JPH02202010A - X-ray exposing method - Google Patents
X-ray exposing methodInfo
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- JPH02202010A JPH02202010A JP1021334A JP2133489A JPH02202010A JP H02202010 A JPH02202010 A JP H02202010A JP 1021334 A JP1021334 A JP 1021334A JP 2133489 A JP2133489 A JP 2133489A JP H02202010 A JPH02202010 A JP H02202010A
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- rays
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- exposure
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、X線露光方法に係り、詳しくは、サブミクロ
ン・パターンを大量に転写するのに適しているX線を用
いた露光方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an X-ray exposure method, and more particularly, to an exposure method using X-rays that is suitable for transferring a large amount of submicron patterns. .
近時、波長の短いX線を露光して使用する試みが行われ
ており、原理は波長数人のX1ViによりX線レジスト
を露光、現像するもので、回折、干渉がなく、微細パタ
ーン形成に優れるという特徴がある。Recently, attempts have been made to expose and use X-rays with short wavelengths.The principle is to expose and develop X-ray resists with X1Vi of several wavelengths, and there is no diffraction or interference, making it possible to form fine patterns. It has excellent characteristics.
X線源としては電子ビーム励起形のものが容易な装置と
して使用されてきたが、高出力を得るため、シンクロト
ロン放射光(S OR: 5yncrotronorb
it radiation)によるものが開発されてい
る。As an X-ray source, an electron beam excitation type has been used as an easy device, but in order to obtain high output, synchrotron radiation (SOR)
It radiation) has been developed.
SORリングによれば、平行性のよいX&jlを発生し
、電子ビーム励起形に比べ10’〜105倍の輝度を得
ることができる。このようなSORリングを用いたもの
では、常に安定してX線が照射されることが重要である
。According to the SOR ring, it is possible to generate X&jl with good parallelism and obtain a brightness 10' to 105 times higher than that of the electron beam excitation type. When using such an SOR ring, it is important that X-rays are always stably irradiated.
SOR−X線光はSOR装置によって得られ、SOR装
置は線形加速器と、加速リング、蓄積リングにより構成
されている。そして、初段の線形加速器を使って入射し
た電子を加速リングで増速、次に、蓄積リングに貯え、
5OR−X線光を取り出し、これをX線マスクに照射し
てウェハにパターンを露光、転写している。この場合、
SOR・X線光は高エネルギー電子を磁場により偏向す
ることによって得られる。この電子は蓄積リング中に蓄
えられるが、リングの真空等の条件によって電子ビーム
の寿命が決定され、例えば10時間といった間には蓄積
ビーム電流は173程度になってしまう。一方、X線露
光では一定の強度が必要であるため、従来のX線露光方
法ではX線強度の測定をしており、これは蓄積リングの
蓄積電流量によって代用している。SOR-X-ray light is obtained by an SOR device, and the SOR device is composed of a linear accelerator, an acceleration ring, and a storage ring. Then, using the first stage linear accelerator, the incident electrons are accelerated by an acceleration ring, and then stored in a storage ring.
5OR-X-ray light is extracted and irradiated onto an X-ray mask to expose and transfer a pattern onto a wafer. in this case,
SOR/X-ray light is obtained by deflecting high-energy electrons using a magnetic field. These electrons are stored in the storage ring, but the lifetime of the electron beam is determined by conditions such as the vacuum of the ring, and the storage beam current reaches about 173 in a period of, for example, 10 hours. On the other hand, since X-ray exposure requires a certain intensity, conventional X-ray exposure methods measure the X-ray intensity, which is substituted by the amount of accumulated current in the storage ring.
また、SOR−X線露光では転写パターンの乱れを防ぐ
理由から、その短波長成分を遮断するため、X線ミラー
を用いている。このX線ミラーは照射されるX線によっ
て温まり変形する。そして、このミラーの変形によりX
線露光を行うマスクに入射するX線スペクトルも変化す
るので、かがるスペクトルの変化は露光されたパターン
から類推している。Further, in SOR-X-ray exposure, an X-ray mirror is used to block short wavelength components in order to prevent disturbance of the transferred pattern. This X-ray mirror is heated and deformed by the irradiated X-rays. Then, due to the deformation of this mirror,
Since the X-ray spectrum incident on the mask that performs line exposure also changes, the change in the overcast spectrum is inferred from the exposed pattern.
