JPS62195836A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明けＸ線発生装置に係り、特にＸ線リソグラフィに
好適ｈＸ線発生装置に関する。

〔従来の技術〕

大規模集積回路製造用として近年軟Ｘ線を使用するリン
グラフィ装置が検討されている。この軟Ｘ線源としては
、対陰極形Ｘ線管、シンクロトロン放射光、高温プラズ
マのピンチ効果によるＸｉ発生管などがある。対陰極形
は輝度が小さいと言う欠点があり、シンクロトロン放射
光は、設備費用が高価になる。このため、リソグラフィ
用としては安価で高輝度が得られるプラズマＸ線源が壱
望視されている。プラズマＸ線源として例えば公開特許
公報昭５８−１８８０４０号にて提案されている真空ス
パーク式のものがある。この方式は第３図に示すように
真空容器１内に一対の電極２，３が対向して設けられて
いる。両電極間にｉｔ真空容器１外に設けられた充電装
＃４により充電されるコンデンサ５が接続されている。

電極２．３間で放電させるには、捷ず第３電極６に適宜
な手段で電圧を印加し電極２．６間、あるいは電極３．
６間で放電させると、これをトリガに電極２．３間が放
電する。この放電により電極２．３間にパルス状の大電
流が流れ、両電極より金属蒸気が大量に発生すると共に
大電流通電、による磁界により電極周辺のプラズマがし
ぼり込まれＺピンチが発生する。このＺピンチ現象によ
り発生する特性Ｘ線を図示矢印の方向に設けられた露光
装置内に引込んでシリコンウェハ等全露光するものであ
る。ところで、真空スパーク式の場合、放電による金輌
蒸気の発生を容易にするため、両電極弁先端針状にする
等の構造が好適である。しかし、この場合、両電極共先
端部の消耗がはげしく両電極を供給する必要があり、装
置が複雑に々る。真空スパーク式の場合、一般に陽極側
電極をＸ線発生物質とすることが望捷しいとされている
。これは、電極間課電により陰極側より陽極側に電子が
飛び出し、陽極側に衝突することで陽極表面が加熱され
金属蒸気が発生し易いと考えられていた。このため陽極
側電極を針状にする構造が好んで採用されている（例え
ば、安藤他：低インダクタンス真空スパークによる多価
イオンの分光：応用物理、第４９巻、第１号（１９８０
）） 〔発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術は電極消耗やそれに伴う放電電圧のばらつ
きなどの点について配慮されておらず、高頻度に耐え、
かつ安定な高輝度のＸ線が必要とされるリソグラフィ用
のＸ線源としての適用が困難であった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除去し、電
極消耗が小さく放電′重圧のバラツキの小さい安定な高
輝度のＸ線源を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では陽極の先端部の
曲率半径全陰極の曲率半径よりも大きくするという手段
を構じる。

