JPH0529200A - Ｘ線集束用フレネルゾーンプレートの製造方法 - Google Patents
Ｘ線集束用フレネルゾーンプレートの製造方法Info
- Publication number
- JPH0529200A JPH0529200A JP18627391A JP18627391A JPH0529200A JP H0529200 A JPH0529200 A JP H0529200A JP 18627391 A JP18627391 A JP 18627391A JP 18627391 A JP18627391 A JP 18627391A JP H0529200 A JPH0529200 A JP H0529200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- fresnel zone
- zone plate
- light
- photomask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｘ線レンズとしてのフレネルゾーンプレート
の製造方法として、解像力が高く、しかも、多量に安定
供給できる製造方法を得る。 【構成】 フォトマスクに転写用の同心円形パターンを
形成するときに、フォトマスクにシフターパターン１１
を形成する。シフターパターン１１を、同心円形パター
ンどうしの間に位置する各光透過部のうち一つおきとな
る光透過部に形成する。また、シフターパターン１１
を、露光用の光の位相を１８０度反転させる材料によっ
て形成する。同心円形パターン像は、隣合うものどうし
が分離して結像されるから、高解像度のフレネルゾーン
プレートを光転写法で製造できる。
の製造方法として、解像力が高く、しかも、多量に安定
供給できる製造方法を得る。 【構成】 フォトマスクに転写用の同心円形パターンを
形成するときに、フォトマスクにシフターパターン１１
を形成する。シフターパターン１１を、同心円形パター
ンどうしの間に位置する各光透過部のうち一つおきとな
る光透過部に形成する。また、シフターパターン１１
を、露光用の光の位相を１８０度反転させる材料によっ
て形成する。同心円形パターン像は、隣合うものどうし
が分離して結像されるから、高解像度のフレネルゾーン
プレートを光転写法で製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生物体やＩＣパターン
など微細構造をもつものを観測するためのＸ線顕微鏡
や、Ｘ線を集束させて物質に照射させて分析を行なう装
置に使用されるＸ線レンズとしてのフレネルゾーンプレ
ートの製造方法に関するものである。
など微細構造をもつものを観測するためのＸ線顕微鏡
や、Ｘ線を集束させて物質に照射させて分析を行なう装
置に使用されるＸ線レンズとしてのフレネルゾーンプレ
ートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｘ線機器に使用されるＸ線用レン
ズとしてのフレネルゾーンプレートは図２に示すように
構成されていた。
ズとしてのフレネルゾーンプレートは図２に示すように
構成されていた。
【０００３】フレネルゾーンプレートは光の回析を用い
た光のレンズで、その作用を利用して多くの光学機器に
用いられている。Ｘ線の場合、通常の可視光レンズのよ
うにガラス等の材料で作られた屈折レンズでは集束させ
ることができないため、フレネルゾーンプレートはＸ線
を利用する上で重要な光学素子になる。
た光のレンズで、その作用を利用して多くの光学機器に
用いられている。Ｘ線の場合、通常の可視光レンズのよ
うにガラス等の材料で作られた屈折レンズでは集束させ
ることができないため、フレネルゾーンプレートはＸ線
を利用する上で重要な光学素子になる。
【０００４】図２は従来のフレネルゾーンプレートのパ
ターンの構成を示す平面図である。図２において１はフ
レネルゾーンプレート本体上に形成されるパターンで、
このパターン１は、Ａｕ（金）やＷ（タングステン）等
の吸収係数の大きい重金属からなり、同図に示すように
同心円のリングパターンとされている。そして、このパ
ターン１は、内側から外側へ向けてパターン幅が減少す
る構造になっている。
ターンの構成を示す平面図である。図２において１はフ
レネルゾーンプレート本体上に形成されるパターンで、
このパターン１は、Ａｕ（金）やＷ（タングステン）等
の吸収係数の大きい重金属からなり、同図に示すように
同心円のリングパターンとされている。そして、このパ
ターン１は、内側から外側へ向けてパターン幅が減少す
る構造になっている。
【０００５】また、フレネルゾーンプレート本体は、Ｘ
