JPS63136447A - プラズマｘ線源 - 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、プラズマＸ線源に係り、特に、超ＬＳＩ製造
用リソグラフィの光源としては好適なプラズマＸ線源に
関するものである。

〔従来の技術〕

大規模集積回路製造用として高い解像力を得るため、線
幅０．５μ飄以下のパターン転写用光源として軟Ｘ線が
要求されている。軟Ｘ＠を発生させる手段には、対陰極
形ｘｉ管、シンクロトロン放射光、プラズマＸ線源など
がある。対陰極形Ｘ線管は輝度が小さく、シンクロトロ
ン放射光は設備が膨大なものになるという欠点がある。

このため。

小形で比較的高輝度が得られるプラズマＸ線源が注目さ
れている。プラズマＸ線源には、プラズマフォーカス式
、ガスパフ式、真空スパーク式などがあるが、いずれも
コンデンサ等に充電した電荷を電極間で放電させ、高温
、高密度のプラズマを発生させるものである。

第４図は、真空スパーク式による従来のプラズマＸ線源
の一部断面構成例を示した図である。真空容器１内に電
極２，３が対向して設けてあり、真空容器１の一部を絶
縁物４．５で絶縁しである。

電極２，３の対向部と反対側の端部には、スイッチ６を
介してコンデンサ７が接続しである。コンデンサ７は交
流電源８より整流器９．充電抵抗１０を通して充電され
る。真空容器１内は図示しない排気口より真空ポンプ等
により排気され、真空（１０””’ｔｏｒｒ以下）に保
持されている。スイッチ６を投入すると、電極２，３間
で放電し、数百ＫＡのパルス状大電流が通電される。こ
の電流により電極２，３より多量の蒸気が発生し１通電
電流による磁気圧でＺピンチ現象を引き起こし、特性Ｘ
線が放射状に放射され、図では矢印方向に設けた開口部
１１．ｘＩＩＡ取出窓１２を通し、図示しないウェハー
等を露光する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、電極間に数百ＫＡのパルス状　１大電
流を通電するため、電極の消耗が無視できない。特に、
真空スパーク式の場合は、電極から蒸発する蒸気を利用
するため、電極の消耗が大きい。

Ｘａ発生用電極材料の選択は、所望の波長により、−、
アルミニウム（約７〜８人）、銅（約１．５　人）。

モリブデン（４，９〜５．４　人）、タングステン（約
１．０〜１．５　人）などが用いられる。いずれも多数
回の放電により消耗するため、電極の交換やＸ線発生材
料の供給が必要になる。電極の交換を容易にするには、
導体の一部にＸ線発生材料をネジ等で取り付ける方法が
考えられるが、いずれも溶解金属のため、接続部で溶着
するなどの問題がある。また、後者のＸ線発生材料を供
給する手段として、例えば、特開昭５７−１９１９４８
号公報に示されたものがある。この方法は、融点の低い
金属を加熱して液状にて、Ｗ１極中央にあけた細孔より
電極間に供給するものであり、放電電流が小さい場合に
適するが、数百ＫＡに達する大電流放電時には、電極自
体の加熱により供給液体が沸騰してしまう等の問題が発
生する。

本発明の目的は、上記した欠点を排除し、ｍ　ＩＩの交
換またはＸ線発生材料の供給を容易にすることができる
電極構成のプラズマＸ線源を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、電極の通電路の一部に溶解しない昇華導体
を配置した構成とし、電極をＸａ発生用電極と通電用導
体とで構成し、上記ｘｖＡ発生用電極と通電用導体とを
上記昇華導体とネジ接合するか、または、電極は中空部
を設けた昇華導体と、この昇華導体とネジ接合された上
記中空部の内径より大きい内径の中空部を有する通電用
導体とからなり、上記昇華導体の中空部で接触状態で移
動可能のＸ線発生材料を設けた構成として達成するよう
にした。

〔作用〕

溶解金属からなるＸ線発生用電極と、銅などの通電用導
体間では大電流を通電すると、接触面のわずかの非接触
部で加熱して溶着するが、一方、カーボン等の昇華導体
は固体より直接気体になり溶解しないため、溶解金属と
の接合部で溶着することがない。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図〜第３図に示した実施例により詳
細に鮮明する。

第１図は１本発明のプラズマＸ線源の一対の電極の一方
の電極先端部の一実施例を示す断面図で、Ｘ線発生方法
等動作状況は第４図で説明したものと同じである。第１
図において、１５は例えばモリブデンなどのＸ線発生用
電極、１６は例えばカーボンなどの昇華導体、１７は例
えば銅などの通電用導体で、Ｘ線発生用電極１５と通電
用導体１７はそれぞれ昇華導体１６とネジ接合しである
。