しかしながら、このような従来のX線露光方法にあって
は、X線強度の測定を蓄積リングの蓄積電荷量によって
代用し、照射X線を直接測定していないため、突然起こ
るビームインスタビリテイ(異常振動)による強度の減
少は検出できず、このような場合に露光パターンが乱れ
、安定した露光ができないという問題点があった。However, in such conventional X-ray exposure methods, the amount of charge accumulated in the storage ring is used instead of measuring the X-ray intensity, and the irradiated X-rays are not directly measured, resulting in sudden beam instability ( A decrease in intensity due to abnormal vibrations cannot be detected, and in such a case, the exposure pattern is disturbed and stable exposure cannot be performed.
また、X線ミラーが熱によって変形した場合のスペクト
ルの変化も同様に検出できず、露光パターンから類推し
ていたため、このような場合も必然的に上記と同様の不
具合がある。Further, a change in the spectrum when the X-ray mirror is deformed by heat cannot be detected in the same way, and is inferred from the exposure pattern, so that the same problem as above inevitably occurs in such a case as well.
そこで本発明は、常に安定してX線を照射し、高精度な
パターンを安定して露光することのできるXvA露光方
法を提供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide an XvA exposure method that can always stably irradiate X-rays and stably expose a highly accurate pattern.
本発明によるXvA露光方法は上記目的達成のため、S
OR−X線をX線ミラーで反射させてXvAマスクに照
射し、X線マスクのパターンを試料に露光するとともに
、この露光に際して照射点よりのコンプトン散乱から照
射X線強度およびスペクトルを検出し、該検出結果に基
づき照射X線強度およびスペクトル分布が所定の値とな
るように前記試料に対する露光時間および前記X線ミラ
ーの角度を変えるようにしている。In order to achieve the above object, the XvA exposure method according to the present invention
OR-X-rays are reflected by an X-ray mirror and irradiated onto the XvA mask, and the pattern of the X-ray mask is exposed to the sample, and during this exposure, the intensity and spectrum of the irradiated X-rays are detected from Compton scattering from the irradiation point, Based on the detection results, the exposure time for the sample and the angle of the X-ray mirror are changed so that the irradiated X-ray intensity and spectral distribution become predetermined values.
本発明では、照射点よりのコンプトン散乱から照射X線
強度およびスペクトルが検出され、該検出結果に基づき
照射X線強度およびスペクトル分布が一定値となるよう
に露光時間およびXIミラーの角度が変えられる。In the present invention, the irradiated X-ray intensity and spectrum are detected from Compton scattering from the irradiation point, and based on the detection results, the exposure time and the angle of the XI mirror are changed so that the irradiated X-ray intensity and spectral distribution are constant values. .
したがって、コンプトン散乱により、X線露光中に実時
間でX線強度とスペクトル分布を検出でき、強度の変化
、スペクトルの変化を補正して常に安定な露光が可能と
なる。Therefore, due to Compton scattering, the X-ray intensity and spectral distribution can be detected in real time during X-ray exposure, and changes in intensity and spectrum can be corrected to enable stable exposure at all times.
以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.
第1.2図は本発明に係るX線露光方法の一実施例を示
す図である。第1図はX&’lil露光方法を実現する
ための構成図であり、この図において、1はSOR装置
における加速空洞2の隔壁を示し、隔壁1によって区画
される加速空洞2は真空に保され、蓄積リング(図示路
)における周回電子eから発せられたX線3が導かれて
いる。隔壁1としては、例えばステンレスが用いられる
。X線3は所定の入射角θでX&’!ミラー4によって
反射し、このとき露光に必要な短波長成分が遮断され、
さらにベリリウム窓5で長波長成分を除かれた後、X線
シャフタロを通してX線マスク7に照射されるようにな
っている。ベリリウム窓5はベリリウム(Be)を主成
分とする薄い膜であり、前述のように短波長成分の遮断
の他に、加速空洞2を真空に保つための仕切りの一部で
もある。FIG. 1.2 is a diagram showing an embodiment of the X-ray exposure method according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram for realizing the X&'lil exposure method. In this figure, 1 indicates a partition wall of an acceleration cavity 2 in an SOR device, and the acceleration cavity 2 partitioned by the partition wall 1 is kept in a vacuum. , X-rays 3 emitted from orbiting electrons e in a storage ring (path shown) are guided. As the partition wall 1, stainless steel is used, for example. X-ray 3 is X&'! at a predetermined incident angle θ. It is reflected by the mirror 4, and at this time, short wavelength components necessary for exposure are blocked,
Furthermore, after long wavelength components are removed by a beryllium window 5, the X-ray mask 7 is irradiated through the X-ray Shaftalo. The beryllium window 5 is a thin film mainly composed of beryllium (Be), and in addition to blocking short wavelength components as described above, it is also a part of a partition for keeping the acceleration cavity 2 in a vacuum.
