JPH03120714A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体集積回路の製造における霧光工程に用
いられるＸ線露光装置に関する。

（従来の技術） ２１世世紀類に量産化が始まると予想されているＩＧビ
ット以降の超ＬＳＩ半導体素子の最小線幅は、０，１〜
０．２μｍであるため、現在使用されている紫外線露光
に代わる新たな微細パターン転写技術（リングラフィ）
として、Ｘ線すソダラフイが、解像度、生産性及び歩留
の点から最有力視されている。すなわち、このＸ線すソ
ダラフイは、波長が０．５〜ｌｎｍの軟Ｘ線を転写光と
するもので、０．１μｍオーダの加工精度を容易に達成
できる。しかも、軟Ｘ線は、直進性と透過性に優ｎてい
るので、パターンの微細化に伴って要求されるレジスト
の高アスペクト比や有機物塵埃を転写しないことなどの
利点を有する。

ところで、上記軟Ｘ線は、ＳＯ几（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒ
ｏｎＯｒｂｉｔａｌ几ａｄｉａｔｉｏｎ　；　シンクロ
トロン軌道放射）軌道面に対して垂直な方向でほぼ均一
な強岸を持つ面が小さく、このままでは軟Ｘ線の照射面
積が小さい。

（発明が解決しようとする課題） そのため、従来のＸ線露光装置においては、軟Ｘ線の照
射面積を拡大するために１例えば振動ミラーなどを用い
ていた。このような振動ミラーは、高真空外部に複雑な
駆動機構を特設せねばならない。その結果、露光装置の
構造が複雑化したシ、設備費が高価となるなどの不具合
を惹起していた。

本発明は、上記事情を参酌してなされたもので、装置を
コンパクト化でき、しかも、Ｘ線の照射面積の拡大が可
能なＸ線露光装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段と作用） Ｘ線を放射するＸ線源と、このＸ線源から放射されたＸ
線を入射して入射したＸ線の光束横断面積を拡大する放
物筒腕と、この放物筒腕からの反射Ｘ線をＸ線マスクを
介して照射される被露光体を保持する露光部とからなシ
、コンパクトな装置で、Ｘ線の照射面積の拡大をはかっ
たものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例のＸ線露光装置を示している。こ
の装置は、ｓｏｉニー光である軟Ｘ線（１）を放射する
Ｘ線源（２）と、このＸ線源（２）から放出されたほぼ
平行光となっている軟Ｘ線（１）を入射して光束断面積
が拡大された軟Ｘ線（３）に変換する筒軸に直交する横
断面形状が放物線となる放物筒の一部をカットした形状
の放物筒腕（４）と、Ｘ線露光されるウェーハ（５）を
保持して軟Ｘ線（３）によυ露光させる露光部（６）と
からなっている。しかして、Ｘ線源（２）は、電子を加
速するシンクロトロン（図示せず。）と、このシンクロ
トロンからの電子を導入して円軌道に沿って加速し接線
方向に軟Ｘ線（１）を放出するＳＯ１’Ｌリング（力と
を有している。この軟Ｘ線（１）は、スポット径と光強
度の均一なビームとなっていて、ＳＯＲリング（力の特
定位置における接線方向に放出サレル。そして、軟Ｘ線
（１）のスペクトルは、赤外線からＸ＃！まで連続した
分布で、Ｘ線領域にピーク値を有する。一方、放物筒腕
（４）は、第１図紙面垂直方向の焦線（８）を有してい
て、凸曲面をなすその反射ＷＪ（９）は、焦線（８）に
直交する放物筒腕（４）の横断面輪郭である放物線α〔
の外側を向くように設けられている。さらに１放物筒鏡
（４）の軸面（４ａ）は、軟Ｘ線（１）の光路がのって
いる面に直交し、かつ、第２図に示す、軟Ｘ線（１）の
両側部（ｌａ）、　（Ｉｂ）が軸面（４ａ）と平行とな
るように設けられている。換言すれば、放物筒腕の筒軸
方向と第２図にて後述する幅Ｗ１方向とを一致させる。

なお、放物線←０）は、ｘ　−ｙ座標系では、次式■の
ように表わされる。

ｙ２＝２ｐＸ　　　　　・・・・・・・−・・・・■し
たがって、焦線（８）上の１点の座標値は、（ｐ／２゜
０）となる。まだ、放物線αＣの準線（１１）は、それ
ぞれ次式■で表わされる。

ｘ＝−ｐ／２　　　　・・・・・・・・・・・・・■よ
って、ｐの値を適宜選択することにより、軟Ｘ線（１）
の光束横断面積の拡大率を変更できる。ここで、反射面
（９）は、軟Ｘ線（１）を準線０］）側から入射する位
置に設けられている。他方、露光部（６）は、所定のＬ
ＳＩパターンが形成され光束断面積が拡大された軟Ｘ線
（３）を入射して選択的に軟Ｘ線（３）を透過させるＸ
線マスクｄａと、このＸ線マスクａ２を透過した軟Ｘ線
（３）を入射する位置にてウエーノ・（５）を支持する
ウェーハ支持手段α階とからなっている。

