JPS61138436A - Plasma soft x-ray generator - Google Patents

Plasma soft x-ray generator

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Publication number
JPS61138436A
JPS61138436A JP25936984A JP25936984A JPS61138436A JP S61138436 A JPS61138436 A JP S61138436A JP 25936984 A JP25936984 A JP 25936984A JP 25936984 A JP25936984 A JP 25936984A JP S61138436 A JPS61138436 A JP S61138436A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
characteristic
sulfur
rays
plasma
Prior art date
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Pending
Application number
JP25936984A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Watanabe
渡辺 良男
Seiichi Murayama
村山 精一
Yukio Kurosawa
黒沢 幸夫
Kunio Hirasawa
平沢 邦夫
Hiroshi Arita
浩 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP25936984A priority Critical patent/JPS61138436A/en
Publication of JPS61138436A publication Critical patent/JPS61138436A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas

Abstract

PURPOSE:To enable a plasma soft X-ray generator for use in an X-ray lithography using tantalum as an X-ray shielding material to perform an excellent X-ray lithography by using sulfur as an X-ray generating material. CONSTITUTION:A large current discharge between electrodes 8 and 9 immediately evaporates the sulfur 12 around an electrode 9 and converts it to plasma, generating a characteristic X-ray. The wavelength range of this characteristic X-ray is within an optimum wave length range for tantalum, tungsten, platinum, and gold. Since the characteristic X-ray of sulfur has a wave length shorter than those of the characteristic X-rays of silicon and phosphorus, the transmission factor of the characteristic X-ray of sulfur through an X-ray transmission window 2 or the like is smaller than those of silicon and phosphorus. therefore, the amount of the light incident on a resist can be increased and the contrast of a pattern can be made sufficiently distinct.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は半導体加工技術であるX線リソグラフィに使
用するプラズマ軟X線発生装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a plasma soft X-ray generator used in X-ray lithography, which is a semiconductor processing technology.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

半導体の微細加工の新しい技術として、X線を用いたX
線リソグラフィが注目されている。
X-ray technology is a new technology for microfabrication of semiconductors.
Line lithography is attracting attention.

第2図はX線リソグラフィ装置を示す概略図である。図
において、1はX線発生装置、2はベリリウム板からな
るX線透過窓、3は光路で、光路3内はX線透過率の大
きいヘリウムガスで置換されている。4は光路3に取付
けられたマスク、4aはマスク4の基盤、4bは基盤4
aに設けられたX線遮光物質で、遮光物質4bにより所
定のパターンが描かれている。5は半導体基板、6は半
導体基板5上に設けられたレジストで、レジスト6はマ
スク4に接近して置かれている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an X-ray lithography apparatus. In the figure, 1 is an X-ray generator, 2 is an X-ray transmission window made of a beryllium plate, and 3 is an optical path. The inside of the optical path 3 is replaced with helium gas having high X-ray transmittance. 4 is a mask attached to the optical path 3, 4a is the base of the mask 4, and 4b is the base 4
A predetermined pattern is drawn by the X-ray shielding material 4b provided in the X-ray shielding material 4b. 5 is a semiconductor substrate, 6 is a resist provided on the semiconductor substrate 5, and the resist 6 is placed close to the mask 4.

この装置においては、X線発生袋W1で発生したX線が
X線透過窓2を介して光路3内に取出され、そのX線は
マスク4の遮光物質4bが設けられていない部分を通過
して、レジスト6に入射するから、レジスト6にマスク
4に描かれたパターンが転写される。
In this device, the X-rays generated in the X-ray generating bag W1 are taken out into the optical path 3 through the X-ray transmission window 2, and the X-rays pass through the part of the mask 4 where the light-shielding material 4b is not provided. Since the light is incident on the resist 6, the pattern drawn on the mask 4 is transferred to the resist 6.

ここで、良好なX線リソグラフィを行なうためには、レ
ジスト6に入射する光量が大きく、かつパターンのコン
トラストが十分であることが必要である。このためには
、X線透過窓2.光路3゜基盤4a等によるX線透過率
を大きくし、かつ遮光物質4bのX線透過率を小さくし
なければならない。ところで、X線の波長が約14Å以
上になると、はとんどの物質でX線透過率が小さくなる
ため、レジスト6に入射する光量が小さくなり、一方X
線の波長が約3Å以下になると、X線の透過を阻止する
ことが困難になるので、パターンのコントラストが不十
分になる。このことから、X線リソグラフィに使用でき
るのは波長が3〜14人のX線とされており、この波長
範囲のX線は軟X線と呼ばれる。
Here, in order to perform good X-ray lithography, it is necessary that the amount of light incident on the resist 6 be large and that the contrast of the pattern be sufficient. For this purpose, an X-ray transparent window 2. It is necessary to increase the X-ray transmittance of the optical path 3° by the substrate 4a, etc., and to decrease the X-ray transmittance of the light shielding material 4b. By the way, when the wavelength of X-rays exceeds about 14 Å, the X-ray transmittance of most materials decreases, so the amount of light incident on the resist 6 decreases;
When the wavelength of the radiation is less than about 3 Å, it becomes difficult to block the transmission of the X-rays, resulting in insufficient pattern contrast. For this reason, X-rays with wavelengths of 3 to 14 can be used for X-ray lithography, and X-rays in this wavelength range are called soft X-rays.

