JPH05114546A - X線露光装置 - Google Patents

X線露光装置

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JPH05114546A
JPH05114546A JP3273667A JP27366791A JPH05114546A JP H05114546 A JPH05114546 A JP H05114546A JP 3273667 A JP3273667 A JP 3273667A JP 27366791 A JP27366791 A JP 27366791A JP H05114546 A JPH05114546 A JP H05114546A
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JP
Japan
Prior art keywords
reflecting mirror
intensity
synchrotron radiation
reflecting
ray
Prior art date
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Pending
Application number
JP3273667A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Sukenobu
延 悟 祐
Koichi Nakayama
山 光 一 中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3273667A priority Critical patent/JPH05114546A/ja
Publication of JPH05114546A publication Critical patent/JPH05114546A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料に照射されるX線の強度を従来に比べ精
度よく一定にすることのできるX線露光装置を提供す
る。 【構成】 X線露光装置は、X線発生源(1)から出射
するX線(20)を反射鏡(10a、10b)で反射さ
せて試料(4)に照射する。試料(4)に照射されるX
線(20b)の強度が一定になるように、反射鏡(10
a、10b)の反射特性が反射角に依存して異なること
に基づいて反射鏡(10a、10b)を移動させる反射
鏡移動手段(13a、13b)を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、X線露光装置に係り、
特にX線発生源から出射するX線を反射鏡で反射させて
試料に照射するX線露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子のより高い高集積化の要請に
伴い、超LSI(Large Scale Integ
rated circuit)を製造する際の微細加工
手段の一つとしてX線リソグラフィー技術が検討されて
いる。そして近年、X線リソグラフィー用の極めて強力
なX線としてシンクロトロン放射光が注目され、このシ
ンクロトロン放射光を用いたX線露光装置の開発が進め
られている。
【0003】図5にシンクロトロン放射光発生装置1を
備える従来のX線露光装置を示す。図5において、シン
クロトロン放射光発生装置1には入射部6が接続されて
おり、この入射部6を介して入射用加速器5から電子ビ
ームが送られる。シンクロトロン放射光発生装置1に送
られた電子ビームは真空ダクト7内を周回し、真空ダク
ト7内に蓄積される。電子ビームはシンクロトロン放射
光発生装置1の4隅に載置された偏向電磁石8によって
進行方向を変えられ、この際にシンクロトロン放射光を
発生する。
【0004】発生したシンクロトロン放射光は強い指向
性を有し、ビームポート2およびミラーボックス3から
なるシンクロトロン放射光照射部9を介して露光部4に
照射される。
【0005】図6に従来のシンクロトロン放射光照射部
9を示す。図6において、ミラーボックス3内にはミラ
ー10が納められている。シンクロトロン放射光はミラ
ー10を所定角度振ることによって露光部4における必
要な露光面積を照射し、回路パターンの転写等が行われ
る。
【0006】ところで、シンクロトロン放射光発生装置
1に蓄積された電子ビームの電流は、電子と真空ダクト
7内の残留ガスとの衝突、電子同志の衝突、あるいは電
子シンクロトロン振動が大きくなるため電子がrf−b
acketからこぼれること等の原因により、一般に徐
々に減少してゆくことが知られている。電子ビームの強
度Iは、当初蓄積していた電子ビーム電流の強度Ioと
すると、時間tの経過と共に式I=Io・exp(−t
/τ)に従って減少する。ここでτは蓄積された電子ビ
ームの寿命を表す。
【0007】半導体の露光工程においては、均一の露光
条件に揃える必要があるため、シンクロトロン放射光の
強度はできるだけ時間的に一定であることが要求され
る。
【0008】日本の主な電気メーカ等によって設立され
た株式会社SORTEC(以後、ソルテックという)に
よって製造されたシンクロトロン放射光発生装置におい
ては、電子ビーム電流がわずかに減少するとその分の電
子ビームを追加注入することによって、長時間に渡って
