JPS63102147A - 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〕 本発明はＬＳＩ製造用Ｘ線リソグラフィ装置のＸ線源に
係り、特にｘｔｓ輝度向上を図ったＸ線発生装置に関す
る。

〔従来の技術〕

近年、より高性能な半導体集積回路を製造するために、
０．５　　μｍ以下の寸法を有する微細パターンを、半
導体基板上に形成する要求が高まっている。Ｘｉ　（主
に４〜１３人の軟Ｘ線）を使用したパターン転写技術で
あるＸ線露光法は、転写されたパターンの精度が極めて
高く、特にサブミクロンパターン形成において有効な技
術とされている。

ところで、Ｘａ露光法を実施するには高出力で安定なＸ
線発生装置が必要となる。そこで最近、放電プラズマを
Ｘ線源とするＸ線発生装置が研究されている。この装置
は第８図に示す如く高電圧ｆｆｉ源１により充電された
コンデンサ２の電荷を一対のｆｆｉ極３・４間で放電さ
せ、電極３・４間に放電プラズマを生成し、プラズマ中
で起こるエネルギ遷移によって放射されるＸｉを利用す
るものである。なお第８図中５はトリガー電極を示す。

このような従来技術は例えば、特開昭５８−１８８０４
０号公報に示されている。

〔発明が解決しようとする間順点〕

上記従来技術は、プラズマ中のエネルギー遷移の制御の
点について配慮がされておらず、弱いＸ線出力しか得ら
れないことに問題があった。すなわちＸ線発生メカニズ
ムを説明すると、原子は、原子核とその回りを一定のエ
ネルギーレベルを持った軌道を回る電子とから成る。入
射電子の運動エネルギーが電子の結合エネルギーより大
きくなれば、その殻から電子をたたき出す（光電効果）
。

その空席に外殻軌溝の電子が入りこむ時、電子の保有す
るエネルギー差分をＸ線として放出する。

第９図にその様子を示す、高エネルギーの電子は自然放
出され、遷移が偶発的に起こるもので、Ｘ線は不規則に
放出される１以上の様に、自然放出のエネルギー遷移を
利用しているため、制御が困難であった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除去し、高
輝度のＸ線出力の得られるＸａ発生装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では上記目的を達成するために、一対の電極間で
発生したＸａの光路上に他のＸ線発生用の電極を設けた
。

〔作用〕

第１０図に原理を示す、励起状態にある原子に入射Ｘ線
が作用すると、入射ＸＩ！と同じ方向に、同じ周波数位
相、さらに同じ偏光特性のｘｌｇが誘導放出され、入射
Ｘ線の強さに比例して放出される現象を利用するもので
ある。一対の電極間で発生したＸ線の光路上に他の電極
が設置してあり、この電極間のプラズマが励起状態にあ
る。この時、Ｘ線が入射されると誘導放出により高輝度
のＸ線出力を得ることができる。

〔実施例〕

以下９本発明の一実施例を第１図により説明する。ここ
で第８図の従来例と同一構成要素には同一番号を付けで
ある。真空容器内（図示していない、）に対する電極対
３・４，６ａ・７ａ及び６ｂ・７ｂをを設け、電極６ａ
・６ｂは端板８により接合され、また電極７ａ・７ｂ・
４は端極９により接合されている。電［３の一方はトリ
ガー電極５を介してコンデンサ２に、また端数８もコン
デンサ２に接合されている。

Ｘ線発生にあたっては、高電圧な源１により充電された
コンデンサ２の電荷を、トリガー電極５を作動させるこ
とによって、電極３・４間、６ａ・７ａ間、６ｂ・７ｂ
間で放電させる。これにより各電極間で放電プラズマを
形成し、プラズマ中の原子は励起状態となる。電極３・
４間でのスポットプラズマ中から、発生したＸ線１０の
一部はｆｌ！極６ａ・７８間及び電極６ｂ・７ｂ間への
入射Ｘ線となり、？ＩＩＲ放出現象を誘発し、入射Ｘ線
と同一方向に、各Ｘ線１１ａ、ｌｌｂを発生させる。

このため高輝度のＸｕＡ出力を得ることができる。

またこの発明の場合、誘導放出のＸ線を発生する電極対
を２カ所に設けであるので、Ｘｍｎ光に用いる場合、１
つの放電管により、同時に２カ所に露光する他の利用も
有する。

他の実施例を第２図に示す、Ｘ線発生部を独立に２セッ
ト設け、ｘｍ発生の時間制御をトリガ一時間制御器１２
によって調整する。コンデンサ及びトリガー電極を２ａ
・２ｂ、５ａ・５ｂと各々２セット設けている。各放電
極回路のインダクタンスを低減するため、電極４及び６
ｂの導電路は円筒状導電路１３ａ、１３ｂを設けた。最
初に電極３・４間でＸ線発生をし、時間制御器１２によ
り一定の遅延時開後に電極６ａ・７ａ間で放電させる。

