JPH0770457B2 - X線露光方法、及びそれに用いられるx線発生源 - Google Patents

X線露光方法、及びそれに用いられるx線発生源

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JPH0770457B2
JPH0770457B2 JP61245267A JP24526786A JPH0770457B2 JP H0770457 B2 JPH0770457 B2 JP H0770457B2 JP 61245267 A JP61245267 A JP 61245267A JP 24526786 A JP24526786 A JP 24526786A JP H0770457 B2 JPH0770457 B2 JP H0770457B2
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    • 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
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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、及びそれに用いられるX線発生
源に係り、特に、LSI製造用X線リソグラフィ装置のよ
うに、X線を利用して半導体基板上に微細パターンを形
成するものに好適なX線露光方法、及びそれに用いられ
るX線発生源に関する。
〔従来の技術〕
近年、より高性能な半導体集積回路を製造するために、
0.5μm以下の寸法を有する微細パターンを、半導体基
板上に形成する要求が高まつている。X線(主に4〜13
Åの軟X線)を使用したパターン転写技術であるX線露
光法は、転写されたパターンの精度が極めて高く、特に
サブミクロンパターン形成において有力な技術とされて
いる。
ところで、X線露光法を実施するには高出力で安定なX
線発生装置を必要とする。そこで最近、放電プラズマを
X線源とするX線発生装置が研究されている。この装置
は第4図に示す如く高電圧電源1により充電されたコン
デンサ2の電荷を一対の電極3・4間で放電させ、電極
3・4間に放電プラズマを生成し、プラズマ中で起こる
エネルギ遷移によつて放射されるX線を利用するもので
ある。なお、第4図中5はトリガー電極を示す。
このような従来技術としては、例えば、特開昭58−1880
40号公報に示される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、プラズマ中のエネルギー遷移の制御の
点について配慮がなされておらず、弱いX線出力しか得
られないことに問題があつた。すなわちX線発生メカニ
ズムを説明すると、原子は、原子核とその回りを一定の
エネルギーレベルを持つた軌導を回る電子とから成る。
入射電子の運動エネルギーが電子の結合エネルギーより
大きくなれば、その殻から電子をたたき出す(光電効
果)。その空席に外殻軌道の電子が入りこむ特、電子の
保有するエネルギー差分をX線として放出する。第5図
にその様子を示す。高エネルギーの電子は自然放出さ
れ、遷移が偶発的に起こるもので、X線は不規則に放出
される。以上の様に、自然放出のエネルギー遷移を利用
しているため、制御が困難であつた。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、高輝度のX線出力が得られ、X線露光での
スループットが向上するX線露光方法、及びそれに用い
られるXS線発生源を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明では上記目的を達成するために、X線発生源より
のX線を利用して、微細パターンを半導体基板上に形成
する際に、 相対向する一対の電極間で発生する放電プラズマ中から
発生したX線を励起状態にある隣接する一対の電極間に
発生するプラズマに入射し、これにより誘発されるX線
を順次隣接する一対の電極間のプラズマに導いて誘導放
出させて形成されるX線レーザーを前記半導体基板上に
導いて露光するX線露光方法、 又、微細パターンを半導体基板上に形成するX線を発生
するX線発生源であって、 前記X線発生源は、真空容器と、該真空容器内に複数対
一直線上に設けられ、一方が絶縁物を介して該真空容器
に支持されている相対向する一対の電極と、該一対の電
極を覆うと共に、一対の電極の他方の電極と電気的に接
続され、かつ、一対の電極間で発生するX線を隣接する
一対の電極間に導く開孔部を有し、電気真空容器に絶縁
物を介して支持されている導電路と、前記一対の電極間
に放電を発生させるための高電圧印加手段を備えている
X線露光のためのX線発生源としたことを特徴とする。
〔作用〕
第6図に原理を示す。励起状態にある原子に入射X線が
作用すると、入射X線と同じ方向に、同じ周波数位相、
さらに同じ偏光持性のX線が誘導放出され、入射X線の
強さに比例して放出される現象を利用するものである。
この現象を作り出すX線レーザは、複数のX線発生部を
一直線上の配設し、高速大電流放電により上記励起状態
を形成する。この時、X線が入射されると誘導放出によ
り高輝度のX線出力を得ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。ここ
で第4図の従来例と同一構成要素には同一番号を付けて
ある。真空容器6内に絶縁物15を介して、対向する電極
対31・41,32・42,…36・46を設け、電極41,42…46は各
々円筒状の導電路81,82…,86に接合されている。(第2
図にひとつの電極対の構成外観を示す。16はX線の通る
開孔部)電極31,32,…36の一方とトリガー電極5を介し
てコンデンサ2に、また導電路81,82,…86の一方もコン
デンサ2に接合されている。トリガー電極5の放電時間
制御はトリガー時間制御器7によつて調整する。真空容
器6の図面下部にはX線取出し窓10を設置してある。
X線発生にあたつては、高電圧電源1によつて充電され
たコンデンサ2の電荷をトリガー電極5を作動させるこ
とによつて、電極対31・41間、32・42間,…36・46間で
