JP3078872B2 - Ｘ線リソグラフビームライン方法及び装置 - Google Patents
Ｘ線リソグラフビームライン方法及び装置Info
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- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
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- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概ねＸ線システムの分野
に係り、特に、シンクロトロン放射を利用したＸ線リソ
グラフに関わる。
に係り、特に、シンクロトロン放射を利用したＸ線リソ
グラフに関わる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】微小電
子装置の製造においては、フォトリソグラフ技術が通常
用いられている。可視光線波長で得ることができるより
もより高い分解能を超小型構造の形態で得るためには、
より短い波長放射、特に、Ｘ線を用いる試みがなされて
いる。適切な分解能、例えば０．２５ミクロンのリソグ
ラフを達成するためには、Ｘ線のビームは露光されるべ
きウエハの面で高いスペクトル及び空間均一性を示さな
ければならない。シンクロトロンはリソグラフのための
特に期待し得るＸ線源である。何故なら、それらＸ線源
は非常に安定していて上手に画成されたＸ線源を提供す
るからである。シンクロトロンの真空包囲体の内側を軌
道運動する電子は、移送路を画成するのに用いられる磁
界によってそれら電子が曲げられる際に電磁放射を放出
する。この電磁放射は電子の移送方向を変更させる不可
避的な結果であり、代表的にはシンクロトロン放射と呼
ばれている。シンクロトロン放射の形をして電子が失う
エネルギはリングのまわりでそれら電子の軌道における
ある点で回復されなければならない。さもないと、それ
ら電子は所望の経路から螺旋形をなして進行して失われ
てしまうのである。軌道上を進行している電子は真空室
内の残りのガス分子及びイオンとの衝突で失われてしま
う。かくて、貯蔵されたビームの満足のいく寿命を得る
ためには超高品質の真空が必要とされるのである。
子装置の製造においては、フォトリソグラフ技術が通常
用いられている。可視光線波長で得ることができるより
もより高い分解能を超小型構造の形態で得るためには、
より短い波長放射、特に、Ｘ線を用いる試みがなされて
いる。適切な分解能、例えば０．２５ミクロンのリソグ
ラフを達成するためには、Ｘ線のビームは露光されるべ
きウエハの面で高いスペクトル及び空間均一性を示さな
ければならない。シンクロトロンはリソグラフのための
特に期待し得るＸ線源である。何故なら、それらＸ線源
は非常に安定していて上手に画成されたＸ線源を提供す
るからである。シンクロトロンの真空包囲体の内側を軌
道運動する電子は、移送路を画成するのに用いられる磁
界によってそれら電子が曲げられる際に電磁放射を放出
する。この電磁放射は電子の移送方向を変更させる不可
避的な結果であり、代表的にはシンクロトロン放射と呼
ばれている。シンクロトロン放射の形をして電子が失う
エネルギはリングのまわりでそれら電子の軌道における
ある点で回復されなければならない。さもないと、それ
ら電子は所望の経路から螺旋形をなして進行して失われ
てしまうのである。軌道上を進行している電子は真空室
内の残りのガス分子及びイオンとの衝突で失われてしま
う。かくて、貯蔵されたビームの満足のいく寿命を得る
ためには超高品質の真空が必要とされるのである。
【０００３】シンクロトロン放射は、他の源に関連せし
められた厳しく狭いピークなしにスペクトルを通してラ
ジオ波長及び赤外線波長から上方に変化する連続（光）
スペクトルをなして放出される。代表的なシンクロトロ
ン貯蔵リング、即ちアラジン（Akaddin）リングのスペ
クトルカーブの形状を第１図に示している。シンクロト
ロンの全てはそれらのスペクトルを画成する同様のカー
ブを有しており、それらカーブは強度において、また、
臨界フォトンエネルギにおいて互いに異なっている。臨
界フォトンエネルギＥcは電子の経路の曲率半径によっ
て及びそれらの運動エネルギによって決定され、また、
次の関係式によって与えられている。
められた厳しく狭いピークなしにスペクトルを通してラ
ジオ波長及び赤外線波長から上方に変化する連続（光）
スペクトルをなして放出される。代表的なシンクロトロ
ン貯蔵リング、即ちアラジン（Akaddin）リングのスペ
クトルカーブの形状を第１図に示している。シンクロト
ロンの全てはそれらのスペクトルを画成する同様のカー
ブを有しており、それらカーブは強度において、また、
臨界フォトンエネルギにおいて互いに異なっている。臨
界フォトンエネルギＥcは電子の経路の曲率半径によっ
て及びそれらの運動エネルギによって決定され、また、
次の関係式によって与えられている。
【０００４】
【０００５】上記式において，Ｒmは曲げ半径であり、
ｍeは電子の残りの質量であり、ｈはプランクス常数（P
lank's constant）であり、Ｅeは電子ビームのエネル
ギであり、ｃは光の速度である。合計パワーの半分は臨
界エネルギよりも上で放射され、半分はそれよりも下で
放射される。電子の運動エネルギが高くなればなるほ
ど、即ち、軌道の湾曲が険しくなればなるほど、臨界フ
ォトンエネルギは高くなる。この情報を知ることによ
り、シンクロトロンは使用者のスペクトル要求に合致す
るよう設計することができる。
ｍeは電子の残りの質量であり、ｈはプランクス常数（P
lank's constant）であり、Ｅeは電子ビームのエネル
ギであり、ｃは光の速度である。合計パワーの半分は臨
界エネルギよりも上で放射され、半分はそれよりも下で
放射される。電子の運動エネルギが高くなればなるほ
ど、即ち、軌道の湾曲が険しくなればなるほど、臨界フ
ォトンエネルギは高くなる。この情報を知ることによ
り、シンクロトロンは使用者のスペクトル要求に合致す
るよう設計することができる。
【０００６】シンクロトロン放射の源の寸法を表示する
パラメータ及びその源から発散する割合もまた重要であ
る。電子はシンクロトロン放射の源であるため、電子ビ
ームの断面は源の断面を画成する。軌道の画内で、光は
広い連続した扇状に放射され、その扇状は第２図に示さ
れているように電子の経路に対して接線をなしており、
その第２図には軌道運動している電子ビーム２１を有す
るシンクロトロン２０の断面と、矢印２２で示されてい
る扇状シンクロトロン放射とが示されている。第３図は
リングの面に対して直角な面でシンクロトロン放射の束
の分布を示しており、ドットの密度で示されている束の
分布は第３図において箱２５の内部に示されている。束
は、グラフ内で参照番号２６で示されているごとく水平
方向に実質上均一であり、また、第３図におけるグラフ
２７によって示されているごとく垂直方向にガウス分布
輪郭を表している。
パラメータ及びその源から発散する割合もまた重要であ
る。電子はシンクロトロン放射の源であるため、電子ビ
ームの断面は源の断面を画成する。軌道の画内で、光は
広い連続した扇状に放射され、その扇状は第２図に示さ
れているように電子の経路に対して接線をなしており、
その第２図には軌道運動している電子ビーム２１を有す
るシンクロトロン２０の断面と、矢印２２で示されてい
る扇状シンクロトロン放射とが示されている。第３図は
リングの面に対して直角な面でシンクロトロン放射の束
の分布を示しており、ドットの密度で示されている束の
分布は第３図において箱２５の内部に示されている。束
は、グラフ内で参照番号２６で示されているごとく水平
方向に実質上均一であり、また、第３図におけるグラフ
２７によって示されているごとく垂直方向にガウス分布
輪郭を表している。
【０００７】電子ビームの高さ及び幅が比較的小さいの
で、その電子ビームは放射点源として作用して、代表的
な場合リングから８ｍそれ以上離れている露光面のとこ
ろで簡潔な像を提供している。しかし、８ｍの距離のと
ころでは、幅１インチの露光場は代表的な場合利用可能
な放射の３．２ｍｍ半径のみを集めている。フォトレジ
ストのところでのパワー入射を改良するには２つの方法
があり、１つは、ビームラインを短くするか、他の１つ
は集束素子を装架することである。集束素子を用いるこ
とは非常に幅の広い孔からＸ線を集めて垂直方向高さが
非常に小さい幅広い像を提供するという潜在的利点を有
している。しかし、集束素子を用いることにより、Ｘ線
の反射率が低いために結果として各素子でのパワーが低
下し、光行差を導入してしまう。反射率の容認可能な値
内で作動させ且つ移送されるパワーを最大にするために
は、グレージング角（言い換えれば、８６°≦θ≦８
９．５°であるよう面に対して直角な点からの入射角
θ）で作動することが必要である。更に、シンクロトロ
ン放射は水平方向扇形体をなして放出されるので、グレ
ージング入射光学素子を用いることが特に適している。
シンクロトロン放射の小さな垂直方向放射は、幅広い水
平方向ミラーが許容されないほど長くなることなく小さ
なグレージング角で大きな扇状光を受け入れることがで
きるということを暗示している。
で、その電子ビームは放射点源として作用して、代表的
な場合リングから８ｍそれ以上離れている露光面のとこ
ろで簡潔な像を提供している。しかし、８ｍの距離のと
ころでは、幅１インチの露光場は代表的な場合利用可能
な放射の３．２ｍｍ半径のみを集めている。フォトレジ
ストのところでのパワー入射を改良するには２つの方法
があり、１つは、ビームラインを短くするか、他の１つ
は集束素子を装架することである。集束素子を用いるこ
とは非常に幅の広い孔からＸ線を集めて垂直方向高さが
非常に小さい幅広い像を提供するという潜在的利点を有
している。しかし、集束素子を用いることにより、Ｘ線
の反射率が低いために結果として各素子でのパワーが低
下し、光行差を導入してしまう。反射率の容認可能な値
内で作動させ且つ移送されるパワーを最大にするために
は、グレージング角（言い換えれば、８６°≦θ≦８
９．５°であるよう面に対して直角な点からの入射角
θ）で作動することが必要である。更に、シンクロトロ
ン放射は水平方向扇形体をなして放出されるので、グレ
ージング入射光学素子を用いることが特に適している。
シンクロトロン放射の小さな垂直方向放射は、幅広い水
平方向ミラーが許容されないほど長くなることなく小さ
なグレージング角で大きな扇状光を受け入れることがで
きるということを暗示している。
【０００８】光学システム（ビームライン）は露光域に
わたって均一なパワーを、代表的な場合、水平方向に２
インチで垂直方向に１インチの露光域にわたって均一な
パワーを移送しなければならない。このことは、（ａ）
Ｘ線ビームを拡張することにより、（ｂ）像を横切って
Ｘ線ビームを走査することにより達成することができ
る。第１の解決方法は真空隔離に適合するものでない。
本発明はマスク−ウエハ走査及びビームラスタリングの
形をした第２の解決方法によく合致している。
わたって均一なパワーを、代表的な場合、水平方向に２
インチで垂直方向に１インチの露光域にわたって均一な
パワーを移送しなければならない。このことは、（ａ）
Ｘ線ビームを拡張することにより、（ｂ）像を横切って
Ｘ線ビームを走査することにより達成することができ
る。第１の解決方法は真空隔離に適合するものでない。
本発明はマスク−ウエハ走査及びビームラスタリングの
形をした第２の解決方法によく合致している。
【０００９】製造目的に適したＸ線リソグラフビームラ
インは安定した充分に特徴付けられたＸ線束を露光場に
移送すべきである。製造目的のＸ線リソグラフビームラ
インのための所望とされる特性には、全走査域にわたる
均一なパワー密度、源近くの大きな収集角、有用なＸ線
の最小損失、安定した廉価な再被覆可能な光学素子での
モジュール光学パッケージ、及び少なくとも１インチｘ
１インチで好ましくは２インチｘ２インチの露光場とが
含まれている。
インは安定した充分に特徴付けられたＸ線束を露光場に
移送すべきである。製造目的のＸ線リソグラフビームラ
インのための所望とされる特性には、全走査域にわたる
均一なパワー密度、源近くの大きな収集角、有用なＸ線
の最小損失、安定した廉価な再被覆可能な光学素子での
モジュール光学パッケージ、及び少なくとも１インチｘ
１インチで好ましくは２インチｘ２インチの露光場とが
含まれている。
【００１０】Ｘ線リソグラフに使用される様々なビーム
ライン設計体が提案されている。これら設計体には、例
えば、B. Laiその他による「ウイスコンシン大学Ｘ線
リソグラフビームライン：第１結果(Universityof Wis
consin X-Ray Lithography Beamline: First Resu
lts)」Nucl. Instrum. 方法Ａ２４６、第６８１頁その
他；H. Oertelその他による「シンクロトロン放射を用
いたＸ線リソグラフの応用に対する露光設備(Exposure
Instrumentation For the Application of X-Ra
y Lithography Using Synchrotoron Radiation)」R
ev. Sci. Instrum. 60(7)第２１４０頁その他、１９
８９年における直線貫通伝達システムが含まれている。
他のシステムは平坦な光学素子を利用していて走査及び
フィルタリング可能性を提供している。H. Betzによる
「シンクロトロン放射を用いた高解像度リソグラフ(Hig
h Resolution Lithography Using Shynchrotron Ra
diation)」Nucl. Instrum. 方法Ａ２４６、第６５９
頁その他、１９８６年；P. Pianettaその他による「Ｘ
線リソグラフ及びスタンフォードシンクロトロン放射研
究所(X-Ray Lithography and the Stanford Synch
rotoron Radiation Laboratory)」Nucl. Instrum.
方法Ａ２４６、第６４１頁その他、１９８６年；S. Qi
anその他による「リソグラフビームライン設計及び露光
均一制御及び測定(Lithography Beamline Design an
d Exposure UniformityControlling and Measuri
ng)」Rev. Sci. Instrum. 60(7),第２１４８頁その
他、１９８９年；E. Bernierその他による「シンクロ
トロン基Ｘ線リソグラフシステムの最適化(Optimizatio
n of a Synchrotron Based X-Ray Lithographic
System)」Rev. Sci. Instrum. 60(7)第２１３７頁
その他、１９８９年；「シンクロトロン放射を用いたＸ
線リソグラフシステム(X-Ray Lithography System U
sing Synchrotoron Radiation)」という名称のK. Fu
jiiに付与された米国特許第4,803,713号；E. Burattin
iその他による「アドンウィグラーＸ線リソグラフビー
ムライン(The Adone Wiggler X-Ray Lithography
Beamline)」Rev. Sci. Instrum. 60(7)第２１３３頁
その他、１９８９年を参照されたい。１つの数字で表わ
されたミラーを用いることが、J. Warlaumontによる論
説「貯蔵リングにおけるＸ線リソグラフ(X-Ray Lithog
raphy in Storage Rings)」Nucl. Instrum. 方法Ａ
２４６第６８７頁その他、１９８６年で提案されてい
る。他の提案されたシステムには「Ｘ線写真リソグラフ
(X-Ray Photolithography)」という名称の米国特許第
4,028,547号に記載されているごときクリスタル面から
のブラック(Braqq)反射を用いることが含まれており、
また、R. J Rosserによる「サドルトロイドアレイ：
シンクロトロンＸ線リソグラフのための新規なグレージ
ング入射光学素子(Saddle Toroid Arrays:Novel Gra
zing Incidence Optics for Synchrotron X-Ray
Lithography)」ブラケット研究所(Blackett Laborator
y)、インペリアル大学、ロンドン、イギリス在住に記載
されているごとく極小製作構造体が含まれている。
ライン設計体が提案されている。これら設計体には、例
えば、B. Laiその他による「ウイスコンシン大学Ｘ線
リソグラフビームライン：第１結果(Universityof Wis
consin X-Ray Lithography Beamline: First Resu
lts)」Nucl. Instrum. 方法Ａ２４６、第６８１頁その
他；H. Oertelその他による「シンクロトロン放射を用
いたＸ線リソグラフの応用に対する露光設備(Exposure
Instrumentation For the Application of X-Ra
y Lithography Using Synchrotoron Radiation)」R
ev. Sci. Instrum. 60(7)第２１４０頁その他、１９
８９年における直線貫通伝達システムが含まれている。
他のシステムは平坦な光学素子を利用していて走査及び
フィルタリング可能性を提供している。H. Betzによる
「シンクロトロン放射を用いた高解像度リソグラフ(Hig
h Resolution Lithography Using Shynchrotron Ra
diation)」Nucl. Instrum. 方法Ａ２４６、第６５９
頁その他、１９８６年；P. Pianettaその他による「Ｘ
線リソグラフ及びスタンフォードシンクロトロン放射研
究所(X-Ray Lithography and the Stanford Synch
rotoron Radiation Laboratory)」Nucl. Instrum.
方法Ａ２４６、第６４１頁その他、１９８６年；S. Qi
anその他による「リソグラフビームライン設計及び露光
均一制御及び測定(Lithography Beamline Design an
d Exposure UniformityControlling and Measuri
ng)」Rev. Sci. Instrum. 60(7),第２１４８頁その
他、１９８９年；E. Bernierその他による「シンクロ
トロン基Ｘ線リソグラフシステムの最適化(Optimizatio
n of a Synchrotron Based X-Ray Lithographic
System)」Rev. Sci. Instrum. 60(7)第２１３７頁
その他、１９８９年；「シンクロトロン放射を用いたＸ
線リソグラフシステム(X-Ray Lithography System U
sing Synchrotoron Radiation)」という名称のK. Fu
jiiに付与された米国特許第4,803,713号；E. Burattin
iその他による「アドンウィグラーＸ線リソグラフビー
ムライン(The Adone Wiggler X-Ray Lithography
Beamline)」Rev. Sci. Instrum. 60(7)第２１３３頁
その他、１９８９年を参照されたい。１つの数字で表わ
されたミラーを用いることが、J. Warlaumontによる論
説「貯蔵リングにおけるＸ線リソグラフ(X-Ray Lithog
raphy in Storage Rings)」Nucl. Instrum. 方法Ａ
２４６第６８７頁その他、１９８６年で提案されてい
る。他の提案されたシステムには「Ｘ線写真リソグラフ
(X-Ray Photolithography)」という名称の米国特許第
4,028,547号に記載されているごときクリスタル面から
のブラック(Braqq)反射を用いることが含まれており、
また、R. J Rosserによる「サドルトロイドアレイ：
シンクロトロンＸ線リソグラフのための新規なグレージ
ング入射光学素子(Saddle Toroid Arrays:Novel Gra
zing Incidence Optics for Synchrotron X-Ray
Lithography)」ブラケット研究所(Blackett Laborator
y)、インペリアル大学、ロンドン、イギリス在住に記載
されているごとく極小製作構造体が含まれている。
【００１１】Ｘ線リソグラフシステムにおいては、Ｘ線
はＸ線マスクを通して、且つ、Ｘ線マスクに形成される
非透過性パターンにより影で覆われていない区域におけ
るフォトレジスト上に指向されている。一般に、マスク
は薄い基質層からなっており、その基質層は所望のパタ
ーンをなしてＸ線吸収材料によって覆われている。Ｘ線
マスク基質の透過及びフォトレジストの吸収はマスク／
レジストシステムの効率を画成するのに用いることがで
きる。マスク基質に衝突する低エネルギＸ線は基質材料
に容易に吸収され、その基質材料を決してフォトレジス
トに作ることはない。これら吸収されたフォトンのエネ
ルギはマスクを加熱することになり、それにより、マス
クの膨張及び歪のごとき所望とされない側面効果に導く
ことが可能である。非常に高いエネルギＸ線は、像形成
に導く二三の相互作用でマスク基質、吸収体及びフォト
レジストを通過して、これらフォトンの有用性を低減さ
せる。他方、フォトレジスト相互に作用するこれら高エ
ネルギフォトンはマスク上のパターンの吸収体即ち「暗
い」領域を通過することができ、かくて、レジストによ
り生じせしめられる像のコントラストを低減させる。マ
スクの透過率とフォトレジストの吸収との積はシステム
の応答性を画成する。かくて、Ｘ線マスクに到達するＸ
線束は「プロセスウインド(Process Window)」と呼ば
れる最適エネルギ領域内にあるエネルギを有するフォト
ンで主に構成されているのが好ましい。プロセスウイン
ドはマスクの基質及び選定されたフォトレジストに依存
して変化するが、一般に、プロセスウインドは、厚みが
２ミクロンの多結晶シリコンマスク基質及び厚みが１ミ
クロンのノボラック（Novolac）フォトレジストの場
合、第４図に示されているように、６００ｅＶ乃至２０
００ｅＶの範囲内にある。
はＸ線マスクを通して、且つ、Ｘ線マスクに形成される
非透過性パターンにより影で覆われていない区域におけ
るフォトレジスト上に指向されている。一般に、マスク
は薄い基質層からなっており、その基質層は所望のパタ
ーンをなしてＸ線吸収材料によって覆われている。Ｘ線
マスク基質の透過及びフォトレジストの吸収はマスク／
レジストシステムの効率を画成するのに用いることがで
きる。マスク基質に衝突する低エネルギＸ線は基質材料
に容易に吸収され、その基質材料を決してフォトレジス
トに作ることはない。これら吸収されたフォトンのエネ
ルギはマスクを加熱することになり、それにより、マス
クの膨張及び歪のごとき所望とされない側面効果に導く
ことが可能である。非常に高いエネルギＸ線は、像形成
に導く二三の相互作用でマスク基質、吸収体及びフォト
レジストを通過して、これらフォトンの有用性を低減さ
せる。他方、フォトレジスト相互に作用するこれら高エ
ネルギフォトンはマスク上のパターンの吸収体即ち「暗
い」領域を通過することができ、かくて、レジストによ
り生じせしめられる像のコントラストを低減させる。マ
スクの透過率とフォトレジストの吸収との積はシステム
の応答性を画成する。かくて、Ｘ線マスクに到達するＸ
線束は「プロセスウインド(Process Window)」と呼ば
れる最適エネルギ領域内にあるエネルギを有するフォト
ンで主に構成されているのが好ましい。プロセスウイン
ドはマスクの基質及び選定されたフォトレジストに依存
して変化するが、一般に、プロセスウインドは、厚みが
２ミクロンの多結晶シリコンマスク基質及び厚みが１ミ
クロンのノボラック（Novolac）フォトレジストの場
合、第４図に示されているように、６００ｅＶ乃至２０
００ｅＶの範囲内にある。
【００１２】
【問題を解決するための手段】本発明によれば、Ｘ線ビ
ームライン装置は、シンクロトロン放射Ｘ線を受領し、
２つのグレージング入射Ｘ線ミラーを利用してビームを
集め且つ集束しており、それらＸ線ミラーはビームを継
続的に偏向させている。第１即ち入口ミラーはトロイド
ミラーであり、そのトロイドミラーはそれの長さ方向及
び幅方向に沿って凹状をしている。その第１即ち入口ミ
ラーは発散する扇状シンクロトロン放射を集めるよう作
用するとともにＸ線を水平方向に部分的に平行ならしめ
ている。第２即ち再集束ミラーは凹状−凸状ミラーであ
って、その凹状−凸状ミラーは長さ方向に凹状であると
ともに幅方向に凸状である。再集束ミラーは光を水平方
向に平行ならしめるよう作用しているとともにその光を
垂直方向に集束するよう作用している。２つのミラーの
反射面の湾曲は互いに協働して均一なパワー分布で実質
上均一な像を提供している。２つのミラーの２つの曲率
半径、それら２つのミラーの間の分離距離、並びに再集
束ミラーの傾斜角は、露光場で像の形状を最適化するの
に用いることができる６自由度を提供している。２つの
ミラーのパラメータは互いに協働してミラーのみの場合
よりも優れた形状のミラーを作るよう作動する。
ームライン装置は、シンクロトロン放射Ｘ線を受領し、
２つのグレージング入射Ｘ線ミラーを利用してビームを
集め且つ集束しており、それらＸ線ミラーはビームを継
続的に偏向させている。第１即ち入口ミラーはトロイド
ミラーであり、そのトロイドミラーはそれの長さ方向及
び幅方向に沿って凹状をしている。その第１即ち入口ミ
ラーは発散する扇状シンクロトロン放射を集めるよう作
用するとともにＸ線を水平方向に部分的に平行ならしめ
ている。第２即ち再集束ミラーは凹状−凸状ミラーであ
って、その凹状−凸状ミラーは長さ方向に凹状であると
ともに幅方向に凸状である。再集束ミラーは光を水平方
向に平行ならしめるよう作用しているとともにその光を
垂直方向に集束するよう作用している。２つのミラーの
反射面の湾曲は互いに協働して均一なパワー分布で実質
上均一な像を提供している。２つのミラーの２つの曲率
半径、それら２つのミラーの間の分離距離、並びに再集
束ミラーの傾斜角は、露光場で像の形状を最適化するの
に用いることができる６自由度を提供している。２つの
ミラーのパラメータは互いに協働してミラーのみの場合
よりも優れた形状のミラーを作るよう作動する。
【００１３】ビームを集束し且つ平行ならしめることに
加えて、２つのミラーは高エネルギフォトン、例えば、
約２，２００電子ボルト（ｅＶ）よりも上の高エネルギ
フォトンを減衰するよう作用する。シリコン、シリコン
窒化物、シリコンカーバイド及びダイヤモンドのような
様々な他の材料をウインドのために用いることはできる
が、低エネルギフォトン（６００ｅＶよりも下）はビー
ムラインの端部を閉止するウインドで、好ましくは、ベ
リリウムで形成されたウインドで減衰されている。かく
て、本発明のビームラインシステムはフォトンエネルギ
の帯域フィルタとして有効に作動して所望とされるプロ
セスウインドに緊密に合致したスペクトルスループット
（through-put）を提供し、結果として優れたキャリア
／吸収体コンストラスト（constrast）及び優れたフォ
トレジスト応答性が得られ、同時にマスクに作用する熱
負荷を低減させる。
加えて、２つのミラーは高エネルギフォトン、例えば、
約２，２００電子ボルト（ｅＶ）よりも上の高エネルギ
フォトンを減衰するよう作用する。シリコン、シリコン
窒化物、シリコンカーバイド及びダイヤモンドのような
様々な他の材料をウインドのために用いることはできる
が、低エネルギフォトン（６００ｅＶよりも下）はビー
ムラインの端部を閉止するウインドで、好ましくは、ベ
リリウムで形成されたウインドで減衰されている。かく
て、本発明のビームラインシステムはフォトンエネルギ
の帯域フィルタとして有効に作動して所望とされるプロ
セスウインドに緊密に合致したスペクトルスループット
（through-put）を提供し、結果として優れたキャリア
／吸収体コンストラスト（constrast）及び優れたフォ
トレジスト応答性が得られ、同時にマスクに作用する熱
負荷を低減させる。
【００１４】鏡像力場を横切るビームの走査を得るため
に、ビームライン内には第３の平坦なミラーを挿置して
もよい。このミラーは入射の低グレージング角でビーム
に対して直角な軸線のまわりで僅かに枢動するよう装架
されていて必要に応じて鏡像力場を横切るビームを偏向
させる。
に、ビームライン内には第３の平坦なミラーを挿置して
もよい。このミラーは入射の低グレージング角でビーム
に対して直角な軸線のまわりで僅かに枢動するよう装架
されていて必要に応じて鏡像力場を横切るビームを偏向
させる。
【００１５】ミラーの各々は好ましくはそれ自身の密封
式真空室内に収容されており、これら室間の区画用二重
ゲートバルブは個々の構成部品を隔絶する可能性を提供
している。システムの各要素は、他の要素に影響を及ぼ
すことなく変形、維持及び修理のために取り外すことが
できる。場所の僅かな変化及び２つのトロイドミラーの
傾きは、像形成の均一性あるいはパワーのいずれかを処
理することなく、最終像までの距離を変えるのに用いる
ことができる。
式真空室内に収容されており、これら室間の区画用二重
ゲートバルブは個々の構成部品を隔絶する可能性を提供
している。システムの各要素は、他の要素に影響を及ぼ
すことなく変形、維持及び修理のために取り外すことが
できる。場所の僅かな変化及び２つのトロイドミラーの
傾きは、像形成の均一性あるいはパワーのいずれかを処
理することなく、最終像までの距離を変えるのに用いる
ことができる。
【００１６】像面での結果として生ずるビームは非常に
鮮明に画成されているとともにビームの水平方向幅を横
切る束は実質上均一である。ビームを横切る束の変化
は、様々な方法で必要に応じて補償することができ、即
ち、限定するものではないが、様々な厚みのフィルタを
用いることにより、また、形作られたビームの孔を用い
ることにより、出口窓の厚みの輪郭を描いて他の区域で
よりもビームのある区域でより高い減衰を達成してい
る。
鮮明に画成されているとともにビームの水平方向幅を横
切る束は実質上均一である。ビームを横切る束の変化
は、様々な方法で必要に応じて補償することができ、即
ち、限定するものではないが、様々な厚みのフィルタを
用いることにより、また、形作られたビームの孔を用い
ることにより、出口窓の厚みの輪郭を描いて他の区域で
よりもビームのある区域でより高い減衰を達成してい
る。
【００１７】本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付
図面を参照した以下の詳細な説明から明かである。
図面を参照した以下の詳細な説明から明かである。
【００１８】
【実施例】図面を参照して、本発明によるＸ線ビームラ
イン装置は第５図において全体が参照番号３０で示され
ており、そのＸ線ビームライン装置はシンクロトロン３
１からシンクロトロン放射を受領して、Ｘ線ビームを目
標装置３２に移送し、その目標装置３２とはＸ線ビーム
に晒されるべき半導体ウエハを装架するためのステッパ
及びホルダである。Ｘ線ビームの経路は第５図において
点線３４により示されており、そのＸ線ビームの経路は
包囲構造体によって完全に包囲されており、その包囲構
造体の内部は非常に低い圧力まで抜気されている。好ま
しくは、ビームラインのための包囲用機械構造体は、こ
のシステムの主要構成部品を隔絶してそれら主要構成部
品がモジュールとして取り外すことを可能にし、また、
交換されることを可能にしており、この目的のため、主
要構成部品の間にはゲートバルブ３５を並置させてもよ
い。
イン装置は第５図において全体が参照番号３０で示され
ており、そのＸ線ビームライン装置はシンクロトロン３
１からシンクロトロン放射を受領して、Ｘ線ビームを目
標装置３２に移送し、その目標装置３２とはＸ線ビーム
に晒されるべき半導体ウエハを装架するためのステッパ
及びホルダである。Ｘ線ビームの経路は第５図において
点線３４により示されており、そのＸ線ビームの経路は
包囲構造体によって完全に包囲されており、その包囲構
造体の内部は非常に低い圧力まで抜気されている。好ま
しくは、ビームラインのための包囲用機械構造体は、こ
のシステムの主要構成部品を隔絶してそれら主要構成部
品がモジュールとして取り外すことを可能にし、また、
交換されることを可能にしており、この目的のため、主
要構成部品の間にはゲートバルブ３５を並置させてもよ
い。
【００１９】第５図に例示されているごとく、主要構成
部品には高速閉止バルブ３７が含まれており、その高速
閉止バルブ３７はシンクロトロンに隣接して装架されて
おり、また、その迅速閉止バルブ３７は迅速に閉止して
ビームラインシステムにおけるどのような真空もれから
もシンクロトロンを隔絶することができる。シンクロト
ロン３１から出たシンクロトロン放射体３４のビーム
は、第１ミラー包囲体３８に入り、その第１ミラー包囲
体３８は第１即ち入口ミラー４０を装架しており、ま
た、ポンプ４１によって抜気される。ビーム３４は第２
即ち再集束ミラー（再合焦ミラー）４３に向かって上方
にミラー４０によって偏向されており、その再集束ミラ
ー４３は包囲構造体４５内に装架されているとともにポ
ンプ４６によって抜気されている。次いで、ビーム３４
は平坦な走査用ミラー４７によって遮断され、その走査
用ミラー４７は封じ込め構造体４８内に装架されている
とともにポンプ４９によって抜気されている。平坦なミ
ラー４７は枢支点５０のまわりで枢動するよう装架され
ているとともに、反対側の端部のところで駆動軸５１及
びリニアアクチュエータ５２より上方及び下方に駆動さ
れるようになっている。次いで、ビームはビーム経路の
残りの構成部品中を下方に進み、その残りの構成部品に
は好ましくは付加的真空ポンプ５４と、音波遅延線５５
と、診断ミラー組立体５６と、シャッタ組立体５７とが
含まれており、そしてビームは最終的に出口窓５９のた
めの装架用組立体５８に到達する。窓５９はビームライ
ンの出口を閉じて大気圧からビームラインの内部を密封
し、それにより、そのビームラインの内部はシンクロト
ロン３１内の真空度と同一基準の超高真空にまで抜気さ
れている。
部品には高速閉止バルブ３７が含まれており、その高速
閉止バルブ３７はシンクロトロンに隣接して装架されて
おり、また、その迅速閉止バルブ３７は迅速に閉止して
ビームラインシステムにおけるどのような真空もれから
もシンクロトロンを隔絶することができる。シンクロト
ロン３１から出たシンクロトロン放射体３４のビーム
は、第１ミラー包囲体３８に入り、その第１ミラー包囲
体３８は第１即ち入口ミラー４０を装架しており、ま
た、ポンプ４１によって抜気される。ビーム３４は第２
即ち再集束ミラー（再合焦ミラー）４３に向かって上方
にミラー４０によって偏向されており、その再集束ミラ
ー４３は包囲構造体４５内に装架されているとともにポ
ンプ４６によって抜気されている。次いで、ビーム３４
は平坦な走査用ミラー４７によって遮断され、その走査
用ミラー４７は封じ込め構造体４８内に装架されている
とともにポンプ４９によって抜気されている。平坦なミ
ラー４７は枢支点５０のまわりで枢動するよう装架され
ているとともに、反対側の端部のところで駆動軸５１及
びリニアアクチュエータ５２より上方及び下方に駆動さ
れるようになっている。次いで、ビームはビーム経路の
残りの構成部品中を下方に進み、その残りの構成部品に
は好ましくは付加的真空ポンプ５４と、音波遅延線５５
と、診断ミラー組立体５６と、シャッタ組立体５７とが
含まれており、そしてビームは最終的に出口窓５９のた
めの装架用組立体５８に到達する。窓５９はビームライ
ンの出口を閉じて大気圧からビームラインの内部を密封
し、それにより、そのビームラインの内部はシンクロト
ロン３１内の真空度と同一基準の超高真空にまで抜気さ
れている。
【００２０】第１即ち入口ミラー４０の反射面６０は第
６図に概略的に図示されている。ミラー４０は例えばガ
ラスあるいは石英のごとき在来のＸ線ミラー材料で形成
されていてもよく、その反射面６０には金の被覆が施さ
れている。ミラー４０は反射被覆を塗布する前に中実材
料から所望の表面湾曲体に研削されて研磨されていても
よい。あるいは、ミラーはミラーベース材料で成るチュ
ーブから形成されていてもよく、そのチューブはそれの
長さ方向に沿って適宜の幅に切断され、次いで、そのチ
ューブは、反射被覆が湾曲面に形成される前にそれの長
さ方向に大きな長半径を有する円形経路に曲げられる。
ミラー４０の反射面６０は完全にトロイド形状をしてお
り、そのトロイド形状をしている反射面６０はそれの長
さ方向及び幅方向に沿って凹状にされている。この形状
は、頂部からみたとき自転車用タイヤの内側チューブの
底部外面に類似している。
６図に概略的に図示されている。ミラー４０は例えばガ
ラスあるいは石英のごとき在来のＸ線ミラー材料で形成
されていてもよく、その反射面６０には金の被覆が施さ
れている。ミラー４０は反射被覆を塗布する前に中実材
料から所望の表面湾曲体に研削されて研磨されていても
よい。あるいは、ミラーはミラーベース材料で成るチュ
ーブから形成されていてもよく、そのチューブはそれの
長さ方向に沿って適宜の幅に切断され、次いで、そのチ
ューブは、反射被覆が湾曲面に形成される前にそれの長
さ方向に大きな長半径を有する円形経路に曲げられる。
ミラー４０の反射面６０は完全にトロイド形状をしてお
り、そのトロイド形状をしている反射面６０はそれの長
さ方向及び幅方向に沿って凹状にされている。この形状
は、頂部からみたとき自転車用タイヤの内側チューブの
底部外面に類似している。
【００２１】第２即ち再集束ミラー（再合焦ミラー）４
３の反射面６２は第７図に概略的に示されており、第５
図に示されているビームライン構成から理解されるとお
り、その第５図に示されているごとく反射面６２を下方
に向けた状態でミラー４３は位置決めされている。ミラ
ー４３はガラスあるいは石英のごときＸ線ミラーのため
の在来の材料で形成されていてもよく、反射面は素材か
ら研削され研磨されており、あるいは、ミラー４３はチ
ューブから形成されていてもよく、反射面６２は金のご
とき反射体で被覆されている。表面６２はそれの長さ方
向に沿って凹状であるが、それの幅方向に沿っては凸状
をしており、時としてその表面はサドルトロイド（sadd
le toroid）形状と言われている。
３の反射面６２は第７図に概略的に示されており、第５
図に示されているビームライン構成から理解されるとお
り、その第５図に示されているごとく反射面６２を下方
に向けた状態でミラー４３は位置決めされている。ミラ
ー４３はガラスあるいは石英のごときＸ線ミラーのため
の在来の材料で形成されていてもよく、反射面は素材か
ら研削され研磨されており、あるいは、ミラー４３はチ
ューブから形成されていてもよく、反射面６２は金のご
とき反射体で被覆されている。表面６２はそれの長さ方
向に沿って凹状であるが、それの幅方向に沿っては凸状
をしており、時としてその表面はサドルトロイド（sadd
le toroid）形状と言われている。
【００２２】第８図は２つのミラー４０及び４３のビー
ム３４に対する効果を示している。第８図にはＸ線リソ
グラフビームラインの頂面図及び側面図が含まれてお
り、その第８図にはグラフの最も左側にあるシンクロト
ロン放射源から最も右側にある露光場へシステムを横切
っている２０個のフォトンの経路を誇張したスケールで
示している。理解されるとおり、第１即ち入口ミラーは
フォトンを水平方向に集め、そしてそれを集束している
とともに、フォトンを垂直方向にやや分散させている。
第２即ち再集束ミラーはＸ線ビームを垂直方向に再集束
しているとともに、そのＸ線ビームを水平方向に平行に
している。かくて、双方のミラーを通過した後、ビーム
は水平方向に幅をほぼ均一にしつつ、そしてその幅を横
切るパワー密度をほぼ均一にしつつ垂直方向で細いライ
ンに緊密に集束されている。
ム３４に対する効果を示している。第８図にはＸ線リソ
グラフビームラインの頂面図及び側面図が含まれてお
り、その第８図にはグラフの最も左側にあるシンクロト
ロン放射源から最も右側にある露光場へシステムを横切
っている２０個のフォトンの経路を誇張したスケールで
示している。理解されるとおり、第１即ち入口ミラーは
フォトンを水平方向に集め、そしてそれを集束している
とともに、フォトンを垂直方向にやや分散させている。
第２即ち再集束ミラーはＸ線ビームを垂直方向に再集束
しているとともに、そのＸ線ビームを水平方向に平行に
している。かくて、双方のミラーを通過した後、ビーム
は水平方向に幅をほぼ均一にしつつ、そしてその幅を横
切るパワー密度をほぼ均一にしつつ垂直方向で細いライ
ンに緊密に集束されている。
【００２３】上述した通り、入口ミラーは発散する扇状
のシンクロトロン放射体を集め、また、光を水平方向に
部分的に平行となすよう作用する。好ましくは、その入
口ミラーは物理的な抑制が許す限りシンクロトロン源の
近くに位置している。好ましくは、入口ミラーはそのミ
ラーの２度のグレージング角（限界見通し角）を提供す
るよう装架されており、そのグレージング角は約２００
０ｅＶでフォトンの高エネルギ遮断を決定している。よ
り小さなグレージング角はシステムの全体的のスループ
ットを高めるが、より高いエネルギのフォトンがより多
く通過してしまうという欠点を有しており、また、より
長いミラーを形成することが必要であるという欠点を有
している。長いミラーは一般に作るのがより難しく、よ
り長い移送時間が掛かり、そしてまたより高価である。
のシンクロトロン放射体を集め、また、光を水平方向に
部分的に平行となすよう作用する。好ましくは、その入
口ミラーは物理的な抑制が許す限りシンクロトロン源の
近くに位置している。好ましくは、入口ミラーはそのミ
ラーの２度のグレージング角（限界見通し角）を提供す
るよう装架されており、そのグレージング角は約２００
０ｅＶでフォトンの高エネルギ遮断を決定している。よ
り小さなグレージング角はシステムの全体的のスループ
ットを高めるが、より高いエネルギのフォトンがより多
く通過してしまうという欠点を有しており、また、より
長いミラーを形成することが必要であるという欠点を有
している。長いミラーは一般に作るのがより難しく、よ
り長い移送時間が掛かり、そしてまたより高価である。
【００２４】入口ミラーの表面６０の曲率により、ミラ
ーの中心軸線近くでそのミラーに衝突するフォトンは別
のところに衝突するフォトンよりもわずかに小さなグレ
ージング角を経験する。このエネルギ領域におけるＸ線
の減衰は入射角に対して非常に敏感で、グレージング角
のわずかな増加でも減衰を非常に増加させる。ミラーを
横切るフォトンにより経験されるグレージング角は露光
場で予想され得るエネルギ損失を示している。グレージ
ング角の効果は、第１即ち入口ミラーの場合第１２図に
図示されており、第２即ち再集束ミラーの場合第１３図
に示されており、双方のミラーのための平均反射角は第
１４図に示されている。２つの程度のグレージング角
で、所望とされない高エネルギＸ線は反射面での減衰に
より除去される。ミラーに対するこのグレージング角は
優れたコントラストに対する高エネルギ遮断要求を提供
するけれども、所望とされるＸ線エネルギは非常に険し
い減衰曲線の縁部にある。かくて、反射されるＸ線の減
衰はグレージング角における僅かな変化に対して非常に
敏感である。Ｘ線がビームラインを横切る際にそのＸ線
によって経験される反射角は、（水平軸線に沿ったコン
システンシーの場合）Ｘ線が露光場を打つ場所に対して
第１２図から第１４図に描かれている。この情報は、反
射率損失がシステム内で生じるであろう場所を示してい
る。
ーの中心軸線近くでそのミラーに衝突するフォトンは別
のところに衝突するフォトンよりもわずかに小さなグレ
ージング角を経験する。このエネルギ領域におけるＸ線
の減衰は入射角に対して非常に敏感で、グレージング角
のわずかな増加でも減衰を非常に増加させる。ミラーを
横切るフォトンにより経験されるグレージング角は露光
場で予想され得るエネルギ損失を示している。グレージ
ング角の効果は、第１即ち入口ミラーの場合第１２図に
