JPH0125221B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0125221B2 JPH0125221B2 JP53150893A JP15089378A JPH0125221B2 JP H0125221 B2 JPH0125221 B2 JP H0125221B2 JP 53150893 A JP53150893 A JP 53150893A JP 15089378 A JP15089378 A JP 15089378A JP H0125221 B2 JPH0125221 B2 JP H0125221B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soft
- metal foil
- sample
- target
- foil target
- 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.)
- Expired
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 21
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、1ミクロン程度の微細パターンを複
写できるX線リングラフイの分野における軟X線
露光装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a soft X-ray exposure apparatus in the field of X-ray phosphorography capable of copying fine patterns of about 1 micron.
1972年に発行された刊行物エレクトロニクス・
レターズ(ELECTRONICS LETTERS)第8
巻、第4号、102頁〜104頁に軟X線を用いた高解
像度パターンの複写についての報告以来、X線リ
ソグラフイに関する研究開発がなされてきた。そ
の従来技術に概略を第1図に示す。例えば1975年
に発行された刊行物アイトリプルイー・トランザ
クシヨンズ・オン・エレクトロン・デバイツイズ
(IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON
DEVICES)、第ED‐22巻、第7号、429頁〜433
頁に、または特許出願公告昭51−41551軟X線リ
ソグラフイの方法及びその装置に同様の図が載つ
ている。金属の固定あるいは回転ターゲツト11
に電子ムービ12を当てて、例えば下方に励起さ
れた軟X線13がマスク14及びレジストの塗布
された基板15より成る試料に当たりマスク上の
パターンを基板上に複写する。10-6Torr程度の
高真空の管球部16と10-2Torr程度の低真空ま
たは軟X線の滅衰の少ないHeガス1Torr程度の
試料室17とは窓部18で分離されている。19
は管球部の高真空排気、20は試料室の低真空排
気あるいはHeガス置換を示している。 Publication Electronics Published in 1972
Letters (ELECTRONICS LETTERS) No. 8
Since the report on reproduction of high resolution patterns using soft X-rays in Vol. 4, pp. 102-104, research and development on X-ray lithography has been carried out. An outline of the prior art is shown in FIG. For example, the publication IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON published in 1975
DEVICES), Volume ED-22, No. 7, pp. 429-433
A similar figure is included in the patent application publication No. 51-41551 Soft X-ray lithography method and apparatus. Fixed or rotating metal target 11
An electron movie 12 is applied to the specimen, and soft X-rays 13 excited downward, for example, strike a sample consisting of a mask 14 and a resist-coated substrate 15 and copy the pattern on the mask onto the substrate. A tube section 16 with a high vacuum of about 10 -6 Torr and a sample chamber 17 with a low vacuum of about 10 -2 Torr or about 1 Torr of He gas where soft X-rays are less attenuated are separated by a window section 18 . 19
20 indicates high vacuum evacuation of the tube section, and 20 indicates low vacuum evacuation or He gas replacement of the sample chamber.
X線リソグラフイは、1)用いられる波長が数
〜数十オングストロームのいわゆる軟X線の領域
であるため、本質的に回折、反射の問題がなく、
1ミクロン程度の微細パターンの作成に適してい
る、2)マスクまたは基板上のごみやほこりをX
線が透過するため、これらの影響がない、3)X
線露光システムとしては構造的に単純であり、電
子ビーム露光システムと比べて比較的廉化である
等の特徴を有している。このような種々長所を有
していながら、軟X線露光装置としての研究開発
の状況は今一つ渋滞の感を免れ難い。この点に関
する一つの重要な要因は、比較的廉化で容易に入
手できる実用的な軟X線源がないことにある。初
期のころ基礎研究用として固定の金属ターゲツト
に電子ビームを照射し軟X線を発生させる方法が
用いられたが、この方法では固定金属ターゲツト
の冷却効率が悪く励起電子ビーム出力を大きく出
来ないので得られる軟X線の強度は極めて小さく
実用的ではない。ここ数年、水冷回転ターゲツト
を用いた10〜20KWの高出力軟X線源が開発され
用いられている。ところが回転ターゲツトは1分
間に6000回転以上の高速回転をするため、モータ
ーなどの回転子によつて引き起こされる振動が大
きく、設置されたマスク及び基板の位置ずれある
いは複写パターンの精度に強く影響を与えるマス
クと基板の間隙の変動を生じる懸念がある。また
10KWの水冷回転ターゲツトの使用の経験から、
1)回転ターゲツトの回転部はオイルシールによ
つて高真空密閉が施されているが、高速回転のた
めオイルシール部分が摩耗、破損しやすい、2)
管球内部へのオイルガスの混入等によつて引き起
こされる管球内部の真空の清浄度の低下によつて
異常放電が発生しやすい、3)ターゲツト表面の
微小焦点に極めて高出力な電子ビームが照射され
るため表面汚染、ガスの空沸等が生じやすく、結
果として異常放電が発生しやすい等の問題があ
る。通常の装置では管球内部で異常放電が起こる
と保安機構が働いて電源停止となり、その場合例
えば電圧20KV、電流500mAの再設定には数十分
の時間を要する。また一度異常放電が起こると放
電癖がつきやすく、その場合管球部の分解、清浄
化あるいは部品交換等の保守が必要である。この
ように水冷回転ターゲツトを用いれば高強度の軟
X線を得ることは出来るが、該回転ターゲツトは
長時間の安定動作に対して不安定であり、また保
守整備に要する労力が多く実用的には不向きであ