放電させる。これにより各電極間で放電プラズマを形成
し、プラズマ中の原子は励起状態となる。電極31・41間
でのスポツトプラズマ中から発生したX線の一部は電極
32・42間への入射X線となり、誘導放出現象を誘発し、
入射X線と同一方向にX線を発生する。順次電極対33・
43間,34・44間,…36・46間で誘導放出し、X線9を発
生する。微細パターンを転写するため、上記発生X線9
をX線取出し窓10を通して露光部に取り出す。支持体11
に支持されたマスク12のパターンを、アライナ14上のシ
リコンウエハ13上に転写する。以上説明した様にX線露
光用の光源に誘導放出現象を利用したX線レーザーを使
用しているため、高輝度のX線出力を得ることができ
る。誘導放出のための入射X線発生部は第1図のどの電
極対から発生しても、同様に高輝度のX線出力が得られ
る。
第3図は別の発明であり、電極対にガスパフ式を適用し
た場合である。各電極対31・41,32・42,33・43,34・44
を一直線上に配置し、各電極の中心部にはX線の通路で
ある開孔部が設けてある。各電極31,32,33,34の内部に
はガス吹き出し孔18を設けている。X線発生にあたって
は、最初にガス導入パイプ17より、ガス19を電極間に吹
き出す。一定の遅延時間後にトリガー電極5を作動させ
放電を開始する。電極間のガスは電流の磁気ピンチ効果
により、高温・高密度のプラズマとなり、励起状態を形
成する。この時、各プラズマ中にX線が入射すると、誘
導放出したX線は増幅され、X線9を発生する。本発明
も第1図と同様に、高輝度X線を発生させる効果があ
る。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明のX線露光方法、及びそれに用いら
れるX線発生源によれば、X線発生源よりのX線を利用
して、微細パターンを半導体基板上に形成する際に、 相対向する一対の電極間で発生する放電プラズマ中から
発生したX線を励起状態にある隣接する一対の電極間に
発生するプラズマに入射し、これにより誘発されるX線
を順次隣接する一対の電極間のプラズマに導いて誘導放
出させて形成されるX線レーザーを前記半導体基板上に
導いて露光するX線露光方法、及び、微細パターンを半
導体基板上に形成するX線を発生するX線発生源であっ
て、 前記X線発生源は、真空容器と、該真空容器内に複数対
一直線上に設けられ、一方が絶縁物を介して該真空容器
に支持されている相対向する一対の電極と、該一対の電
極を覆うと共に、一対の電極の他方の電極と電気的に接
続され、かつ、一対の電極間で発生するX線を隣接する
一対の電極間に導く開孔部を有し、前記真空容器に絶縁
物を介して支持されている導電路と、前記一対の電極間
に放電を発生させるための高電圧印加手段を備えている
X線露光のためのX線発生源としたものであるから、高
輝度のX線出力が得られ、X線露光でのスループットが
向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のX線露光のためのX線発生源の一実施
例を示す断面図、第2図は第1図の実施例に採用される
電極部分の斜視図、第3図は本発明の他の実施例を示す
断面図、第4図は従来のX線発生源を示す概略構成図、
第5図は従来の構成における原理を説明するための図、
第6図は本発明の構成における原理を説明するための図
である。 1……高電圧電源、2……コンデンサ、3、4、31、3
2、33、34、35、36、41、42、43、44、45、46……電
極、5……トリガー電極、6……真空容器、7……トリ
ガー時間制御器、9……X線、10……X線取出し窓、11
……支持体、12……マスク、13……ウエハ、14……アラ
イナ、15……絶縁物、16……開孔部、17……ガス導入パ
イプ、18……ガス吹き出し孔、19……ガス、81、82、8
3、84、85、86……導電路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 幸夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−111223(JP,A) 特開 昭60−7130(JP,A) 特開 昭62−273728(JP,A) 特開 昭62−273727(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線発生源よりのX線を利用して、微細パ
    ターンを半導体基板上に形成するX線露光方法におい
    て、 相対向する一対の電極間で発生する放電プラズマ中から
    発生したX線を励起状態にある隣接する一対の電極間に
    発生するプラズマに入射し、これにより誘発されるX線
    を順次隣接する一対の電極間のプラズマに導いて誘導放
    出させて形成されるX線レーザーを前記半導体基板上に
    導いて露光することを特徴とするX線露光方法。
  2. 【請求項2】微細パターンを半導体基板上に形成するX
    線を発生するX線発生源であって、 前記X線発生源は、真空容器と、該真空容器内に複数対
    一直線上に設けられ、一方が絶縁物を介して該真空容器
    に支持されている相対向する一対の電極と、該一対の電
    極とを覆うと共に、一対の電極の他方の電極と電気的に
    接続され、かつ、一対の電極間で発生するX線を隣接す
    る一対の電極間に導く開孔部を有し、前記真空容器に絶
    縁物を介して支持されている導電路と、前記一対の電極
    間に放電を発生させるための高電圧印加手段を備えてい
    ることを特徴とするX線露光のためのX線発生源。
JP61245267A 1986-10-17 1986-10-17 X線露光方法、及びそれに用いられるx線発生源 Expired - Lifetime JPH0770457B2 (ja)

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KR940000696B1 (ko) * 1986-04-15 1994-01-27 햄프셔 인스트루 먼트스 인코포레이티드 엑스레이 석판인쇄 장치

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