電子ビーム電流の変動を抑制できるようになっている。
この結果、電子ビーム電流の変動を±0.5%以内に制
御できた(平成3年電気学会電子・情報・システム部門
全国大会予稿「ソルテックにおけるSOR光源施設の現
状」)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソルテ
ックにおける電子ビーム電流の変動を制御する手法によ
っても、シンクロトロン放射光の強度を一定に制御する
ことは不十分であった。特に、電子ビーム電流の減少に
応じてその分の電子ビームを追加注入するため、図3の
(b)に示すように、シンクロトロン放射光の強度が鋸
歯状に変動してしまうという問題点があった。
【0010】また、ソルテックによる電子ビーム電流の
変動を制御する手法においては、電子ビームの寿命が長
くない場合やシンクロトロン放射光の安定度の要求が厳
しい場合には、減少した電子ビーム電流分を頻繁に追加
注入する必要があるため、電子入射器5を頻繁に稼働し
なければならなくなる。このため、電子入射器5の電源
を大きくする必要があったり、電子入射器5の定期点検
を行う期間を短くする必要があるという問題点があっ
た。例えば、シンクロトロン放射光の強度の必要な安定
度を±0.5%以内としたとき、電子ビームの寿命が2
時間のシンクロトロン放射光発生装置1の場合には追加
注入の時間間隔は約1分以内である必要がある。
【0011】また、複数のシンクロトロン放射光発生装
置1を1台の電子入射器5を介して追加注入する場合に
は、シンクロトロン放射光発生装置の台数に応じて追加
注入の時間間隔を変える必要があり繁雑である。
【0012】また、電子ビームの寿命を長くすることに
より追加注入の時間間隔を長くすることができるが、こ
のためにはシンクロトロン放射光発生装置1内の圧力を
非常に低くする必要がある。この場合、排気ポンプの排
気速度を大きくするか、あるいはシンクロトロン放射光
発生装置1のコンディショニングに長く時間を要すると
いう問題点があった。
【0013】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、試料に照射されるX線の強度を従来
に比べ精度よく一定にすることのできるX線露光装置を
提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、X線発生源から出射するX線を反射鏡で
反射させて試料に照射するX線露光装置において、前記
反射鏡の反射特性が反射角に依存して異なることに基づ
いて、試料に照射されるX線の強度が一定になるよう
に、前記反射鏡を移動させる反射鏡移動手段を備えるこ
とを特徴とする。
【0015】
【作用】X線を試料に照射する反射鏡を回転または並進
移動させて、反射鏡に入射するX線の反射角を反射鏡の
反射特性が反射角に依存して異なることに基づいて変え
ることにより、試料に照射されるX線の強度を一定にす
る。
【0016】
【実施例】以下に本発明によるX線露光装置の一実施例
を図1乃至図4を参照して説明する。図5および図6と
同一部材には同一符号を付して説明する。
【0017】図1において、シンクロトロン放射光放射
部9はシンクロトロン放射光発生装置1から放射された
シンクロトロン放射光20を全反射する第1反射鏡10
aと、この第1反射鏡10aで反射された放射光20a
を全反射して放射光20bにする第2反射鏡10bと、
第1反射鏡10aを移動する第1反射鏡移動手段13a
と、第2反射鏡10bを移動する第2反射鏡移動手段1
3bと、露光部4に照射される放射光20bの強度をモ
ニターする放射光モニター手段11と、放射光モニター
手段11の検出信号に応じて反射鏡移動手段13a、1
3bを移動させる反射鏡制御装置12とを備えている。
【0018】反射鏡制御装置12には、X線の強度の一
定値として目標とする目標値が予め設定されており、放
射光モニター手段11の検出信号がこの目標値と一致す
るように、第1反射鏡移動手段13aおよび第2反射鏡
移動手段13bに制御信号が送られる。
【0019】放射光モニター手段11は放射光の全量を
測定するものであっても、特定の波長あるいは波長範囲
のX線の量を測定するものであってもよい。
【0020】図2に一枚の反射鏡の反射角に対するX線
反射率の関係の一例を示す。反射角に対するX線反射率
の関係は一般にX線の波長によって変わる。図2は波長
が10オングストロームのX線について示したものであ
る。横軸の反射角の単位はmradである。図2からわ
かるように、X線の反射率は反射角に依存して大きく変
化する。
【0021】なお、第1反射鏡移動手段13aと第2反
射鏡移動手段13bとは連動して第1反射鏡10aおよ
び第2反射鏡10bを移動できるようになっている。第
1反射鏡10aおよび第2反射鏡10bの各々の連動し
て調整されるべき反射角の値は、図2に示すX線の反射
率の反射角依存性に基づいて、露光部4に照射される放
射光20bの強度を連続的に補正できるように予め演算
されている。この演算結果に基づき反射鏡制御装置12
には、放射光20bの強度が目標値となるように、第1
反射鏡移動手段13aおよび第2反射鏡移動手段13b
の各々に制御信号を送るようになっている。
【0022】また、第1反射鏡10aおよび第2反射鏡
10bは回転変位および並進変位をできるようになって
いる。これにより放射光20bの強度を調整するととも
