03-24 | 1994-09-30 | Soltec:Kk | 放射光露光装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03222300A (ja) * | 1990-01-26 | 1991-10-01 | Fujitsu Ltd | Ｘ線露光装置及びｘ線露光方法 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3144044A patent/JPH0774840B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04344500A (ja) | 1992-12-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960423 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |