JPH0645231A - X線露光装置 - Google Patents

X線露光装置

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Publication number
JPH0645231A
JPH0645231A JP4197121A JP19712192A JPH0645231A JP H0645231 A JPH0645231 A JP H0645231A JP 4197121 A JP4197121 A JP 4197121A JP 19712192 A JP19712192 A JP 19712192A JP H0645231 A JPH0645231 A JP H0645231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
rays
mask
pattern
optical system
Prior art date
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Pending
Application number
JP4197121A
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English (en)
Inventor
Hiroki Shimano
裕樹 島野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Particle Accelerators (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線マスクのパターンを転写する際、X線マ
スク及びレジスト中の元素からの2次電子を露光X線の
入射方向を軸として均一な方向に放出させ、一方向への
2次電子の影響を実効的に低くしながら、しかもX線マ
スクのパターン方向に依存しない、転写パターンの線幅
精度が実現できるX線露光装置を提供するものである。 【構成】 X線露光装置のX線光学系12内に、その主
光軸14に平行なX線にコリメートする作用を有する回
転放物面状のX線反射ミラー12Aをその焦点がX線光
源11に一致するように配置させると共にこのX線反射
ミラー12AからのX線を透過させる平板結晶からなる
円偏向子12Bを配置させて円偏向したX線をX線マス
ク13に照射するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン放射光
等の直線偏光するX線を放射するX線源を利用したX線
露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ストレージリングから放射するシンクロ
トロン放射光は、硬X線から可視光まで広がる広帯域を
持ち、ストレージリング内の電子軌道面と平行な方向に
直線偏光するX線を水平方向に大きな発散角、垂直方向
には小さな発散角を持ってシート状に放射するX線源で
ある。
【0003】このようなシンクロトロン放射光をX線源
として利用するX線露光装置としては、例えば、雑誌
(「ニュークリア インスツルメントツ アンド メソ
ッズイン フィジックス リサーチ」A246(198
6),p.658〜667)に記載された、図3に示すも
のが知られている。同図において、1は水平方向及び垂
直方向の発散角を持つシート状のX線を放射するシンク
ロトロン放射光の光源点、2は平面X線反射ミラー、3
は10オングストローム以上の長波長域を遮断するため
の例えばベリリウム膜等で形成された真空窓、4はX線
マスク、5は露光面である。そして、上記平面X線反射
ミラー2及びベリリウム膜等で形成された真空窓3でX
線光学系を構成し、露光に適当な波長である10オング
ストローム近傍の波長帯のX線を取り出すようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
X線露光装置の場合には、X線光学系を通過していくに
当り、それを構成するX線反射ミラー2及び真空窓3に
X線の偏光特性を変化させる作用がないため、ストレー
ジリング内の電子軌道面と平行な方向に直線偏光するシ
ンクロトロン放射光は、偏光特性をそのまま保持して、
直線偏光する露光X線となってX線マスク4に照射され
る。この時、X線マスク4及びレジスト中の元素は、直
線偏光するX線を吸収し、2次電子を放出し、その放出
方向の確率分布は下記数1で与えられる微分断面積に従
う。
【0005】
【数1】
【0006】数1において、Zは2次電子を放出するX
線マスク及びレジスト中の原子番号、a0はボーア半径
で、a0=0.529×10-8、αは微細構造定数で、α
=1/137、Eは2次電子の運動エネルギー、mは電
子の質量、cは光速、vは光電子の速度(vはcより遥
かに小さい)、ベクトルk0はX線の入射方向単位ベク
トル、ベクトルeは偏光方向単位ベクトル、ベクトルp
は2次電子の放出方向単位ベクトルをそれぞれ示してい
る。
【0007】即ち、2次電子は入射する直線偏光するX
線の偏光方向に最も多くの2次電子を放出する。従っ
て、X線マスク4のパターンを転写する時、偏光方向と
直交するパターンは、偏光方向と平行なパターンに比
べ、2次電子の影響を大きく受けるため、転写パターン
の線幅精度にパターン方向による依存性を生じるという
課題があった。
【0008】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、X線マスクのパターンを転写する際、X線
マスク及びレジスト中の元素からの2次電子を露光X線
の入射方向を軸として均一な方向に放出させ、一方向へ
の2次電子の影響を実効的に低くしながら、しかもX線
マスクのパターン方向に依存しない、転写パターンの線
幅精度が実現できるX線露光装置を提供することを目的
としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のX線露光装置は、X線光学系内に平板結晶からなる円
偏光子を配置させて円偏光したX線をX線マスクに照射
するように構成されている。
【0010】また、本発明の請求項2に記載のX線露光
装置は、X線光学系内に、その主光軸に平行なX線にコ
リメートする作用を有する回転放物面状のX線反射ミラ
ーをその焦点がX線光源に一致するように配置させると
共にこのX線反射ミラーからのX線を透過させる平板結
晶からなる円偏光子を配置させて円偏光したX線をX線
マスクに照射するように構成されている。
【0011】
【作用】本発明の請求項1に記載の発明によれば、X線
源からのX線の直線偏光特性をそのまま維持しながら平
板結晶の円偏光子に入射し、この円偏光子を透過したX
線は円偏光した状態でX線マスクに照射される。
【0012】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、点光源状のX線源からのX線はX線反射ミラーに
入射してX線光学系の光軸に平行にコリメートされてX
線反射ミラーから反射された後、このコリメートされた
X線はその直線偏光特性を維持したままの直線偏光特性
をそのまま維持しながら平板結晶の円偏光子に入射し、
この円偏光子を透過したX線は円偏光した状態でX線マ
スクに照射される。
【0013】
【実施例】以下、図1、図2に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。尚、各図中、図1は本発明のX線露光
装置の一実施例の概念を示す構成図、図2は図1に示す
X線露光装置のX線光学系の主光軸を含む縦方向の断面
図である。
【0014】本実施例のX線露光装置は、図1に示すよ
うに、直線偏光するX線をX線源11から放射し、この
直線偏光するX線をX線光学系12を通過させてX線マ
スク13のパターンを転写するように構成されている。
そして、このX線露光装置では、シンクロトロン放射光
等の直線偏光するX線を用いるため、その光源サイズは
ストレージリングを周回する十分に小さい電子ビームサ
イズに等しい点光源とみなすことができる。
【0015】而して、上記X線光学系12内には、図
1、図2に示すように、その主光軸14に平行なX線に
コリメートする作用を有する回転放物面状のX線反射ミ
ラー12Aがその焦点を上記X線光源11に一致させて
配置されていると共に、このX線反射ミラー12Aから
のX線を透過させる平板結晶からなる円偏光子12Bが
配置されており、上記X線反射ミラー12Aによってコ
リメートされた直線偏光特性を維持したX線を円偏光子
12Bで円偏光させ、円偏光したX線をベリリウム膜等
でできた真空窓12Cを透過させてX線マスク13に照
射して、そのパターンを露光面、例えばレジスト15に
転写するようにしてある。尚、図1において、12Dは
直線偏光する電場ベクトル、12Eは円偏光する電場ベ
クトルである。
【0016】また、上記X線反射ミラー12Aは、上述
のように、その反射面が回転放物面として形成され、そ
の焦点が上記点光源状のX線源11と実質的に一致する
ように上記X線光学系12内に配置されている。従っ
て、ストレージリング内の電子軌道面と平行する方向に
直線偏光し、水平方向及び垂直方向に発散角を持って放
射するシンクロトロン放射光は、上記X線反射ミラー1
2Aに入射し、これによって直線偏光を保持したままX
線光学系12の主光軸14と平行にコリメートされる。
【0017】一方、上記平板結晶12Bは、完全結晶に
よって薄板状に形成され、ブラッグ条件のもとでコヒー
レントなX線、例えば、直線偏光するX線にラウエ・ケ
ースの回折を起こさせると、結晶中で生じるブロッホ波
は、σ偏光成分、π偏光成分が干渉し合って、下記数2
で与えられる位相差Δφを生じ、透過回折光は楕円偏光
あるいは円偏光になる。
【0018】
【数2】
【0019】数2において、t0は薄い平板結晶12B
の厚さ、λはX線の波長、θBはブラッグ角、r0は古典
電子半径で、r0=2.82×10-13cm、Fhklは結晶
構造因子、vは結晶の単位セル当りの体積をそれぞれ示
している。
【0020】而して、直線偏光するX線の波長に対応し
て数2で与えられる位相差が90°になる条件を満たす
厚さ及び完全結晶によって形成された平板結晶12Bを
結晶の回折面と入射X線の直線偏光方向との角度が45
°になるように配置し、ラウエ・ケースでこのX線に回
折を起こさせると、その透過X線は円偏光になる。円偏
光したX線はそのまま偏光特性を保持したままX線光学
系12を通過してX線マスク13に入射し、そのパター
ンを転写する。この時、X線マスク13及びレジスト1
5中の元素からの2次電子は露光X線の入射方向を軸と
して均一な方向に放出され、一方向への2次電子の影響
を実効的に低くしながら、しかもX線マスクのパターン
方向に依存しない、転写パターンの線幅精度を実現する
ことができ、延いてはX線リソグラフィーにおけるレジ
スト15のパターン寸法を高精度に制御することができ
る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
記載の発明によれば、X線光学系内に円偏光子を配置し
たため、X線マスクのパターンを転写する際、X線マス
ク及びレジスト中の元素からの2次電子を露光X線の入
射方向を軸として均一な方向に放出させ、一方向への2
次電子の影響を実効的に低くしながら、しかもX線マス
クのパターン方向に依存しない、転写パターンの線幅精
度が実現できるX線露光装置を提供することができる。
【0022】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、X線光学系内に、回転放物面状のX線反射ミラー
をその焦点がX線光源に一致するように配置し且つこの
X線反射ミラーからのX線を透過させる円偏光子を配置
したため、X線マスクのパターンを転写する際、水平方
向及び垂直方向に発散角を持つX線をコリメートしてX
線マスク及びレジスト中の元素からの2次電子を露光X
線の入射方向を軸として均一な方向に放出させ、一方向
への2次電子の影響を実効的に低くしながら、しかもX
線マスクのパターン方向に依存しない、転写パターンの
線幅精度が実現できるX線露光装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線露光装置の一実施例の概念を示す
構成図である。
【図2】図1に示すX線露光装置のX線光学系の主光軸
を含む縦方向の断面図である。
【図3】従来のX線露光装置の概念を示す構成図であ
る。
【符号の説明】
11 X線源 12 X線光学系 12A X線反射ミラー 12B 円偏光子 13 X線マスク 14 主光軸
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】このようなシンクロトロン放射光をX線源
として利用するX線露光装置としては、例えば、雑誌
(「ニュークリア インスツルメンツ アンド メソッ
ズ イン フィジックス リサーチ」A246(198
6),p.658〜667)に記載された、図3に示すも
のが知られている。同図において、1は水平方向及び垂
直方向の発散角を持つシート状のX線を放射するシンク
ロトロン放射光の光源点、2は平面X線反射ミラー、3
は10オングストローム以上の長波長域を遮断するため
の例えばベリリウム膜等で形成された真空窓、4はX線
マスク、5は露光面である。そして、上記平面X線反射
ミラー2及びベリリウム膜等で形成された真空窓3でX
線光学系を構成し、露光に適当な波長である10オング
ストローム近傍の波長帯のX線を取り出すようにしてい
る。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】数1において、Zは2次電子を放出するX
線マスク及びレジストを構成する元素の原子番号、a0
はボーア半径で、a0=0.529×10-8 cm、αは微
細構造定数で、α=1/137、Eは2次電子の運動エ
ネルギー、mは電子の質量、cは光速、vは光電子の速
度(vはcより遥かに小さい)、ベクトルk0はX線の
入射方向単位ベクトル、ベクトルeは偏光方向単位ベク
トル、ベクトルpは2次電子の放出方向単位ベクトルを
それぞれ示している。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】即ち、2次電子は入射する直線偏光するX
線の偏光方向に最も多くの2次電子を放出する。従っ
て、X線マスク4のパターンを転写する時、偏光方向と
直交するパターンは、偏光方向と平行なパターンに比
べ、2次電子の影響を大きく受けるため、転写パターン
の線幅精度にパターン方向による依存性を生じるという
題があった。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】本発明は、上記題を解決するためになさ
れたもので、X線マスクのパターンを転写する際、X線
マスク及びレジスト中の元素からの2次電子を露光X線
の入射方向を軸として均一な方向に放出させ、一方向へ
の2次電子の影響を実効的に低くしながら、しかもX線