この場合、電流は矢印で示す通路を流れる。リソグラフ
ィ用のＸ線源に用いられる電極材（例えば、アルミニウ
ム、銅、モリブデン、タングステンなど）は溶解金属で
あり、この金属と非溶解導体である昇華導体１６を接続
した場合、接合部での溶着がなくなり、Ｘ線発生用電極
１５が消耗し、所望のＸ線発生用電極１５のみを交換す
ることができる。また、昇華導体１６にカーボン等を用
いた場合、カーボンは電気の良導体であるため、接合部
での発熱が小さく、パルス状大電流通電が減衰しないよ
うにできる。

第２図は１本発明の他の実施例を示す第１図に相当する
断面図である。第２図においては、Ｘ線発生用電極１５
を外周部にネジ部を設けた昇華導体１８とネジ接合し、
昇華導体１８と通電用４体（例えば、銅）１９は上記ネ
ジ部でネジ接合しである。この場合、Ｘ線発生用電極１
５は昇華導体１８とネジ接合しであるため、溶着なしで
交換できるほか、真空容器内または真空容器外に設けた
駆動装置により回転させれば、Ｘ線発生用電極１５が図
示矢印方向に移動し、Ｘ線発生用電極１５を溶着なしで
交換できる。

第３図は、本発明のさらに他の実施例を示す、第１図に
相当する断面図である。第３図におしＮで、２ｏは中心
部に穴を設けである昇華導体（例えば、カーボン）で、
この昇華導体２０と中心部に昇華導体２０の中心部の穴
より内径が大きい穴を設けた通電用導体２２の一端とを
ネジ接合し１通電用溝体２２の他端は真空容器外に設け
たコンデンサ等のパルス状大電流源に接続し、昇華導体
２０の中心の穴に十分接触して移動するように、Ｘ線発
生材料２３を挿入した構成の電極としてある。なお、ｘ
ａ発生材料（例えば、モリブデン）２３は通電用導体２
２とは接触しないようにしである。

この電極に対向する電極２１は、Ｘ線発生材料（例えば
、モリブデン）あるいはＸ線取出窓に用いるベリリウム
等で容易に吸収できる長波長材（例えば、カーボン（４
４人））を用いる。上記構成においては、真空容器内ま
たは真空容器外に設けた図示しない駆動装置により図示
矢印方向にＸ線発生材料２３を移動でき、図示しないス
イッチを投入すると昇華導体２０と電極２１間あるいは
Ｘ線発生材料２３と電極２１間で放電し、Ｘ線発生材料
２３と電極２１に用いたモリブデンの特性Ｘ線が放射さ
れる。同時に、昇華導体２０に用いたカーボンの特性Ｘ
ｆｉも放射されるが、これはＸ線取出窓に用いたベリリ
ウムで吸収され、ウェハーには照射されない、昇華導体
２ｏとＸ線発生材料２３とは接触通電となるが、昇華導
体２０は直接気体となるため、Ｘ線発生材料２３は溶着
なしで供給できる。また、電極２１の電流通電路に第２
図に示すようなネジ接合で昇華導体を設ければ、両電極
を供給、交換することができる。

なお、昇華導体２０とＸ線発生材料２３との接触が十分
得られない場合は、ネジ接合とするようにしてもよく、
この場合は、Ｘ線発生材料２３を回転させて供給するよ
うにする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、電極の交換また
はＸ線発生材料の供給が溶着なしで容易に行うことがで
き、多数回の大電流通電が必要となるリソグラフィ用光
源として信頼性が高いプラズマＸ線源を提供できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラズマＸ線源の一対の電極の一方の
電極先端部の一実施例を示す断面図、第２図は本発明の
他の実施例を示す第１図に相当する断面図、第３図は本
発明のさらに他の実施例を示す第１図に相当する断面図
、第４図は真空スパーク式による従来のプラズマＸ線源
の一部断面構成図である。 １・・・真空容器、６・・・スイッチ、７・・・コンデ
ンサ。 １２・・・Ｘ線取出窓、１５・・・Ｘ線発生用電極、１
６゜１８．２０・・・昇華導体、１７，１９．２２・・
・通電用導体、２３・・・Ｘ線発生材料。

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た対向する少なく
   とも一対の電極と、該電極に接続したパルス状大電流電
   源とを備えてなるＸ線発生装置において、前記電極の通
   電路の一部に溶解しない昇華導体を配置したことを特徴
   とするプラズマＸ線源。 ２、前記電極は、Ｘ線発生用電極と通電用導体よりなり
   、前記Ｘ線発生用電極と通電用導体とを前記昇華導体と
   ネジ接合した構成としてある特許請求の範囲第１項記載
   のプラズマＸ線源。 ３、前記電極は、中空部を設けた昇華導体と、該昇華導
   体とネジ接合された前記中空部の内径より大きい内径の
   中空部を有する通電用導体とからなり、前記昇華導体の
   中空部に接触状態で移動可能のＸ線発生材料を設けた構
   成としてある特許請求の範囲第１項記載のプラズマＸ線
   源。 ４、前記昇華導体は炭素よりなる特許請求の範囲第１項
   または第２項または第３項記載のプラズマＸ線源。