この様に放電タイミングを制御することにより、安定な
高輝度Ｘ線を得ることができる。なお１４はＸ線を取出
す為の開孔部である。

第３図は第１図・第２図を組合せた他の実施例を示す、
電極対３・４と電極対６ａ・７ａ、６ｂ・６ｂとを独立
の放電回路で形成している。導電路１３ａを導電極１３
ｂ内に入れている０本発明も第１図と同様の効果がある
。

第４図・第５図はガスパフ式の発明例の場合である０円
柱電極３・４と他の円柱電極６ａ・７ａを一直線上に配
置し、各ｆ！１極の中心部にはＸ線の通路である開孔部
が設けである。また電極４と６ａは一体成形している。

電極３・６ａの内部にはガス吹出し孔１５・１６が設置
しである。Ｘ線発生にあたっては、最初にガス導入パイ
プ２０よリガス１７を電極間に吹き出す、一定の遅延時
間後にトリガー電極５を作動させ放電を開始する。

電極３・４間のガスは電流の磁気ピンチ効果により、高
温・高密度のプラズマとなりＸ線１８を発生する。この
Ｘ線１８は、電極６ａ・７ａ間のプラズマに入射され、
誘導作用により、増幅されたＸ線１９を発生する。高輝
度のｘｍを得ることができる。

第５図は、第４図の電極対３・４と６ａ・７ｂ、−の放
電回路を独立に設け、放電タイミングを時間調整器１２
により制御した０本発明も第１図と同様、高輝度Ｘ線を
得ることができる。

第６図はさらに他の発明例を示す、プラズマフォーカス
式Ｘ線発生部を用いた場合である。プラズマフォーカス
は、真空容器２３ａ、２３ｂ中に同軸状電極２１ａ・２
２ａ、２１ｂ・２２ｂを設け、この容器中に数１００Ｐ
ａの圧力のガスを充填しである。トリガー電極５ａ、５
ｂの作動により、絶縁物の沿面２４ａ・２４ｂにてアー
ク放電が生じる。このアークが同軸状電極を流れる電流
によって生じる磁界により先端部へ加速されゆき、最後
には同軸部より飛び出して、電極の軸線上に高温・高密
度のプラズマを形成し、ＸｕＡを放出する。最初にＸ線
２６を発生し、Ｘａ透過窓２５ａ。

通路２８を通って電極２１ｂの先端部に達する。

これにより先端部のプラズマに入射Ｘ線が誘導放出を誘
起して、増幅したＸ線２７が発生する０本発明の場合も
第１図と同様の効果を有する。

第７図は、Ｘ線発生部の構造の異なるものを組合せた場
合である。真空容器２９中にレーザー照射式と磁気ピン
チ式のＸ線発生部を組込んである。

レーザー光３１は集光レンズ３２を介して、回転ターゲ
ット３０に照射される。ターゲット３０上で高温・高密
度のプラズマが形成し、Ｘ線３３を発生する。このＸ線
は電極３・４間の高温・高密度のプラズマに入射され、
誘導放出により増幅されたＸ線３４を発生する。この発
明の場合は高輝度Ｘ線を得ることができるほかに、Ｘ線
出力の安定性が向上する効果も有する。すなわち、Ｘ線
３３は連続ｘｉであるため、電極３・４間のプラズマ中
に、任意の時間に入射させることができるためである０
本発明例の磁気ピンチ式には、ガスパフ式・プラズマフ
ォーカス式の放電管を利用しても第７図と同様の効果を
得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一対の電極間で発生したＸ線の光路上
にプラズマが励起状態にある他の電極を設置したもので
あるから、この励起状態のプラズマにＸａが入射すると
、入射Ｘ線と同一方向に、同波長のＸ線が誘導放出する
ことができ、高輝度のＸ線出力を得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例、第２図・第３図は本発明の
別の実施例、第４図・第５図は本発明のさらに別の実施
例の縦断面図、第６図・第７図は本発明の他の実施例の
縦断面図、第８図は従来例、第９図は従来例の原理図、
第１０図は本発明の原理図。 ２・・・コンデンサ、３・４・・・電極対、５・・・ト
リガー活２０ ｚ ３ｂ ｆ−、３ＵｆＵ ノＢａ　　　　　　　　／３ｂ 浩１４＋図 ３顛 躬８０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一対の電極が設置してあり、この間に高
   速大電流放電を行なうことにより、Ｘ線を発生する装置
   において、上記電極から発生するＸ線の少なくとも一光
   路上に、複数の電極対を設けたことを特徴としたＸ線発
   生装置。 ２、少なくとも一対の電極が設置してあり、この間に高
   速大電流放電を行なうことにより、Ｘ線を発生する装置
   において、上記電極のＸ線発生部を複数個一直線に配置
   したことを特徴とするＸ線装置。