JPS61198597A - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、Ｘ線発生装置に係シ、特に大規模集積回路製
造に用いるＸ線リソグラフィ用Ｘ線発生装置に関する。

〔・発明の背景〕

近年、集積回路関係の技術的進歩は極めて急速であシ、
リングラフィ装置の加ｉパターンの最小幅は、サブミク
ロンの領域に入ろうとしている。

このサブミクロンの領域では、もはや光による露光では
鮮明な加工を施すことが困難なので、軟Ｘ線を使ったリ
ングラフィ装置が必要となっている。そこで、強力な軟
Ｘ線発生源が求められている。

軟Ｘ線発生源としては、対陰極型Ｘ線管、シンクロトロ
ン放射光、高温プラズマからのＸ線源などがあるが、対
陰極型は輝度が弱く、シンクロトロンを用いたものは余
）にも設備が高価格となるために、プラズマＸ線源が有
望視されている。

□プラズマＸ線源として、真空ギャップ式によシプラズ
マを発生させる従来例が存在する（特開昭５７−１９１
９４８号）。

この真空ギャップ式のプラズマＸ線発生源を、第２図を
用いて説明する。

図において、端板ｌおよび一方を遮かれた金属円筒２な
らびに絶縁円筒３からなる真空容器４の中に、前記端板
１、円筒２に接合して陽極電極５と陰極電極６が間隙を
もって対向配置されている。

上記陽極電極５は、通常特性ｘ線を発生する金属で構成
されている。

真空容器４には、図示されていない真空ポンプと排気パ
イプ７が連結されている。

上記端板１および円筒２は、コンデンサ８、スイッチ９
、抵抗１０、整流器１１ならびに交流電源１２からなる
パルス大電流電源１３が接続されている。

Ｘ線発生に当っては、まずスイッチ９を閉じてコンデン
サ８を充電し、充電完了後スイッチ９を開放して引続い
てスイッチ１４を閉じる。スイッチ１４の閉合によシ高
電圧が電極５．６間に印加されることになり、この間の
帯、電圧値は即放電が生じるような間隙長に設定されて
いるので、すぐに°電極５と電極６の間に放電が生じる
ことになる。

上記放電回路は、コンデンサの直接短絡となるので、電
流の立ち上が９時間が１μ派程度と非常に速く、得られ
る電流値も数百ＫＡのオーダである。このため、電極５
と電極６の間の放電アークにはＺピンチ現象か生じるこ
とになる。このＺピンチ現象では１、非常に高温なプラ
ズマが発生するので、プラズマ中の金属蒸気原子のに穀
やＬ穀の電子が穀外にたたき出され、その空孔に外殻の
電子が落ち込む現象が生じる。この現象により特性Ｘ線
１５力門放出される。この放出された特性Ｘ線は透過窓
１６を通過して取り出され、所望のシリコンウェハ等全
露光するのに使用される。

上記真空方式のプラズ、マＸ線源では、大きなパルス大
電流を得るために、通常、放電回路の低インダクタンス
を目的として、コンデンサが複数並列接続される必要が
ある。すなわち、第２図においてコンデンサ８は１１１
１ｆｆｉで表示しているが、実際にパルス大電流を得る
ためには、複数個並列に接続する必要がある。

コンデンサを複数個並列に接続することは、コンデンサ
の放電に用いるスイッチが複数となシ、放電開始時にこ
の複数のスイッチを同時搬入させる必要がある。しかし
、ｎ秒単位でスイッチを同時に搬入させるのは一般に困
難であシ、また、上記スイッチの使用に基づくスイッチ
間の摩耗によシ、機械的にスイッチの同時搬入ができな
いことも生じる。したがって、スイッチが同時に搬入し
ないと、各々のコンデンサの電流は個々に電極５゜６に
印加することになシ、電極５，６間に生じる電圧が変動
して、高い電圧を再現性よく印加することができないと
いう問題点がある。

また、スイッチの消費電力は、ｘＩｉ！発生装置の消費
電力とほぼ等しいので、Ｘ線発生の効率は、入力エネル
ギーに対して半減する問題点もある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、真空容器内に対向配置された電極間に
、常に安定した嵩い電圧を印加することによって安定し
た放電が得られ、しかもエネルギー利用効率の良好なプ
ラズマＸ線発生装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、Ｘ線発生装置の真空容器内に対向配置される
電極の少なくとも一方に可動性手段を設けて、これらの
電極間の間隙長を可変とすることができることを特徴と
するＸ線発生装置である。

゛　上記本発明の構成において、可動性手段により、電
極間に高電圧を印加するコンデンサの充電時には、上記
電極の間隙長全放電しない値に設定し、コンデンサの充
電が終了したのちは、上記電極の間隙長を帯電圧間隙長
以下にさせることができる。

こうすることによって、電極自体にスイッチ作用を持た
せたことにな少、電極間で安定した放電が得られ、かつ
エネルギー利用効率の高い状態でＸ線を発生することが
できるものである。

〔発明の実施例〕 次に本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。な
お、従来技術と対応する部分については、同一の符号を
付しその説明を省略する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