X線マスク7はマスク保持部8によって保持され、X&
iマスク7には被露光対象であるウェハ(試料)9が近
接して配置されている。なお、ウェハ9はステージ10
に固定されている。X線マスク7に照射されたX線3の
一部はX線マスク7によりコンプトン散乱し、この散乱
光3aは検出器11で検出される。検出器11は5i−
Li系の固体素子を用いたX′43検出器であり、X線
の強度と同時にスペクトルも検出できるものである。The X-ray mask 7 is held by a mask holding section 8, and
A wafer (sample) 9 to be exposed is placed close to the i-mask 7 . Note that the wafer 9 is on the stage 10.
Fixed. A portion of the X-rays 3 irradiated onto the X-ray mask 7 is Compton-scattered by the X-ray mask 7, and this scattered light 3a is detected by the detector 11. The detector 11 is 5i-
This is an X'43 detector using a Li-based solid-state element, and can detect the intensity and spectrum of X-rays at the same time.
ここで、コンプトン散乱(Compton Scatt
ering)とは、電子によるX線(光子)の散乱のこ
とをいい、波長の揃った(単色)のX線が電子に当たっ
て散乱されると、散乱X線の中に入射X綿と同じ波長の
X線のほかに、入射X線の波長より波長が少しだけ長く
なったものが含まれ、このようなことから上記X線3の
強度およびスペクトルが検出できる。なお、上記X線シ
ャッタ6、X線マスク7、マスク保持部8、ウェハ9、
ステージ10はヘリウム(He)ガスを満たした空間に
収納されている。Here, Compton scattering (Compton Scat
ering) refers to the scattering of X-rays (photons) by electrons. When X-rays with uniform wavelengths (monochromatic) hit electrons and are scattered, some of the scattered X-rays have the same wavelength as the incident X-ray. In addition to X-rays, the X-rays include those whose wavelengths are slightly longer than the wavelength of the incident X-rays, and because of this, the intensity and spectrum of the X-rays 3 can be detected. Note that the X-ray shutter 6, the X-ray mask 7, the mask holding part 8, the wafer 9,
The stage 10 is housed in a space filled with helium (He) gas.
検出器11の出力は信号処理計算器12に入力されてお
り、信号処理計算器12は検出器11からの検出信号を
信号処理(波形整形やノイズ成分の除去等)して制御用
計算機13に送出する。制御用計算機13はコンプトン
散乱光3aに基づいて検出したXvA3の強度およびス
ペクトルの分布から適正な露光時間およびX線3の入射
角(X線ミラー4の角度)を計算し、該計算結果に対応
する制御信号をシャッタ制御器14およびミラー駆動ド
ライバ15に出力する。シャッタ制御器14は制御用計
算機13からの制御信号に基づいてX線シャンク6の開
閉を制御し、ミラー駆動ドライバ15は制御用計算機1
3からの制御信号に基づいてミラー駆動機構16の作動
を制御してXI、1ミラー4の角度を変える。ミラー駆
動機構16はX線ミラー4に固定され、例えば圧電素子
からなる伸縮可能なロッド17と、ロッド17の周囲を
覆い加速空洞2の気密を維持するベローズ18と、ロッ
ド17の基端側を保持するブラケット19とにより構成
され、ミラー駆動ドライバ15からの信号に基づきロッ
ド17を伸縮してX線ミラー4の角度を調整する。なお
、X線ミラー4は支持部20により回転自在に支持され
ている。The output of the detector 11 is input to a signal processing calculator 12, which processes the detection signal from the detector 11 (waveform shaping, noise component removal, etc.) and sends it to the control computer 13. Send. The control computer 13 calculates the appropriate exposure time and the incident angle of the X-ray 3 (angle of the X-ray mirror 4) from the intensity and spectrum distribution of the XvA3 detected based on the Compton scattered light 3a, and responds to the calculation results. A control signal is output to the shutter controller 14 and mirror drive driver 15. The shutter controller 14 controls the opening and closing of the X-ray shank 6 based on control signals from the control computer 13, and the mirror drive driver 15 controls the control computer 1.