る。極めて高強度で平行性の高い軟X線が得られ
る装置としてシンクロトロン放射からのX線の放
射を利用することが考えられるが、当該装置は極
めて高価なので到底実用的ではない。 X-ray lithography has the following advantages: 1) Since the wavelength used is in the so-called soft X-ray range of several to several tens of angstroms, there are essentially no problems with diffraction or reflection;
Suitable for creating fine patterns of about 1 micron, 2) Removes dirt and dust from the mask or substrate.
Because the line passes through, there are no effects from these, 3)
As a line exposure system, it has features such as being structurally simple and relatively inexpensive compared to electron beam exposure systems. Despite having such various advantages, the state of research and development of soft X-ray exposure apparatuses is still somewhat congested. One important factor in this regard is the lack of a practical soft x-ray source that is relatively inexpensive and readily available. In the early days, a method was used for basic research in which a fixed metal target was irradiated with an electron beam to generate soft X-rays, but this method had poor cooling efficiency for the fixed metal target, making it impossible to increase the excitation electron beam output. The intensity of the obtained soft X-rays is extremely low and is not practical. In recent years, high-power soft X-ray sources of 10 to 20 KW using water-cooled rotating targets have been developed and used. However, since a rotating target rotates at a high speed of more than 6,000 revolutions per minute, the vibration caused by the rotor such as a motor is large, which can cause misalignment of the installed mask and substrate, and strongly affect the accuracy of the copied pattern. There is a concern that the gap between the mask and the substrate may change. Also
From the experience of using a 10KW water-cooled rotating target,
1) The rotating part of the rotating target is sealed in a high vacuum by an oil seal, but due to high speed rotation, the oil seal part is prone to wear and damage, 2)
Abnormal discharge is likely to occur due to a decrease in the cleanliness of the vacuum inside the tube caused by oil gas entering the tube. Because of the irradiation, surface contamination, gas boiling, etc. are likely to occur, and as a result, problems such as abnormal discharge are likely to occur. In a normal device, if an abnormal discharge occurs inside the bulb, a safety mechanism is activated and the power is shut off. In that case, it takes several tens of minutes to reset the voltage to 20 KV and current to 500 mA, for example. Furthermore, once abnormal discharge occurs, a habit of discharge tends to occur, in which case maintenance such as disassembly and cleaning of the bulb, or replacement of parts is required. Although it is possible to obtain high-intensity soft X-rays by using a water-cooled rotating target, this rotating target is unstable for long-term stable operation, and requires a lot of effort for maintenance, making it impractical. is not suitable. Although it is conceivable to use X-ray radiation from synchrotron radiation as a device that can obtain extremely high-intensity and highly parallel soft X-rays, this device is extremely expensive and is therefore completely impractical.
そこで本発明の目的は静止型の面軟X線源を特
徴とする実用的な軟X線露光装置を考え、その際
線源の構造上から生じる複写パターンの幾何学的
ひずみの解消法を提案することである。 Therefore, the purpose of the present invention is to consider a practical soft X-ray exposure apparatus that features a stationary surface soft X-ray source, and to propose a method for eliminating the geometric distortion of copied patterns caused by the structure of the radiation source. It is to be.
