JPS63239943A - Ｘ線露光装置 - 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、高輝度かつ高効率のパルスＸ線を発する細管
型プラズマＸ線源をＸ線源として用い、該Ｘ線源の発す
るＸ線を線状あるいは面状にかつ疑似侶行化して露光で
きるようにしたＸ線露光装置に関する。

［従来技術とその問題点］ 近年、半導体ウェハ（基板）やマスク（原版）等の試料
に微細なパターンを形成するための装置どして、Ｘ線を
利用したＸｔ、！ｉ！露光装置の開発が進めら打ている
。このＸ線露光装置に用いられるＸ線発生装置としては
、ターゲットに高速電子ビーム’ｉ　ｉｌ突させてター
ゲットからＸ　４１を発生させる方式か一般的である。

しかし、この方式によると、Ｘ線発生効率は０．１％程
度と低い上に、ターゲットに衝突させる電子ビームの強
度を上げるとターケシナトが溶解するので、高出力のＸ
線を得るには１１艮界かあフた。

そこで、高出力のＸ線を得るものとして、沿面放電を利
用したＸ線発生装置が考案されている。

このＸ線発生装置（細管型プラズマＸ線源）の−ｊ没的
な（１が造を第４図に示す。

すなわち、円筒型のポリエチレンからなる硝子１（、二
千の中央部を１ｉｉｌするキャピラリ（細管状の空間）
２が形成され、また、硝子１の両側には電極３．４が設
けられている。Ｒａ、Ｒｂは抵抗、Ｃｂ、Ｃｄはコンデ
ンサであり、抵抗Ｒａの−Ｄ：４６には直流高電圧−Ｈ
Ｖが印加される。

このような構造でコンデンサＣｄが充電され、硝子１に
充分大きな電圧が印加されると、硝子１を構成するポリ
エチレンがキャピラリ２の沿面放電により蒸発し、プラ
ズマ５が発生する。この時カソード６から電子ビームを
プラズマ５に照射すると、プラズマ５の温度が上昇し、
かつプラズマ密度が高まり、Ｘ線７が発生する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の方法では硝子１を構成
するポリエチレンが消費されるので、キャピラリ２の直
径が大きくなる。例えば、５０ＫＶ稈度の電圧を印加し
て３００回程度の放電を行なうと、はじめは１　ｍｍで
あったキャピラリの直径が３ｆｆ１ｍとなる。キャピラ
リの直径が大きくなると、プラズマ密度が低下し、発生
するＸ線の強度が低下するので、従来の方法ではＸ線発
生装置のヲＩ命が７．４７いという火山５があった。

ざらに、発生ずるＸ線の波長は硝子の構成元素によって
制限を受け、主として、炭素のにα線などの長波長Ｘ、
線がほとんどであり、１０Å以下の短波長Ｘ線は発生さ
せにくかった。

一方、線線源や面線源とソーラースリットを（■み合わ
せてＸ線を疑似平行化させてＸ線露光を行！、ｉう））
法か、特開昭５９−１１９８３８号公報、同５９−１２
７８３７号公報、同６０−３４０１８号公報などに開示
されているが、細管型プラズマＸ線源によっては線状の
Ｘ線を得ることが難しく、したがって上記疑似！１′行
化Ｘ線による露光法に細管型プラズマＸ線源を１１１用
することは困難であるという問題があっ／：。

ｔ（発明の目的は、この問題点に鑑み、Ｘ線露光装置に
おいて、細管型プラズマＸ線源を用いて線状あるいは面
状のｘ　ｉ、ｉを得て擬似平行化することにより、高出
力な疑似平行化Ｘ線によって露光できるようにし、さら
には、該Ｘ線源の高出力Ｘ線発生能力を長期に維持しか
つ該Ｘ線源が所望の例えば１０Å以下の短波長Ｘ線をも
発生できるようにすることにある。

［問題点を解決するための手段および作用］上記目的を
達成するため本発明では、原版のパターンをＸ線により
基板上の感光体に転写するＸ１線露光装置において、細
管型プラズマＸ線源の細管状空間のＸ線発生端部が２次
曲面を有する反射鏡の焦点に位置するように該Ｘ線源お
よび反射鏡を配置し、該Ｘ線源の発するＸ線を該反射鏡
ににって反射させてからスリットを通すことによって疑
似平行化したＸ線を得、これにより露光を行なうように
している。