第3図は軟X線の波長とX線透過窓2.光路3゜基盤4
a等による透過率との関係を示すグラフである。このグ
ラフから明らかなように、波長が短いほどX線透過窓2
等による透過率が大きいので、レジスト6に入射する光
量を大きくすることができるから、遮光物質4bとして
短波長の軟X線の透過率が小さいものを用いれば、レジ
スト6に入射する光量を大きくすることができ、かつパ
ターンのコントラストを十分にすることができる。この
ため、遮光物質4bとしては、タンタル、タングステン
、白金、金が用いられる。
Figure 3 shows the wavelength of soft X-rays and the X-ray transmission window 2. Optical path 3゜Base 4
It is a graph showing the relationship between a and transmittance. As is clear from this graph, the shorter the wavelength, the more
etc., the amount of light incident on the resist 6 can be increased. Therefore, if a material with low transmittance for short wavelength soft X-rays is used as the light shielding material 4b, the amount of light incident on the resist 6 can be increased. and the contrast of the pattern can be made sufficient. Therefore, tantalum, tungsten, platinum, and gold are used as the light shielding material 4b.

第4図〜第7図はそれぞれ軟X線の波長と厚さ0.5−
のタンタル、タングステン、白金、金の透過率との関係
を示すグラフである。これらのグラフから明らかなよう
に、レジスト6に入射する光量を大きくし、かつパター
ンのコントラストを十分にするには、軟X線として短波
長でありかつ透過率が20%以下の波長範囲のもの、す
なわち第4図〜第7図の斜線を施した部分の波長範囲(
最適波長範囲)のもののみを用いるのが望ましい。この
ような波長範囲の軟X線のみを得るには、X線発生装置
1としてプラズマ軟X線発生装置を用い、特性X線を利
用する必要がある。
Figures 4 to 7 show the soft X-ray wavelength and thickness 0.5-
2 is a graph showing the relationship between the transmittance of tantalum, tungsten, platinum, and gold. As is clear from these graphs, in order to increase the amount of light incident on the resist 6 and to obtain sufficient pattern contrast, soft X-rays with a short wavelength and a transmittance of 20% or less are required. , that is, the wavelength range of the shaded part in Figures 4 to 7 (
It is desirable to use only those in the optimum wavelength range). In order to obtain only soft X-rays in such a wavelength range, it is necessary to use a plasma soft X-ray generator as the X-ray generator 1 and utilize characteristic X-rays.

そして従来、特性X線発生物質としては、アルミニウム
(特開昭57−191.948号)、ネオン、シリコン
(昭和59年応物全国大会予稿集発表番号IP−W−3
,IP−W−4(276頁))、アルゴン。
Traditionally, characteristic X-ray generating substances include aluminum (Japanese Unexamined Patent Publication No. 191.948/1982), neon, and silicon (Presentation No. IP-W-3 of the Proceedings of the 1980 National Conference on Applied Physics).
, IP-W-4 (page 276)), argon.

クリプトン(J、 App、1. Phys、 50 
(7) p、4532)が用いられており、またリンを
用いることが考えられ、これらの特性X線の波長範囲は
それぞれ、アルミニウムが約6.0〜8.5人、ネオン
が約11.5〜13.5人、シリコンが約5.2〜7.
2人、アルゴンが約3.1〜4.2人、クリプトンが約
6.3〜7.9人、リンが約4.5〜6.2人である。
Krypton (J, App, 1. Phys, 50
(7) p, 4532) is used, and phosphorus is also considered to be used, and the wavelength range of these characteristic X-rays is about 6.0 to 8.5 mm for aluminum and about 11.5 mm for neon, respectively. 5 to 13.5 people, silicon about 5.2 to 7.
2 people, argon about 3.1 to 4.2 people, krypton about 6.3 to 7.9 people, and phosphorus about 4.5 to 6.2 people.