図示されており、第２即ち再集束ミラーの場合第１３図
に示されており、双方のミラーのための平均反射角は第
１４図に示されている。２つの程度のグレージング角
で、所望とされない高エネルギＸ線は反射面での減衰に
より除去される。ミラーに対するこのグレージング角は
優れたコントラストに対する高エネルギ遮断要求を提供
するけれども、所望とされるＸ線エネルギは非常に険し
い減衰曲線の縁部にある。かくて、反射されるＸ線の減
衰はグレージング角における僅かな変化に対して非常に
敏感である。Ｘ線がビームラインを横切る際にそのＸ線
によって経験される反射角は、（水平軸線に沿ったコン
システンシーの場合）Ｘ線が露光場を打つ場所に対して
第１２図から第１４図に描かれている。この情報は、反
射率損失がシステム内で生じるであろう場所を示してい
る。
【００２５】再集束ミラー４３はＸ線ビーム３４を水平
方向に平行にし且つビームを垂直方向に集束する。この
ミラーの表面の湾曲は第１のミラーの表面の湾曲に調和
して作用して均一のパワー分布で均一な像を提供する。
再集束ミラーのサドルトロイド形状は内側チューブの底
部内面に類似していてもよく、即ち長さ方向に沿っては
凹状であるが、幅方向に沿っては凸状である。この形式
のミラーは素材からミラー面を研削し研磨して形成され
ていてもよく、あるいは、ガラスチューブを長さ方向に
切断し、それを円形形状に曲げることによって形成され
ていてもよい。再集束ミラー４３の中心軸線に沿って衝
突するフォトンは入口ミラーで生じるものと異なる態様
で、表面の湾曲により縁部近くに衝突するものよりも少
なく減衰される。反射角は減衰及びスループットに密接
に関係付けられているために、２つのミラーを適正に配
列させることによりスペクトル均一性を改良することが
できる。例えば、一緒に作動する２つの凹状−凹状トロ
イド形状は同じ数の集束パラメータを提供することがで
きるが、両方の鏡の減衰ファクターは外方のフォトンを
最も減衰させようとする。一方のミラーが凹状／凹状ト
ロイド形状で、他方のミラーが凹状／凸状あるいはサド
ルトロイド形状である場合、減衰ファクターは各ミラー
で内方及び外方フォトンに別々に作動して第１４図のグ
ラフに示されているごとく、露光場でより均一なパワー
分布を生じせしめ、その第１４図には２つのミラーを一
緒に考えた場合の平均反射角が示されている。理解され
るとおり、この平均反射角はミラーを別々に考えた場
合、そのミラーのうちのいずれか１つよりも水平方向に
少ない変移即ち偏差を有している。
方向に平行にし且つビームを垂直方向に集束する。この
ミラーの表面の湾曲は第１のミラーの表面の湾曲に調和
して作用して均一のパワー分布で均一な像を提供する。
再集束ミラーのサドルトロイド形状は内側チューブの底
部内面に類似していてもよく、即ち長さ方向に沿っては
凹状であるが、幅方向に沿っては凸状である。この形式
のミラーは素材からミラー面を研削し研磨して形成され
ていてもよく、あるいは、ガラスチューブを長さ方向に
切断し、それを円形形状に曲げることによって形成され
ていてもよい。再集束ミラー４３の中心軸線に沿って衝
突するフォトンは入口ミラーで生じるものと異なる態様
で、表面の湾曲により縁部近くに衝突するものよりも少
なく減衰される。反射角は減衰及びスループットに密接
に関係付けられているために、２つのミラーを適正に配
列させることによりスペクトル均一性を改良することが
できる。例えば、一緒に作動する２つの凹状−凹状トロ
イド形状は同じ数の集束パラメータを提供することがで
きるが、両方の鏡の減衰ファクターは外方のフォトンを
最も減衰させようとする。一方のミラーが凹状／凹状ト
ロイド形状で、他方のミラーが凹状／凸状あるいはサド
ルトロイド形状である場合、減衰ファクターは各ミラー
で内方及び外方フォトンに別々に作動して第１４図のグ
ラフに示されているごとく、露光場でより均一なパワー
分布を生じせしめ、その第１４図には２つのミラーを一
緒に考えた場合の平均反射角が示されている。理解され
るとおり、この平均反射角はミラーを別々に考えた場
合、そのミラーのうちのいずれか１つよりも水平方向に
少ない変移即ち偏差を有している。
【００２６】ミラーの特定の寸法及びミラーの間隔及び
配向はシンクロトロンシステムに対して概ね最適化され
ており、また、特定の用途に対して最適化されている。
アラジン（Aladdin）シンクロトロン貯蔵リングからの
シンクロトロン放射を利用しているシステムの場合の典
型的な寸法においては、ミラー４０の表面６０に対して
は１４０．６ｍの長半径であり、また、短半径は１０
８．１５ｍｍであり、ミラー４３の表面６２の場合３３
１．５７ｍの長半径であり、また、短半径は１６１．５
５ｍｍであり、長半径Ｒ及び短半径ｒはミラー４０の場
合第１５図に例示されているごとく決定され、ミラー４
３の場合第１６図に示されているように決定される。両
方のミラーの場合、長半径Ｒはミラー半径の中心軸線に
対して測定されている。
配向はシンクロトロンシステムに対して概ね最適化され
ており、また、特定の用途に対して最適化されている。
アラジン（Aladdin）シンクロトロン貯蔵リングからの
シンクロトロン放射を利用しているシステムの場合の典
型的な寸法においては、ミラー４０の表面６０に対して
は１４０．６ｍの長半径であり、また、短半径は１０
８．１５ｍｍであり、ミラー４３の表面６２の場合３３
１．５７ｍの長半径であり、また、短半径は１６１．５
５ｍｍであり、長半径Ｒ及び短半径ｒはミラー４０の場
合第１５図に例示されているごとく決定され、ミラー４
３の場合第１６図に示されているように決定される。両
方のミラーの場合、長半径Ｒはミラー半径の中心軸線に
対して測定されている。
【００２７】平坦な走査用ミラー４７は在来の態様で光
学的に平坦な面を備えており、金の被覆を反射面に被覆
させる態様で平坦なガラス板で作られていてもよい。好
ましくは、平坦な走査用ミラーは、Ｘ線が約０．２度か
ら約４度の間の様々なグレージング角でミラーを打つか
も知れないけれども、１度の公称グレージング角を有し
ている。走査用ミラーが上下に移動してビーム３４の入
射角を変化させることにより、結果として露光場でのビ
ーム３４の像の位置に変化が生じる。これはビームの３
つの位置が示されている第１０図に示されており、第１
の位置３４ａではビームは露光場７０の頂部にあり、第
２の位置３４ｂでは露光場の中程にあり、第３の位置３
４ｃは露光場の底部にある。このシステムにより提供さ
れるビームの像は第１０図に示されているごとく非常に
細いものである。例えば、例示的な寸法は横が６０ｍｍ
で厚さが４ｍｍである。
学的に平坦な面を備えており、金の被覆を反射面に被覆
させる態様で平坦なガラス板で作られていてもよい。好
ましくは、平坦な走査用ミラーは、Ｘ線が約０．２度か
ら約４度の間の様々なグレージング角でミラーを打つか
も知れないけれども、１度の公称グレージング角を有し
ている。走査用ミラーが上下に移動してビーム３４の入
射角を変化させることにより、結果として露光場でのビ
ーム３４の像の位置に変化が生じる。これはビームの３
つの位置が示されている第１０図に示されており、第１
の位置３４ａではビームは露光場７０の頂部にあり、第
２の位置３４ｂでは露光場の中程にあり、第３の位置３
４ｃは露光場の底部にある。このシステムにより提供さ
れるビームの像は第１０図に示されているごとく非常に
細いものである。例えば、例示的な寸法は横が６０ｍｍ
で厚さが４ｍｍである。
【００２８】上述したシステムにおけるミラーのための
例示的間隔には、入口ミラーを源から２．７５ｍのとこ
ろに、そしてソースの面のところに位置決めすることが
含まれており、また、再集束ミラーを源から４ｍのとこ
ろに、そして、その源面よりも８７ｍｍのところに位置
決めし、平坦な走査用ミラーを源から５ｍのところに、
そして、源面よりも上に８７ｍｍのところに位置決め
し、また、源から９．３７ｍのところに、そして、源面
よりも下に６５ｍｍのところに位置決めすることが含ま
れている。
例示的間隔には、入口ミラーを源から２．７５ｍのとこ
ろに、そしてソースの面のところに位置決めすることが
含まれており、また、再集束ミラーを源から４ｍのとこ
ろに、そして、その源面よりも８７ｍｍのところに位置
決めし、平坦な走査用ミラーを源から５ｍのところに、
そして、源面よりも上に８７ｍｍのところに位置決め
し、また、源から９．３７ｍのところに、そして、源面
よりも下に６５ｍｍのところに位置決めすることが含ま
れている。
【００２９】場所における非常にわずかな変化及び入口
ミラー４０及び再集束ミラー４３の傾きにおける僅かな
変化は、パワーあるいは像形状の均一性を処理すること
なく最終像までの距離を変えるのに用いることがきで
る。この調整可能性は幅広い充分な距離にわたっていて
ビームラインの長さを劇的に変化させる可能性を提供し
ている。隣接するビームラインのための最終像の位置を
づらすことにより、ウエハを保持しているステッパの位
置を食い違いにすることができ、もって込み合った作業
位置におけるそれらの近接可能性を容易ならしめてい
る。加えて、ミラー４０及び４３は湾曲可能に作られて
いて長半径が調整機構を用いることにより変化せしめさ
れるのを可能ならしめている。利用される低いグレージ
ング角ではミラーの長さ方向に沿った曲率の非常にわず
かな変化のみが最適な集束に必要とされる。
ミラー４０及び再集束ミラー４３の傾きにおける僅かな
変化は、パワーあるいは像形状の均一性を処理すること
なく最終像までの距離を変えるのに用いることがきで
る。この調整可能性は幅広い充分な距離にわたっていて
ビームラインの長さを劇的に変化させる可能性を提供し
ている。隣接するビームラインのための最終像の位置を
づらすことにより、ウエハを保持しているステッパの位
置を食い違いにすることができ、もって込み合った作業
位置におけるそれらの近接可能性を容易ならしめてい
る。加えて、ミラー４０及び４３は湾曲可能に作られて
いて長半径が調整機構を用いることにより変化せしめさ
れるのを可能ならしめている。利用される低いグレージ
ング角ではミラーの長さ方向に沿った曲率の非常にわず
