JPH10172883A - シンクロトロン放射装置及びｘ線露光装置 - Google Patents
シンクロトロン放射装置及びｘ線露光装置Info
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- JPH10172883A JPH10172883A JP32874296A JP32874296A JPH10172883A JP H10172883 A JPH10172883 A JP H10172883A JP 32874296 A JP32874296 A JP 32874296A JP 32874296 A JP32874296 A JP 32874296A JP H10172883 A JPH10172883 A JP H10172883A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シンクロトロン放射光のうち不要な波長成分
の光をカットし、必要な波長成分の減衰を抑制すること
が可能なシンクロトロン放射装置を提供する。 【解決手段】 軌道平面に沿って荷電粒子が周回運動す
る放射光源から、軌道平面に垂直な断面内において、軌
道平面を中心として第１の広がり角を持って伝搬する放
射光が放出される。放射光源から放出された放射光のう
ち、第２の広がり角よりも小さな広がり角に相当する向
きに放射された光が、遮光手段により遮光される。第２
の広がり角よりも大きな広がり角に相当する向きに放射
された光は遮光手段を通過する。
の光をカットし、必要な波長成分の減衰を抑制すること
が可能なシンクロトロン放射装置を提供する。 【解決手段】 軌道平面に沿って荷電粒子が周回運動す
る放射光源から、軌道平面に垂直な断面内において、軌
道平面を中心として第１の広がり角を持って伝搬する放
射光が放出される。放射光源から放出された放射光のう
ち、第２の広がり角よりも小さな広がり角に相当する向
きに放射された光が、遮光手段により遮光される。第２
の広がり角よりも大きな広がり角に相当する向きに放射
された光は遮光手段を通過する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シンクロトロン放
射装置及び、それを用いたＸ線露光装置に関する。
射装置及び、それを用いたＸ線露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線露光では、波長１ｎｍ近傍の光で露
光することが望ましい。波長１ｎｍよりも長波長の光で
は、回折による半影ボケが大きくなり、短波長の光で
は、レジスト中で発生する光電子の飛程が大きくなり、
同様にボケが生じるからである。
光することが望ましい。波長１ｎｍよりも長波長の光で
は、回折による半影ボケが大きくなり、短波長の光で
は、レジスト中で発生する光電子の飛程が大きくなり、
同様にボケが生じるからである。
【０００３】以下、シンクロトロン放射光から波長１ｎ
ｍ近傍の光のみを取り出す方法を説明する。電子軌道か
ら発生した放射光が、反射ミラーに入射角９０°に近い
角度で入射する。反射ミラーで反射した放射光は、ベリ
リウム薄膜を透過した後、マスクを通してウエハ表面を
照射する。反射ミラーを揺動させることによって反射光
を走査し、ウエハ表面の広い領域を露光する。
ｍ近傍の光のみを取り出す方法を説明する。電子軌道か
ら発生した放射光が、反射ミラーに入射角９０°に近い
角度で入射する。反射ミラーで反射した放射光は、ベリ
リウム薄膜を透過した後、マスクを通してウエハ表面を
照射する。反射ミラーを揺動させることによって反射光
を走査し、ウエハ表面の広い領域を露光する。
【０００４】放射光は、反射ミラーによって反射するこ
とにより、短波長成分がカットされる。さらに、ベリリ
ウム薄膜を透過することによって長波長成分がカットさ
れる。このように、短波長成分と長波長成分がカットさ
れて波長１ｎｍ近傍の光のみが取り出される。
とにより、短波長成分がカットされる。さらに、ベリリ
ウム薄膜を透過することによって長波長成分がカットさ
れる。このように、短波長成分と長波長成分がカットさ
れて波長１ｎｍ近傍の光のみが取り出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例では、反
射ミラーが放射光を走査する作用と、短波長成分をカッ
トする作用を果たす。Ｘ線ミラーの反射率は、図６のよ
うに波長によって大きく変わる。図６は、表面に金をコ
ーティングした場合の反射率を示す。反射率を高くする
には、ミラー表面から小さい角度（９０°に近い入射
角）で入射させることが望ましい。波長が短い側では反
射率は角度の僅かな変化で大きく変動するので、露光範
囲を広げるためにミラーの角度を変えると反射率が変化
し、均一な露光が困難になる。反射率の変動を抑えるた
めには、大きな角度で入射することが望ましいが、反射
率が低くなる欠点がある。いずれにせよ角度を変化させ
る限り、露光の均一性を維持することは困難になる。
射ミラーが放射光を走査する作用と、短波長成分をカッ
トする作用を果たす。Ｘ線ミラーの反射率は、図６のよ