線を透過する薄膜基板によって形成されている。
線を透過する薄膜基板によって形成されている。
【０００６】フレネルゾーンプレートを用いたＸ線顕微
鏡等の機器の解像力は、フレネルゾーンプレートの最外
リングの巾ｄｒn で決まる。このため、高解像力を得る
ために、最外リングの巾ｄｒn の小さなフレネルゾーン
プレートを製造できるような製造方法が研究されてい
る。なお、図２においてｒ1 は第１のパターンの半径、
ｒn は最外リングの半径である。また、フレネルゾーン
プレートでは、以下の数式（１）〜（５）によって焦点
深度等が計算される。
鏡等の機器の解像力は、フレネルゾーンプレートの最外
リングの巾ｄｒn で決まる。このため、高解像力を得る
ために、最外リングの巾ｄｒn の小さなフレネルゾーン
プレートを製造できるような製造方法が研究されてい
る。なお、図２においてｒ1 は第１のパターンの半径、
ｒn は最外リングの半径である。また、フレネルゾーン
プレートでは、以下の数式（１）〜（５）によって焦点
深度等が計算される。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【数２】
【０００９】
【数３】
【００１０】
【数４】
【００１１】
【数５】
【００１２】なお、これらの数式において、λはＸ線波
長，ｎはリングパターン総数，ｆは１次回析波焦点距
離，δX は空間解像度，Δｆは焦点深度である。
長，ｎはリングパターン総数，ｆは１次回析波焦点距
離，δX は空間解像度，Δｆは焦点深度である。
【００１３】従来、このようなフレネルゾーンプレート
は電子ビームを用いて製作されてきた。この方法では、
先ず、フレネルゾーンプレート本体の重金属膜上にレジ
スト膜を形成し、このレジスト膜を０．１μｍ以下に絞
った電子ビームでリングパターン状に露光し、現像して
フレネルゾーンレジストパターンを形成する。次に、こ
のレジストパターンをマスクにして下地の重金属パター
ンをエッチングしてフレネルゾーンプレートを形成す
る。
は電子ビームを用いて製作されてきた。この方法では、
先ず、フレネルゾーンプレート本体の重金属膜上にレジ
スト膜を形成し、このレジスト膜を０．１μｍ以下に絞
った電子ビームでリングパターン状に露光し、現像して
フレネルゾーンレジストパターンを形成する。次に、こ
のレジストパターンをマスクにして下地の重金属パター
ンをエッチングしてフレネルゾーンプレートを形成す
る。
【００１４】この製造方法は、細く絞った電子ビームを
用いて形成するため、０．１μｍ程度の加工が可能であ
る。しかし、パターンを一本一本描画するため処理能力
が低い。
用いて形成するため、０．１μｍ程度の加工が可能であ
る。しかし、パターンを一本一本描画するため処理能力
が低い。
【００１５】このような不具合を解消する手法として、
光転写を利用した方法が検討されてきた。これは、図３
に示すようなガラス基板上にフレネルゾーンプレートの
パターンを遮光膜で形成したフォトマスクを作り、この
フォトマスクを用いて縮小転写（この場合、フォトマス
クのパターンは縮小率に対応させて拡大してある。）ま
たはコンタクト転写で重金属上のレジストを露光させる
方法である。
光転写を利用した方法が検討されてきた。これは、図３
に示すようなガラス基板上にフレネルゾーンプレートの
パターンを遮光膜で形成したフォトマスクを作り、この
フォトマスクを用いて縮小転写（この場合、フォトマス
クのパターンは縮小率に対応させて拡大してある。）ま
たはコンタクト転写で重金属上のレジストを露光させる
方法である。
【００１６】図３は従来の光転写法に使用するフォトマ
スクの断面図で、同図において２はフォトマスク本体を
構成するガラス基板、３はこのガラス基板２上に形成さ
れた遮光パターンである。前記遮光パターン３は、遮光
膜として作用するＣｒ膜等によって形成されており、フ
レネルゾーンプレートのパターンと同形状に形成されて
いる。
スクの断面図で、同図において２はフォトマスク本体を
構成するガラス基板、３はこのガラス基板２上に形成さ
れた遮光パターンである。前記遮光パターン３は、遮光
膜として作用するＣｒ膜等によって形成されており、フ
レネルゾーンプレートのパターンと同形状に形成されて
いる。
【００１７】このフォトマスクを使用した光転写法で
は、一度に全てのパターンを転写できるため処理能力が
高く、多量に安定してフレネルゾーンプレートを製造す
ることができるようになる。
は、一度に全てのパターンを転写できるため処理能力が
高く、多量に安定してフレネルゾーンプレートを製造す
ることができるようになる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、フォトマス