かな変化のみが最適な集束に必要とされる。
【００３０】ビームの完全な場の網羅は、平坦なミラー
４７を用いて露光場を横切り垂直方向に像を走査するこ
とにより上述したごとく得られる。あるいは、ウエハと
マスクとをＸ線ビーム方向を介して一緒に並進させるこ
とにより走査を達成することがきでる。走査用ミラーが
１度あるいはそれ以下のグレージング角を有している場
合、平坦なミラーの反射率のエネルギ依存性は、Ｘ線ミ
ラーを被覆するのに用いられる多くの材料の場合反射率
曲線のほぼ平坦な部分に存在している。用いられている
僅かなグレージング角ではより高い全反射率が暗示され
ているが、しかし、より高いミラーが必要とされてい
る。
４７を用いて露光場を横切り垂直方向に像を走査するこ
とにより上述したごとく得られる。あるいは、ウエハと
マスクとをＸ線ビーム方向を介して一緒に並進させるこ
とにより走査を達成することがきでる。走査用ミラーが
１度あるいはそれ以下のグレージング角を有している場
合、平坦なミラーの反射率のエネルギ依存性は、Ｘ線ミ
ラーを被覆するのに用いられる多くの材料の場合反射率
曲線のほぼ平坦な部分に存在している。用いられている
僅かなグレージング角ではより高い全反射率が暗示され
ているが、しかし、より高いミラーが必要とされてい
る。
【００３１】ベリリウム窓５９はビームライン（全ての
光学的素子を含む）の超高真空部分をステッパシステム
３２から隔絶するべく作用し、そのビームラインはヘリ
ウムの大気中で在来通り作動する。ベリリウム窓の場合
の代表的な厚みは１３乃至１５ミクロンであり、それに
より、窓はハイパスフィルタとしても作用することがで
き、所望とされない低エネルギのＸ線波長を遮断する。
ベリリウム窓の厚みを、像の最終パワー輪郭における僅
かな非均一性を正すための手段として作ることも可能で
ある。
光学的素子を含む）の超高真空部分をステッパシステム
３２から隔絶するべく作用し、そのビームラインはヘリ
ウムの大気中で在来通り作動する。ベリリウム窓の場合
の代表的な厚みは１３乃至１５ミクロンであり、それに
より、窓はハイパスフィルタとしても作用することがで
き、所望とされない低エネルギのＸ線波長を遮断する。
ベリリウム窓の厚みを、像の最終パワー輪郭における僅
かな非均一性を正すための手段として作ることも可能で
ある。
【００３２】Ｘ線リソグラフは、Ｘ線フォトンに対する
露光により生じせしめられるフォトレジストでの科学的
変化に依存している。この方法は黒と白の絵を作り出す
最も一般的な写真方法に多くの点で似ている。「ネガテ
ィブ」（マスク）はシリコンウエハの表面に伝達される
べき構造体及び回路のためのパターンを保持している。
マスクの支持膜は比較的透過性であり、Ｘ線に対して非
常に透過性でない材料で被覆された領域即ち場を支持し
ている。Ｘ線ビームによって照射される際、これら非透
過性の領域は影をウエハ上に投じる。化学的合成物であ
るフォトレジストはＸ線により照射される場所で化学的
変化を受ける。次いで、露光されたウエハは化学的現像
剤により処理され、その化学的現像剤はフォトレジスト
と反応するとともに露光された領域（ポジティブレジス
トの場合）を除去し、あるいは、露光されていない領域
（ネガティブレジストの場合）を除去する。変化を生じ
せしめるのに必要とされるパワー放射線量と変化せしめ
られない放射線量との間の閾値は非常に鋭利で有り得
る。にもかかわらず、露光場の一方の部分から他の部分
へ移送される放射線量の変化は最終製品及び像の品質に
対する必要とされていない効果を有している。一般にＸ
線リソグラフによって作られるべきマイクロデバイスは
１インチｘ１インチの場を横切る少なくとも完全な場の
露光を必要とし、望ましくは２インチｘ２インチの場を
横切る露光を有している。このような大きな装置にかか
る処理費はきわめて高く、従って、露光場内の領域の露
光不足及び過露光により生ずる高い失敗率は許容するこ
とができない。
露光により生じせしめられるフォトレジストでの科学的
変化に依存している。この方法は黒と白の絵を作り出す
最も一般的な写真方法に多くの点で似ている。「ネガテ
ィブ」（マスク）はシリコンウエハの表面に伝達される
べき構造体及び回路のためのパターンを保持している。
マスクの支持膜は比較的透過性であり、Ｘ線に対して非
常に透過性でない材料で被覆された領域即ち場を支持し
ている。Ｘ線ビームによって照射される際、これら非透
過性の領域は影をウエハ上に投じる。化学的合成物であ
るフォトレジストはＸ線により照射される場所で化学的
変化を受ける。次いで、露光されたウエハは化学的現像
剤により処理され、その化学的現像剤はフォトレジスト
と反応するとともに露光された領域（ポジティブレジス
トの場合）を除去し、あるいは、露光されていない領域
（ネガティブレジストの場合）を除去する。変化を生じ
せしめるのに必要とされるパワー放射線量と変化せしめ
られない放射線量との間の閾値は非常に鋭利で有り得
る。にもかかわらず、露光場の一方の部分から他の部分
へ移送される放射線量の変化は最終製品及び像の品質に
対する必要とされていない効果を有している。一般にＸ
線リソグラフによって作られるべきマイクロデバイスは
１インチｘ１インチの場を横切る少なくとも完全な場の
露光を必要とし、望ましくは２インチｘ２インチの場を
横切る露光を有している。このような大きな装置にかか
る処理費はきわめて高く、従って、露光場内の領域の露
光不足及び過露光により生ずる高い失敗率は許容するこ
とができない。
【００３３】第１１図は３つのビームライン形態につい
て行なわれたパワー密度研究結果を示していて比較パワ
ー分布を図示している。第１１図で８０によって示され
たグラフは上述した２つのトロイドミラー４０及び４３
で得られたものであり、各ミラーは２度のグレージング
角で装架されている。第１１図における番号８１で示さ
れたグラフは、第２即ち再集束トロイドが１度のグレー
ジング角で装架されているシステムの場合を示してい
る。番号８２で示されているグラフはトロイダル形状よ
りもむしろ楕円形上を有する２つのミラーであってミラ
ー４０及び４３の代わりをなすものを示しており、各々
は２度のグレージング角度を有している。楕円形状のミ
ラーの両方は凹状をしている。３つの曲線８０乃至８２
の全ては同じスケールで描かれており、真ん中のものは
１度のミラーのより高いスループットにより僅かにづら
されている。曲線８０乃至８２の各々の下に横たわって
いるヒストグラムは５００，０００本の光線でパワー密
度を計算した結果である。曲線８０乃至８２は第４次多
項式フィットを用いたヒストグラムデータに適合してい
る。これら曲線は、２度のグレージング角度のトロイド
ミラーを利用しているシステムが鏡像力場を横切る最も
均一なパワー分布を与えることを示している。グラフ８
０から理解されるとおり、このようなミラーを用いた場
合の強度は縁部に向かって僅かにのみ減少しようとす
る。かくて、光学素子に対する僅かな変形により、全２
インチの鏡像力場にわたって（９０％以内の）ほぼ直線
の方向性を得ることができる。もたらされる交換即ち取
引は像の形状あるいは像の開きあるいはその双方におけ
る僅かな変化を含んでいる。パワーの非均一性における
僅かな修正は細いフィルタを用いることにより補償する
ことができ、そのフィルタのテーパの付された厚み輪郭
は窓のためのものである。フィルタの様々な厚みの吸収
性特性に依存する訂正即ち修正は伝達されるスペクトル
の形状に対するインパクトを有している。かくて、本発
明のようにきわめて均一なパワー分布及びスペクトル応
答性を移送する光学システムでスタートすることによ
り、後で像を清浄にする必要性が少なくなる。
て行なわれたパワー密度研究結果を示していて比較パワ
ー分布を図示している。第１１図で８０によって示され
たグラフは上述した２つのトロイドミラー４０及び４３
で得られたものであり、各ミラーは２度のグレージング
角で装架されている。第１１図における番号８１で示さ
れたグラフは、第２即ち再集束トロイドが１度のグレー
ジング角で装架されているシステムの場合を示してい
る。番号８２で示されているグラフはトロイダル形状よ
りもむしろ楕円形上を有する２つのミラーであってミラ
ー４０及び４３の代わりをなすものを示しており、各々
は２度のグレージング角度を有している。楕円形状のミ
ラーの両方は凹状をしている。３つの曲線８０乃至８２
の全ては同じスケールで描かれており、真ん中のものは
１度のミラーのより高いスループットにより僅かにづら
されている。曲線８０乃至８２の各々の下に横たわって
いるヒストグラムは５００，０００本の光線でパワー密
度を計算した結果である。曲線８０乃至８２は第４次多
項式フィットを用いたヒストグラムデータに適合してい
る。これら曲線は、２度のグレージング角度のトロイド
ミラーを利用しているシステムが鏡像力場を横切る最も
均一なパワー分布を与えることを示している。グラフ８
０から理解されるとおり、このようなミラーを用いた場
合の強度は縁部に向かって僅かにのみ減少しようとす
る。かくて、光学素子に対する僅かな変形により、全２
インチの鏡像力場にわたって（９０％以内の）ほぼ直線
の方向性を得ることができる。もたらされる交換即ち取
引は像の形状あるいは像の開きあるいはその双方におけ
る僅かな変化を含んでいる。パワーの非均一性における
僅かな修正は細いフィルタを用いることにより補償する
ことができ、そのフィルタのテーパの付された厚み輪郭
は窓のためのものである。フィルタの様々な厚みの吸収
性特性に依存する訂正即ち修正は伝達されるスペクトル
の形状に対するインパクトを有している。かくて、本発
明のようにきわめて均一なパワー分布及びスペクトル応
答性を移送する光学システムでスタートすることによ
り、後で像を清浄にする必要性が少なくなる。
【００３４】像のところでパワーの残りの非均一性を正
すことを、直線的な厚み輪郭を持ったフィルタ即ち窓を
用いることにより行なうことができる。必要とされる直
線性が僅かな場合に限り、生じせしめられる減衰は伝達
されるスペクトルに影響を与えない。その方法には露光
場でのパワー密度を写すことが最初に必要とされる。こ