本発明の特徴は、電子ビームを金属箔ターゲツ
トの裏型より照射して表側に透過してくる軟X線
でマスク及び基板から成る試料を露光し、前記試
料と前記金属箔ターゲツトとの間隔を数十〜数ミ
リメートルとし、前記金属箔ターゲツトは複数個
の軟X線源から成る静止型の面源である軟X線露
光装置において、前記試料は前記金属箔ターゲツ
トに内包される大きさとし、かつ該試料が該金属
箔ターゲツトに対して互いに直角方向の二方向に
移動する機構を設けたことである。次に本発明の
構成を図をもつて詳しく説明する。 A feature of the present invention is that an electron beam is irradiated from the back side of a metal foil target, and a sample consisting of a mask and a substrate is exposed to soft X-rays that pass through the front side, and the distance between the sample and the metal foil target is adjusted. In a soft X-ray exposure apparatus in which the metal foil target is a stationary surface source consisting of a plurality of soft X-ray sources, the sample is sized to be included in the metal foil target, and A mechanism is provided in which the sample moves in two directions perpendicular to each other with respect to the metal foil target. Next, the configuration of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
本発明による一実施例が第2図に示されてい
る。電子ビーム発生部21から発生したほぼ平行
な電子ビーム22を金属箔ターゲツト23の片側
(便宜上裏側とする)に照射する。前記ターゲツ
トの反対側(便宜上表側とする)に透過してくる
軟X線24を使つてマスク25及び基板26から
成る試料を露光して、該マスク上の例えばAuの
吸収体パターン27を該基板上のレジスト膜28
に複写する。レジスト膜に入射する軟X線の強度
を増加するために、前記試料を前記ターゲツトに
数十〜数ミリメートルと出来るだけ接近させる構
成をとる。29は電子ビーム発生のための高真空
排気を示している。仮に金属箔ターゲツト全面か
ら発生する軟X線が試料全面に入射するようにす
ると、極めて大きな斜め成分ガス入射して複写パ
ターンに大きな半影ぼけ及び幾何学的みずみが生
じるから適当な軟X線しやへい構造30を設け
る。ぼけ及びひずみについて原理図第3図を用い
て説明する。例えばしやへい構造の開口の大きさ
をGセンチメートル角、長さをlセンチメート
ル、マスクと基板との間隙を5ミクロンとする
と、幾何学的ひずみ△ミクロン△=sG/2lの程度
まで減少できる。またしやへい構造の開口の大き
さより小さな焦点を設ける。例えば一つの焦点の
大きさをdセンチメートル角(d<G)とすると
半影ぼけδミクロンは線源と試料との距離をDセ
ンチメートルとしてδ=sd/D程度まで減少でき
る。このような構造にした場合、金属箔ターゲツ
トは第4図のように複数個の軟X線発生源41か
ら成る。 One embodiment according to the invention is shown in FIG. A substantially parallel electron beam 22 generated from an electron beam generator 21 is irradiated onto one side (for convenience, the back side is referred to as the back side) of a metal foil target 23. A sample consisting of a mask 25 and a substrate 26 is exposed using soft X-rays 24 that are transmitted to the opposite side (for convenience, the front side) of the target, and an absorber pattern 27 of, for example, Au on the mask is exposed to the substrate. upper resist film 28
Copy to. In order to increase the intensity of soft X-rays incident on the resist film, a configuration is adopted in which the sample is brought as close as possible to the target by several tens to several millimeters. 29 indicates a high vacuum evacuation for generating an electron beam. If the soft X-rays generated from the entire surface of the metal foil target were to be incident on the entire surface of the sample, an extremely large amount of oblique component gas would be incident, causing large penumbra blur and geometric distortion in the copied pattern. A shielding structure 30 is provided. Blur and distortion will be explained using FIG. 3, which is a diagram of the principle. For example, if the size of the aperture in the shield structure is G cm square, the length is 1 cm, and the gap between the mask and the substrate is 5 microns, the geometric distortion will be reduced to △microns△=sG/2l. can. In addition, a focal point smaller than the size of the aperture of the shield structure is provided. For example, if the size of one focal point is d centimeters (d<G), the penumbra blur δ microns can be reduced to about δ=sd/D, where the distance between the source and the sample is D centimeters. In this structure, the metal foil target consists of a plurality of soft X-ray sources 41 as shown in FIG.