したがって、X線発生物質としてアルミニウム、ネオン
、アルゴン、クリプトンを用いたときには、それらの特
性X線の波長範囲がタンタル、タングステン、白金、金
の最適波長範囲から外れ、またX線発生物質としてシリ
コンを用いたときには、その特性X線の波長範囲がタン
タルの最適波長範囲内に入るが、タングステン、白金、
金の最適波長範囲から外れ、さらにX線発生物質として
リンを用いたときには、その特性X線の波長範囲がタン
タル、タングステンの最適波長範囲内に入るが、白金、
金の最適波長範囲からは外れる。また、X線発生物質と
してシリコン、リンを用いたときには、シリコン、赤リ
ンがX線透過窓2に付着して、X線透過窓2のX線透過
率を小さくし、しかもシリコン、赤リンの除去は容易で
はない。
Therefore, when aluminum, neon, argon, or krypton are used as X-ray generating substances, the wavelength range of their characteristic X-rays deviates from the optimum wavelength range of tantalum, tungsten, platinum, or gold. When used, the wavelength range of its characteristic X-rays falls within the optimal wavelength range of tantalum, but tungsten, platinum,
When phosphorus is used as an X-ray generating substance, the wavelength range of its characteristic X-rays falls outside the optimal wavelength range of gold, and falls within the optimal wavelength range of tantalum and tungsten.
This is outside the optimal wavelength range for gold. Furthermore, when silicon or phosphorus is used as the X-ray generating substance, the silicon or red phosphorus adheres to the X-ray transmitting window 2, reducing the X-ray transmittance of the X-ray transmitting window 2. Removal is not easy.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、レジストに入射する光量を大きくでき、かつパター
ンのコントラストが十分であり。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to increase the amount of light incident on the resist, and the contrast of the pattern is sufficient.

しかもX線透過窓に付着した析出物を容易に除去するこ
とができるプラズマ軟X線発生装置を提供することを目
的とする。
Moreover, it is an object of the present invention to provide a plasma soft X-ray generator that can easily remove precipitates attached to an X-ray transmission window.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するため、この発明においては、タンタ
ル、タングステン、白金、金の少なくとも1つをX線遮
光物質とするマスクを用いたX線リソグラフィに使用す
るプラズマ軟xI!発生装置において、X線発生物質と
して硫黄を用いる。
In order to achieve this object, the present invention uses a plasma soft In the generator, sulfur is used as the X-ray generating substance.

〔発明の実施例〕 第1図はこの発明に係るプラズマ軟X線発生装置を示す
図である。・図において、7は放電容器で、放電容器7
内は真空に排気されており、放電容器7にはX線透過窓
2が設けられている。8,9は放電容器7に取付けられ
た一対の電極で、電極8゜9は対向して設けられており
、一方の電極9はタングステンからなり、その形状は針
状である。10は放電容器7に設けられ九空隙で、空隙
10の中央に電極9が位置している。11は空隙10と
連通された供給孔で、供給孔11を介して空隙】0に溶
融した単体の硫黄12が供給される。
[Embodiments of the Invention] FIG. 1 is a diagram showing a plasma soft X-ray generator according to the present invention.・In the figure, 7 is a discharge vessel;
The inside is evacuated to a vacuum, and the discharge vessel 7 is provided with an X-ray transmission window 2. Reference numerals 8 and 9 denote a pair of electrodes attached to the discharge vessel 7. The electrodes 8 and 9 are provided facing each other, and one electrode 9 is made of tungsten and has a needle-like shape. Numeral 10 is provided in the discharge vessel 7 and has nine cavities, and the electrode 9 is located in the center of the cavity 10. Numeral 11 is a supply hole communicating with the cavity 10, and molten sulfur 12 is supplied to the cavity 10 through the supply hole 11.

この装置においては、電極8,9間で大電流放電を生じ
させると、電極9の囲りの硫黄12が直ちに蒸発し、プ
ラズマ化されて、特性X線を発生する。
In this device, when a large current discharge is generated between the electrodes 8 and 9, the sulfur 12 surrounding the electrode 9 is immediately evaporated and turned into plasma, generating characteristic X-rays.

そして、硫黄の特性X線の波長範囲は約4.0〜5.4
人であるから、この波長範囲はタンタル、タングステン
、白金、金の最適波長範囲に入り、しかも硫黄の特性X
線はシリコン、リンの特性X線よりも波長が短いので、
硫黄の特性X線のX線透過窓2等による透過率がシリコ
ン、リンの特性X線のX線透過窓2等による透過率より
も小さいから、レジストに入射する光量を大きくするこ
とができ、かつパターンのコントラストが十分となる。
The wavelength range of the characteristic X-rays of sulfur is approximately 4.0 to 5.4
Because it is a human being, this wavelength range falls within the optimal wavelength range of tantalum, tungsten, platinum, and gold, and also has the characteristics of sulfur.
The wavelength of the line is shorter than the characteristic X-rays of silicon and phosphorus, so
Since the transmittance of the characteristic X-rays of sulfur through the X-ray transmission window 2, etc. is smaller than the transmittance of the characteristic X-rays of silicon and phosphorus through the X-ray transmission window 2, etc., the amount of light incident on the resist can be increased. In addition, the contrast of the pattern is sufficient.