マスクのパターン方向に依存しない、転写パターンの
精度な線幅制御が実現できるX線露光装置を提供するこ
とを目的としている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、点光源状のX線源からのX線はX線反射ミラーに
入射してX線光学系の光軸に平行にコリメートされてX
線反射ミラーから反射された後、このコリメートされた
X線はその直線偏光特性をそのまま維持しながら平板結
晶の円偏光子に入射し、この円偏光子を透過したX線は
円偏光した状態でX線マスクに照射される。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】而して、直線偏光するX線の波長に対応し
て数2で与えられる位相差が90°になる条件を満たす
厚さ及び完全結晶によって形成された平板結晶12Bを
結晶の回折面と入射X線の直線偏光方向との角度が45
°になるように配置し、ラウエ・ケースでこのX線に回
折を起こさせると、その透過X線は円偏光になる。円偏
光したX線はそのまま偏光特性を保持したままX線光学
系12を通過してX線マスク13に入射し、そのパター
ンを転写する。この時、X線マスク13及びレジスト1
5中の元素からの2次電子は露光X線の入射方向を軸と
して均一な方向に放出され、一方向への2次電子の影響
を実効的に低くしながら、しかもX線マスクのパターン
方向に依存しない、転写パターンの高精度な線幅制御
実現することができ、延いてはX線リソグラフィーにお
けるレジスト15のパターン寸法を高精度に制御するこ
とができる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
記載の発明によれば、X線光学系内に円偏光子を配置し
たため、X線マスクのパターンを転写する際、X線マス
ク及びレジスト中の元素からの2次電子を露光X線の入
射方向を軸として均一な方向に放出させ、一方向への2
次電子の影響を実効的に低くしながら、しかもX線マス
クのパターン方向に依存しない、転写パターンの高精度
な線幅制御が実現できるX線露光装置を提供することが
できる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、X線光学系内に、回転放物面状のX線反射ミラー
をその焦点がX線光源に一致するように配置し且つこの
X線反射ミラーからのX線を透過させる円偏光子を配置
したため、X線マスクのパターンを転写する際、水平方
向及び垂直方向に発散角を持つX線をコリメートしてX
線マスク及びレジスト中の元素からの2次電子を露光X
線の入射方向を軸として均一な方向に放出させ、一方向
への2次電子の影響を実効的に低くしながら、しかもX
線マスクのパターン方向に依存しない、転写パターンの
高精度な線幅制御が実現できるX線露光装置を提供する
ことができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線偏光するX線をX線源から放射し、
    この直線偏光するX線をX線光学系を通過させてX線マ
    スクのパターンを転写するX線露光装置において、上記
    X線光学系内に平板結晶からなる円偏光子を配置させて
    円偏光したX線をX線マスクに照射することを特徴とす
    るX線露光装置。
  2. 【請求項2】 直線偏光するX線を点光源状のX線源か
    ら放射し、この直線偏光するX線をX線光学系を通過さ
    せてX線マスクのパターンを転写するX線露光装置にお
    いて、上記X線光学系内に、その主光軸に平行なX線に
    コリメートする作用を有する回転放物面状のX線反射ミ
    ラーをその焦点が上記X線光源に一致するように配置さ
    せると共にこのX線反射ミラーからのX線を透過させる
    平板結晶からなる円偏光子を配置させて円偏光したX線
    をX線マスクに照射することを特徴とするX線露光装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008042202A (ja) * 2006-08-08 2008-02-21 Asml Netherlands Bv 角度分解分光リソグラフィの特徴付けのための方法および装置
JP2016509259A (ja) * 2013-02-19 2016-03-24 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 投影露光装置に使用される出力ビームを発生させるためのeuv光源

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008042202A (ja) * 2006-08-08 2008-02-21 Asml Netherlands Bv 角度分解分光リソグラフィの特徴付けのための方法および装置
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