ぼけδ及びひずみ△についてさらに考察する。
第3図から分かるようにぼけδは各個軟X線発生
源の焦点の大きさが同じで試料を線源に接近させ
て置いた場合、試料のどの位置でも同じ値とな
る。ところがひずみ△は一つのGセンチメートル
角の軟X線発生源を単位として周期的に変動する
値をとる。例えばG=2cm、l=2.5cm、s=
0.5μmとすると一つのGセンチメートル角のなか
での△の最大値は△=sG/2l=0.2μmであり、△
の値の範囲は0△0.2μmである。これが前記
各軟X線発生源の直近下の試料の複写パターンに
繰返し発生する。1μm程度あるいは1μm以下の微
細パターンの複写において、この幾何学的ひずみ
△の2センチメートル角程度の小区画内での周期
的発生は特に多数の目合わせ工程を含むデバイス
の製作において重要な問題である。 The blur δ and the distortion Δ will be further considered.
As can be seen from FIG. 3, if the focus size of each soft X-ray source is the same and the sample is placed close to the source, the blur δ will be the same at any position on the sample. However, the strain Δ takes a value that periodically fluctuates with each G centimeter square soft X-ray source as a unit. For example, G=2cm, l=2.5cm, s=
If it is 0.5 μm, the maximum value of Δ in one G centimeter angle is Δ=sG/2l=0.2 μm, and the range of values of Δ is 0Δ0.2 μm. This occurs repeatedly in the copy pattern of the sample immediately below each of the soft X-ray sources. In copying fine patterns of about 1 μm or less, the periodic occurrence of this geometric distortion △ within a small section of about 2 cm square is an important problem, especially in device fabrication that involves multiple alignment steps. be.
そこで本発明ではマスク及び基板から成る試料
を透過型金属箔ターゲツトに対して互いに直角方
向の二方向に移動する機構をもたせる。再び第3
図を用いて説明する。該図で仮に前記試料をx方
向に移動すると△=sx/2lのxが0xGの範
囲で変動し、平均的に△は零にすることができ
る。x方向の試料の移動で△のx方向成分を解消
できるから、さらにx方向に対して直角をなすy
方向にも試料を移動すれば、△のy方向成分も解
消できることになり、結局△をすべて解消できる
ことになる。このとき重要なことは試料が各個軟
X線発生源の焦点部の真下を通過することであ
り、この意味で本発明の面源の場合試料の移動に
よつて何回となく焦点部の下を容易に通過するこ
とができる。また当該面源は、広範囲の面積にお
いて軟X線の強度分布がほぼ一様であると言うこ
とができ前述のような試料の移動機構を設けるの
により容易かつ有利な線源であると言える。 Therefore, in the present invention, a mechanism is provided for moving a sample consisting of a mask and a substrate in two directions perpendicular to each other with respect to a transmission metal foil target. Third again
This will be explained using figures. In the figure, if the sample is moved in the x direction, x of Δ=sx/2l changes in the range of 0xG, and Δ can be made zero on average. Since the x-direction component of △ can be canceled by moving the sample in the x-direction, the y-direction that is perpendicular to the x-direction
If the sample is moved in this direction, the y-direction component of Δ can also be eliminated, and in the end, Δ can be completely eliminated. What is important at this time is that the sample passes directly below the focal point of each soft can be easily passed through. In addition, it can be said that the intensity distribution of soft X-rays in the surface source is almost uniform over a wide area, and it is easier and more advantageous to provide the above-mentioned sample moving mechanism.
第5図は本発明の一実施例である。透過型面源
51に対してx方向に並んだ試料52を△x→△
y→△x→△yと交互にステツプ移動で動かす。
cの状態になつたら△yの方向を逆にして同様の
ことを繰返す。このようにすれば連続的にひずみ
△を解消しながら試料の連続的処理が可能であ
る。移動の際重要なことは試料をx方向、y方向
同時に連続移動してはならないということであ
る。このようにすると結局試料は斜一方向に移動
してしまいすべての方向の△を解消することはで
きない。第5図で試料の大きさが面源の大きさよ
り小さいが、このことは本発明の一つの要点であ
る。すなわち試料の大きさを面源に内包される大
きさにすることによつて、試料全面への露光を断
続しながら試料を互いに直角をなす二方向への移
動が可能であり、また大面積の面源の特徴を有利
に利用することができる。第5図で試料を移動す
るかわりに面源すなわち線源系全体を動かしても
効果は同じである。試料の移動と相対的な線源の
移動は本発明の範囲内であり、後述の実施例でも
同様である。 FIG. 5 shows an embodiment of the present invention. Samples 52 lined up in the x direction with respect to the transmission type surface source 51 are △x→△
Move by step movement alternately y → △x → △y.