うに波長によって大きく変わる。図６は、表面に金をコ
ーティングした場合の反射率を示す。反射率を高くする
には、ミラー表面から小さい角度（９０°に近い入射
角）で入射させることが望ましい。波長が短い側では反
射率は角度の僅かな変化で大きく変動するので、露光範
囲を広げるためにミラーの角度を変えると反射率が変化
し、均一な露光が困難になる。反射率の変動を抑えるた
めには、大きな角度で入射することが望ましいが、反射
率が低くなる欠点がある。いずれにせよ角度を変化させ
る限り、露光の均一性を維持することは困難になる。
【０００６】本発明の目的は、シンクロトロン放射光の
うち不要な波長成分の光をカットし、必要な波長成分の
減衰を抑制することが可能なシンクロトロン放射装置を
提供することである。
うち不要な波長成分の光をカットし、必要な波長成分の
減衰を抑制することが可能なシンクロトロン放射装置を
提供することである。
【０００７】本発明の他の目的は、シンクロトロン放射
光から、Ｘ線露光に有害な波長成分をカットし、かつ有
効な波長成分の減衰を抑制することが可能なＸ線露光装
置を提供することである。
光から、Ｘ線露光に有害な波長成分をカットし、かつ有
効な波長成分の減衰を抑制することが可能なＸ線露光装
置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、軌道平面に沿って荷電粒子が周回運動し、該軌道平
面に垂直な断面内において、該軌道平面を中心として第
１の広がり角を持って伝搬する放射光を放出する放射光
源と、前記放射光源から放出された放射光のうち、第２
の広がり角よりも小さな広がり角に相当する向きに放射
された光を遮光し、前記第２の広がり角よりも大きな広
がり角に相当する向きに放射された光を通過させる遮光
手段とを有するシンクロトロン放射装置が提供される。
と、軌道平面に沿って荷電粒子が周回運動し、該軌道平
面に垂直な断面内において、該軌道平面を中心として第
１の広がり角を持って伝搬する放射光を放出する放射光
源と、前記放射光源から放出された放射光のうち、第２
の広がり角よりも小さな広がり角に相当する向きに放射
された光を遮光し、前記第２の広がり角よりも大きな広
がり角に相当する向きに放射された光を通過させる遮光
手段とを有するシンクロトロン放射装置が提供される。
【０００９】この放射光源から放射された放射光の広が
り角は、波長に依存する。波長の短い光ほど広がり角が
小さい。従って、小さな広がり角に相当する向きに放射
された光を遮光すると、主として波長の短い光を遮光
し、波長の長い光を取り出すことができる。
り角は、波長に依存する。波長の短い光ほど広がり角が
小さい。従って、小さな広がり角に相当する向きに放射
された光を遮光すると、主として波長の短い光を遮光
し、波長の長い光を取り出すことができる。
【００１０】本発明の他の観点によると、軌道平面に沿
って荷電粒子が周回運動し、該軌道平面に垂直な断面内
において、該軌道平面を中心として第１の広がり角を持
って伝搬する放射光を放出する放射光源と、前記放射光
源から放出された放射光のうち、第２の広がり角よりも
小さな広がり角に相当する向きに放射された光を遮光
し、前記第２の広がり角よりも大きな広がり角に相当す
る向きに放射された光を遮光しない遮光手段と、前記放
射光源と遮光手段とを内部に有し、前記遮光手段を通過
した光を外部に導出するための透過窓が設けられた真空
容器と、前記透過窓を通して外部に導出された放射光が
照射されるように、マスクと半導体ウエハとを、その相
対位置を固定して保持する保持台とを有するＸ線露光装
置が提供される。
って荷電粒子が周回運動し、該軌道平面に垂直な断面内
において、該軌道平面を中心として第１の広がり角を持
って伝搬する放射光を放出する放射光源と、前記放射光
源から放出された放射光のうち、第２の広がり角よりも
小さな広がり角に相当する向きに放射された光を遮光
し、前記第２の広がり角よりも大きな広がり角に相当す
る向きに放射された光を遮光しない遮光手段と、前記放
射光源と遮光手段とを内部に有し、前記遮光手段を通過
した光を外部に導出するための透過窓が設けられた真空
容器と、前記透過窓を通して外部に導出された放射光が
照射されるように、マスクと半導体ウエハとを、その相
対位置を固定して保持する保持台とを有するＸ線露光装
置が提供される。
【００１１】波長の短い光がカットされて半導体ウエハ
表面に照射されるので、波長の短い光が原因となるボケ
の発生を防止することができる。
表面に照射されるので、波長の短い光が原因となるボケ
の発生を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）は、本発明の実施例に
よるＸ線露光装置の概略図を示す。電子蓄積リングの真
空容器１０内に、電子の周回軌道１が水平（ｘｚ面に平
行）に配置され、半径０．９ｍの円軌道に沿って周回運
動する電子からシンクロトロン放射光Ａがｚ軸方向に放
出される場合を考える。シンクロトロン放射光Ａは、水
平面内には３６０°方向に放射されるが、垂直面（ｙｚ