また、硫黄の融点は119℃と低く、液体硫黄の粘性は
温度により広範囲に制御でき、さらに沸点も445℃と
かなり低く、また二硫化炭素、四塩化炭素等の有機溶剤
によく溶けるから、硫黄がX線透過窓2に付着したとし
ても、加熱によりあるいは有機溶剤により容易に除去す
ることが可能である。
In addition, the melting point of sulfur is as low as 119°C, and the viscosity of liquid sulfur can be controlled over a wide range by temperature. Furthermore, the boiling point is quite low at 445°C, and it dissolves well in organic solvents such as carbon disulfide and carbon tetrachloride. Even if it adheres to the X-ray transmission window 2, it can be easily removed by heating or using an organic solvent.

さらに、硫黄は電気的には良好な絶縁物であるため、硫
黄が放電容器7の内壁に付着したとしても、放電容器7
内の耐電圧を劣化させることがない。
Furthermore, since sulfur is a good electrical insulator, even if sulfur adheres to the inner wall of the discharge vessel 7, the discharge vessel 7
The internal withstand voltage will not deteriorate.

しかも、硫黄は常温では毒性2反応性がなく、保管が容
易であり、かつ安価である。
Moreover, sulfur has no toxicity or reactivity at room temperature, is easy to store, and is inexpensive.

なお、上述実施例においては、溶融した単体の硫黄12
を供給したが、硫化水素等を供給してもよい。また、上
述実施例においては、プラズマ発生方式を真空ギャップ
放電方式としたが、ガスパフ放電方式、フォーカス放電
方式としてもよい。
In addition, in the above-mentioned example, molten elemental sulfur 12
However, hydrogen sulfide or the like may also be supplied. Further, in the above-described embodiments, the plasma generation method is a vacuum gap discharge method, but a gas puff discharge method or a focus discharge method may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明に係るプラズマ軟X線発
生装置においては、レジストに入射する光量を大きくす
ることができ、かつパターンのコントラストが十分とな
るから、良好なX線リソグラフィを行なうことができる
。また、X線透過窓に付着した析出物を容易に除去する
ことができるので、保守が容易である。このように、こ
の発明の効果は顕著である。
As explained above, in the plasma soft X-ray generator according to the present invention, the amount of light incident on the resist can be increased and the contrast of the pattern is sufficient, so that good X-ray lithography can be performed. can. Furthermore, since precipitates adhering to the X-ray transmission window can be easily removed, maintenance is easy. As described above, the effects of this invention are remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明に係るプラズマ軟X線発生装置を示す
図、第2図はX線リソグラフィ装置を示す概略図、第3
図〜第7図はそれぞれ軟X線の波長とX線透過窓等、厚
さ0.5I1mのタンタル、タングステン、白金、金の
X線透過率との関係を示すグラフである。 7・・・放電容器     8,9・・・電極10・・
・空隙       11・・・供給孔12・・・硫黄
FIG. 1 is a diagram showing a plasma soft X-ray generator according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing an X-ray lithography apparatus, and FIG.
7 to 7 are graphs showing the relationship between the wavelength of soft X-rays and the X-ray transmittance of tantalum, tungsten, platinum, and gold, each having a thickness of 0.5I1 m, such as an X-ray transmission window. 7...Discharge vessel 8,9...Electrode 10...
・Void 11... Supply hole 12... Sulfur

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] タンタル、タングステン、白金、金の少なくとも1つを
X線遮光物質とするマスクを用いたX線リソグラフィに
使用するプラズマ軟X線発生装置において、X線発生物
質として硫黄を用いたことを特徴とするプラズマ軟X線
発生装置。
A plasma soft X-ray generator used for X-ray lithography using a mask using at least one of tantalum, tungsten, platinum, and gold as an X-ray shielding material, characterized in that sulfur is used as the X-ray generating material. Plasma soft X-ray generator.
JP25936984A 1984-12-10 1984-12-10 Plasma soft x-ray generator Pending JPS61138436A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066239A3 (en) * 2005-10-18 2007-11-22 Alft Inc Soft x-ray generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007066239A3 (en) * 2005-10-18 2007-11-22 Alft Inc Soft x-ray generator
US7502446B2 (en) 2005-10-18 2009-03-10 Alft Inc. Soft x-ray generator
JP2009512173A (en) * 2005-10-18 2009-03-19 アルフト インコーポレイテッド Soft X-ray generator

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