つぎに、上記構成のＸ線露光装置の作動について述べる
。

まず、Ｘ線源（２）から軟Ｘ線（１）を放射させ、この
軟Ｘ線（１）を放物筒腕（４）の反射面（９）に入射さ
せる。

ところで、この８０Ｒ光である軟Ｘ線（１）は、シンク
ロトロン軌道面内方向には十分な均一強度を有する幅（
Ｗｌ）があるが、軌道面に対して垂直な方向には均一な
強度を持つ幅（Ｗ２）が小さい（第２図参照）。なお、
この幅Ｗ１は、前記両側部（ｌａ）、（ｌｂ）間の距離
である。その結果、軟Ｘ線（１）は、第２図中の点Ｍｌ
、　Ｍ２．　Ｍ３．　Ｍ４で囲まれる領域に入射する。

すると、軟Ｘ線（１）は、あたかも焦線（８）から放射
されたときのような光路に沿って反射する。このとき反
射された軟Ｘ線（３）の光束横断面積Ａは、軟Ｘ線ｔ１
）の光束横断面積ＡＯＫ比べて数倍以上拡大する。

とくに、反射後の軟Ｘ線（１）の幅（Ｗｌ）、　（Ｗ２
）は、幅（Ｗｌ）、　（Ｗｌ　）がほとんど変化しない
のにくらべて幅（Ｗ２）’が顕著に増加することによシ
、はぼ等しくなる。つまシ、軌道面に対して垂直な方向
に均一な強度をもつ幅（Ｗ２）が幅（Ｗｌ）に比べて小
さいというＳＯＲ光特有の欠点が解消する。ついで、こ
の軟Ｘ線（３）は、Ｘ線マスクα乃を経由してウェーハ
（５）に照射され、所定のパターンが露光される。

以上のように、この実施例のＸ線露光装置は、放物前腕
（４）によシ、軟Ｘ線（１）の光束横断面積ＡＯを所望
の拡大率で拡径することができる。また、装置がコンパ
クト化し、振動ミラーを用いる場合に比べて、装置価格
が安い上に、Ｘ線の散乱がないので、Ｘ線強度の低減が
ない。

なお、上記実施例において、放物前腕（４）の反射面（
９）上に、多層膜部α荀を被着させてもよい（第３図参
照）。この多層膜部０４）は、第４図に示すように、厚
さ（たとえば１．７．３４Ａ　）、　ｄＢ（たとえば３
４．６６Ａ）の一対の膜（１５）、ａｔｐからなる膜対
０７）を繰返し積層してなり、人工格子を形成している
。この人工格子を形成する膜対（１′Ｉ）の材質として
は、回折面となる重元素（膜部）とスペーサとなる軽元
素（膜α０）の組合せが一般的である。たとえば、炭素
（Ｃ）、金（Ａｕ）と炭素等の組合せが好ましい。そう
して、膜対（１７＞の膜厚ｄ　（＝ｄ人−１−ｄＢ）は
、次式■で示されるブラック（Ｂｒ、ａｇｇ　）条件を
満足するように設定されている。

ｍλ二２ｄｓｉｎθｍ　　・・・・・・・・・■ただし
、λは、軟Ｘ線（１）の波長２ｍは次数、θｍは反射し
た軟Ｘ線（３）が最大となるときの入射角である。しか
して、このような多層膜部αａによυ、軟Ｘ線（１）を
入射して特定波長の軟Ｘ線（３）に変換することができ
るとともに、軟Ｘ線（３）の反射角度を急にして、反射
点からウェーハ（５）マでのビームラインを短くするこ
とができるので、装置のコンパクト化を一層促進するこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明のＸ線露光装置は、露光用のＸ線を、Ｘ線強度の
低減を惹起することなく、所望の拡大率に調節すること
ができる。また、装置構成がコンパクト化するとともに
、保守が容易になる利点を有する。とくに、本発明を８
０Ｒ光如対して適用した場合、軌道面に対して垂直な方
向に均一な強度をもつ幅が小さいというＳＯＲ光特有の
欠点を是正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線露光装置の構成図、第
２図は同じく要部拡大説明図、第３図及び第４図は本発
明の他の実施例の説明図である。 ｆ２）　：　Ｘ線源。 （４）；放物前腕。 （５）二ウェーハ（被露光体）。 （６）：露光部。 （８）：焦　　点。 （９）：反射面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線を放射するＸ線源と、このＸ線源から放射さ
   れたＸ線を入射して入射したＸ線の光束横断面積を拡大
   する放物筒鏡と、Ｘ線マスクを有し上記放物筒鏡にて反
   射したＸ線を上記Ｘ線マスクを介して照射される被露光
   体を保持する露光部とを具備することを特徴とするＸ線
   露光装置。
2. （２）Ｘ線源はシンクロトロンであることを特徴とする
   請求項（１）記載のＸ線露光装置。