面）内に関しては、小さな広がり角を有する。
よるＸ線露光装置の概略図を示す。電子蓄積リングの真
空容器１０内に、電子の周回軌道１が水平（ｘｚ面に平
行）に配置され、半径０．９ｍの円軌道に沿って周回運
動する電子からシンクロトロン放射光Ａがｚ軸方向に放
出される場合を考える。シンクロトロン放射光Ａは、水
平面内には３６０°方向に放射されるが、垂直面（ｙｚ
面）内に関しては、小さな広がり角を有する。
【００１３】シンクロトロン放射光の垂直方向への分散
σSR（標準偏差値）は波長によって異なり、
σSR（標準偏差値）は波長によって異なり、
【００１４】
【数１】σSR＝０．５６５（λ／λc ）0.425 γ-1 と表される。ここで、γは電子の運動エネルギの静止質
量に対する比、すなわちγ＝Ｅ／ｍｃ2 （ｍは電子の静
止質量、ｃは光速）であり、λc は臨界波長、すなわち
放射光の全スペクトルのエネルギ平均値に相当する波長
である。
量に対する比、すなわちγ＝Ｅ／ｍｃ2 （ｍは電子の静
止質量、ｃは光速）であり、λc は臨界波長、すなわち
放射光の全スペクトルのエネルギ平均値に相当する波長
である。
【００１５】図１（Ｂ）は、シンクロトロン放射光の垂
直方向の広がりの様子を示す。横軸は、放射方向と水平
面とのなす角度を単位ｍｒａｄで表し、縦軸は、光子密
度を任意目盛りで表す。横軸の角度０の位置が、水平方
向に放射される光子密度に対応する。光子密度は周回軌
道１の軌道面に関して対称に分布する。光子密度の分布
の対称中心面を中立平面と呼ぶ。図中の曲線ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅは、それぞれλ／λc が０．０１、０．１、
１、１０、１００の場合を示す。波長が長くなるに従っ
て広がり角が大きくなることがわかる。
直方向の広がりの様子を示す。横軸は、放射方向と水平
面とのなす角度を単位ｍｒａｄで表し、縦軸は、光子密
度を任意目盛りで表す。横軸の角度０の位置が、水平方
向に放射される光子密度に対応する。光子密度は周回軌
道１の軌道面に関して対称に分布する。光子密度の分布
の対称中心面を中立平面と呼ぶ。図中の曲線ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅは、それぞれλ／λc が０．０１、０．１、
１、１０、１００の場合を示す。波長が長くなるに従っ
て広がり角が大きくなることがわかる。
【００１６】図１（Ａ）に戻って、放射光Ａの中立平面
に沿って遮光板２が配置されている。遮光板２は、例え
ば銅により形成される。なお、放射光Ａを遮光できる材
料であればその他の材料を用いてもよい。電子蓄積リン
グの周回軌道１の放射光発生点から遮光板２までの距離
Ｌ1 は、例えば５．４ｍであり、遮光板２の厚さは、約
２．２ｍｍである。このとき、水平面とのなす角度が
０．２ｍｒａｄ以内の方向に放射された放射光、すなわ
ち、広がり角０．４ｍｒａｄよりも小さな広がり角に相
当する向きに放射された光が、遮光板２によって遮られ
る。
に沿って遮光板２が配置されている。遮光板２は、例え
ば銅により形成される。なお、放射光Ａを遮光できる材
料であればその他の材料を用いてもよい。電子蓄積リン
グの周回軌道１の放射光発生点から遮光板２までの距離
Ｌ1 は、例えば５．４ｍであり、遮光板２の厚さは、約
２．２ｍｍである。このとき、水平面とのなす角度が
０．２ｍｒａｄ以内の方向に放射された放射光、すなわ
ち、広がり角０．４ｍｒａｄよりも小さな広がり角に相
当する向きに放射された光が、遮光板２によって遮られ
る。
【００１７】これを図１（Ｂ）にあてはめると、角度０
〜０．２ｍｒａｄの範囲の光が遮られることになる。曲
線ａ及びｂで示すλ／λc ＝０．０１及び０．１の光の
大部分が遮光される。λ／λc ＝１の光はほぼ１／３が
遮光される。曲線ｄ、ｅで示すλ／λc ＝１０または１
００の光の遮光量は更に少ない。すなわち、波長の短い
光ほど遮光量が多くなる。
〜０．２ｍｒａｄの範囲の光が遮られることになる。曲
線ａ及びｂで示すλ／λc ＝０．０１及び０．１の光の
大部分が遮光される。λ／λc ＝１の光はほぼ１／３が
遮光される。曲線ｄ、ｅで示すλ／λc ＝１０または１
００の光の遮光量は更に少ない。すなわち、波長の短い
光ほど遮光量が多くなる。
【００１８】図１（Ｃ）は、放射光のスペクトルを示
す。縦軸の光強度とは、Ｘ線露光装置に向かう全光子数
を表す。曲線Ａは、電子蓄積リングの周回軌道１から放
出された放射光Ａのスペクトルを示す。Ｘ線露光に適し
た波長λe 近傍の光の強度が強くなるように設定されて
いる。遮光板２の後方の放射光のスペクトルは、曲線Ｂ
に示す特性を有する。すなわち、波長λe よりも短い波
長を有する光強度が大きく低下する。
す。縦軸の光強度とは、Ｘ線露光装置に向かう全光子数
を表す。曲線Ａは、電子蓄積リングの周回軌道１から放
出された放射光Ａのスペクトルを示す。Ｘ線露光に適し
た波長λe 近傍の光の強度が強くなるように設定されて
いる。遮光板２の後方の放射光のスペクトルは、曲線Ｂ
に示す特性を有する。すなわち、波長λe よりも短い波