When state c is reached, the direction of Δy is reversed and the same process is repeated. In this way, it is possible to continuously process the sample while continuously eliminating the strain Δ. What is important during movement is that the sample must not be continuously moved in the x and y directions at the same time. If this is done, the sample will eventually move in one diagonal direction, making it impossible to eliminate the Δ in all directions. In FIG. 5, the size of the sample is smaller than the size of the planar source, which is one of the key points of the present invention. In other words, by making the sample large enough to be included in the surface source, it is possible to move the sample in two directions perpendicular to each other while intermittent exposure of the entire surface of the sample. The characteristics of a surface source can be used to advantage. The same effect can be obtained by moving the surface source, that is, the entire radiation source system, instead of moving the sample in FIG. Movement of the sample and movement of the radiation source relative to each other are within the scope of the present invention, and the same applies to the examples described below.
本発明の効果について述べる。第一に本発明は
静止型の面軟X線源に試料を接近させて軟X線の
強度を増加させることを一つの特徴としており、
この意味で回転ターゲツト使用にまつわる種々の
保守整備は不用であり実用的装置と言える。第二
に本発明の試料の面源に対する互いに直角方向の
二方向への移動機構の具備によつて線源の構造上
から生じる複写パターンの幾何学的ひずみを解消
でき、1ミクロン程度あるいは1ミクロン以下の
微細パターンの複写さらに最も重要な多数の目合
わせ工程を含むデバイスの製作に有利である。第
三に本発明の試料の大きさを面源に内包される大
きさにしたことにより、試料の多数枚連続処理が
可能となり、このことは微細パターン複写システ
ムにとつて最も重要な課題である生産性の向上に
つながる。第四に通常の点源としての回転ターゲ
ツト使用の場合より露光時間の意味でより効率を
上げることができる。第四の点に関して具体的に
説明する。初めに本発明における基板面積1平方
センチメートル当りの軟X線の入射エネルギーを
求める。20センチメートル角の面源において、厚
さ3ミクロンのA1膜と厚さ25ミクロンのBe箔の
二層構造ターゲツト考える。第3図で、G=2.0
cm、l=2.5cm、d=1.12cm、D=2.8cm、s=
0.5μm、面源全面積への全電子ビーム出力を5kW
(加速電圧20kV、ビーム電流250mA)とする。
1975年に発行された刊行物アイトリプルイー・ト
ランザクシヨンズ・オン・エレクトロン・デバイ
ツイズ(IEEE TRANSACTIONS ON
ELECTRON DEVICES)、第ED‐22巻、第7
号、421頁〜428頁によると加速電圧20kVのとき
のA1ターゲツトからの単位入力1W当り、単位立
体角当り特性X線(波長8.34オングストローム)
の放射出力は58×10-6Wである。この値に、面源
の一開口(2センチメートル角)当りの電子ビー
ム出力50W、3ミクロン厚のA1膜において1ミ
クロン位電子ビームが浸透するとして1ミクロン
厚のA1膜での透過率0.9,25ミクロン厚での透過
率で0.4、3ミクロン厚のポリイミドマスクでの
透過率0.708、電子ビームが一開口の焦点部に照
射される割合0.314=(=(d/G)2)、基板1平方セ
ンチメートルの占める立体角0.128(=1/(2.8)2)
、
及び軟X線が約1気圧、長さ2.8センチメートル
のHeガス中を通過する際の透過率0.985を掛ける
と、基板の単位面積当りの照射入力約30μW/cm2
が得られる。次に通常の回転ターゲツトを用いた
場合について考察する。有効軟X線照射域として
20センチメートル角相当の大口径領域る得ること
が条件である。直径4ミリメートルの点源から7
センチメートルの位置に厚さ50ミクロン、直径
3.5センチメートルのBe窓(1気圧程度の耐圧強
度を有する直径3.5センチメートルの大口径窓の
場合、実用的には50ミクロン位の厚さが必要であ
る)を設ければ、点源からの距離45センチメート
ル位の位置で直径20センチメートルの有効径を得
ることができる。この位置に基板を置いた場合の
基板の単位面積当りの軟X線の入射エネルギーを
求める。前述の58×10-6Wの値に、電子ビーム出
力5kW、Be窓での透過率0.164、3ミクロン厚ポ
リイミドマスクでの透過率0.708、基板1平方セ
ンチメートルの占める立体角4.94×10-4(=
1/(45)2)、及び38センチメートルのHeガス中を通
過する際の透過率0.815を掛けると、基板の単位
面積当りの照射入力約14μW/cm2が得られる。従
つて面源の場合の方が2倍強の値を示している。
露光時間は照射入力に反比例するから、面源使用
の場合の方が点源としての回転ターゲツト使用の
場合より露光時間の意味で効率を上げることがで
きる。 The effects of the present invention will be described. First, one feature of the present invention is that the intensity of soft X-rays is increased by bringing the sample close to a stationary surface soft X-ray source.