上記Ｘ線発生端部は２次曲面の焦点に位置しているため
反射鏡により反射されたＸ線は部分的または全体的にほ
ぼ平行化されるが、ざらにスリットを通すことにより角
度をを限定している。

本発明の好ましい態様としては、上記細管状空間を形成
する壁を、話電体シートによってＩねわた絶縁物の壁と
して更新可能にすることにより、プラズマ化による話電
体の消費を補うことかてさ長期に渡り高出力Ｘ線発生能
力を維持することかできる。またさらに、該誘電体シー
トの細管状空間側に蒸着等によって金属等の物質を付着
または含有させることも可能であり、この場合誘電体シ
ートのプラズマ化による消費を該誘電体シートの更新に
より補うことができると同時に、上記金属等の物質とし
て所望の波長域のＸ線を放射すべき元素を含有する物質
を用いることにより所望の波長例えば１０Å以下のＸ線
を得ることができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。なお、第
４図の従来例と共通または対応する部分については同一
の符号で表わす。

第１図は、本発明の一実施例に係るＸ線露光装置の構成
を示す模式図である。同図の装置においては、Ｘ線発生
装置（プラズマＸ線源）　ＯＲに２次曲面を有する反射
鏡２６とソーラースリット２０を組み合わせてＸ線源Ｏ
Ｒの発するＸ線を疑似平行化するようにしている。すな
わち、点状のＸ線発生端部Ｐは反射鏡２６の焦点位置に
位置しており、したかって、同図（ａ）の紙面に平行な
成分を反射鏡２６によってほとんど平行化しさらにソー
ラースリット２０によりて他の成分の角度を限定してい
る。

ここで、紙面に平行な成分は平行化しているので、ソー
ラースリット２０は同図（ａ）のように平板を紙面に平
行に並べただけのスリットでもよい。

しかしさらに、線源の大きさが有限であることから生じ
る半影量を制限するために、互いに直角な平板を並べた
ソーラースリットでもよい。

また、２次曲面を有する反射鏡は全反射を利用したミラ
ーの他、多層膜による反射鏡も考えられる。また、第１
図ではわかり易くするために視射角を大きくとっである
が、全反射鏡を用いる場合最大の視射角は数置以下例え
ば１〜２度程度になるように反射鏡２６を配置すること
が望ましい。

露光に際しては、ウェハ２５とマスク２２は一体として
保持され、第１図（ｂ）中に示された矢印Ｃの方向へス
テップまたは連続的に移動させることにより、マスク基
板２２のマスクパターン２３をウェハ２５上のレジスト
２４に転写する。

第２図は、第１図のＸ線発生装置ＯＲの構成を示す。同
図において、Ｒａ、Ｒｂは抵抗、Ｃｂ。

Ｃｄはコンデンサ、２はキャピラリ、３，４は電極、５
は発生したプラズマ、６はカソード、７はＸ線、８は硝
子、９は誘電体のシートである。同図かられかるように
、キャピラリ２は６個の三角柱状の硝子８と、硝子を覆
う誘電体シート９で構成される。そして、キャピラリ２
は誘電体シート９で囲まれている。誘電体シート９の厚
さは１〜１００μｍ程度である。硝子８は誘電体シート
９と同質の材料でもよいが、絶縁物であれば誘電体シー
ト９と異なる材質（例えばアルミナＡｕ２（ｈ）のもの
でもよい。電極３．４、カソード６、硝子８および誘電
体シート９は真空容器に収められている。誘電体シート
９の内側（キャピラリ側）には所定のＸ線を放射すべき
元素を含有する物質ＩＯがつけられている。物質１０は
金属や合金、絶縁物などで構成されている。例えば波長
４．４人のＸ線を所望する場合、Ｐｄなとの金属を蒸着
すればよい。