図において、真空容器４は端板１、絶縁円筒３、円筒２
、電極６に接して設けられたベロ、−ズ１９、ベローズ
１９に接続して設けられた端板１８および端板１８に接
続して設けられた絶縁円筒１７によって構成されている
。

円筒２の電極６側には、円筒２の端面に集電子部２ａが
設けられ、この集電子部２ａは電極６と摺動自在に嵌合
している。

また上記円筒２には、絶縁物２０を介して端板２１が設
けられ、端板２１の電極６の反対側には、支えフＶ−ム
２２が設けられている。この支えフレーム２２には内部
に操作機２５が配設され、この操作機２５は操作棒２４
を介して電極６と連結している。

上記端板２１には、電極間隙調整用ストツノ（２１ａが
設けられ、この上記操作棒２４には大径部２４ａが設け
られている。

Ｘ線発生に当っては、まずコンデンサ充電電圧に耐圧す
るように電極６を図面上方に可動させ、電極５と６の間
隙長を放電が開示しない間隙長にしておく。その後、ス
イッチ９を閉鎖して、コンデンサ８を充電する。なお、
このコンデンサ８は、複数個のコンデンサが並列に接続
されている。そして、電極５，６０間隙長を調整するこ
とによシ、電極にスイッチ作用を持たせることができる
ために、コンデンサの各々に従来設けられたスイッチを
取シ除くことができる。このようにスイッチを取シ除く
ことによって、エネルギー効率を高めることができる。

次に、放電完了後、スイッチ９を開き、電極６を図面下
方に移動させる。電極５と電極６の間隙長がストッパ２
１ａによって予め設定さ□れた放電を開始する間隙長に
達すると、電極５と６の間で放電が生じ、パルス大電流
電源１３からの）くルス太電流が供給されて特性Ｘ線が
発生されることになる。

本実施例では、電極間の間隙長をストッパ２１ａの長さ
の調整によって決定しているが、このようなストッパ２
１ａおよび大径部２４ａを設けず、電極５に電極６を閉
合させてスイッチ作用を行わしめることもできる。この
場合、Ｘ線の発生は１〜２μ露であシ、電極６の電極５
に向う移動の速度を数１０　ｃｍ　／”ａｅｅで行えば
、電極６が移動した状態でＸ線が発生しても、Ｘ線の発
生には影響を与えない。

一ヒ記操作機２５の操作方式として、空気操作。

電磁操作等任意の方式を用いることができる。

なお、本実施例では、電極６に可動性手段を設けて、電
極６の位置を調整することによシミ極間の間隙長を可変
としたものであるが、可動性手段を電極５または電極５
，６の両方に設けることもできる。しかし、電極間の間
隙長の調整には、一方の電極にのみ可動性手段を設けた
方が望ましい。

また、電極間の間隙長が調整できることは、使用によシ
ミ極５と６の摩耗が生じるが、この摩耗により発生する
虞れのあるＸ線発生位置のずれを電極間間隙長をストッ
パ２１ａを短かくすることによって、防止することがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るＸ線発生装置では、
真空容器内に対向配設された電極間の間隙長を調整する
ことができるために、この間隙長の調整によって電極間
に放電を起こさせることができる。したがって、パルス
大電流電源において並列に接続された各々のコンデンサ
にスイッチを設ける必要がないために、複数のコンデン
サの放電特性のばらつきが無視でき、安定した電極間の
放電が得られる。したがって、この放電によって発生す
るＸ線は、常に高い強度で、再現性よく安定して供給さ
れることができる。また、各々のコンデンサにスイッチ
を設ける必要がないために、外部スイッチ自体のインビ
ーターンスがなくなり、低インダクタンス化につながり
、エネルギー効率が向上することになる。さらに、複数
の外部スイッチがなぐなるため、コンデンサと幕空容器
とを連結する電流路はＸ線発生装置の構成に必要な最小
限の長さですみ、装置を小型化にできる効果も有する。

また、電極間の間隙長を調整することができるために、
使用に基づく電極の摩耗によって生じる虞れのあるＸ線
発生位置の変動を常に補正しなが′ら電極間で放電を行
うことができる。したがって、Ｘ線の発生位置を一定に
保つことができるために、リソグラフィに応用した場合
には、安定した加エバターンを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

Ｃ１０） 第１図は本発明に係るＸ線発生装置の一実施例を示す断
面図、第２図は従来のプラズマＸ線発生源の断面図であ
る。 ４・・・真空容器、５．６・・・電極、１３・・・パル
ス大電流電源、２１ａ・・・電極間間隙長調整用ストッ
パ、２４・・・操作棒、２４ａ・・・大径部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、真空容器と、該真空容器内に設けられ、先端部が対
   向配置された一対の電極と、該電極に接続され、当該電
   極間に放電を起こし、プラズマを発生するパルス大電流
   電源とを備えてなり、該プラズマ中に特性Ｘ線を発生す
   る物質を介在させて特性Ｘ線を発生するＸ線発生装置に
   おいて、前記一対の電極の少なくとも一方には可動性手
   段が設けられ、当該一対の電極間の間隙を可変とするこ
   とができることを特徴とするＸ線発生装置。