The angle of the XI,1 mirror 4 is changed by controlling the operation of the mirror drive mechanism 16 based on the control signal from the XI,1 mirror 4. The mirror drive mechanism 16 is fixed to the X-ray mirror 4 and includes an extensible rod 17 made of, for example, a piezoelectric element, a bellows 18 that covers around the rod 17 and maintains airtightness of the acceleration cavity 2, and a proximal end of the rod 17. The angle of the X-ray mirror 4 is adjusted by expanding and contracting the rod 17 based on a signal from the mirror drive driver 15. Note that the X-ray mirror 4 is rotatably supported by a support section 20.
以上の構成において、ステージ10にウェハ9を固定し
、さらにウェハ9に近接してX線マスク7をマスク保持
部8によって支持する。一方、SOR装置の周囲電子e
−から発せられたX線3は加速空洞2に導かれ所定の入
射角θでX線ミラー4によって反射し、ベリリウム窓5
を通してX線シャッタ6に到達する。露光が開始される
と、X線シャッタ6が開いてX線3がX線マスク7に照
射され、ウェハ9にマスクパターンが転写される。In the above configuration, the wafer 9 is fixed to the stage 10, and the X-ray mask 7 is supported by the mask holder 8 in close proximity to the wafer 9. On the other hand, the surrounding electron e of the SOR device
- The X-rays 3 emitted from the
The X-rays reach the X-ray shutter 6 through the X-rays. When exposure is started, the X-ray shutter 6 is opened, the X-ray mask 7 is irradiated with X-rays 3, and the mask pattern is transferred onto the wafer 9.
このとき、検出器11により照射点よりのコンプトン散
乱から照射X線強度およびスペクトルが検出され、この
強度(例えば、単位時間当たりの積分量)が一定値(例
えば、最大の値)となるように制御用計算機13で計算
が行われ、ミラー駆動機構16によりX線ミラー4を動
かしつつ、X線3の強度をモニタして自動調整が行われ
る。そして、最大値が求まると、制御用計算機13によ
りシャッタ時間が設定され、設定時間となったらシャッ
タ制御器14によりX線シャンク6を閉じて露光を終了
する。At this time, the irradiated X-ray intensity and spectrum are detected by the detector 11 from Compton scattering from the irradiation point, and the intensity is adjusted so that this intensity (for example, the amount of integration per unit time) becomes a constant value (for example, the maximum value). Calculations are performed by the control computer 13, and automatic adjustment is performed by monitoring the intensity of the X-rays 3 while moving the X-ray mirror 4 by the mirror drive mechanism 16. When the maximum value is determined, the control computer 13 sets the shutter time, and when the set time is reached, the shutter controller 14 closes the X-ray shank 6 to end the exposure.
ここで、X線ミラー40入射角θに対するX線スペクト
ルの変化は第2図(a)のように示され、これはX&9
マスク7の透過後におけるパワースペクトルを表してい
る。この場合の条件は、次の通りである。Here, the change in the X-ray spectrum with respect to the incident angle θ of the X-ray mirror 40 is shown as shown in FIG.
It represents the power spectrum after passing through the mask 7. The conditions in this case are as follows.