のことは、露光場を横切って任意適宜の検出器をラスタ
リングすることにより行なうことができる。吸収材料に
よって生じせしめされる減衰が材料の厚みにＩ＝Ｉo
（ｅνt ）倍だけ関連せしめられていることを知れば、
ビームを所望の密度Ｉに減衰するのに必要とされる付加
的な吸収体の厚みを容易に計算することができる。次い
で分析は、「付加的な厚み」マップを提供する。真空沈
着中に通常様々な技術を用いて様々な厚みの輪郭を備え
た被覆を提供している。このような技術は、基質のある
部分を他の部分よりも源近くに位置決めするごとく単純
であり、あるいは、惑星運動系及び一連のバッフルを利
用するごとく手の込んだものである。
すことを、直線的な厚み輪郭を持ったフィルタ即ち窓を
用いることにより行なうことができる。必要とされる直
線性が僅かな場合に限り、生じせしめられる減衰は伝達
されるスペクトルに影響を与えない。その方法には露光
場でのパワー密度を写すことが最初に必要とされる。こ
のことは、露光場を横切って任意適宜の検出器をラスタ
リングすることにより行なうことができる。吸収材料に
よって生じせしめされる減衰が材料の厚みにＩ＝Ｉo
（ｅνt ）倍だけ関連せしめられていることを知れば、
ビームを所望の密度Ｉに減衰するのに必要とされる付加
的な吸収体の厚みを容易に計算することができる。次い
で分析は、「付加的な厚み」マップを提供する。真空沈
着中に通常様々な技術を用いて様々な厚みの輪郭を備え
た被覆を提供している。このような技術は、基質のある
部分を他の部分よりも源近くに位置決めするごとく単純
であり、あるいは、惑星運動系及び一連のバッフルを利
用するごとく手の込んだものである。
【００３５】ビームの発散により、マスクからフォトレ
ジストに投影される像の品質に関する重要な情報が提供
される。第１７図及び第１８図に示されたもののごとき
発散プロットを用いた場合、マスクのメーカーはぶれ及
び他の発散誘導エラーを予想することができ、また、マ
スク書き込みソフトウエアに対する調節を行なって、必
要に応じ、補償を組み入れることができる。SHADOWのご
とき光線追跡プログラムは所望とされる発散プロットを
提供することができ、また、数値分析プログラムは計算
された「ベスト−フィット(best-fit)」公式を提供する
ことができる。ベスト−フィット公式でマスク書き込み
ツールを制御して正されたマスクを書き込むコンピュー
タを提供する技術は、リソグラフ工業界では知られてい
る。
ジストに投影される像の品質に関する重要な情報が提供
される。第１７図及び第１８図に示されたもののごとき
発散プロットを用いた場合、マスクのメーカーはぶれ及
び他の発散誘導エラーを予想することができ、また、マ
スク書き込みソフトウエアに対する調節を行なって、必
要に応じ、補償を組み入れることができる。SHADOWのご
とき光線追跡プログラムは所望とされる発散プロットを
提供することができ、また、数値分析プログラムは計算
された「ベスト−フィット(best-fit)」公式を提供する
ことができる。ベスト−フィット公式でマスク書き込み
ツールを制御して正されたマスクを書き込むコンピュー
タを提供する技術は、リソグラフ工業界では知られてい
る。
【００３６】
【発明の効果】かくて、本発明は２つのミラーのユニー
クな組合せを有しており、それら２つのミラーは、シン
クロトロン放射を集めてＸ線リソグラフ露光場のところ
でそれをライン像に集束するのに理想的に適している。
凹状／凸状ミラー及び凹状／凸状（サドル）ミラーは一
緒になって作動して露光場を横切るきわめて均一なパワ
ー分布を備えた優れた集束可能性を提供する。また、シ
ステムは、マスク／フォトレジスト要求にきわめてよく
マッチしているＸ線を移送している。マスクの加熱に寄
与する低エネルギフォトンはベリリウム窓によって除去
され、一方、像のコントラストを低減させる高エネルギ
フォトンはグレージング光学素子によって除去されてい
る。結果は、有効フォトンの優れた束とかなりの生産ス
ループットが得られることである。システムの構成によ
り、光学素子を再特定することなく長さが変化し得る可
撓性ビームラインが提供される。かくて、急速に且つ単
純に変化し得る完全にモジュラーな構成部品が許容さ
れ、交換及びベークアウト（bakeouts）に必要とされる
長い非稼働時間を除去する。また、本発明においては、
入口及び再集束ミラーを用いることが可能であり、それ
らミラーは真のトロイド形状ではない。適切な応用例の
場合、反射面は概ね多項式面（例えば、６乗までの）で
あってよく、例えば、回転楕円面あるいはサドル双曲面
のごとき円錐曲線の回転体に近いものである。
クな組合せを有しており、それら２つのミラーは、シン
クロトロン放射を集めてＸ線リソグラフ露光場のところ
でそれをライン像に集束するのに理想的に適している。
凹状／凸状ミラー及び凹状／凸状（サドル）ミラーは一
緒になって作動して露光場を横切るきわめて均一なパワ
ー分布を備えた優れた集束可能性を提供する。また、シ
ステムは、マスク／フォトレジスト要求にきわめてよく
マッチしているＸ線を移送している。マスクの加熱に寄
与する低エネルギフォトンはベリリウム窓によって除去
され、一方、像のコントラストを低減させる高エネルギ
フォトンはグレージング光学素子によって除去されてい
る。結果は、有効フォトンの優れた束とかなりの生産ス
ループットが得られることである。システムの構成によ
り、光学素子を再特定することなく長さが変化し得る可
撓性ビームラインが提供される。かくて、急速に且つ単
純に変化し得る完全にモジュラーな構成部品が許容さ
れ、交換及びベークアウト（bakeouts）に必要とされる
長い非稼働時間を除去する。また、本発明においては、
入口及び再集束ミラーを用いることが可能であり、それ
らミラーは真のトロイド形状ではない。適切な応用例の
場合、反射面は概ね多項式面（例えば、６乗までの）で
あってよく、例えば、回転楕円面あるいはサドル双曲面
のごとき円錐曲線の回転体に近いものである。
【００３７】理解されるとおり、本発明はここで述べた
特定実施例に限定されるべきでなく、前掲請求項に該当
する変形形態を含むものである。
特定実施例に限定されるべきでなく、前掲請求項に該当
する変形形態を含むものである。
【図１】シンクロトロン貯蔵リングのための２つの異な
る電子エネルギレベルでの放出フォトンエネルギのスペ
クトルを示す図。
る電子エネルギレベルでの放出フォトンエネルギのスペ
クトルを示す図。
【図２】扇形シンクロトロン放射を示す説明図。
【図３】シンクロトロン放射ビームの断面におけるＸ線
束の垂直及び水平分布を示す説明図。
束の垂直及び水平分布を示す説明図。
【図４】代表的なＸ線マスク及びフォトレジストに対す
る典型的なシステムリスポンスを示す説明図で、フォト
ンエネルギの好ましいプロセスウインドを図示している
図。
る典型的なシステムリスポンスを示す説明図で、フォト
ンエネルギの好ましいプロセスウインドを図示している
図。
【図５】本発明によるＸ線ビームライン装置の概略図。
【図６】第５図に示されたビームライン装置における第
１即ち入口ミラーのミラー面を示す説明図。
１即ち入口ミラーのミラー面を示す説明図。
【図７】第５図に示されたビームライン装置における第
２即ち再集束ミラーの形状を示す説明図。
２即ち再集束ミラーの形状を示す説明図。
【図８】本発明によるビームライン装置における入口及
び再集束ミラーを通ってシンクロトロンから放射される
Ｘ線経路の側面図及び頂面図におけるグラフ。
び再集束ミラーを通ってシンクロトロンから放射される
Ｘ線経路の側面図及び頂面図におけるグラフ。
【図９】本発明によるビームライン装置を通過し且つＸ
線マスクに移送されるＸ線のスペクトルを示すグラフ。
線マスクに移送されるＸ線のスペクトルを示すグラフ。
【図10】本発明による装置の走査ミラーの様々な傾斜角
で２インチｘ１インチの露光場を走査する間に生成され
る像を示している図。
で２インチｘ１インチの露光場を走査する間に生成され
る像を示している図。
【図11】３つのミラー形態の場合の像面でのパワー密度
分布を示している例示カーブで、２度及び２度のグレー
ジング入射楕円ミラーと、２度及び１度のトロイドミラ
ーと、２度及び２度のトロイドミラーを含んでいるそれ
らのミラーを示している図。
分布を示している例示カーブで、２度及び２度のグレー
ジング入射楕円ミラーと、２度及び１度のトロイドミラ
ーと、２度及び２度のトロイドミラーを含んでいるそれ
らのミラーを示している図。
【図12】Ｘ線が露光場を打つ場所対入口ミラーでの反射
角を示している図。
角を示している図。
【図13】Ｘ線が露光場を打つ場所対再集束ミラーでの反
射角を示している図。
射角を示している図。
【図14】Ｘ線が露光場を打つ場所対入口及び再集束ミラ
ーの双方を横切るＸ線に対する平均反射角を示している
図。
ーの双方を横切るＸ線に対する平均反射角を示している
図。
【図15】反射面に対する短及び長曲率半径を示している
入口ミラーの概略図。
入口ミラーの概略図。
【図16】短及び長反射面に対する短及び長曲率半径を示
している再集束ミラーの概略図。
している再集束ミラーの概略図。
【図17】像面での像に対する水平方向位置対水平方向発
散を示す説明図。
散を示す説明図。
【図18】像面での像に対する水平方向位置対垂直方向発
散を示す説明図。
散を示す説明図。