長を有する光強度が大きく低下する。
【００１９】図１（Ａ）に戻って、遮光板２により遮ら
れなかった光は、真空容器１０に取り付けられたベリリ
ウム薄膜３を透過して外部に放出される。ベリリウム薄
膜３は、例えばその周囲を補強リングに溶接し、この補
強リングをフランジに溶接し、フランジを真空容器１０
に取り付けることにより固定される。遮光板２とベリリ
ウム薄膜３との距離Ｌ2 は、例えば０．３ｍである。ベ
リリウム薄膜３は、波長λe よりも長い波長の光を主に
吸収する。
れなかった光は、真空容器１０に取り付けられたベリリ
ウム薄膜３を透過して外部に放出される。ベリリウム薄
膜３は、例えばその周囲を補強リングに溶接し、この補
強リングをフランジに溶接し、フランジを真空容器１０
に取り付けることにより固定される。遮光板２とベリリ
ウム薄膜３との距離Ｌ2 は、例えば０．３ｍである。ベ
リリウム薄膜３は、波長λe よりも長い波長の光を主に
吸収する。
【００２０】図１（Ｃ）の曲線Ｃは、ベリリウム薄膜３
を透過した放射光Ｃのスペクトルを示す。波長λe より
も長い波長領域の光が吸収され、波長λe 近傍にピーク
を有するスペクトルが得られる。
を透過した放射光Ｃのスペクトルを示す。波長λe より
も長い波長領域の光が吸収され、波長λe 近傍にピーク
を有するスペクトルが得られる。
【００２１】図１（Ａ）に戻ってベリリウム薄膜３に対
向するように、ウエハ保持台４が配置されている。ウエ
ハ保持台４のウエハ保持面とベリリウム薄膜３との距離
は、例えば０．３ｍである。この空間には、Ｘ線の減衰
を防止するためヘリウムガスが満たされている。ウエハ
保持台４のウエハ保持面にウエハ５が保持され、その前
方に１０〜３０μｍ離してマスク６が配置されている。
ウエハ５の表面には、Ｘ線に感光するレジスト膜が塗布
されている。ウエハ保持台４は、ウエハ５とマスク３の
相対位置を固定したまま垂直方向（ｙ軸に平行な方向）
に並進移動することができる。
向するように、ウエハ保持台４が配置されている。ウエ
ハ保持台４のウエハ保持面とベリリウム薄膜３との距離
は、例えば０．３ｍである。この空間には、Ｘ線の減衰
を防止するためヘリウムガスが満たされている。ウエハ
保持台４のウエハ保持面にウエハ５が保持され、その前
方に１０〜３０μｍ離してマスク６が配置されている。
ウエハ５の表面には、Ｘ線に感光するレジスト膜が塗布
されている。ウエハ保持台４は、ウエハ５とマスク３の
相対位置を固定したまま垂直方向（ｙ軸に平行な方向）
に並進移動することができる。
【００２２】ベリリウム薄膜３を透過した放射光Ｃは、
マスク６を介してウエハ５の表面に照射され、マスク６
に形成されているパターンがウエハ５の表面のレジスト
膜に転写される。ウエハ保持台４を垂直方向に移動する
ことにより、ウエハ５の表面の広い領域を露光すること
ができる。
マスク６を介してウエハ５の表面に照射され、マスク６
に形成されているパターンがウエハ５の表面のレジスト
膜に転写される。ウエハ保持台４を垂直方向に移動する
ことにより、ウエハ５の表面の広い領域を露光すること
ができる。
【００２３】図２は、遮光板２が配置された位置におけ
る真空容器１０の内部の概略断面図を示す。真空容器１
０の上壁に貫通孔が設けられ、この貫通孔を通して支軸
２０が上下方向に微動可能に支持されている。支軸２０
と真空容器１０との間は、ベローズ２２により気密に保
たれている。真空容器１０の内側において、支軸２０の
先端に逆Ｕ字型の断面を有する接続治具２１が取り付け
られ、その先端に遮光板２が保持されている。支軸２０
を上下方向に微動させることにより、遮光板２の位置を
調節することができる。遮光板２は、放射光Ａの中立平
面に沿って保持される。
る真空容器１０の内部の概略断面図を示す。真空容器１
０の上壁に貫通孔が設けられ、この貫通孔を通して支軸
２０が上下方向に微動可能に支持されている。支軸２０
と真空容器１０との間は、ベローズ２２により気密に保
たれている。真空容器１０の内側において、支軸２０の
先端に逆Ｕ字型の断面を有する接続治具２１が取り付け
られ、その先端に遮光板２が保持されている。支軸２０
を上下方向に微動させることにより、遮光板２の位置を
調節することができる。遮光板２は、放射光Ａの中立平
面に沿って保持される。
【００２４】真空容器１０の側壁に銅製のサーマルアン
カ２４が取り付けられ、遮光板２とサーマルアンカ２４
とが、銅編線２３により熱的に結合されている。サーマ
ルアンカ２４は必要に応じて水冷される。銅編線２３と
サーマルアンカ２４とにより、遮光板２を効率的に冷却
することができる。
カ２４が取り付けられ、遮光板２とサーマルアンカ２４
とが、銅編線２３により熱的に結合されている。サーマ
ルアンカ２４は必要に応じて水冷される。銅編線２３と
サーマルアンカ２４とにより、遮光板２を効率的に冷却
することができる。
【００２５】上記実施例によると、図１（Ｃ）に示すよ
うに、遮光板により短波長成分の光が多くカットされる
スペクトルＢが得られる。また、ミラーを用いないの
で、均一に近い露光が可能である。
うに、遮光板により短波長成分の光が多くカットされる