SOR放射光:E=1.0GeV
B =1.407
白金ミラー:入射角θ= 3Qmrad白金ミラーの調
整:θ=28.29.30.30.31mradベリリ
ウム窓:厚さ100μm
ヘリウムガス:1気圧、厚さ5cm
X′4FAマスク:厚さ3μh
レジスト:厚さ3μm
また、第2図(b)はX&iマスク7のレジストによっ
て吸収されてパワースペクトルが変化する様子を示して
いる。SOR synchrotron radiation: E = 1.0 GeV B = 1.407 Platinum mirror: Incident angle θ = 3Q mrad Adjustment of platinum mirror: θ = 28.29.30.30.31 mrad Beryllium window: 100 μm thick Helium gas: 1 atm; 5 cm thick X'4FA mask: 3 μh thick Resist: 3 μm thick FIG. 2(b) shows how the power spectrum changes due to absorption by the resist of the X&i mask 7.
このように、本実施例ではコンプトン散乱によりX線露
光中に実時間でX線強度およびスペクトル分布を検出し
、その検出データを露光にワイドバンクしているので、
X線強度の変化、スペクトルの変化が適切に補正され、
常に安定してX線を照射することができ、高精度なパタ
ーンを安定して露光することができる。In this way, in this example, the X-ray intensity and spectral distribution are detected in real time during X-ray exposure using Compton scattering, and the detected data is widely banked for exposure.
Changes in X-ray intensity and spectrum are appropriately corrected,
X-rays can always be irradiated stably, and highly accurate patterns can be stably exposed.
本発明によれば、常に安定してX線を照射することがで
き、高精度なパターンを安定して露光することができる
。According to the present invention, X-rays can always be irradiated stably, and highly accurate patterns can be stably exposed.
第1.2図は本発明に係るX線露光方法の一実施例を示
す図であり、
第1図はそのX線露光方法を実現するための構成図、
第2図はそのミラー角度に対するX線スペクトルを示す
図である。
2・・・・・・加速空洞、
3・・・・・・X線、
4・・・・・・X線ミラー
5・・・・・・ベリリウム窓、
6・・・・・・XL2シャッタ、
7・・・・・・X線マスク、
9・・・・・・ウェハ(試料)、
11・・・・・−検出器、
12・・・・・・信号処理計算器、
13・・・・・・制御用計算機、
14・・・・・・シャッタ制御器、
15・・・・・・ミラー駆動ドライバ、16・・・・・
・ミラー駆動機構。
一実施例のミラー角度に対するX線スペクトルを示す図
第2図Figure 1.2 is a diagram showing an embodiment of the X-ray exposure method according to the present invention, Figure 1 is a block diagram for realizing the X-ray exposure method, and Figure 2 is an It is a figure showing a line spectrum. 2...Acceleration cavity, 3...X-ray, 4...X-ray mirror 5...Beryllium window, 6...XL2 shutter, 7...X-ray mask, 9...wafer (sample), 11...-detector, 12...signal processing calculator, 13... ...Control computer, 14...Shutter controller, 15...Mirror drive driver, 16...
・Mirror drive mechanism. FIG. 2 is a diagram showing the X-ray spectrum with respect to the mirror angle of one example.
Claims (1)
射し、 X線マスクのパターンを試料に露光するとともに、 この露光に際して照射点よりのコンプトン散乱から照射
X線強度およびスペクトルを検出し、該検出結果に基づ
き照射X線強度およびスペクトル分布が所定の値となる
ように前記試料に対する露光時間および前記X線ミラー
の角度を変えるようにしたことを特徴とするX線露光方
法。[Claims] SOR/X-rays are reflected by an X-ray mirror and irradiated onto an X-ray mask, and the pattern of the X-ray mask is exposed to the sample, and during this exposure, the irradiated X-rays are generated from Compton scattering from the irradiation point. The X-ray device is characterized in that the intensity and spectrum are detected, and based on the detection results, the exposure time for the sample and the angle of the X-ray mirror are changed so that the irradiated X-ray intensity and spectral distribution become predetermined values. Line exposure method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1021334A JPH02202010A (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | X-ray exposing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1021334A JPH02202010A (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | X-ray exposing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202010A true JPH02202010A (en) | 1990-08-10 |
Family
ID=12052229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1021334A Pending JPH02202010A (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | X-ray exposing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02202010A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03120738A (en) * | 1989-10-03 | 1991-05-22 | Canon Inc | Dimension measuring device |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP1021334A patent/JPH02202010A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03120738A (en) * | 1989-10-03 | 1991-05-22 | Canon Inc | Dimension measuring device |
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