クを使用した光転写法によってフレネルゾーンプレート
を製造すると、解像力の高いフレネルゾーンプレートを
得ることはできなかった。これは、光転写プロセスは電
子ビームよりも解像力が低く、図３に示すようなフォト
マスクを使用した光転写法では０．５μｍが解像限界で
あるからであった。
クを使用した光転写法によってフレネルゾーンプレート
を製造すると、解像力の高いフレネルゾーンプレートを
得ることはできなかった。これは、光転写プロセスは電
子ビームよりも解像力が低く、図３に示すようなフォト
マスクを使用した光転写法では０．５μｍが解像限界で
あるからであった。
【００１９】すなわち、従来のフレネルゾーンプレート
を多量に製造する光転写法では、上述したように転写の
解像力に限界があり、最外リング巾０．５μｍのフレネ
ルゾーンプレートを製造するのが限界であった。
を多量に製造する光転写法では、上述したように転写の
解像力に限界があり、最外リング巾０．５μｍのフレネ
ルゾーンプレートを製造するのが限界であった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＸ線集束用
フレネルゾーンプレートの製造方法は、フォトマスクに
転写用の同心円形パターンを形成するときに、同心円形
パターンどうしの間に位置する各光透過部のうち一つお
きとなる光透過部に、露光用の光の位相を１８０度反転
させるシフターパターンを形成するものである。
フレネルゾーンプレートの製造方法は、フォトマスクに
転写用の同心円形パターンを形成するときに、同心円形
パターンどうしの間に位置する各光透過部のうち一つお
きとなる光透過部に、露光用の光の位相を１８０度反転
させるシフターパターンを形成するものである。
【００２１】
【作用】光がフォトマスクを透過することによって得ら
れる同心円形パターン像は、隣合う像どうしの光の位相
が１８０度反転している関係から、像と像との境界に位
相がプラスからマイナスに点が存在する。その点では光
強度が０となるため、透過光による同心円形パターンは
必ず隣と分離して結像される。
れる同心円形パターン像は、隣合う像どうしの光の位相
が１８０度反転している関係から、像と像との境界に位
相がプラスからマイナスに点が存在する。その点では光
強度が０となるため、透過光による同心円形パターンは
必ず隣と分離して結像される。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１によって詳細
に説明する。図１は本発明に係るＸ線集束用フレネルゾ
ーンプレートの製造方法を実施するに当たって使用する
フォトマスクの断面図である。同図において前記図３で
説明したものと同一もしくは同等部材については、同一
符号を付し詳細な説明は省略する。図１において１１は
光の位相を１８０度反転させるためのシフターパターン
で、このシフターパターン１１は、ＳｉＯ2 や透過ポリ
マーからなり、ガラス基板２上における遮光パターン３
どうしの間の透過部となる部分に形成されている。
に説明する。図１は本発明に係るＸ線集束用フレネルゾ
ーンプレートの製造方法を実施するに当たって使用する
フォトマスクの断面図である。同図において前記図３で
説明したものと同一もしくは同等部材については、同一
符号を付し詳細な説明は省略する。図１において１１は
光の位相を１８０度反転させるためのシフターパターン
で、このシフターパターン１１は、ＳｉＯ2 や透過ポリ
マーからなり、ガラス基板２上における遮光パターン３
どうしの間の透過部となる部分に形成されている。
【００２３】そして、このシフターパターン１１は、同
心円形の遮光パターン３どうしの間に位置する各光透過
部のうち一つおきとなる光透過部に形成されている。
心円形の遮光パターン３どうしの間に位置する各光透過
部のうち一つおきとなる光透過部に形成されている。
【００２４】次に、このように構成されたフォトマスク
を使用してフレネルゾーンプレートを製造する方法につ
いて説明する。フレネルゾーンプレートを製造するに当
たっては、先ず、図１に示すようにフレネルゾーンプレ
ートパターンを有するフォトマスクを形成する。このフ
ォトマスクは、従来と同様にしてガラス基板２上に遮光
膜によって遮光パターン３を形成し、さらに、一つおき
となる光透過部にシフターパターン１１を形成して製造
される。
を使用してフレネルゾーンプレートを製造する方法につ
いて説明する。フレネルゾーンプレートを製造するに当
たっては、先ず、図１に示すようにフレネルゾーンプレ
ートパターンを有するフォトマスクを形成する。このフ
ォトマスクは、従来と同様にしてガラス基板２上に遮光