に露光部4の所定範囲からはずれることなくX線を照射
することができる。
【0023】なお、第1反射鏡10aおよび第2反射鏡
10bが移動しても放射光20bの経路が変動しないよ
うに連動機構を機構学的に工夫することも可能である。
【0024】また、図1において、簡単のために第1反
射鏡10aを回転変位のみさせ、第2反射鏡10bを回
転変位および並進変位させることが点線で示されてい
る。図2の横軸に示されるように反射角の回転角が微小
であることを考慮すると、このような移動によっても放
射光20bの強度を調整することができる。
【0025】また、複数の反射鏡10a、10bを設け
ることにより、X線の照射量の調整範囲を広くとること
ができる。これによってシンクロトロン放射光発生装置
1におけるX線の強度の変動が大きい場合でも、露光部
4におけるX線の強度を一定に補正することができる。
例えば、反射鏡10a、10bをほぼ平行にして反射角
を18mradから30mradまで変化させることに
より、照射量は各々の反射率の積になることより略0.
77から0.13まで調整範囲をとることができる。す
なわち、例えば最初シンクロトロン放射光発生装置1に
100mAの電子ビーム電流が蓄積されていた場合に、
反射鏡10a、10bの反射角を大きく設定しておけ
ば、電子ビーム電流が略17mAに減衰したとしても反
射鏡10a、10bの反射角を小さくすることにより、
露光部4に一定の強度のX線を照射することができる。
【0026】また、露光部4における露光面積を拡大す
るために、反射鏡10aまたは10bを振ることによっ
て行われる。また特開昭62−13900号公報に提案
されているようにシンクロトロン放射光発生装置1の出
口の放射光20自身を振る場合には、反射鏡10a、1
0bを振る必要はない。
【0027】次に本実施例の作用について説明する。
【0028】シンクロトロン放射光発生装置1から放出
される放射光20は蓄積した電子ビーム電流の強度にほ
ぼ比例する強度を有し、電子ビーム電流の減衰とともに
放射光20の強度も減衰する。また、電子ビームの追加
注入をする場合にはその際放射光20の強度が増加す
る。
【0029】露光部4に照射される放射光20bの強度
が目標値に比べて高いときには、反射鏡10a、10b
に対する反射角を大きくしてX線の反射率を小さくす
る。また、放射光20bの強度が目標値に比べて低いと
きには、反射鏡10a、10bに対する反射角を小さく
してX線の反射率を大きくする。
【0030】本実施例の構成によれば、第1反射鏡移動
手段13aおよび第2反射鏡移動手段13bによって第
1反射鏡10aおよび第2反射鏡10bの反射角を変え
ることができるので、シンクロトロン放射光発生装置1
から放出される放射光20の強度が変動したとしても、
図3(a)に示すように露光部4に照射される放射光2
0bの照射強度が一定になるように調整することができ
る。
【0031】また、複数の反射鏡10aおよび10bの
反射角を変えることにより露光部4に照射される放射光
20bの照射強度の調整範囲を大きくとることができる
ので、電子ビームを追加注入する必要をなくすることが
できる。これにより、図3(b)に示すようなX線の強
度のリップルを避けることができる。
【0032】また、電子ビームを追加注入するとして
も、大部分の調整範囲を複数の反射鏡10aおよび10
bの反射角を変えることにより置換できるので、電子ビ
ームを追加注入する間隔を従来に比べて大きくすること
ができる。
【0033】さらに、通常、シンクロトロン放射光発生
装置1には複数のビームポート2が接続されているが、
本実施例によれば各々のビームポート2に接続されてい
る反射鏡の反射角を独立に調整することができる。これ
により、電子ビームの追加入射を行った場合に各々のビ
ームポート2に対応する露光部4までの放射光の強度の
ばらつきがあっても、各々の反射鏡の反射角を独立に調
整することにより各々の露光部4における放射光の強度
を均一にすることができる。
【0034】次に本発明の第2実施例を図4を参照して
説明する。
【0035】図4においては、第1実施例と異なり、第
1反射鏡10aと第2反射鏡10bとは放射光20aに
対して同じ側の配置されている。また、露光部4の照射
されるX線を直接モニターせずに、シンクロトロン放射
光発生装置1から放射される放射光20cを放射光モニ
ター手段11によってモニターしている。なお、放射光
20cの放射光モニター手段11でモニターする代わり
に、シンクロトロン放射光発生装置1に蓄積された電子
ビーム電流をモニター15によってモニターしてもよ
い。
【0036】第1反射鏡10aと第2反射鏡10bは図
4の点線に示すように移動される。
【0037】本実施例の構成によれば、第1反射鏡10
aと第2反射鏡10bとは放射光20aに対して同じ側
に放射光を反射するので、第1反射鏡10aの反射角と
第2反射鏡10bの反射角の和を略一定にしたまま、露
光部4の照射されるX線の強度を調整することができ
る。
【0038】例えば、反射鏡10a、10bの反射角の
和が48mradとする。このとき、反射鏡10a、1
0bの各々の反射角が24mradである場合には、反
射率の積は図2より約0.62になる。一方、反射鏡1
0a、10bの各々の反射角が18mrad、30mr