〔作用〕

従来は、陰極並びに陽極とも針状電極に形成されてきた
が、この方式では電極の先端部に電流が集中し、両電極
が溶損する。本発明では陽極の曲ｆ４径が大きくなって
いるため、電子の入射する実効的面積が増大し、電流密
度が下り陽極の消耗が先ず小さくなる。陽極部の電子補
集面積の増大に伴い、陰極側も陰極点が陰極全面に分布
するようになり、陰極は表面が均一に消耗するように々
る。その結果、陰極や陽極の先端部だけが局部的に溶損
することが無くなり、消耗が小さく安定した放電電圧の
Ｘ線発生装置を提供できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。従来
技術で述べたものと同一機能を有するものは同一番号で
表わした。真空容器１内に対向する電極７．８を設け、
従来技術で述べた第３電極の替わりに外部スイッチ９を
設けである。この場合、両電極に高融点のＸ線発生物質
例えばタングステンモリブデン等を用い、陽極側電極７
の先端を球状にして陰極側電極８に円錐状の電極を用い
て陽極側の曲率半径を陰極側の曲率半径より大きくして
いる。充電装置４によりコンデンサ５を充電し、所望の
電圧でスイッチ９を投入し対向電極７．８間で放電させ
る。この放電によね、対向電極に用いる拐質により、特
有の特性Ｘ線が発生できる。この特性Ｘ線全矢印の方向
に設けた露光装置に引込みＸ線レジストを塗付したシリ
コンウェハー等を露光する。ところで、従来の１．極の
消耗は第４図（ａ）に示すように電極の先端部が大きく
溶損するのに対し、本発明では第４図（ｂ）に示すよう
に陽極並びに陰極表面とも広い範囲がわずかに消耗する
形態となる。これは、電子を補集する陽極の実効面積が
増えたために先ず陽極の電流密度が小さくなり消耗量が
減り、それに対応して陰極側も陰極点が陰極の表面部の
広い範囲に分布するようになり、陰極側も表面部位が均
一に消耗するようになるためである。このように、第１
図の電極構成によれば、陽極側電極７の位置を一定に保
ち陰極側電極８のみ、数十〜数百回の放電毎にわずかず
つ可変することで、安定な放電が得られると共に、Ｚピ
ンチの発生する位置もほとんど変動せず、高頻度の放電
が可能でかつ、高輝度のＸ線が安定に発生できる効果が
ある。

本発明では、陰極側の先端部の曲率半径又は太さはでき
る限り小さい方が強いＸ線を発生でき、特にこの曲率半
径又は太さｉｊ：　５　ｍ　ｍ以下にすると効果的であ
る。又、電極の消耗の面からは、陽極側の先端部の曲率
半径を、陰極側の先端部の曲率半径又は太さの２倍以上
にすると非常に効果的である。

第２図に他の実施例ケ示す。第１図の陽極側電極７の中
心部に穴９をあけ、電極の上部の真空容器内で連通して
いる。この電極の場合、陽極側型、極７の先端部に設け
た穴９の周辺で放電することになり穴径の大きさでアー
クの広がりが規制できる。強力なＺピンチを発生させる
には、アークに広がりを持たせ、多量のプラズマ全捕捉
することが有効であり、高輝度のＸ線が発生できる効果
がある。又、この穴９は同一容器内で連通］〜でいるた
め、真空漏れの心配がなく、かつ、この連通ずる穴を通
して放電による金属蒸気が煙突効果で吸い一トけられる
ため、金属蒸気が中心部に集まり易く、Ｚ、ピンチの発
生位置のばらつきが小さいという効果もある。さらにＺ
ピンチ発生後の不要金属蒸気を穴９を通ｌ〜で速やかに
排出できるので、電極間の絶縁回復が即く、連続的なく
り返し放電が可能になる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電極の消耗が少ない安定な放電が得ら
れるため、高頻度に耐えかつ高輝度のＸ線が安定に発生
できるＸ線源が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例を示す概略図、第２図は本
発明による他の実施例を示す概略図、第３図は従来技術
を示す概略図、第４図は本発明の詳細説明図である。 ■・・・真空容器、７・・・陽極側電極、８・・・陰極
側電極、９・・・穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空容器と該真空容器内に設けられた一対の電極並
   びに該電極に接続されたパルス大電流源を備えてなるＸ
   線発生装置において、前記一対の電極のうち陰極側電極
   先端の曲率半径又は太さを陽極側電極の先端の曲率半径
   より小さく構成したことを特徴とするＸ線発生装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、陰極側電極先端部
   の曲率半径又は太さを陽極側電極の先端の曲率半径の１
   ／２以下とし且つ５ｍｍ以下としたところに特徴を有す
   るＸ線発生装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、陰極側電極先端部
   の曲率半径又は太さを陽極側電極の先端の曲率半径の１
   ／２以下で且つ５ｍｍ以下とし該陽極の軸中心部に開孔
   部を設けてなるところに特徴を有するＸ線発生装置。