20 シンクロトロン 21 電子ビーム 22 扇状シンクロトロン放射 25 箱 26 グラフ 27 グラフ 30 Ｘ線ビームライン装置 31 シンクロトロン 32 目標装置即ちステッパシステム 34 Ｘ線ビームの経路即ちシンクロトロン放射体 34a 第１の位置 34b 第２の位置 34c 第３の位置 35 ゲートバルブ 37 迅速閉止バルブ 38 第１のミラー包囲体 40 第１即ち入口ミラー 41 ポンプ 43 第２即ち再集束ミラー 45 包囲構造体 46 ポンプ 47 走査用ミラー 48 封じ込め構造体 49 ポンプ 50 枢支点 51 駆動軸 52 リニアアクチュエータ 54 真空ポンプ 55 音波遅延線 56 診断ミラー組立体 57 シャッタ組立体 58 装架用組立体 59 出口窓 60 反射面 61 反射面 70 露光場 80 グラフ 81 グラフ 82 グラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−116500（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−139822（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−215800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−312639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−311515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−236321（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−504271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/20 - 7/24 G03F 9/00 - 9/02 H02L 21/027 H05H 13/04
Claims (19)
- 【請求項１】 シンクロトロン放射を受領するＸ線リン
グラフのためのビームライン装置にして、 （ａ）ビームライン内に配備された第１即ち入口ミラー
であって、該入口ミラーは反射面を有しており、該反射
面はそれの幅方向に沿って凹状であるとともにそれの長
さ方向に沿って凹状であり、前記反射面はグレージング
角でシンクロトロンからの扇状反射体を受領するよう位
置決めされているとともに１つの寸法でＸ線を部分的に
平行にならしめるよう位置決めされている前記第１即ち
入口ミラーと （ｂ）グレージング角で前記入口ミラーから反射された
Ｘ線を受領するよう位置決めされている第２即ち再集束
ミラーであって、該再集束ミラーは反射面を有してお
り、該反射面はそれの長さ方向に沿って凹状であるとと
もにそれの幅方向に沿って凸状であり、前記再集束ミラ
ーは前記Ｘ線を水平方向に平行ならしめるよう作用する
とともに該Ｘ線を垂直方向に集束するよう作用し、前記
入口ミラー及び前記再集束ミラーは互いに協働するよう
位置決めされていて実質上均一なパワー分布で像面のと
ころにほぼ均一な像を有するビームを提供するよう構成
されている前記第２即ち再集束ミラーと、を有している
ビームライン装置。 - 【請求項２】 前記入口ミラー及び前記再集束ミラーは
各々前記Ｘ線に対してほぼ２度のグレージング角を有し
ている請求項１記載のビームライン装置。 - 【請求項３】 前記入口及び再集束ミラー並びに窓を含
む前記ビームラインをそれの長さ方向に沿って包囲する
構造体を有しており、前記窓は前記ビームラインの端部
を閉止して該ビームラインの内部を外部大気圧から密封
しており、前記窓は前記入口及び再集束ミラーと協働し
て、実質上減衰せしめられた所望のエネルギバンドより
も上の及びそれよりも下のＸ線を有している該窓を通過
する際Ｘ線ビームを提供するようになっている請求項１
記載のビームライン装置。 - 【請求項４】 前記窓はベリリュウムで形成されている
請求項３記載のビームライン装置。 - 【請求項５】 前記窓は可変の厚みを有していて非均一
なパワー分布を補償するようになっている請求項３記載
のビームライン装置。 - 【請求項６】 前記再集束ミラーから反射されたＸ線ビ
ームに係合するよう位置決めされている平坦な走査用ミ
ラーを更に有しており、該平坦な走査用ミラーは前記像
面でビームの位置を変化させるべく枢動するよう装架さ
れている請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記平坦な走査用ミラーは前記ビームに
対して約０．２度と約４度との間の公称グレージング角
を有している請求項６記載のビームライン装置。 - 【請求項８】 前記入口ミラーの反射面はトロイド形状
であり且つ約１４０ｍの長曲率半径と約１０８ｍｍの短
曲率半径とを有しており、前記再集束ミラーの反射面は
トロイド形状であり且つ約３３２ｍの長曲率半径と約１
６２ｍｍの短曲率半径とを有している請求項１記載のビ
ームライン装置。 - 【請求項９】 シンクロトロンからのＸ線のビームを集
束するとともに平行ならしめる方法にして、（ａ）グレ
ージング角でシンクロトロンからのシンクロトロン放射
体をなす扇状Ｘ線を、長曲率半径及び短曲率半径を有す
る凹状／凹状トロイド反射面を有する第１のミラーで遮
断し、その反射面からＸ線を反射してシンクロトロンか
らの発散する扇状Ｘ線を集めるとともにそのＸ線を水平
方向に部分的に水平ならしめる工程と、（ｂ）グレージ
ング角で前記第１のミラーから反射されるビームを第２
のミラーで遮断し、該第２のミラーは凹状／凸状トロイ
ド反射面を有しており、該トロイド面はそれの凹状長さ
方向に沿って長曲率半径とそれの凸状幅方向に沿って短
曲率半径とを有しており、前記第２のミラーは前記Ｘ線
を反射して該Ｘ線を水平方向に平行ならしめるとともに
該Ｘ線を垂直方向に集束する工程と、を有している方
法。 - 【請求項10】 前記集束され且つ平行ならしめられたＸ
線を前記第２のミラーから平坦なミラーで遮断し、該平
坦なミラーを上下に枢動させて前記平坦なミラーの反射
面からのビームを像面に反射させ、もって該像面を横ぎ
ってビームを走査する工程を有している請求項９記載の
方法。 - 【請求項11】 前記Ｘ線は約０．２度と約４度との間の
グレージング角で前記平坦なミラーに衝突する請求項10
記載の方法。 - 【請求項12】 前記第１及び第２のミラーは各々Ｘ線に
対して約２度のグレージング角を有しているクレーム９
記載の方法。 - 【請求項13】 シンクロトロン放射を受領するＸ線リト
グラフのためのＸ線ビームラインにして、（ａ）前記ビ
ームライン内に配備された第１即ち入口ミラーであっ
て、該第１の入口ミラーは反射面を有しており、該反射
面はそれの幅方向に沿って凹状であるとともにそれの長
さ方向に沿って凹状であり、前記反射面はグレージング
角でシンクロトロンからの扇状放射体を受領するよう位
置決めされているとともに一つの寸法において前記Ｘ線
を部分的に平行ならしめるよう位置決めされている前記
第１即ち入口ミラーと、（ｂ）グレージング角で前記入
口ミラーから反射されたＸ線を受領するよう位置決めさ
れている第２即ち再集束ミラーであって、該再集束ミラ
ーは反射面を有しており、該反射面はそれの長さ方向に
沿って凹状であるとともにそれの幅方向に沿って凸状で
あり、前記再集束ミラーはＸ線を水平方向に平行ならし
めるよう作用しているとともに該Ｘ線を垂直方向に集束
するよう作用しており、前記入口ミラー及び前記再集束
ミラーは互いに協働して実質上均一なパワー分布で像面
に実質上均一な像を有するビームを提供するよう位置決
めされている前記第２即ち再集束ミラーと、（ｃ） 前
記入口及び再集束ミラー並びに窓を含む前記ビームライ
ンをそれの長さ方向に沿って包囲する構造体を有してお
り、前記窓はビームラインの端部を閉止して外部大気圧
から前記ビームラインの内部を密封するとともに前記入
口及び再集束ミラーと協働して実質上減衰された所望の
エネルギバンドよりも上で及び下でＸ線を有している該
窓を介して透過する際にＸ線ビームを提供するよう構成
された前記構造体と、を有しているＸ線ビームライン。 - 【請求項14】 前記入口ミラー及び前記再集束ミラーは
各々Ｘ線に対して約２度のグレージング角を有している
請求項13記載のビームライン。 - 【請求項15】 前記窓はベリリウムで形成されている請
求項13記載のビームライン。 - 【請求項16】 前記窓は可変の厚みを有していて非均一
なパワー分布を補償している請求項13記載のビームライ
ン。 - 【請求項17】 前記再集束ミラーから反射されたＸ線ビ
ームに係合するよう位置決めされた平坦な走査用ミラー
を更に備えており、該平坦な走査用ミラーは像面で前記
ビームの位置を変えるべく枢動するよう装架されている
請求項13記載のビームライン。 - 【請求項18】 前記平坦な走査ミラーは前記ビームに対
して約０．２度と約４度との間の公称グレージング角を
有している請求項17記載のビームライン。 - 【請求項19】 前記入口ミラーの反射面はトロイド形状
で約１４０ｍの長曲率半径と約１０８ｍｍの短曲率半径
とを有しており、前記再集束ミラーの反射面はトロイド
形状で約３３２ｍの長曲率半径と約１６２ｍｍの短曲率
半径とを有している請求項13記載のビームライン。
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| AU703510B2 (en) * | 1994-05-11 | 1999-03-25 | Regents Of The University Of Colorado, The | Spherical mirror grazing incidence x-ray optics |
| US5485498A (en) * | 1994-07-01 | 1996-01-16 | Motorola, Inc. | X-ray interface and condenser |
| US5524042A (en) * | 1994-12-15 | 1996-06-04 | Northrop Grumman Corporation | Exit window for X-ray lithography beamline |
| US5627872A (en) * | 1995-02-03 | 1997-05-06 | Northrop Grumman Corporation | Stationary exit window for X-ray lithography beamline |
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-
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