スペクトルＢが得られる。また、ミラーを用いないの
で、均一に近い露光が可能である。
【００２６】上記実施例では、広がり角０．４ｍｒａｄ
よりも小さい広がり角の相当する方向に放射された放射
光を遮光板でカットする場合を説明した。Ｘ線露光に有
効な波長の光を得るためには、広がり角０．１〜０．３
ｍｒａｄよりも小さな広がり角に相当する方向に放射さ
れた放射光をカットするようにしてもよい。
よりも小さい広がり角の相当する方向に放射された放射
光を遮光板でカットする場合を説明した。Ｘ線露光に有
効な波長の光を得るためには、広がり角０．１〜０．３
ｍｒａｄよりも小さな広がり角に相当する方向に放射さ
れた放射光をカットするようにしてもよい。
【００２７】次に、図３を参照して他の実施例によるＸ
線露光装置について説明する。図３のＸ線露光装置で
は、真空容器１０内において、遮光板２とベリリウム薄
膜３との間に揺動可能な反射ミラー７が配置されてい
る。電子蓄積リング１から放射された放射光Ａは、遮光
板２を通過する。遮光板２を通過した放射光Ｂは、反射
ミラー７で反射し、その進行方向を変える。反射した放
射光Ｃ’は、ベリリウム薄膜３を透過して真空容器の外
部に放射される。ベリリウム薄膜３に対向する位置に、
図１（Ａ）の場合と同様に、マスク６、ウエハ５がウエ
ハ保持台４により保持されている。
線露光装置について説明する。図３のＸ線露光装置で
は、真空容器１０内において、遮光板２とベリリウム薄
膜３との間に揺動可能な反射ミラー７が配置されてい
る。電子蓄積リング１から放射された放射光Ａは、遮光
板２を通過する。遮光板２を通過した放射光Ｂは、反射
ミラー７で反射し、その進行方向を変える。反射した放
射光Ｃ’は、ベリリウム薄膜３を透過して真空容器の外
部に放射される。ベリリウム薄膜３に対向する位置に、
図１（Ａ）の場合と同様に、マスク６、ウエハ５がウエ
ハ保持台４により保持されている。
【００２８】例えば、揺動角度±０．２°、揺動周波数
１〜１０Ｈｚで反射ミラー７を揺動運動させると、放射
光がウエハ５の表面上を１方向に走査する。図１（Ａ）
の場合と異なり、ウエハ保持台４を並進移動させること
なく、ウエハ５の表面の広い領域を露光することができ
る。
１〜１０Ｈｚで反射ミラー７を揺動運動させると、放射
光がウエハ５の表面上を１方向に走査する。図１（Ａ）
の場合と異なり、ウエハ保持台４を並進移動させること
なく、ウエハ５の表面の広い領域を露光することができ
る。
【００２９】図３（Ｂ）は、放射光のスペクトルを示
す。曲線Ａ、Ｂ、Ｃ’、Ｃ”は、それぞれ電子蓄積リン
グ１から放射された放射光Ａ、遮光板２を通過した後の
放射光Ｂ、反射ミラー７により反射した放射光Ｃ’、及
びベリリウム薄膜３を透過した放射光Ｃ”のスペクトル
を表す。
す。曲線Ａ、Ｂ、Ｃ’、Ｃ”は、それぞれ電子蓄積リン
グ１から放射された放射光Ａ、遮光板２を通過した後の
放射光Ｂ、反射ミラー７により反射した放射光Ｃ’、及
びベリリウム薄膜３を透過した放射光Ｃ”のスペクトル
を表す。
【００３０】反射ミラー７で反射することにより、放射
光の強度が曲線Ｂから曲線Ｃ’まで低下する。ただし、
反射ミラー７は、放射光を走査する機能のみを有すれば
よく、短波長成分をカットする機能を有する必要はな
い。このため、反射効率を高めるように最適化すること
が可能である。例えば、反射ミラー７に短波長成分をカ
ットする機能を持たせるためには、一般に入射角（ミラ
ーの法線と入射光線とのなす角度）を８８．８°程度に
する。短波長成分をカットする必要がない場合には、入
射角を８８．８°からさらに９０°に近づけ、反射率を
高く設定することが可能である。発明者の計算による
と、反射率の２０％程度の改善が期待できる。
光の強度が曲線Ｂから曲線Ｃ’まで低下する。ただし、
反射ミラー７は、放射光を走査する機能のみを有すれば
よく、短波長成分をカットする機能を有する必要はな
い。このため、反射効率を高めるように最適化すること
が可能である。例えば、反射ミラー７に短波長成分をカ
ットする機能を持たせるためには、一般に入射角（ミラ
ーの法線と入射光線とのなす角度）を８８．８°程度に
する。短波長成分をカットする必要がない場合には、入
射角を８８．８°からさらに９０°に近づけ、反射率を
高く設定することが可能である。発明者の計算による
と、反射率の２０％程度の改善が期待できる。
【００３１】反射率に着目して反射ミラー７の配置を最
適化することにより、放射光Ｃ’の光強度を比較的高く
維持することができる。最終的に、ベリリウム薄膜３を
透過した放射光Ｃ”の波長λe 近傍の光強度を高く維持
することが可能になる。
適化することにより、放射光Ｃ’の光強度を比較的高く
維持することができる。最終的に、ベリリウム薄膜３を
透過した放射光Ｃ”の波長λe 近傍の光強度を高く維持
することが可能になる。
【００３２】図３（Ａ）では、遮光板２を反射ミラー７
の前方に配置した場合を説明したが、後方に配置しても
よいよい。遮光板２を反射ミラー７の後方に配置する場
合には、反射ミラー７の揺動運動に応じて遮光板２を往
復移動させる必要がある。