In this sense, various maintenance related to the use of a rotating target is unnecessary and it can be said to be a practical device. Second, by providing a mechanism for moving the sample in two directions perpendicular to each other with respect to the surface source of the present invention, it is possible to eliminate geometric distortion of the copied pattern caused by the structure of the radiation source, and It is advantageous for the fabrication of devices that involve less micropattern reproduction and, most importantly, multiple alignment steps. Thirdly, by making the size of the sample of the present invention so large that it can be included in the plane source, it is possible to process a large number of samples continuously, which is the most important issue for fine pattern copying systems. Leads to improved productivity. Fourth, it is more efficient in terms of exposure time than when using a rotating target as a conventional point source. The fourth point will be specifically explained. First, the incident energy of soft X-rays per square centimeter of substrate area in the present invention is determined. Consider a two-layer target consisting of a 3 micron thick A1 film and a 25 micron thick Be foil in a 20 cm square planar source. In Figure 3, G=2.0
cm, l=2.5cm, d=1.12cm, D=2.8cm, s=
0.5μm, total electron beam output to the entire surface area of the surface source is 5kW
(acceleration voltage 20kV, beam current 250mA).
The publication IEEE TRANSACTIONS ON 1975
ELECTRON DEVICES), Volume ED-22, No. 7
According to No., pp. 421-428, when the accelerating voltage is 20 kV, characteristic X-rays (wavelength 8.34 angstroms) per unit input 1W from one target, per unit solid angle.
The radiation power of is 58×10 -6 W. Adding to this value, the transmittance of a 1 micron thick A 1 film, assuming that the electron beam output per opening (2 cm square) of the surface source is 50 W and the electron beam penetrates about 1 micron through a 3 micron thick A 1 film. Transmittance at 0.9, 25 micron thick is 0.4, transmittance at 3 micron thick polyimide mask is 0.708, ratio of electron beam irradiated to the focal point of one aperture is 0.314 = (= (d/G) 2 ), substrate Solid angle occupied by 1 square centimeter: 0.128 (=1/(2.8) 2 )
, and multiplied by the transmittance of 0.985 when soft X-rays pass through He gas of approximately 1 atm and length of 2.8 cm, the irradiation input per unit area of the substrate is approximately 30 μW/cm 2
is obtained. Next, we will consider the case where a normal rotating target is used. As an effective soft X-ray irradiation area
The condition is to obtain a large diameter area equivalent to 20 cm square. 7 from a point source with a diameter of 4 mm
Thickness 50 microns, diameter in centimeters
If a 3.5 cm Be window is installed (a large-diameter window with a diameter of 3.5 cm with a pressure resistance of about 1 atm will practically require a thickness of about 50 microns), it will be possible to An effective diameter of 20 cm can be obtained at a distance of about 45 cm. When the substrate is placed at this position, the incident energy of soft X-rays per unit area of the substrate is determined. In addition to the above-mentioned value of 58×10 -6 W, the electron beam output is 5 kW, the transmittance of the Be window is 0.164, the transmittance of the 3 micron thick polyimide mask is 0.708, and the solid angle occupied by 1 square centimeter of the substrate is 4.94×10 -4 (=
1/(45) 2 ) and the transmittance through 38 cm of He gas, 0.815, yields an irradiation input per unit area of the substrate of approximately 14 μW/cm 2 . Therefore, the value in the case of a planar source is slightly more than twice that.
Since the exposure time is inversely proportional to the illumination input, the use of a planar source can be more efficient in terms of exposure time than the use of a rotating target as a point source.
第6図は本発明の他の実施例である。透過型面
源61に対してx方向に二列に並んだ試料を最初
y方向に連続移動する。次に試料62を90゜回転
させ逆y方向に連続移動する。このようにするこ
とによつて等価的に試料を面源に対して互いに直
角の二方向に移動することと同じ効果が得られ
る。しかもこの場合は面源の全面積を有効に利用
できることになり、生産性の一層の向上が期待で
きる。第6図において試料を移動するかわりに面
源すなわち線源系全体をy方向に上下移動しても
効果は同じである。 FIG. 6 shows another embodiment of the invention. First, samples lined up in two rows in the x direction relative to the transmission type surface source 61 are continuously moved in the y direction. Next, the sample 62 is rotated 90 degrees and continuously moved in the reverse y direction. By doing this, the same effect as equivalently moving the sample in two directions perpendicular to each other with respect to the plane source can be obtained. Moreover, in this case, the entire area of the planar source can be used effectively, and further improvement in productivity can be expected. In FIG. 6, the effect is the same even if the surface source, that is, the entire radiation source system is moved up and down in the y direction instead of moving the sample.