adである場合には、反射率の積は図2より約0.32
になる。すなわち、反射角の和を48mradにしたま
ま、反射率を約0.62と約0.32の範囲で変えるこ
とができる。したがって、電子ビーム電流の強度が略半
分変動したとしても、反射角の和を略一定にしたまま調
整することができる。この結果、第1反射鏡10aおよ
び第2反射鏡10bの連動機構を単純な構成にすること
ができる。
【0039】また、第1反射鏡10aと第2反射鏡10
bとは放射光20aに対して同じ側に放射光を反射する
ようにしたので、図5に示すようにシンクロトロン放射
光発生装置1に複数のビームポート2を接続して複数の
シンクロトロン放射光放射部9を取り付けた場合に、相
互のシンクロトロン放射光放射部9を空間的に干渉しに
くくすることができる。この結果、X線露光装置をコン
パクトに構成することができる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射鏡の反射特性が反射角に依存して異なることに基づ
いて反射鏡を移動させる反射鏡移動手段を備えるので、
試料に照射されるX線の強度を一定にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるX線露光装置の第1実施例を示す
ブロック図。
【図2】反射鏡の反射角とX線反射率の関係を示す図。
【図3】(a)は本発明によるX線露光装置におけるX
線放出強度の時間依存性を、(b)は従来のX線露光装
置におけるX線放出強度の時間依存性を各々示す図であ
り、「注入」は電子ビームを追加注入したことを示す。
【図4】本発明によるX線露光装置の第2実施例を示す
ブロック図。
【図5】シンクロトロン放射光発生装置とシンクロトロ
ン放射光放射部の関係を示すブロック図。
【図6】従来のシンクロトロン放射光発生装置を示すブ
ロック図。
【符号の説明】
1 シンクロトロン放射光発生装置 2 ビームポート 3 ミラーボックス 4 露光部 5 入射用加速器 6 入射部 7 真空ダクト 8 偏向電磁石 9 シンクロトロン放射光放射部 10a 第1反射鏡 10b 第2反射鏡 11 放射光モニター手段 12 制御手段 13a 第1反射鏡移動手段 13b 第2反射鏡移動手段 20 放射光 20a 放射光 20b 放射光 20c 放射光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05G 1/00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線発生源から出射するX線を反射鏡で反
    射させて試料に照射するX線露光装置において、前記反
    射鏡の反射特性が反射角に依存して異なることに基づい
    て、試料に照射されるX線の強度が一定になるように、
    前記反射鏡を移動させる反射鏡移動手段を備えることを
    特徴とするX線露光装置。
JP3273667A 1991-10-22 1991-10-22 X線露光装置 Pending JPH05114546A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3273667A JPH05114546A (ja) 1991-10-22 1991-10-22 X線露光装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP3273667A JPH05114546A (ja) 1991-10-22 1991-10-22 X線露光装置

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JPH05114546A true JPH05114546A (ja) 1993-05-07

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ID=17530871

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JP3273667A Pending JPH05114546A (ja) 1991-10-22 1991-10-22 X線露光装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016537681A (ja) * 2013-11-22 2016-12-01 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Euv投影リソグラフィのための照明系

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016537681A (ja) * 2013-11-22 2016-12-01 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Euv投影リソグラフィのための照明系
US10310381B2 (en) 2013-11-22 2019-06-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination system for EUV projection lithography

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