の前方に配置した場合を説明したが、後方に配置しても
よいよい。遮光板２を反射ミラー７の後方に配置する場
合には、反射ミラー７の揺動運動に応じて遮光板２を往
復移動させる必要がある。
【００３３】図４は、遮光板２を反射ミラー７の後方に
配置した場合のＸ線露光装置の概略正面図を示す。基台
３０の上に真空容器１０が固定されている。真空容器１
０は、ダクト１０Ａ、ミラーボックス１０Ｂ、ダクト１
０Ｃ、ベローズ１０Ｄ及びダクト１０Ｅが、この順番に
連結されて構成される。ダクト１０Ａの左方には、図３
（Ａ）と同様の電子蓄積リングが取り付けられている。
ミラーボックス１０Ｂ内に図３（Ａ）と同様の反射ミラ
ー７が配置されている。反射ミラーは、揺動中心軸３１
の回りに揺動運動する。ダクト１０Ｅの先端は、ベリリ
ウム薄膜部分を有する蓋３４により気密に閉じられてい
る。ダクト１０Ｅは、揺動腕３２を介して揺動中心軸３
１に結合し、揺動中心軸３１を中心として揺動運動可能
である。
配置した場合のＸ線露光装置の概略正面図を示す。基台
３０の上に真空容器１０が固定されている。真空容器１
０は、ダクト１０Ａ、ミラーボックス１０Ｂ、ダクト１
０Ｃ、ベローズ１０Ｄ及びダクト１０Ｅが、この順番に
連結されて構成される。ダクト１０Ａの左方には、図３
（Ａ）と同様の電子蓄積リングが取り付けられている。
ミラーボックス１０Ｂ内に図３（Ａ）と同様の反射ミラ
ー７が配置されている。反射ミラーは、揺動中心軸３１
の回りに揺動運動する。ダクト１０Ｅの先端は、ベリリ
ウム薄膜部分を有する蓋３４により気密に閉じられてい
る。ダクト１０Ｅは、揺動腕３２を介して揺動中心軸３
１に結合し、揺動中心軸３１を中心として揺動運動可能
である。
【００３４】揺動腕３２の先端近傍が、基台３０に固定
された往復駆動機構３３に接続されている。往復駆動機
構３３が揺動腕３２の先端を往復駆動（より厳密には円
弧に沿った往復駆動）することにより、ダクト１０Ｅを
揺動運動させることができる。
された往復駆動機構３３に接続されている。往復駆動機
構３３が揺動腕３２の先端を往復駆動（より厳密には円
弧に沿った往復駆動）することにより、ダクト１０Ｅを
揺動運動させることができる。
【００３５】ダクト１０Ｅの揺動角がミラーボックス１
０Ｂ内の反射ミラーの揺動角の２倍になるように、反射
ミラーとダクト１０Ｅとを連動させる。このように連動
させることにより、ダクト１０Ｅ内に配置された遮光板
を、常時、放射光の中立平面の位置に設置することがで
きる。反射ミラーとダクト１０Ｅとの連動は、電気的に
行ってもよいし機械的に行ってもよい。
０Ｂ内の反射ミラーの揺動角の２倍になるように、反射
ミラーとダクト１０Ｅとを連動させる。このように連動
させることにより、ダクト１０Ｅ内に配置された遮光板
を、常時、放射光の中立平面の位置に設置することがで
きる。反射ミラーとダクト１０Ｅとの連動は、電気的に
行ってもよいし機械的に行ってもよい。
【００３６】図３（Ａ）に示すＸ線露光装置では、ベリ
リウム薄膜３上の放射光Ｃ’の透過位置が変動する。こ
のため、放射光Ｃ’が振られる最大振幅に対応するよう
にベリリウム薄膜３を比較的大きくする必要がある。例
えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ程度の正方形状とする。これ
に対し、図４の場合には、ベリリウム薄膜上の放射光の
透過位置がほぼ固定するため、ベリリウム薄膜を小さく
することができる。例えば、５０ｍｍ×２０ｍｍ程度の
長方形状とすることができる。
リウム薄膜３上の放射光Ｃ’の透過位置が変動する。こ
のため、放射光Ｃ’が振られる最大振幅に対応するよう
にベリリウム薄膜３を比較的大きくする必要がある。例
えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ程度の正方形状とする。これ
に対し、図４の場合には、ベリリウム薄膜上の放射光の
透過位置がほぼ固定するため、ベリリウム薄膜を小さく
することができる。例えば、５０ｍｍ×２０ｍｍ程度の
長方形状とすることができる。
【００３７】一般に、ベリリウム薄膜の厚さは１０〜２
０μｍであり、ベリリウム薄膜を大きくすると、機械的
強度が弱くなる。図４に示す構成とすることにより、ベ
リリウム薄膜の機械的強度を高くすることができる。
０μｍであり、ベリリウム薄膜を大きくすると、機械的
強度が弱くなる。図４に示す構成とすることにより、ベ
リリウム薄膜の機械的強度を高くすることができる。
【００３８】図５は、蓋３４の断面図を示す。ベリリウ
ム薄膜３の周囲が外周補強部材３ａに溶接され、外周補
強部材３ａがフランジ３ｂに溶接されている。フランジ
３ｂが真空容器１０の端部に気密に取り付けられてい
る。ベリリウム薄膜３と放射光の中立平面との交線に沿
って補強部材３ｃがベリリウム薄膜３に接着されてい
る。補強部材３ｃにより、ベリリウム薄膜３の機械的強
度をさらに高くすることができる。
ム薄膜３の周囲が外周補強部材３ａに溶接され、外周補
強部材３ａがフランジ３ｂに溶接されている。フランジ
３ｂが真空容器１０の端部に気密に取り付けられてい