膜によって遮光パターン３を形成し、さらに、一つおき
となる光透過部にシフターパターン１１を形成して製造
される。
【００２５】そして、前記フォトマスクを使用した投影
露光法で重金属膜上のレジスト膜を露光する。現像後、
レジストパターンをマスクとして重金属膜をエッチング
することによって、フレネルゾーンプレートが完成す
る。
露光法で重金属膜上のレジスト膜を露光する。現像後、
レジストパターンをマスクとして重金属膜をエッチング
することによって、フレネルゾーンプレートが完成す
る。
【００２６】前記露光時には、フォトマスクを透過した
光の同心円形のパターン像は隣合うものどうしで光の位
相が反転しているため、像どうしの境界に当たる部分で
は光強度が０になる。これは、境界部分では位相がプラ
スからマイナスになる点が必ず存在するからである。
光の同心円形のパターン像は隣合うものどうしで光の位
相が反転しているため、像どうしの境界に当たる部分で
は光強度が０になる。これは、境界部分では位相がプラ
スからマイナスになる点が必ず存在するからである。
【００２７】したがって、前記フォトマスクを使用する
と、透過光によって形成される同心円形パターンは隣合
うものどうしが必ず分離して結像されることになる。こ
のため、微細なパターンでも転写が可能になる。
と、透過光によって形成される同心円形パターンは隣合
うものどうしが必ず分離して結像されることになる。こ
のため、微細なパターンでも転写が可能になる。
【００２８】この方法で波長３６５ｎｍ，ＮＡ０．５の
転写装置を用いた場合、０．１〜０．２μｍの寸法をも
って解像できることが確認された。そして、このフォト
マスクを用いると、最外リング巾０．２μｍ以下のフレ
ネルゾーンプレートを多量に安定して製造することが可
能になった。
転写装置を用いた場合、０．１〜０．２μｍの寸法をも
って解像できることが確認された。そして、このフォト
マスクを用いると、最外リング巾０．２μｍ以下のフレ
ネルゾーンプレートを多量に安定して製造することが可
能になった。
【００２９】なお、前記実施例では透過部のみの部分と
シフターパターン１１との境界に遮光パターン３が位置
しているが、パターン巾がより微細化した場合、遮光パ
ターン３の必要性がなくなるため、フレネルゾーンプレ
ートの最外リング付近はシフターパターン１１と透過部
のみの構成とすることもできる。
シフターパターン１１との境界に遮光パターン３が位置
しているが、パターン巾がより微細化した場合、遮光パ
ターン３の必要性がなくなるため、フレネルゾーンプレ
ートの最外リング付近はシフターパターン１１と透過部
のみの構成とすることもできる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るＸ線集
束用フレネルゾーンプレートの製造方法は、フォトマス
クに転写用の同心円形パターンを形成するときに、同心
円形パターンどうしの間に位置する各光透過部のうち一
つおきとなる光透過部に、露光用の光の位相を１８０度
反転させるシフターパターンを形成するため、光がフォ
トマスクを透過することによって得られる同心円形パタ
ーン像は、隣合う像どうしの光の位相が１８０度反転し
ている関係から、像と像との境界に位相がプラスからマ
イナスに点が存在する。その点では光強度が０となるた
め、透過光による同心円形パターンは必ず隣と分離して
結像される。したがって、最外リングの巾が狭いフレネ
ルゾーンプレートを光転写法によって製造することがで
きるようになるから、解像力の高いフレネルゾーンプレ
ートを多量にしかも各フレネルゾーンプレートが同品質
となるように安定して製造することができる。
束用フレネルゾーンプレートの製造方法は、フォトマス
クに転写用の同心円形パターンを形成するときに、同心
円形パターンどうしの間に位置する各光透過部のうち一
つおきとなる光透過部に、露光用の光の位相を１８０度
反転させるシフターパターンを形成するため、光がフォ
トマスクを透過することによって得られる同心円形パタ
ーン像は、隣合う像どうしの光の位相が１８０度反転し
ている関係から、像と像との境界に位相がプラスからマ
イナスに点が存在する。その点では光強度が０となるた
め、透過光による同心円形パターンは必ず隣と分離して
結像される。したがって、最外リングの巾が狭いフレネ
ルゾーンプレートを光転写法によって製造することがで
きるようになるから、解像力の高いフレネルゾーンプレ
ートを多量にしかも各フレネルゾーンプレートが同品質
となるように安定して製造することができる。
【図１】本発明に係るＸ線集束用フレネルゾーンプレー
トの製造方法を実施するに当たって使用するフォトマス
クの断面図である。