次に、第２図の装置の動作を説明する。

コンデンサＣｄが充電され、硝子８に十分大きな電圧が
印加されると、硝子８を覆う誘電体シート９及び物質１
０がキャピラリ２の沿面放電により蒸発しプラズマ５が
発生する。このとき、カソード６から電子ビームをプラ
ズマ５に照射すると、プラズマ５の温度が上昇し、かつ
プラズマ密度が高まる。そして、物質ｌＯに対応した波
長域のＸ線７が発生する。ただし、キャピラリ２に面し
ている誘電体シート９０表面の一部は沿面放電によりプ
ラズマ化されるのでＸ線発生後シートは薄くなっている
。そこでプラズマ化されていない新しい面がキャピラリ
２を囲むように、誘電体シート９を移動させる。

この移動は１回または複数回の放電ごとに行なう。さら
に、発生するＸ線や光の強度をモニタし、これを参照し
なから移動を行なってもよい。

なお、上述の実施例で説明したような細管型プラズマＸ
線源で用いるプラズマ発生用の電気回路として多くのも
のが考案されている。すなわち、本発明は、このような
細管型プラズマＸ線源用の電気回路のいずれによっても
構成でき、該電気回路に制限されることはない。そして
、例えば第３図に示すような電気回路を用いるようにし
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、細管型プラズマＸ
線源を用いて線状あるいは面状のＸ線を得て擬似平行化
できるようにしたため、高出力な疑似平行化Ｘ線によっ
て露光することができる。

また、Ｘ線源の細管状空間の壁を更新可能な誘電体シー
トで覆うようにすれば、高出力Ｘ線発生能力を長期に維
持でき、さらに、該誘電体シートに所望波長域のＸ線を
放射すべき元素を含有する物質を付着または含有させる
ようにすれば、所望の波長例えば１０Å以下のＸ線を得
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るＸ線露光装置の構成
を示す模式図、 第２図は、第１図の装置に用いられるＸ線発生装置の構
成図、 第３図は、第２図のＸ線発生装置に用いられる電気回路
の他の実施例を示す断面図、そして第４図は、従来の細
管型プラズマＸ線源の構成を示す断面図である。 １：誘電体、２：キャビラリ、３，４：電極、５：プラ
ズマ、６：カソード、７：Ｘ線、８：硝子、９：誘電体
シート、 ｌＯ二所定の波長のＸ線を放射すべき元素を含有した物
質、 ２０：ソーラースリット、２１：マスクフレーム、２２
：マスク基板、２３：マスクパターン、２４ニレジスト
、２５：ウェハ、２６：Ｘ線反射鏡。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　伊　東　辰　雄 代理人　弁理士　　　伊　東　哲　也 若第１図 ｂ 第２ｒｊｇＪ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、細管状の空間を形成する壁に沿った沿面放電によっ
   て該細管状の空間内にプラズマを発生させることによっ
   てＸ線を発生させる細管型のＸ線発生手段と、２次曲面
   を有しその焦点が該細管状の空間の先端部に位置するよ
   うに設置した反射鏡と、上記Ｘ線発生手段により発生さ
   れ該反射鏡により反射されたＸ線を疑似平行化するソー
   ラースリットと、該ソーラースリットにより疑似平行化
   されたＸ線を原版のパターンに照射して該パターンの像
   を基板上の感光体に転写する手段とを具備することを特
   徴とするＸ線露光装置。 ２、前記原版がＸ線マスクであり、前記基板がウェハで
   あり、前記感光体がレジストである特許請求の範囲第１
   項記載のＸ線露光装置。 ３、前記細管状の空間が複数の絶縁物で取り囲むことに
   よって形成されており、該細管状の空間に面する該絶縁
   物の面が誘電体シートで覆われている特許請求の範囲第
   １項記載のＸ線露光装置。 ４、前記絶縁物が複数の柱状形絶縁物から成り、前記誘
   電体シートを上記複数の絶縁物がそれぞれ互いに接する
   接面または接線の間隙を通して移動させることにより前
   記細管状の空間に面する誘電体シートの面を更新するこ
   とができる特許請求の範囲第３項記載のＸ線露光装置。 ５、前記細管状の空間を形成する側の前記誘電体シート
   面に所望の波長域のＸ線を放射すべき元素を含有する物
   質が付着または含有されている特許請求の範囲第３項記
   載のＸ線露光装置。 ６、前記絶縁物が、複数の円柱状の絶縁物から成り、そ
   の円柱を回転軸として回転可能なものである特許請求の
   範囲第４項記載のＸ線露光装置。