る。ベリリウム薄膜３と放射光の中立平面との交線に沿
って補強部材３ｃがベリリウム薄膜３に接着されてい
る。補強部材３ｃにより、ベリリウム薄膜３の機械的強
度をさらに高くすることができる。
【００３９】中立平面近傍の放射光は、図４のダクト１
０Ｅ内に設置された遮光板によってカットされているた
め、補強材３ｃは放射光の伝搬に影響を与えない。ま
た、補強材３ｃが遮光板を兼ねてもよい。
０Ｅ内に設置された遮光板によってカットされているた
め、補強材３ｃは放射光の伝搬に影響を与えない。ま
た、補強材３ｃが遮光板を兼ねてもよい。
【００４０】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射率の波長依存性を利用することなく、シンクロトロ
ン放射光の短波長成分をカットすることができる。
反射率の波長依存性を利用することなく、シンクロトロ
ン放射光の短波長成分をカットすることができる。
【００４２】このシンクロトロン放射装置をＸ線露光用
光源に適用すると、Ｘ線露光に有効な波長成分の減衰を
抑制し、かつ有害な波長成分を効率的にカットすること
が可能になる。
光源に適用すると、Ｘ線露光に有効な波長成分の減衰を
抑制し、かつ有害な波長成分を効率的にカットすること
が可能になる。
【図１】本発明の実施例によるＸ線露光装置の概略を示
す断面図、シンクロトロン放射光の広がり角の波長依存
性を示すグラフ、及び放射光のスペクトルを示すグラフ
である。
す断面図、シンクロトロン放射光の広がり角の波長依存
性を示すグラフ、及び放射光のスペクトルを示すグラフ
である。
【図２】図１に示すＸ線露光装置の遮光板の保持方法を
説明するための真空容器内の断面図である。
説明するための真空容器内の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例によるＸ線露光装置の概略
を示す断面図、及び放射光のスペクトルを示すグラフで
ある。
を示す断面図、及び放射光のスペクトルを示すグラフで
ある。
【図４】図３の他の実施例の変形例によるＸ線露光装置
の概略を示す正面図である。
の概略を示す正面図である。
【図５】図４のＸ線露光装置の蓋部の断面図である。
【図６】表面にＡｕをコーティングした反射ミラーの反
射率を、ミラー面と入射光軸との間の角度の関数とし
て、波長ごとに示すグラフである。
射率を、ミラー面と入射光軸との間の角度の関数とし
て、波長ごとに示すグラフである。
１ 電子蓄積リングの周回軌道 ２ 遮光板 ３ ベリリウム薄膜 ４ ウエハ保持台 ５ ウエハ ６ マスク ７ 反射ミラー １０ 真空容器 ２０ 支軸 ２１ 接続部材 ２２ ベローズ ２３ 銅編線 ２４ サーマルアンカ ３０ 基台 ３１ 揺動中心軸 ３２ 揺動腕 ３３ 往復駆動機構 ３４ 蓋
Claims (9)
- 【請求項１】 軌道平面に沿って荷電粒子が周回運動
し、該軌道平面に垂直な断面内において、該軌道平面を
中心として第１の広がり角を持って伝搬する放射光を放
出する放射光源と、 前記放射光源から放出された放射光のうち、第２の広が
り角よりも小さな広がり角に相当する向きに放射された
光を遮光し、前記第２の広がり角よりも大きな広がり角
に相当する向きに放射された光を通過させる遮光手段と
を有するシンクロトロン放射装置。 - 【請求項２】 さらに、前記遮光手段の後方に配置さ
れ、前記遮光手段を通過した光を反射し、反射光を前記
軌道面に垂直な方向に走査する反射手段を有する請求項
１に記載のシンクロトロン放射装置。 - 【請求項３】 さらに、前記放射光源と前記遮光手段と
の間に配置され、前記放射光源から放射された光を反射
し、反射光を前記軌道面に垂直な方向に走査する反射手
段と、 前記反射手段によって反射した反射光の走査に応じて前
記遮光手段を移動させる移動手段とを有する請求項１に
記載のシンクロトロン放射装置。 - 【請求項４】 軌道平面に沿って荷電粒子が周回運動
し、該軌道平面に垂直な断面内において、該軌道平面を
中心として第１の広がり角を持って伝搬する放射光を放
出する放射光源と、 前記放射光源から放出された放射光のうち、第２の広が
り角よりも小さな広がり角に相当する向きに放射された
光を遮光し、前記第２の広がり角よりも大きな広がり角
に相当する向きに放射された光を遮光しない遮光手段
と、 前記放射光源と遮光手段とを内部に有し、前記遮光手段
を通過した光を外部に導出するための透過窓が設けられ
た真空容器と、 前記透過窓を通して外部に導出された放射光が照射され
るように、マスクと半導体ウエハとを保持する保持台と
を有するＸ線露光装置。 - 【請求項５】 さらに、前記保持台を、該保持台の配置
された位置における前記放射光の進行方向に対して垂直
な方向に並進移動させる保持台移動手段を有する請求項
４に記載のＸ線露光装置。 - 【請求項６】 さらに、前記遮光手段の後方に配置さ
れ、前記遮光手段を通過した光を反射し、反射光を前記
軌道面に垂直な方向に走査する反射手段を有する請求項
４に記載のＸ線露光装置。 - 【請求項７】 さらに、前記放射光源と前記遮光手段と
の間に配置され、前記放射光源から放射された光を反射