第7図は本発明の他の実施例である。透過型面
源71に対してy方向に一列に並んだ試料72を
往路上y方向に連続移動して、復路にもどすとき
試料を90゜回転して逆y方向に連続移動する。こ
のようにすることによつて第6図で述べたことと
同様の効果が得られる。 FIG. 7 shows another embodiment of the invention. Samples 72 lined up in a row in the y-direction with respect to the transmission type surface source 71 are continuously moved in the y-direction on the outward path, and when returning to the return path, the samples are rotated by 90 degrees and continuously moved in the reverse y-direction. By doing so, the same effect as described in FIG. 6 can be obtained.
以上説明したように、本発明によれば実用的な
静止型の透過型面軟X線源を用い、複写パターン
を幾何学的ひずみを解消でき、生産性の向上を実
現でき、さらに高効率な軟X線露光装置を得るこ
とができる。なお以上の説明においてターゲツト
材質はA1の場合について説明したが、他の材質
例えばCu,Si,Mo,Rh,Pd等のX線リソグラ
フイ用のターゲツト材質についても本発明は同等
の効果を発揮する。また面源に対する試料の移動
は互いに直角をなす任意の二方向でも効果は同じ
である。 As explained above, according to the present invention, by using a practical stationary transmission-type soft surface X-ray source, it is possible to eliminate geometric distortion of copied patterns, improve productivity, and achieve high efficiency. A soft X-ray exposure device can be obtained. In the above explanation, the case where the target material is A1 has been explained, but the present invention has the same effect on other materials such as Cu, Si, Mo, Rh, Pd, etc., as well as target materials for X-ray lithography. do. Furthermore, the effect is the same whether the sample is moved in any two directions that are perpendicular to each other with respect to the plane source.
第1図は従来方式による軟X線露装置の構式図
であり、同図において、11……固定あるいは回
転ターゲツト、12……電子ビーム、13……軟
X線、14……マスク、15……基板、16……
管球部、17……試料室、18……窓部、19…
…高真空排気部、20……低真空排気部あるいは
He置換部である。
第2図は本発明による軟X線露光装置の一実施
例を示す模式図であり、同図において、21……
電子ビーム発生部、22……平行電子ビーム、2
3……金属箔ターゲツト、24……軟X線、25
……マスク、26……基板、27……吸収体パタ
ーン、28……レジスト膜、29……高真空排気
部、30……軟X線しやへい構造である。
第3図は半影ぼけδ、幾何学的ひずみ△の原理
図である。
第4図は透過型面源の模式図(上面図)であり
同図において、41……軟X線発生源である。
第5図は本発明の一実施例であり、同図におい
て、51……透過型面源、52……試料である。
第6図は本発明の他の実施例であり、同図にお
いて、61……透過型面源、62……試料であ
る。
第7図は本発明の他の実施例であり、同図にお
いて、71……透過型面源、72……試料であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional soft X-ray exposure apparatus, in which 11... fixed or rotating target, 12... electron beam, 13... soft X-ray, 14... mask, 15 ... Board, 16...
Tube section, 17...Sample chamber, 18...Window section, 19...
...High vacuum exhaust section, 20...Low vacuum exhaust section or
It is a He substitution part. FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a soft X-ray exposure apparatus according to the present invention, in which 21...
Electron beam generator, 22... Parallel electron beam, 2
3...Metal foil target, 24...Soft X-ray, 25
...mask, 26 ... substrate, 27 ... absorber pattern, 28 ... resist film, 29 ... high vacuum exhaust section, 30 ... soft X-ray resistant structure. FIG. 3 is a diagram showing the principle of penumbra blur δ and geometric distortion Δ. FIG. 4 is a schematic diagram (top view) of a transmission type surface source, and in the figure, 41... is a soft X-ray generation source. FIG. 5 shows an embodiment of the present invention, in which 51...a transmission type surface source, and 52...a sample. FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, in which 61...a transmission type surface source, and 62...a sample. FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, in which 71 is a transmission type surface source and 72 is a sample.
Claims (1)
空排気系とを含み、前記電子ビーム発生部から発
生した電子ビームを前記金属箔ターゲツトの裏側
より照射して表側に透過してくる軟X線でマスク
及び基板から成る試料を露光し、前記試料と前記
金属箔ターゲツトとの間隔を数十〜数ミリメート
ルとし、前記金属箔ターゲツトは軟X線しやへい
構造を有する複数個の軟X線発生源を有し、前記
金属箔ターゲツトの裏側のほぼ全面に電子ビーム
を照射して表側のほぼ全面から放射される軟X線
を利用する面源を有する軟X線露光装置であつ
て、前記試料は前記金属箔ターゲツトに内包され
る大きさを有し、かつ該試料が該金属箔ターゲツ
トに対して互いに直角方向の二方向それぞれ時間
的に重ならないように相対的に移動する機構を有
することを特徴とする軟X線露光装置。1 includes an electron beam generating section, a metal foil target, and a vacuum evacuation system, the electron beam generated from the electron beam generating section is irradiated from the back side of the metal foil target, and the soft X-rays transmitted to the front side are used to mask and A sample made of a substrate is exposed to light, the distance between the sample and the metal foil target is several tens to several millimeters, and the metal foil target has a plurality of soft X-ray generation sources having a structure that is resistant to soft X-rays. The soft X-ray exposure apparatus has a surface source that uses soft X-rays emitted from almost the entire front side of the metal foil target by irradiating an electron beam onto almost the entire back side of the metal foil target, wherein the sample is the metal foil target. The metal foil target has a size that is included in the metal foil target, and is characterized by having a mechanism for moving the sample relative to the metal foil target in two directions perpendicular to each other so as not to overlap in time. Soft X-ray exposure equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15089378A JPS5577143A (en) | 1978-12-05 | 1978-12-05 | Soft x-ray exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15089378A JPS5577143A (en) | 1978-12-05 | 1978-12-05 | Soft x-ray exposure apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5577143A JPS5577143A (en) | 1980-06-10 |
| JPH0125221B2 true JPH0125221B2 (en) | 1989-05-16 |
Family
ID=15506673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15089378A Granted JPS5577143A (en) | 1978-12-05 | 1978-12-05 | Soft x-ray exposure apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5577143A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003124099A (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-25 | Univ Waseda | Pattern drawing method, mask and mask manufacturing method |
-
1978
- 1978-12-05 JP JP15089378A patent/JPS5577143A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5577143A (en) | 1980-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3743842A (en) | Soft x-ray lithographic apparatus and process | |
| US4028547A (en) | X-ray photolithography | |
| JPH0834169B2 (en) | Device fabrication method including lithographic process | |
| JP5154232B2 (en) | Charged particle exposure equipment | |
| JP2851996B2 (en) | Device manufacturing method | |
| US8547525B2 (en) | EUV radiation generation apparatus | |
| US10871647B2 (en) | Apparatus and method for prevention of contamination on collector of extreme ultraviolet light source | |
| KR20080086486A (en) | Radiation systems and lithographic apparatus | |
| JP4875753B2 (en) | Shading electrode for suppressing debris in EUV source | |
| JPH0324769B2 (en) | ||
| KR101331069B1 (en) | Lithographic apparatus and device manufacturing method | |
| Kubiak et al. | Diffraction‐limited soft x‐ray projection lithography with a laser plasma source | |
| US4608332A (en) | Electron lithography mask manufacture | |
| EP0182665B1 (en) | Method of projecting a photoelectron image | |
| US8101930B2 (en) | Method of increasing the operation lifetime of a collector optics arranged in an irradiation device | |
| JPH0125221B2 (en) | ||
| JP2002533912A (en) | Method of imaging mask pattern on substrate by EUV radiation, apparatus and mask for performing the method | |
| JP4319642B2 (en) | Device manufacturing method | |
| US4566116A (en) | Soft X-ray generator | |
| JPS5915380B2 (en) | Fine pattern transfer device | |
| Bollanti et al. | Progress report on a 14.4-nm micro-exposure tool based on a laser-produced-plasma: Debris mitigation system results and other issues | |
| JPH0426207B2 (en) | ||
| JPH05136026A (en) | Pattern forming method | |
| JPH01289246A (en) | Photoelectronic replication apparatus | |
| JPS5855659B2 (en) | Soft X-ray transfer device |