トの製造方法を実施するに当たって使用するフォトマス
クの断面図である。
【図２】従来のフレネルゾーンプレートのパターンの構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図３】従来の光転写法に使用するフォトマスクの断面
図である。
図である。
【符号の説明】 ２ ガラス基板 ３ 遮光パターン １１ シフターパターン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フレネルゾーンプレートの同心円形パタ
ーンを、フォトマスクおよびレジストを使用した光転写
法によって形成するＸ線集束用フレネルゾーンプレート
の製造方法において、前記フォトマスクに転写用の同心
円形パターンを形成するときに、同心円形パターンどう
しの間に位置する各光透過部のうち一つおきとなる光透
過部に、露光用の光の位相を１８０度反転させるシフタ
ーパターンを形成することを特徴とするＸ線集束用フレ
ネルゾーンプレートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18627391A JPH0529200A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Ｘ線集束用フレネルゾーンプレートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18627391A JPH0529200A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Ｘ線集束用フレネルゾーンプレートの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529200A true JPH0529200A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16185415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18627391A Pending JPH0529200A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Ｘ線集束用フレネルゾーンプレートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0529200A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5468337A (en) * | 1992-06-02 | 1995-11-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of mending a defect in a phase shift pattern |
| KR20030002314A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광 장치 |
| CN110970147A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-04-07 | 复旦大学 | 高分辨率硬x射线钨/金菲涅尔波带片及其制备方法 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18627391A patent/JPH0529200A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5468337A (en) * | 1992-06-02 | 1995-11-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of mending a defect in a phase shift pattern |
| KR20030002314A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광 장치 |
| CN110970147A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-04-07 | 复旦大学 | 高分辨率硬x射线钨/金菲涅尔波带片及其制备方法 |
| CN110970147B (zh) * | 2019-11-07 | 2022-11-18 | 复旦大学 | 高分辨率硬x射线钨/金菲涅尔波带片及其制备方法 |
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