し、反射光を前記軌道面に垂直な方向に走査する反射手
段と、 前記反射手段によって反射した反射光の走査に応じて前
記遮光手段を移動させる移動手段とを有する請求項４に
記載のＸ線露光装置。 - 【請求項８】 前記第２の広がり角が、０．１〜０．３
ｍｒａｄである請求項４〜７のいずれかに記載のＸ線露
光装置。 - 【請求項９】 前記遮光手段が前記透過窓に機械的に固
定され、前記透過窓を補強する請求項４〜８のいずれか
に記載のＸ線露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32874296A JPH10172883A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | シンクロトロン放射装置及びｘ線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32874296A JPH10172883A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | シンクロトロン放射装置及びｘ線露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172883A true JPH10172883A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18213673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32874296A Withdrawn JPH10172883A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | シンクロトロン放射装置及びｘ線露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172883A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6947518B2 (en) | 1999-05-28 | 2005-09-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | X-ray exposure apparatus, X-ray exposure method, X-ray mask, X-ray mirror, synchrotron radiation apparatus, synchrotron radiation method and semiconductor device |
| US6947519B2 (en) | 2000-09-18 | 2005-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray exposure apparatus and method, semiconductor manufacturing apparatus, and microstructure |
| JP2007120997A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Ｘ線ビームの走査方法及び装置 |
-
1996
- 1996-12-09 JP JP32874296A patent/JPH10172883A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6947518B2 (en) | 1999-05-28 | 2005-09-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | X-ray exposure apparatus, X-ray exposure method, X-ray mask, X-ray mirror, synchrotron radiation apparatus, synchrotron radiation method and semiconductor device |
| US6947519B2 (en) | 2000-09-18 | 2005-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray exposure apparatus and method, semiconductor manufacturing apparatus, and microstructure |
| JP2007120997A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Ｘ線ビームの走査方法及び装置 |
| JP4724885B2 (ja) * | 2005-10-25 | 2011-07-13 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Ｘ線ビームの走査方法及び装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |