專利名稱：同步加速器輻射光的傳輸系統(tǒng)的制作方法
本申請(qǐng)基于同時(shí)于1997年5月6日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No．HEI-9-115871和No．HEI-9-115872以及1998年2月26日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No．HEI-10-45506，此處這些專利申請(qǐng)的整個(gè)內(nèi)容被作為參考。
本發(fā)明涉及一種用于同步加速器輻射光(SR)的傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種能夠在垂直于其光軸的橫截面上有SR光強(qiáng)度分布的SR光傳輸系統(tǒng)以及一種通過(guò)利用擺動(dòng)鏡向上和向下擺動(dòng)SR光的傳輸方向來(lái)輻照特定區(qū)域的SR光傳輸系統(tǒng)。
參見(jiàn)附

圖1將對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的X線曝光系統(tǒng)進(jìn)行描述。在后述的本發(fā)明實(shí)施例中也用到附圖1。
X線曝光系統(tǒng)由SR光發(fā)生器單元1、SR光傳輸單元10和X線分檔器50組成。SR光發(fā)生器單元1由真空室2和形成在那兒的電子束圓形軌道3組成。沿圓形軌道3運(yùn)動(dòng)的電子發(fā)出SR光，此SR光又從真空室2的光束輸出孔輸出。
SR光傳輸單元10有一個(gè)導(dǎo)入真空管11，一個(gè)鏡盒12和一個(gè)導(dǎo)出真空管30。在鏡盒12的壁上形成有導(dǎo)入口13和導(dǎo)出口14。導(dǎo)入真空管11使SR光發(fā)生器單元1的光束輸出孔導(dǎo)入口13密封連接。在導(dǎo)入真空管11中設(shè)置有一個(gè)真空遮擋閥(未示出)，一個(gè)SR光遮擋片(未示出)等。導(dǎo)出真空管30的輸入孔與導(dǎo)出口14密封連接。
反射鏡15設(shè)置在鏡盒12中并有鏡擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16支撐。經(jīng)過(guò)導(dǎo)入口13進(jìn)入鏡盒12中的SR光被反射鏡15反射并經(jīng)過(guò)導(dǎo)出口14進(jìn)入導(dǎo)出真空管30。這樣設(shè)置反射鏡15使得其入射面包含入射SR光光學(xué)中心軸和在反射點(diǎn)處的反射面法線，并使得光學(xué)中心軸和反射面之間的夾角約等于1～2°，即入射角約為89～88°。
擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16利用軸擺動(dòng)鏡15，該軸垂直于入射面并通過(guò)SR光的反射點(diǎn)，該軸即作為擺動(dòng)軸的水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸。當(dāng)反射鏡15擺動(dòng)時(shí)，反射SR光向上和向下擺動(dòng)。擺動(dòng)軸可設(shè)為不同于SR光反射點(diǎn)的位置。
由鈹薄膜制成的輸出穸口形成在密封安裝在導(dǎo)出真空管30的輸出端上的穸口法蘭37中。進(jìn)入導(dǎo)出真空管30的SR光傳輸?shù)叫纬稍隈犊诜ㄌm37中的輸出穸口并且照射到導(dǎo)出真空管30的外端。X射線分檔器50面朝穸口法蘭37安裝。X射線分檔器50將半導(dǎo)體襯底51保持在施加由穸口法蘭37照射SR光的位置。曝光模52支撐在半導(dǎo)體襯底51的前部。
雖然SR光在水平面全向照射，但在垂直平面上只有大約+／-1mrad(毫弧度)的分散。通過(guò)擺動(dòng)反射鏡15，SR光在垂直方向上擺動(dòng)以便SR光可投射在半導(dǎo)體襯底51的寬闊區(qū)域上。
SR光在水平方向發(fā)散。因此該SR光在水平方向會(huì)聚形成平行光通量，由此可提高由光源發(fā)出SR光的使用效率。如果X射線的強(qiáng)度增加，則可縮短X射線曝光時(shí)間。
為了在水平方向會(huì)聚SR光，如圖1所示的反射鏡15，使用柱面鏡或三棱鏡。柱面鏡或三棱鏡的實(shí)焦距隨SR光的入射角變化。當(dāng)反射鏡15擺動(dòng)時(shí)，入射角改變并且對(duì)應(yīng)于水平面的焦距隨入射角變化。
當(dāng)焦距變化時(shí)，在半導(dǎo)體襯底51表面上的SR光能量密度變化。因此將X射線均勻投射到半導(dǎo)體襯底51表面上是困難的。
由柱面鏡或三棱鏡反射的SR光具有在垂直于光軸的橫截面(光束截面)上沿通常為圓形線擴(kuò)展的形狀。因此，在半導(dǎo)體襯底51的曝光表面上的SR光照射區(qū)域同樣有沿通常為圓形線擴(kuò)展的形狀。在通過(guò)圓形線中心點(diǎn)的徑向移動(dòng)該輻射區(qū)域，SR光可投射在寬闊的區(qū)域。
沿平行于區(qū)域的移動(dòng)方向的直線相切的圓形輻射區(qū)域的長(zhǎng)度在水平方向上遠(yuǎn)離輻射區(qū)域中心的位置變得較長(zhǎng)。通過(guò)擺動(dòng)反射鏡和移動(dòng)在曝光平面的垂直方向上的曝光區(qū)域得到在曝光平面的曝光量，在遠(yuǎn)離曝光區(qū)域中心的位置變得較大。因此很難通過(guò)采用具有圓形照射區(qū)域的SR光均勻曝光曝光平面。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有用SR光改進(jìn)曝光裝置的曝光操作的SR光傳輸系統(tǒng)。
發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有在曝光區(qū)域使得曝光量分布接近均勻的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一個(gè)同步加速器輻射光的傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)形成有導(dǎo)入口和導(dǎo)出口的鏡盒，有水平伸展截面的同步加速器輻射光由此通過(guò)；一個(gè)安裝在鏡盒內(nèi)用于反射同步加速器輻射光的反射鏡；和一個(gè)用于支撐反射鏡的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得經(jīng)導(dǎo)入口進(jìn)入鏡盒的同步加速器輻射光由鏡面反射且在垂直平面上改變傳播方向，還用于擺動(dòng)反射鏡，以改變傳播方向的變化角，其中，擺動(dòng)軸在一個(gè)交叉線上，或在同步加速器輻射光的入射面和反射鏡在反射點(diǎn)處的切面之間的延伸，并且也在來(lái)自反射點(diǎn)的同步加速器輻射光的入射側(cè)，當(dāng)反射鏡擺動(dòng)時(shí)，同步加速器輻射光的反射點(diǎn)在反射鏡的反射面上移動(dòng)，反射鏡的擺動(dòng)使得當(dāng)同步加速器輻射光的光源和反射點(diǎn)之間的距離變大時(shí)，入射角變大。
如果反射鏡為柱面鏡、三棱鏡、錐面鏡等等，水平面上焦距隨同步加速器輻射光入射角變化。通過(guò)改變反射點(diǎn)的位置以形成合適的反射SR光使得焦距的變化得到補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一個(gè)同步加速器輻射光的傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)形成有導(dǎo)入口和導(dǎo)出口的鏡盒，有水平伸展截面的同步加速器輻射光由導(dǎo)入口和導(dǎo)出口通過(guò)；一個(gè)安裝在鏡盒內(nèi)用于反射同步加速器輻射光的反射鏡；和一個(gè)用于支撐反射鏡的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得經(jīng)導(dǎo)入口進(jìn)入鏡盒的同步加速器輻射光由鏡面反射且在垂直平面上改變傳播方向，還用于擺動(dòng)反射鏡，以改變傳播方向的變化角，其中，當(dāng)反射鏡擺動(dòng)時(shí)，在同步加速器輻射光反射鏡上的反射點(diǎn)在反射鏡的反射面上移動(dòng)，反射鏡的擺動(dòng)使得當(dāng)同步加速器輻射光的光源和反射點(diǎn)之間的距離變大時(shí)，和在同步加速器輻射光的反射點(diǎn)和反射鏡擺動(dòng)軸之間的距離不短于反射點(diǎn)和光源之間的距離時(shí)，入射角變大。
當(dāng)擺動(dòng)半徑設(shè)為大于反射點(diǎn)和光源之間的距離時(shí)，曝光平面上的同步加速器輻射光的能量密度可變得更均勻。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一個(gè)同步加速器輻射光的傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)用于傳輸同步加速器輻射光的光學(xué)系統(tǒng)；和一個(gè)設(shè)置在同步加速器輻射光光程上的薄膜，該薄膜由衰減同步加速器輻射光的材料制成，并且形成以便通過(guò)薄膜傳輸?shù)耐郊铀倨鬏椛涔獾谋∧す獬涕L(zhǎng)度在薄膜平面內(nèi)是非均勻的。
因?yàn)樵谕郊铀倨鬏椛涔獾谋∧?nèi)的光程在薄膜的平面內(nèi)每一點(diǎn)都不同，同步加速器輻射光在薄膜的平面內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)衰減量不同。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一個(gè)同步加速器輻射光的傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)形成有導(dǎo)入口和導(dǎo)出口的鏡盒，有水平伸展截面的同步加速器輻射光由導(dǎo)入口和導(dǎo)出口通過(guò)；一個(gè)安裝在鏡盒內(nèi)用于反射同步加速器輻射光的反射鏡；一個(gè)連接鏡盒導(dǎo)出口的管，用于限定同步加速器輻射光從導(dǎo)出口通過(guò)的中空部分；和一個(gè)設(shè)置在管輸出端用于衰減和傳輸同步加速器輻射光的薄膜，其中傳輸通過(guò)薄膜的同步加速器輻射光薄膜上的光程長(zhǎng)度在薄膜平面內(nèi)每個(gè)點(diǎn)都不同，以改變平面內(nèi)同步加速器輻射光的衰減量。
因?yàn)楸∧さ膫鬏敼獬涕L(zhǎng)度在每點(diǎn)都不同，同步加速器輻射光的衰減量同樣也不同。通過(guò)控制傳輸光程長(zhǎng)度分布，得到傳輸通過(guò)薄膜的同步加速器輻射光理想的強(qiáng)度分布。
如上，在垂直于光軸的平面上可提供SR光的衰減量分布。如果本發(fā)明應(yīng)用于采用SR光的X射線曝光，通過(guò)衰減SR光有可能得到均勻曝光以便在光束截面內(nèi)補(bǔ)償SR強(qiáng)度的變化。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的X射線曝光系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖2表示圖1所示的X射線曝光系統(tǒng)SR光的光軸和反射鏡反射平面之間的關(guān)系。
圖3A到3C表示在曝光表面上SR光輻射區(qū)域的形狀。
圖4A到4C為圖1所示的X射線曝光系統(tǒng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例子前視簡(jiǎn)圖。
圖5A和5B為圖1所示的X射線曝光系統(tǒng)SR光輸出端附近區(qū)域的截面圖和側(cè)視圖。
圖6A和6B表示在曝光表面上SR光輻射區(qū)域的形狀。
圖7為反射鏡支撐的截面圖。
圖8A到8C為圖1所示的X射線曝光系統(tǒng)SR光輸出端的平面圖和剖視圖。
圖9A表示在曝光表面上SR光輻射區(qū)域的形狀，和圖9B表示鈹薄膜和SR光光軸之間的關(guān)系。
圖10A到10C表示曝光平面上曝光量的變化的曲線。
圖11A表示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的X射線曝光系統(tǒng)，和圖11B為穸口法蘭的前視圖。
圖12A表示在曝光平面上SR光的強(qiáng)度分布曲線，和圖12B表示曝光量分布的曲線。
圖13表示圖12A中所示的強(qiáng)度分布截面的曲線，大約為四邊形。
圖14表示圖13中所示的在垂直于y軸方向SR光強(qiáng)度分布曲線。
圖15表示聚光系數(shù)分布的曲線。
圖16表示SR光輻射區(qū)域形狀的簡(jiǎn)圖。
圖17表示傾斜系數(shù)分布的曲線。
圖18表示SR光輻射區(qū)域形狀的變化。
圖19表示變形系數(shù)分布的曲線。
圖20表示分布系數(shù)分布的曲線。
圖21表示一個(gè)鈹薄膜形狀例子的透視圖。
圖22A表示SR光強(qiáng)度分布的曲線，和圖22B為一個(gè)鈹薄膜形狀例子的透視圖。
圖23A表示SR光強(qiáng)度分布的曲線，和圖23B為一個(gè)鈹薄膜形狀例子的透視圖。
圖24表示分布系數(shù)分散的曲線。
圖25表示一個(gè)鈹薄膜結(jié)構(gòu)例子的部分截?cái)嗤敢晥D。
圖26A和26B表示SR光輻射區(qū)域在鈹薄膜平面內(nèi)移動(dòng)的方法。
圖27表示一個(gè)鈹薄膜結(jié)構(gòu)例子的部分截?cái)嗤敢晥D。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例安裝有SR光傳輸系統(tǒng)的X射線曝光系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。X射線曝光系統(tǒng)的外形已被描述，因此不再重復(fù)。在本實(shí)施例的SR光傳輸系統(tǒng)中，反射鏡15的結(jié)構(gòu)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16和穸口法蘭37不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)。這些不同的結(jié)構(gòu)將在后面詳述。首先，討論當(dāng)反射鏡15擺動(dòng)時(shí)實(shí)焦距長(zhǎng)度的變化。
圖2表示SR光光軸和反射鏡15的反射平面之間的關(guān)系。當(dāng)反射鏡置于參考位置時(shí)，來(lái)自光源Ps的SR光SR1照射在反射鏡反射平面的參考反射點(diǎn)Pr1上。在參考反射點(diǎn)Pr1反射的光SRr被投射在半導(dǎo)體襯底的曝光平面S上。擺動(dòng)軸Po位于由參考位置的反射鏡反射平面RF1延伸的線上。
L1定義為光源Ps和參考反射點(diǎn)Pr1之間的距離。L2定義為參考反射點(diǎn)Pr1和曝光平面S之間的距離。R定義為參考反射點(diǎn)Pr1和擺動(dòng)軸Po之間的距離，和θ定義為反射平面和入射光SR1的光軸之間的角。假定反射鏡反射平面是一個(gè)在入射平面與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸對(duì)稱的曲面。
現(xiàn)在考慮反射鏡離開(kāi)參考位置有角Δθ的擺動(dòng)。此時(shí)反射點(diǎn)由Pr2表示，參考反射點(diǎn)Pr1和參考點(diǎn)Pr2之間的距離x給出如下x=R×sin(Δθ)／sin(θ0-Δθ)≈R×sin(Δθ)／sin(θ0)-sin(Δθ)) (1)由光源Ps照射和被反射鏡反射的SR光SR1變成平行光通量的條件給出如下f=L1+x (2)此處f為反射鏡的焦距。
反射鏡的基本公式滿足f=r／(2sin(θ0-Δθ)) (3)此處r為在反射點(diǎn)Pr2的反射平面的曲率半徑。通過(guò)由(1)到(3)式中消去Δθ，r表示為x的函數(shù)r=((L1+x)／(R+x))·2Rsin(θ0)=(1-(1-L1／R)／(1+x／R))·2Rsin(θ0)(4)如果x／R＜＜1，方程(4)改寫成r≈(1-(1-L1／R)·(1-x／R))·2Rsin(θ0) (5)即，曲率半徑r可大約通過(guò)線性函數(shù)x表示。這表示反射鏡反射平面接近為錐面。
如果反射鏡反射平面有由方程(5)給出的曲率半徑r的錐面，則在任何擺動(dòng)角，從反射鏡反射并垂直投射到水平平面的光的形狀總是為平行光通量。
如果R=L1代入方程(1)，則變?yōu)閞≈2L1sin(θ0)(6)因此，在任何x值曲率半徑r為常數(shù)。這表明反射鏡反射平面有一個(gè)柱形表面。
因此，如果擺動(dòng)半徑R等于反射參考點(diǎn)Pr1和光源Ps之間的距離L1并且反射鏡反射平面由具有方程(6)給出的曲率半徑的柱面制成，則有可能使得從反射鏡反射并垂直投射到水平平面的光的形狀為平行光通量。
下一步，檢驗(yàn)具有柱面的反射鏡15效果的模擬結(jié)果將參考圖3A到3C描述。
圖3A到3C表示在曝光平面中SR光曝光區(qū)域的形狀。橫軸對(duì)應(yīng)水平方向，縱軸對(duì)應(yīng)沿反射的SR光的光軸伸展的方向。輻射區(qū)域的形狀只有—側(cè)表示在圖3A到3C中，整個(gè)形狀為左右對(duì)稱。由光源輻射的SR光的擴(kuò)展角在水平方向設(shè)為+／-10mrad，在垂直方向設(shè)為+／-0．5mrad，并且入射光光軸和在反射鏡反射位置的反射平面之間的角θo設(shè)為1．8°。圖2中所示的的距離L1和L2分別設(shè)為3m和6m。
在圖3A的情況中，擺動(dòng)半徑R設(shè)為0，即，反射鏡圍繞參考反射點(diǎn)Pr1擺動(dòng)。當(dāng)圖2中所示的角θ變化時(shí)，形狀a1到a5表示SR光的輻射區(qū)域。形狀a1對(duì)應(yīng)于在θ角為1．61°的輻射區(qū)域，和形狀a5對(duì)應(yīng)于在θ角為1．94°的輻射區(qū)域。形狀a2到a4對(duì)應(yīng)于θ角為1．61°和1．94°之間。當(dāng)角θ變小時(shí)，輻射區(qū)域向上移動(dòng)并且沿水平方向的伸展變大。這表明由方程(3)給出的焦距f變大并且柱面鏡的聚光力變?nèi)酢?br> 在圖3B的情況中，擺動(dòng)半徑R設(shè)為3m，即，R=L1。形狀b1對(duì)應(yīng)于θ角在1．67°的輻射區(qū)域，和形狀b5對(duì)應(yīng)于θ角為在1．89°的輻射區(qū)域。形狀b2到b4對(duì)應(yīng)于在1．67°和1．89°之間的角。圖3B情況滿足方程(6)條件，由此反射SR光變成平行光通量。因此當(dāng)角θ變化時(shí)，輻射區(qū)域大小也改變。
在圖3C的情況中，擺動(dòng)半徑R設(shè)為10m。形狀c1對(duì)應(yīng)于θ角在1．72°θ角處的輻射區(qū)域，和形狀c5對(duì)應(yīng)于θ角在1．89°的輻射區(qū)域。形狀c2到c4對(duì)應(yīng)于θ角在在1．72°和1．89°之間。在圖3C的情況中，當(dāng)角θ變小，輻射區(qū)域的側(cè)寬度變窄。這是因?yàn)橛奢^小角θ造成的伸長(zhǎng)的焦距的影響小于如圖2所示的反射點(diǎn)Pr2和曝光平面S之間短距離(L2-x)的影響。在擺動(dòng)半徑R=L1處輻射區(qū)域形狀不均勻，其原因是從光軸移來(lái)的光在模擬的基本計(jì)算中沒(méi)有得到補(bǔ)償。
圖3A和3C的比較表明圖3C中輻射區(qū)的區(qū)域和形狀變化小于圖3A的。即為了使得在曝光平面上能量密度均勻，擺動(dòng)半徑R最好設(shè)置為大于光源Ps和參考反射點(diǎn)Pr1之間的距離L1。
下一步，如圖1所示的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的例子將參考圖4A到4C來(lái)描述。
圖4A表示擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一實(shí)例。桿21的一端通過(guò)與鏡盒12的相對(duì)位置固定的支撐軸20轉(zhuǎn)動(dòng)支撐。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)安裝在與桿21接近另一端連接的鏡盒12上。
反射鏡15通過(guò)連桿23A和23B支撐在鏡盒內(nèi)。連桿23A和23B的一部分從鏡盒12中伸出并固定到連桿21接近其另一端的部分。連桿23A和23B通過(guò)區(qū)域的鏡盒12的壁用波紋管保持緊密封閉以保持真空。設(shè)置反射鏡15到支撐軸20的相對(duì)位置，以便從反射鏡15的反射平面伸出并朝向?qū)肟?3的直線與支撐軸20相交。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)22向上和向下移動(dòng)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)時(shí)，連桿21圍繞支撐軸20擺動(dòng)，以便連接在那兒的反射鏡15也隨之圍繞支撐軸20擺動(dòng)。
圖4B表示擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二實(shí)例。在圖4A的情況中，反射鏡15固定在擺動(dòng)桿21接近端部位置。相反，在圖4B的情況中，反射鏡15通過(guò)運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度變化機(jī)構(gòu)26連接到連桿25上。連桿25由固定在鏡盒12上的支撐件27轉(zhuǎn)動(dòng)支撐，并且它的一端被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)28向上和向下驅(qū)動(dòng)。
連桿25轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射鏡15在運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度變化機(jī)構(gòu)26協(xié)助下的轉(zhuǎn)動(dòng)類似于圖4A中的情形。因此，利用運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度變化機(jī)構(gòu)26減少轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸。
圖4C是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第三實(shí)例。反射鏡15通過(guò)連桿29A和29B由向上和向下驅(qū)動(dòng)連桿29A和29B的電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24A和24B支撐。通過(guò)適當(dāng)控制連桿29A和29B上／下運(yùn)動(dòng)的位相并調(diào)節(jié)上／下運(yùn)動(dòng)的幅度，反射鏡15的轉(zhuǎn)動(dòng)類似于圖4A的情形。
接下來(lái)，參考附圖5A和5B對(duì)圖1中真空導(dǎo)管30接近輸出孔處的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
圖5A是真空導(dǎo)管30接近輸出孔處的結(jié)構(gòu)橫截面圖，圖5B是沿圖5A中箭頭A看去時(shí)的側(cè)視圖。真空導(dǎo)管30由支柱32在接近其端部處固定到基底60上。在真空導(dǎo)管30的一端形成有一個(gè)法蘭33，金屬波紋管34的一個(gè)法蘭35也設(shè)置在真空導(dǎo)管30的這一端上。金屬波紋管34的另一個(gè)法蘭36設(shè)置在穸口法蘭37上。如圖5B所示，穸口法蘭37有一個(gè)敞口，敞口的外形由向上彎曲水平實(shí)線所得到的形狀確定，約20μm厚的鈹薄膜31被焊接或熔結(jié)遮蓋住敞口。在敞口的周圍安置著向外延伸的保護(hù)罩38。此保護(hù)罩38防止鈹薄膜38破損。
在穸口法蘭37的左和右延伸位置上設(shè)置著滑動(dòng)軸承40?；瑒?dòng)軸承40恰好圍繞導(dǎo)向軸41，以便每個(gè)軸承40沿對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向軸41的引導(dǎo)方向滑動(dòng)。通過(guò)對(duì)置的軸套42、支撐板43等等導(dǎo)向軸41固定到真空管30上。導(dǎo)向軸的引導(dǎo)方向平行于垂直于真空管30中心軸的平面和包括中心軸的垂直平面之間的交叉線。
穸口法蘭37通過(guò)安裝在該穸口法蘭37低伸展部分的L形金屬夾具44連接到線性驅(qū)動(dòng)單元46的驅(qū)動(dòng)棒45上。線性驅(qū)動(dòng)單元46轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)47，以沿導(dǎo)向軸41的引導(dǎo)方向往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)棒45。為響應(yīng)驅(qū)動(dòng)棒45的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，穸口法蘭37往復(fù)移動(dòng)。
穸口法蘭37的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與在真空管30中傳輸?shù)姆瓷銼R光光軸的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)同步。SR光通過(guò)鈹薄膜31并投射到如圖1中所示的半導(dǎo)體襯底51的曝光平面上。
如圖3A到3C所示，反射SR光的橫截面具有向上彎曲的曲面所定義的形狀。因?yàn)殁敱∧?1制成具有對(duì)應(yīng)于SR光橫截面的形狀，使得穸口區(qū)域較小。因此，與穸口的簡(jiǎn)單圓形相比較，鈹薄膜可制得較厚并且可避免其破損。
雖然如圖5B中所示的穸口形狀定義為向上彎曲的曲面，如果如圖1所示的反射鏡15的反射平面為方向向上并且SR光被向上反射，則穸口形狀還可定義為向下彎曲的曲面。
上述中，當(dāng)如圖1所示的反射鏡15的擺動(dòng)軸位于光源側(cè)邊時(shí)，描述了均勻的能量密度。在光源側(cè)邊設(shè)置擺動(dòng)軸不僅具有均勻能量密度而且還具有改進(jìn)偏離的作用。下一步，將描述改進(jìn)偏離的作用。
當(dāng)位于曝光平面上的較寬區(qū)域被光軸擺動(dòng)的反射SR光曝光時(shí)，如果入射在曝光區(qū)域一點(diǎn)上的SR光光軸垂直于曝光平面，則入射在遠(yuǎn)離一點(diǎn)的另一點(diǎn)上的SR光光軸斜交曝光平面。因?yàn)槠毓饽：推毓馄矫嬷g留有間隙，斜交的光軸使得模圖案不能正確傳輸?shù)狡毓馄矫?。此現(xiàn)象稱作偏離。
為減輕偏離作用，最好設(shè)置反射SR光的擺動(dòng)中心盡可能遠(yuǎn)離曝光平面。如果如圖1所示的反射鏡15的擺動(dòng)軸安置在曝光平面的光源一側(cè)，從大致的計(jì)算中可理解反射SR光的擺動(dòng)中心和曝光平面之間的實(shí)際距離變得大約等于擺動(dòng)半徑R和參考反射點(diǎn)Pr1及曝光平面S之間的距離L2之和。因此，反射SR光擺動(dòng)中心遠(yuǎn)離曝光平面，由此偏離作用可被減輕。
參考圖3A到3C已描述了在水平平面內(nèi)的會(huì)聚SR光。接著，將描述在垂直平面內(nèi)的會(huì)聚SR光。如果如圖1所示的反射鏡15給定為沿垂直于SR光入射平面的軸的某些曲率半徑，SR光可在垂直平面內(nèi)會(huì)聚。例如可以通過(guò)沿著包括反射鏡中心軸的平面彎曲成柱面鏡，可得到這樣的反射鏡。
設(shè)反射鏡15的曲率半徑為rt以及入射光光軸和反射平面之間的夾角θ為(θ0-Δθ)，關(guān)于入射平面的焦距ft給出如下ft=(rt／2)·sin(θ0-Δθ) …(7)反射SR光變成平行光通量的條件滿足ft=L1+x …(8)從方程(1)、(7)和(8)消去Δθ，曲率半徑rt表示為x的函數(shù)rt=(2／sin(θ0))·(x2／R+(1+L1／R)·x+L1…(9)通過(guò)選擇曲率半徑rt以滿足方程(9)，垂直投射在入射平面上的反射SR光變?yōu)槠叫泄馔?。在反射鏡15的參考位置即x=0處，假定圖1中的距離L1為3m，距離L2為6m，以及角θ0為1．8°，曲率半徑rt為191m。
圖6A表示采用三棱鏡得到的在曝光平面的輻射區(qū)域的形狀，其中三棱鏡具有在垂直于入射平面的平面上曲率半徑r為188m和在入射平面上的曲率半徑rt為191m。橫軸對(duì)應(yīng)水平方向，以及縱軸對(duì)應(yīng)反射SR光的擺動(dòng)方向。形狀d1、d2和d3分別對(duì)應(yīng)于如圖2中所示的θ角為1．63°、1．8°和1．92°的輻射區(qū)域。當(dāng)與圖3A到3C中所示的形狀比較時(shí)，可見(jiàn)寬度在垂直方向上被壓縮。
如上，如果輻射區(qū)域的寬度在垂直方向上被壓縮，如圖5B中所示的鈹薄膜穸口31的寬度可變窄。因此，鈹薄膜強(qiáng)度增加并且系統(tǒng)的安全性得到改進(jìn)。
圖6B表示采用三棱鏡得到的輻射區(qū)域的形狀，其中三棱鏡具有在入射平面上的曲率半徑rt為127mm。形狀e1、e2和e3分別對(duì)應(yīng)于如圖2中所示的θ角為1．60°、1．8°和1．94°的輻射區(qū)域。采用127m的曲率半徑rt，反射SR光會(huì)聚在沿垂直于入射平面的方向看去的曝光平面上?？梢?jiàn)寬度在垂直方向被壓縮程度大于圖6A中所示的形狀。
通過(guò)選擇曲率半徑rt為容許反射SR光會(huì)聚在曝光平面的值，可減少鈹薄膜穸口31的區(qū)域?？墒?，當(dāng)垂直方向上輻射區(qū)域的寬度變窄時(shí)，能量密度反比例增加。當(dāng)能量密度變得太大時(shí)，可發(fā)生局部溫度上升，因此，在故障或其他探測(cè)操作期間增加了危險(xiǎn)性。可通過(guò)改變曲率半徑rt和能量密度設(shè)定最佳曝光條件。
如上所述，在入射平面上的反射平面曲率半徑非常大。作為用于形成具有大的曲率半徑的反射鏡方法，一些方法是已知的，其中如反射鏡原料安置在具有反向彎曲表面的固定件上并且處理成具有適當(dāng)?shù)那室员阋院髲墓潭断路瓷溏R。在這種情況中，需要形成具有反向彎曲表面的固定件。另一個(gè)方法是給反射鏡一個(gè)彎矩以形成彎曲表面。
圖7表示具有給反射鏡15彎矩的反射鏡固定件的橫截面視圖。反射鏡15與反射鏡固定板17的一側(cè)緊密接觸。在另一側(cè)相對(duì)的端部，反射鏡固定板17的另一側(cè)裝有從反射鏡固定板垂直伸出的臂18。調(diào)節(jié)螺絲19插入每個(gè)臂18的端部，并連接到擴(kuò)展棒19A。每個(gè)臂18和擴(kuò)展棒19之間的距離被調(diào)節(jié)，螺絲調(diào)節(jié)以在反射鏡固定板17上施加彎矩和彎曲反射鏡15。
借助這種方法，因?yàn)榫鶆驈澗禺a(chǎn)生在反射鏡固定板17的整個(gè)長(zhǎng)度上，如果反射鏡固定板17在整個(gè)長(zhǎng)度上具有同樣的橫截面，則曲率半徑變成常數(shù)?？紤]反射鏡固定板17的安裝平面中的彎矩方向?yàn)閤軸以及正交方向?yàn)閥方向的x-y坐標(biāo)系統(tǒng)。反射鏡固定板17的安裝平面的形狀由差分方程給出d2y／dx2=M／EIz…(10)此處M為彎矩，E為材料的Young模量，以及Ix為橫截面次級(jí)矩。
對(duì)方程(9)的線性方程近似得出rt=(2／sin(θ0))·((1+L1／R)·x+L1)…(11)代入方程(11)(2／sin(θ0))·(1+L1／R)=a(2／sin(θ0))=b…(12)得出rt=ax+b …(13)給出反射鏡16反射平面的入射平面中的橫截面形狀作為下列差分方程的解d2y／dx2=1／rt=1／(ax+b) …(14)比較方程(10)和(14)引入Iz=(M／E)·(ax+b) …(15)如果反射鏡固定板17的彈性次級(jí)矩Iz滿足方程(14)，則得到理想的曲率半徑。
如果反射鏡固定板17的厚度為常數(shù)，彈性次級(jí)矩Iz與反射鏡固定板17的寬度成比例。即，通過(guò)改變對(duì)應(yīng)于x軸方向上(ax+b)的反射鏡固定板17的寬度可得到理想的曲率半徑。
下面將描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖8A為圖1中接近輸出孔處的導(dǎo)出真空管的平面圖，圖8B為沿點(diǎn)圖8A中所示點(diǎn)劃線B2-B2看去的橫截面圖，以及圖8C為沿圖8A中箭頭C2看去的側(cè)視圖。
法蘭30a安裝在真空管30的輸出孔上。具有四方穸口的開(kāi)口法蘭37連接到法蘭30a。法蘭30a和穸口法蘭37的連接區(qū)域用O環(huán)密封。開(kāi)口框架39被焊接在穸口法蘭37的輸出孔表面以圍著開(kāi)口。
穸口框架39的輸出孔表面被處理成具有柱面形狀。此柱面形狀的中心軸垂直于真空管30的中心軸(在管中穿過(guò)的SR光的光學(xué)中心軸)并平行于垂直平面。鈹薄膜31被焊接或熔結(jié)在穸口框架39的柱面上。鈹薄膜31處理成對(duì)應(yīng)于穸口框架39柱面的柱形。平面鈹薄膜可沿穸口框架39的柱面變形。真空管30的真空由鈹薄膜31保持。
接著，將參考圖9A和9B描述柱形鈹薄膜31的作用。
圖9A表示在如圖1中所示的半導(dǎo)體襯底的曝光平面上的SR輻射區(qū)域的形狀?？紤]具有x軸為在曝光平面的水平方向和y軸為同時(shí)垂直于SR光的光學(xué)中心軸和x軸的x-y坐標(biāo)系統(tǒng)。
假定SR光輻射區(qū)域60(對(duì)應(yīng)于SR光的光束截面)由具有半徑R的圓形線限定。沿平行于y軸的直線相切的輻射區(qū)域60長(zhǎng)度由坐標(biāo)值x的函數(shù)表示。因此，當(dāng)輻射區(qū)域60以恒定速率沿y軸方向移動(dòng)時(shí)，在曝光平面上一點(diǎn)的輻射時(shí)間變?yōu)樽鴺?biāo)值x的函數(shù)。在坐標(biāo)值x上一點(diǎn)的輻射時(shí)間與(1-(x／R)2)-1／2成比例。
如果成為入射到鈹薄膜上之前的SR光的光子密度恒定，給出假定鈹薄膜不存在的曝光平面上的點(diǎn)的曝光量Px為Px=P0(1-(x／R)2)-1／2…(16)這里Po是在x=0處的直線上(y軸)點(diǎn)的曝光量。
圖9B表示鈹薄膜31和SR光的光軸，分別位于垂直于如圖8A所示的鈹薄膜31的柱面發(fā)生器的平面內(nèi)的截面圖。用T表示鈹薄膜的膜厚以及r表示柱面曲率的半徑，在坐標(biāo)值x處的鈹薄膜31的SR光的程長(zhǎng)度tx為tx=T(1-x／r)2)-1／2…(17)如果鈹薄膜的SR光吸收系數(shù)為μ，當(dāng)SR光傳輸通過(guò)鈹薄膜時(shí)，曝光表面上的曝光量Qx為Qx=Px·exp(-μtx) …(18)由方程(16)到(18)，建立下列方程
Qx=P0·(1-(x／R)2)-1／2·exp(-μT(1-(x／r)2)-1／2…(19)因?yàn)镼0=P0·exp(-μT)…(20)由方程(19)和(20)得到下列方程Qx／Qx=(1-(x／R)2)-1／2·exp(-μT)((1-(x／r)2)-1／2-1))=(1-(x／R)2)-1／2·exp((-μT)((1-(x／kR)2)-1／2-1))…(21)此處r=kR …(22)圖10A到10C為采用方程(21)表示的以x／R為函數(shù)的Qx/Qo的曲線。圖10A到10C分別對(duì)應(yīng)于k值為0．8、1．0和1．2。在圖中，點(diǎn)劃線、點(diǎn)線、斷線和實(shí)線分別對(duì)應(yīng)于0．2、0．4、0．6和0．8的值Qo／Po，即，exp(-μT)。
如果Qx／Qo=l，在曝光平面上的曝光量均勻。在圖10A到10C的所示情況中，在具有小x／R的區(qū)域中，Qx／Qo為接近于“1”，并且當(dāng)x／R值變大時(shí)，它將遠(yuǎn)離“1”。在預(yù)定范圍內(nèi)SR光包含不同的波長(zhǎng)并且鈹薄膜的透射率依賴于波長(zhǎng)。在由0．4到0．6的范圍可預(yù)測(cè)平均Qo／Po。
如果Qo／Po位于由0．4到0．6的范圍，在k=0．8處Qx／Qo偏向右下方，在k=1．0處近似平直，并在k=1．2處偏向右上方。因此最好設(shè)k值在0．8到1．2的范圍內(nèi)，尤其最好設(shè)為近似于1。
在上述研究中，假定當(dāng)SR曝光區(qū)域在曝光平面移動(dòng)時(shí)，SR曝光區(qū)域的形狀沒(méi)有改變并且由圓線限定。即使這些假定不能嚴(yán)格成立，也可通過(guò)調(diào)節(jié)k值使得曝光平面上曝光量的變化很小。如果曝光區(qū)域的形狀是由曲線限定而不是圓線限定，則鈹薄膜被彎曲成具有與曝光區(qū)域的形狀匹配的適當(dāng)形狀。在這個(gè)情況中，可以期望曝光量的變化被抑制。
在圖8A中所示的實(shí)例中，鈹薄膜31被彎曲成朝向真空管30的內(nèi)部。即使鈹薄膜31被彎曲成朝向真空管30的外部也可期望取得如上述的相同作用。上述結(jié)構(gòu)可不僅應(yīng)用于反射鏡受擺動(dòng)到擺動(dòng)SR光的情況，也可應(yīng)用于當(dāng)反射鏡固定時(shí)半導(dǎo)體襯底被移動(dòng)的情況。
上述實(shí)施例的基本技術(shù)不僅應(yīng)用于X射線曝光系統(tǒng)，也可用于期望SR光在垂直于光軸的平面上受到衰減并具有某些強(qiáng)度衰減分布的其他系統(tǒng)。如果在一個(gè)方向上強(qiáng)度衰減是理想的，薄膜沿由垂直于光軸的發(fā)生器形成的柱面而彎曲。通過(guò)改變彎曲的形狀有可能得到不同的強(qiáng)度分布。
在垂直于光軸的平面上的SR光束形狀通常在第一方向上較短并且在垂直于第一方向的第二方向上較長(zhǎng)。具有衰減SR光的能力的薄膜制造材料安置在SR光在光路上，并且在這種情況下，在同時(shí)平行于SR光的光軸方向和第二方向的平面上薄膜被彎曲。采用這種薄膜，在第二方向上SR光被衰減的量在不同的點(diǎn)不同。
在圖9A中所示的實(shí)例中，SR光的橫截面由具有曲率半徑R的圓形線所限定。在實(shí)際情況中，當(dāng)在y軸方向移動(dòng)時(shí)，SR光的輻射區(qū)域60改變其半徑R。雖然認(rèn)為輻射區(qū)域60沿圓形線大致形成，但嚴(yán)格認(rèn)為沿具有非影響點(diǎn)的曲線所形成。同樣還認(rèn)為在輻射區(qū)域60的SR光強(qiáng)度(單位面積光子數(shù))不為常數(shù)而是坐標(biāo)值x的函數(shù)。將描述另一個(gè)具有通過(guò)結(jié)合上述考慮能使曝光量為常數(shù)的實(shí)施例。
圖11A表示根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的X射線曝光系統(tǒng)的略圖。在圖5中所示的X射線曝光系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)類似于圖1。圖5中所示的X射線曝光系統(tǒng)的每個(gè)構(gòu)件采用的參考數(shù)與圖1中使用的相同。此處只描述與圖1中所示X射線曝光系統(tǒng)不同的結(jié)構(gòu)。
導(dǎo)出真空管30通過(guò)真空波紋管17與鏡盒12的導(dǎo)出孔14連接，并通過(guò)真空管驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18支撐在基座上。當(dāng)光學(xué)中心軸通過(guò)反射鏡15的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)向上和向下擺動(dòng)時(shí)，真空管驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18擺動(dòng)導(dǎo)出真空管30，以使得導(dǎo)出真空管30和在那兒傳輸?shù)腟R光的光學(xué)中心軸的相對(duì)位置不變化。
鈹薄膜31粘結(jié)在穸口法蘭31。如圖11B所示，穸口法蘭37形成有圓形穸口37a。穸口37a的形狀與在導(dǎo)出真空管30中傳輸?shù)腟R光束橫截面相一致。穸口37a被由稍后給出細(xì)節(jié)的鈹薄膜31覆蓋。
因?yàn)閷?dǎo)出真空管30和在那兒傳輸?shù)腟R光的光學(xué)中心軸的相對(duì)位置不變化，所以SR光總是通過(guò)穸口37a并輸出導(dǎo)出真空管30的外部，即使SR光的中心軸向上和向下擺動(dòng)。
如圖11B中所示的鈹薄膜31的區(qū)域小于圖8C中所示。因此，容易接受導(dǎo)出真空管30的外部和內(nèi)部的壓差。另外，如下面所述，圖11B中所示的結(jié)構(gòu)具有抑制鈹薄膜31的溫度上升的優(yōu)點(diǎn)。
鈹薄膜31對(duì)于吸收SR光較長(zhǎng)波長(zhǎng)分量方面起到了濾光器的作用。在鈹薄膜31中吸收的SR光能量大約為總能量的50％。在鈹薄膜31中SR光的吸收產(chǎn)生熱量。此熱量通過(guò)熱傳遞擴(kuò)散到穸口法蘭37，包括通過(guò)由鈹薄膜的輻射和通過(guò)與鈹薄膜31接觸的外部空氣的對(duì)流。
如果鈹薄膜31的溫度升高到250°或更高，膜的強(qiáng)度明顯降低。為了接受導(dǎo)出真空管30的外部和內(nèi)部的壓差，最好保持鍍薄膜31的溫度不高于250°。在大約此溫度范圍，到穸口法蘭37的熱傳導(dǎo)對(duì)于熱擴(kuò)散變成占主導(dǎo)。如圖11B中所示，因?yàn)轳犊诜ㄌm37a的區(qū)域很小并被伸展，從而可改進(jìn)熱傳導(dǎo)效率以便抑制鈹薄膜31的溫度升高。
接著，將描述半導(dǎo)體襯底51表面上平面內(nèi)曝光量的均勻性。
圖12A表示投射到半導(dǎo)體襯底51表面上的SR光的強(qiáng)度分布。矩形ABCD表示輻射區(qū)域的一半?yún)^(qū)域，并且直線AD為輻射區(qū)域的中心線。線段AD的中心由G表示以及線段BC的中心由H表示。在曝光平面考慮x-y-z坐標(biāo)系，此處x軸對(duì)應(yīng)于直線GH，y軸對(duì)應(yīng)于直線DA，以及z軸對(duì)應(yīng)于與曝光平面垂直的方向。具有在x軸方向伸展的光束截面的SR光在曝光平面沿y軸方向由點(diǎn)D向點(diǎn)A被掃描，由此對(duì)矩形ABCD區(qū)域曝光。
假定x軸方向表示SR光的強(qiáng)度，在掃描起始處、在掃描曝光區(qū)域一半的位置、和掃描結(jié)束處，SR光的強(qiáng)度分布分別由曲面P1、P2和P3表示。由每個(gè)曲面限定的實(shí)形狀由平行于x-z平面直立并且圍繞平行于z軸方向的直線稍微彎曲的壁所表示。根據(jù)如圖11所示的反射鏡15的形狀、SR光和反射鏡15的幾何布置、鈹薄膜31的厚度等等，可確定每個(gè)壁的曲率和高度。此時(shí)反射鏡15的擺動(dòng)角速度假定為常數(shù)。
圖12B表示當(dāng)SR光在曝光平面掃描一次時(shí)在矩形ABCD中曝光量分布。x-y平面的曲面A’B’H’C’D’G’上的每點(diǎn)高度表示在那個(gè)點(diǎn)的曝光量。例如，在點(diǎn)A的曝光量由線段AA’長(zhǎng)度表示。
從如圖11A中所示的電子圓軌道3輻射出的SR光在水平方向擴(kuò)展較大并在垂直方向上較小。入射在具有電子圓軌道3的反射鏡15上的SR光的光學(xué)中心軸的接觸點(diǎn)可認(rèn)為是SR光的光源。采用此光源作為原點(diǎn)，相對(duì)于水平方向的SR光的光學(xué)中心軸的角由θx表示，并且相對(duì)于垂直方向的角由θy表示。相對(duì)于其參考位置的反射鏡的擺動(dòng)角由φ表示。例如，當(dāng)SR光的光學(xué)中心軸到達(dá)曝光區(qū)域的中心點(diǎn)G時(shí)，φ為0。當(dāng)擺動(dòng)角φ變化時(shí)，SR光的入射角改變并且如圖12A所示的曲壁代表的SR光強(qiáng)沿y方向移動(dòng)。當(dāng)擺動(dòng)角φ固定時(shí)，例如，當(dāng)SR光投射到對(duì)應(yīng)于曲面P1的區(qū)域時(shí)，角θx與垂直于投影在x-y平面上的曲線P1頂端曲線的方向相對(duì)應(yīng)，而角θy與垂直于投影曲線的方向相對(duì)應(yīng)。對(duì)于曲面P2和P3這些角θx和θy同樣以相同的方式定義。當(dāng)擺動(dòng)角φ和角θx及θy被確定時(shí)，在曝光平面上的坐標(biāo)(x，y)和在此點(diǎn)的SR光強(qiáng)P可明確確定。因此值x、y和P由下式給出x=Fx(θx，θy，φ)y=Fy(θx，θy，φ)P=FP(θx，θy，φ) …(23)通常，與圖12A中所示的每個(gè)曲面P1到P3相交并表示在某一時(shí)間在曝光平面上的SR光強(qiáng)分布的線可由高斯分布曲線近似。為便于下面的分析，由每個(gè)曲面P1到P3定義的曲壁假定為具有以任何θx的均勻厚度的矩形橫截面的壁，并且假定矩形橫截面的面積由在橫截面位置θx處的高斯分布的積分值表示。如果壁厚度為W以及高度為H(θx，φ)，下面方程表示為W·H(θx，φ)=∫FP(θx，θy，φ)dθy…(24)圖13為對(duì)應(yīng)于具有上述假定的圖12A的曲線。由圖12A中所示的曲面P1到P3定義的壁由具有均勻厚度W和矩形橫截面的壁P1到P3所替換。在圖13中，表示SR光強(qiáng)度分布的壁中心(對(duì)應(yīng)于θy=0的線)用作表示某一時(shí)間的SR光輻射區(qū)域。在這種情況下，在那個(gè)時(shí)間點(diǎn)的SR光強(qiáng)度只由x和φ的函數(shù)表示。因此給出SR光的強(qiáng)度PP=F1(x，φ) …(25)在y軸方向上的SR光的強(qiáng)度分布由擺動(dòng)角φ的函數(shù)表示。
圖14為表示y軸方向上的SR光強(qiáng)度分布的實(shí)例的曲線，在點(diǎn)G由強(qiáng)度歸一化。即使y軸方向上的SR光強(qiáng)度不為常數(shù)，根據(jù)擺動(dòng)角φ的變化，可通過(guò)改變反射鏡15的擺動(dòng)角速度使得在y軸方向上的光強(qiáng)度均勻化。這種方法將后述。
圖15為表示x軸方向上的SR光強(qiáng)度分布的實(shí)例的曲線，由在曝光區(qū)域的中心線AGD上的SR光強(qiáng)度歸一化。圖15中所示的三個(gè)曲面P1到P3對(duì)應(yīng)于投射到圖13中所示的壁P1到P3位置的SR光束。圖15表示反射鏡的聚光特征。聚光系數(shù)K1定義為
K1(x，φ)=F1(x，φ)／F1(0，φ) …(26)參考圖16，考慮SR光投射到寬度為W且沿半徑為R的圓形線定義的區(qū)域以及在y軸方向掃描以曝光整個(gè)曝光區(qū)域。在曝光區(qū)域中y軸方向曝光具有坐標(biāo)值x的點(diǎn)的光束寬度為W／cos(α) …(27)因?yàn)榧俣▽挾葹槌?shù)，在具有中心角α線的位置處的曝光量取為中心線的位置處曝光量的值乘以1／cos(α) …(28)光束橫截面的中心線(對(duì)應(yīng)于如圖13所示θy=0的線)由曲線y=g(x，φ)表示，下述方程成立tan(α)=dy／dx=(／x)·g(x，φ) …(29)通過(guò)采用曝光區(qū)域的中心線(x=0)上的曝光量作為參考，給出在坐標(biāo)值x處的曝光量K2(x，φ)(K2稱為傾斜系數(shù))K2(x，φ)=1／cos(α)=(1+((／x)·g(x，φ))2)1／2…(30)方程(30)中的最右端項(xiàng)不僅為光束橫截面的中心線為沿曲線定義之處的情況，而且也為沿沒(méi)有任何曲折點(diǎn)的光滑曲線定義之處的一般情況。
圖17為表示方程(30)一個(gè)實(shí)例的曲線。在圖17中所示的三個(gè)曲線P1到P3對(duì)應(yīng)于投射到圖13中所示的壁P1到P3的SR光束。
圖18表示投射到曝光平面上的SR光束橫截面的一個(gè)實(shí)例?，F(xiàn)在考慮SR光的輻射位置由P1移到P3。當(dāng)輻射位置沿y軸方向移動(dòng)時(shí)，光束橫截面的曲率改變。因此，輻射區(qū)域的中心線(x=0)上的輻射位置的運(yùn)動(dòng)量Lo不同于在坐標(biāo)值x處的運(yùn)動(dòng)量Lo。這表明輻射點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度變化依賴于坐標(biāo)值x。當(dāng)計(jì)算曝光平面上的曝光量時(shí)，要求考慮運(yùn)動(dòng)速度的這個(gè)變化。當(dāng)擺動(dòng)角φ隨dφ微小變化時(shí)，在曝光區(qū)域中心線(x=0)上輻射位置運(yùn)動(dòng)量的小變化dyo由方程(23)給出dyo=((／φ)·Fy(0，0，φ)·dφ) …(31)給出在坐標(biāo)值x處小變化dYxdyx=((d／dφ)·Fy(θx，0，φ)·dφ) …(32)定義變形系數(shù)K3(x，φ)K3(x，φ)=dyx／dy0…(33)由方程(31)到(33)，導(dǎo)出下述方程K3(x，φ)=(／φ)·Fy(θx，0，φ)／(d／dφ)·Fy(0，0，φ)…(34)圖19為方程(34)給出的變形系數(shù)的一個(gè)實(shí)例的曲線。在圖19中所示的三個(gè)曲線P1到P3對(duì)應(yīng)于投射到圖13中所示的壁P1到P3位置的SR光束。
由上述研究，可理解為在曝光平面的x軸方向上曝光量的分布特征由圖15中所示的聚光系數(shù)K1、圖17中所示的傾斜系數(shù)K2和圖19中所示的變形系數(shù)K3的乘積表示。此乘積定義為分布系數(shù)Kd(x，φ)Kd(x，φ)=K1(x，φ)·K2(xφ)·K3(x，φ) …(35)圖20為分布系數(shù)Kd(x，φ)一個(gè)實(shí)例的曲線。在圖19中所示的三個(gè)曲線P1到P3對(duì)應(yīng)于投射到圖13中所示的壁P1到P3位置的SR光束。如果φ對(duì)分布系數(shù)Kd(x，φ)的依賴性很小，即，如果三個(gè)曲線P1到P3分離不大，可預(yù)料通過(guò)調(diào)整在x軸方向上圖11A中所示的鈹薄膜中的SR光衰減量可得到近似均勻的曝光量。
當(dāng)擺動(dòng)角φ變化時(shí)，得到圖20中所示的不同分布系數(shù)Kd由Fd(x)表示。例如，當(dāng)SR光的光學(xué)中心軸位于曝光區(qū)域的中心線(x=0)在圖12A中的中部點(diǎn)(點(diǎn)G)時(shí)，Kd(x，φ)由Fd(x)表示。
Fd=Kd(x，0) …(36)通過(guò)鈹薄膜的光子數(shù)N可給出N=N0·exp(-μt) …(37)此處No為在進(jìn)入鈹薄膜之前SR光的光子數(shù)，μ為變化依賴于光子能量(波長(zhǎng))的線吸收系數(shù)，以及t為鈹薄膜中SR光的光程長(zhǎng)度。SR光的能譜隨光學(xué)系統(tǒng)的布置而改變。因此，在計(jì)算傳輸通過(guò)鈹薄膜的SR光強(qiáng)度時(shí)，需要在整個(gè)能譜范圍積分方程(37)。由更宏觀的角度此處假定傳輸通過(guò)鈹薄膜的SR光強(qiáng)度P由類似于方程(37)的形式表示，即P=P0·exp(-μ0t) …(38)此處Po為在進(jìn)入鈹薄膜之前SR光的強(qiáng)度，和μo為線吸收系數(shù)(常數(shù))。鈹薄膜的厚度由T表示并且在鈹薄膜上的SR光的入射角由θ表示。角θ為SR光的光軸和在入射點(diǎn)處垂直于鈹薄膜之間的角。在這種情況下，在入射點(diǎn)處SR光的透射厚度t給出如下t=T／cos(θ) …(39)為了使分布系數(shù)Kd實(shí)現(xiàn)鈹薄膜衰減作用，下述方程滿足(P0·exp(-μ0T))／(P0·exp(-μ0T)cos(θ)))=Fd(x)…(40)通過(guò)排列方程(4)，得到下述方程1／cos(θ)=1+1／(μ0T)-ln(Fd(x)) …(41)通過(guò)采用具有滿足方程(41)的形狀的鈹薄膜，在x軸方向(水平方向)的曝光平面上曝光量的不規(guī)則性得以緩解。
圖21表示具有滿足方程(41)的形狀的鈹薄膜的一個(gè)實(shí)例，具有彎曲光束橫截面的SR光61傳輸通過(guò)鈹薄膜31并且輻射到半導(dǎo)體襯底51的曝光表面上。SR光61位于與包含SR光的光學(xué)中心軸垂直平面對(duì)稱的平面上?？紤]平行于SR光62的光學(xué)中心軸以及垂直于光學(xué)中心軸的水平線的實(shí)平面62。u-v直角坐標(biāo)系定義在實(shí)平面62上，u軸方向?yàn)樗椒较?。鈹薄?1安置在沿垂直于作為發(fā)生器的實(shí)平面62的柱面上。如果垂直投射在實(shí)平面62上的鈹薄膜圖像31a的形狀為ν=FBe(u)…(42)則下述方程成立tan(θ)=dFBe(u)／du …(43)因?yàn)樵趯?shí)平面62上的u軸對(duì)應(yīng)于在曝光平面上的x軸，方程(43)中的變量u可由方程(41)中的變量x替換。由方程(41)和(43)，得到dFBe(x)／dx=((1+1／(μ0T)·ln(Fd(x)))2-1)1／2…(44)積分方程(44)，可得到鈹薄膜31的合適形狀。
在上述計(jì)算中，方程(38)用作SR光在透射鈹薄膜之后的SR光強(qiáng)度近以方程。如果采用下述一般方程(45)P=H(t)…(45)鈹薄膜31的合適形狀由下式表示dFBe(x)／dx=(((1／T·H-1·(H(T)／Fd(x)))2-1)1／2…(46)其中H-1為H函數(shù)的倒數(shù)。
如上參考圖21的描述，如果形成具有滿足方程(44)的形狀的鈹薄膜31，在x軸方向的曝光平面上曝光量的不規(guī)則性得以緩解。接著，將描述在y軸方向上緩解曝光量不規(guī)則性的方法。SR光強(qiáng)度的不規(guī)則性如圖14中所示表示在曝光平面的y軸方向上。如圖14所示的歸一化SR光強(qiáng)度分布定義為強(qiáng)度系數(shù)K4(φ)，由下式給出K4(φ)=F1(0，φ)／F1(0，0)…(47)在y軸方向上曝光平面曝光量的不規(guī)則性是通過(guò)圖14中所示的SR光強(qiáng)度的不規(guī)則性以及y軸方向上投射有SR光區(qū)域的運(yùn)動(dòng)速度的變化形成。當(dāng)SR光的光學(xué)中心軸穿過(guò)曝光區(qū)域的中點(diǎn)G時(shí)，y軸方向上運(yùn)動(dòng)速度變化特征通過(guò)運(yùn)動(dòng)速度歸一化并由掃描系數(shù)K5(φ)表示，由下式給出K5(φ)=(d／dφ)(Fy(0，0，0))／(d／dφ)Fy(0，0，φ)…(48)在y軸方向上曝光量的不規(guī)則性可由強(qiáng)度系數(shù)K4(φ)和掃描系數(shù)K5(φ)的乘積來(lái)檢驗(yàn)。此乘積定義為速度系數(shù)Ks(φ)Ks(φ)=K4(φ)·Ks(φ) …(49)根據(jù)擺動(dòng)角φ，即SR光的入射角，在y軸方向上曝光平面曝光量的不規(guī)則性可通過(guò)改變反射鏡的擺動(dòng)角速度來(lái)緩解，由此來(lái)補(bǔ)償速度系數(shù)Ks(φ)。
在上述計(jì)算的過(guò)程中，通過(guò)采用如圖7中所示的曲壁P1到P3的中心線和未考慮的每個(gè)壁厚度的作用，使SR光輻射區(qū)域被覆蓋。方程(3)為近似方程。在上述研究的過(guò)程中，通過(guò)采用在作為參考的曝光區(qū)域的中心線(x=0)上的SR光強(qiáng)度，使本理論得以發(fā)展。由這些原因，即使反射鏡15擺動(dòng)以便用以補(bǔ)償速度系數(shù)Ks(φ)，在遠(yuǎn)離中心線曝光區(qū)域的周邊區(qū)域均勻曝光量的作用是小的。為在整個(gè)曝光區(qū)域加強(qiáng)均勻曝光量的作用，在離開(kāi)中心線位置的SR光強(qiáng)度可用作參考。
尤其是，鈹薄膜的形狀第一次由方程(44)確定，并且反射鏡15的擺動(dòng)角速度由方程(49)確定。通過(guò)采用具有確定形狀的和確定反射鏡15擺動(dòng)角速度的鈹薄膜，進(jìn)行了曝光量分布的檢驗(yàn)測(cè)試。根據(jù)本檢驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)很小改變鈹薄膜的形狀和反射鏡15的擺動(dòng)角速度，可重復(fù)類似檢驗(yàn)測(cè)試或由計(jì)算的模擬。采用此方法，曝光量的變化可進(jìn)一步降低。
在上述實(shí)施例的后面，研究了鈹薄膜的形狀以便在如圖13中所示的x軸方向上均勻SR光強(qiáng)度分布。鈹薄膜的形狀可最優(yōu)化，以便在y軸方向上均勻SR光強(qiáng)度分布。
參考圖22A和22B，將給出對(duì)于鈹薄膜形狀最優(yōu)化方法的描述以便在y軸方向上均勻SR光強(qiáng)度的分布。
圖22A為對(duì)應(yīng)于如圖13所示曲線的曲線。在這個(gè)曲線中，如圖13中所示的壁P1到P3沿平行于y軸方向移動(dòng)以使得在y軸上壁P1到P3位置與圖22A中所示相互一致。在這個(gè)曲線中，具有投射在x-z平面的壁P1到P3的上邊緣的x’-z’坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)于如圖20所示的曲線。y”-z”坐標(biāo)系表示投射在y-z平面上的壁P1到P3的上邊緣。
同樣在y”-z”坐標(biāo)系中，SR光強(qiáng)度在y”軸方向上不規(guī)則。通過(guò)采用由交換變量x和y所確定的鈹薄膜的最佳形狀，可緩解此不規(guī)則性，而變量x和y在x軸方向上均勻強(qiáng)度分布的上述研究中使用。
圖22B為對(duì)應(yīng)于如圖21的圖。在圖21中沿鈹薄膜31的柱面發(fā)生器垂直于實(shí)平面62。而在圖22B中，沿具有水平發(fā)生器的柱面安置鈹薄膜。同樣采用如圖22B所示的鈹薄膜的形狀，得到參考圖21描述的類似作用，即，可得到近似均勻的SR光強(qiáng)度分布。
在圖20和21的情況中，根據(jù)如圖13中所示的垂直投影在x-z平面的壁P1到P3的圖像，確定鈹薄膜的最佳形狀，而在圖22A和22B的情況中，根據(jù)如圖13中所示的垂直投影在y-z平面的壁P1到P3的圖像，確定鈹薄膜的最佳形狀。由其他投影可確定鈹薄膜的最佳形狀。
參考圖23A和23B，將描述由不同投影確定鈹薄膜最佳形狀的方法。
圖23A表示一個(gè)投影并對(duì)應(yīng)于圖22A。假定轉(zhuǎn)軸z’位于y軸和與z’軸相交的x-y平面上的R’軸的原點(diǎn)Ro處，壁P1到P3的上部邊緣在z’-R’平面上沿轉(zhuǎn)軸z’旋轉(zhuǎn)投影。通過(guò)降低依賴于旋轉(zhuǎn)投影圖像P1’到P3’的R’，鈹薄膜的形狀被最優(yōu)化。
在R’軸上的位置R由在x-y平面用坐標(biāo)值(x，y)表示R=(x2+(R0-y)2)1／2…(50)為了減少SR光強(qiáng)度變化，根據(jù)R，通過(guò)減少SR光強(qiáng)度的變化確定鈹薄膜的形狀。
圖23B表示鈹薄膜31形狀的一個(gè)實(shí)例，其中鈹薄膜31中SR光的光路隨R變化。假定轉(zhuǎn)軸63位于包含SR光中心軸的垂直平面上并平行于光學(xué)中心軸且與之相距Ro。沿具有作為旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸63的旋轉(zhuǎn)表面64安置鈹薄膜。以在如圖23A所示的z’-R’平面上降低依賴于旋轉(zhuǎn)投影圖像P1’到P3'的R’之方式，確定旋轉(zhuǎn)表面64的形狀。同樣采用如圖23B所示的鈹薄膜31的形狀，可得到參考圖21描述的類似作用，即，在曝光平面上可使得SR光強(qiáng)度分布近似均勻。如果Ro設(shè)為∞，得到類似圖22B所示的形狀。
參考圖21、22B和23B已描述了鈹薄膜的三個(gè)最佳形狀。在任何這些形狀中，在鈹薄膜中SR光衰減量在膜的內(nèi)平面內(nèi)變化，因此當(dāng)反射鏡15擺動(dòng)時(shí)，在水平方向上曝光平面曝光量分布較之在鈹薄膜中未考慮SR光衰減量要更均勻。
在圖21的情況中，鈹薄膜具有均勻的厚度，并且確定了形狀，以便交叉線被彎曲，其中該交叉線位于鈹薄膜和包括SR光的光學(xué)中心軸及垂直于光學(xué)中心軸的水平線的平面之間。
在圖22的情況中，確定了鈹薄膜的形狀，以便交叉線被彎曲，其中該交叉線位于鈹薄膜和包括SR光的光學(xué)中心軸的垂直平面之間。
判斷圖21、22B和23B中所示的形狀何者為最佳作為鈹薄膜的形狀不是件容易的事。為了在整個(gè)曝光平面均勻SR光強(qiáng)，如果分布系數(shù)的變化被降低就足夠了。對(duì)于如圖21所示形狀的分布系數(shù)表示在圖20中。對(duì)于如圖22B所示形狀的分布系數(shù)表示在圖22A的y”-z”平面中。對(duì)于如圖23B所示形狀的分布系數(shù)表示在圖23A的R’-z’平面中。
圖24為表示分布系數(shù)分散的計(jì)算結(jié)果，其中通過(guò)得到表示平均分布系數(shù)的曲線來(lái)計(jì)算，而上述計(jì)算是通過(guò)采用最小方差方法和通過(guò)采用平均方法得到。在如圖23A中所示的橫線由Ro表示，并且縱坐標(biāo)表示分布系數(shù)以相對(duì)值的分散，值“1”對(duì)應(yīng)于Ro=∞。光源和反射鏡15的入射點(diǎn)之間的距離設(shè)為3m，反射鏡15和曝光平面之間的距離設(shè)為2m，反射鏡15具有110mm的主半徑和286m的次半徑，以及入射角設(shè)為88．8°。
可以看出當(dāng)Ro變化時(shí)，分布系數(shù)的分散變大。Ro=∞或-∞對(duì)應(yīng)于圖22B的情況。當(dāng)Ro取接近SR光的光束橫截面曲率半徑時(shí)，分散變?yōu)闀?huì)聚。鈹薄膜最好具有降低分布系數(shù)分散的形狀?？墒牵绻敱∧で实亩葦?shù)變大，曝光量分布容易受SR光的光束寬度(對(duì)應(yīng)于如圖13所示的每個(gè)壁P1到P3的厚度W)影響。
采用如圖23B所示的鈹薄膜碟狀彎曲表面，在形成膜的繪制工作中厚度變化等易于發(fā)生。不管采用如圖21、22B和23B所示的何種形狀，最好考慮到分散、工作便利等等因素來(lái)綜合確定。
在上述的實(shí)施例中，具有均勻厚度的鈹薄膜被彎曲或鈹薄膜的另一個(gè)類型被用于提供SR光衰減分布。鈹薄膜的厚度分布可用作最優(yōu)化SR光的傳輸光路。
圖25表示一個(gè)具有厚度分布的鈹薄膜的實(shí)例的部分截?cái)嗤敢晥D。對(duì)應(yīng)于SR光束橫截面的較薄部分32形成在SR光傳輸通過(guò)鈹薄膜的區(qū)域上。設(shè)定較薄部分32的厚度以便如圖20所示的分布系數(shù)的變化被補(bǔ)償。
鈹薄膜可通過(guò)一般精度的切削處理而形成。去除處理、電解拋光等等也可采用。因?yàn)閷?duì)于窗口法蘭37的接觸表面為平面，可通過(guò)采用O環(huán)等容易進(jìn)行真空密封。
如圖25所示的較薄部分32被制成階梯狀以便通過(guò)此圖容易描繪形狀。較薄部分32的表面可處理成具有光滑三維曲面。
在如圖11A到25的實(shí)施例中，導(dǎo)出真空管30被擺動(dòng)以使不改變SR光的光學(xué)中心軸和鈹薄膜31之間的相對(duì)位置。在這種情況中，SR光的光學(xué)中心軸總是通過(guò)鈹薄膜的一個(gè)特殊點(diǎn)。
圖26A表示鈹薄膜31的內(nèi)平面內(nèi)的SR光傳輸區(qū)域而在不改變SR光的光學(xué)中心軸和鍍薄膜31之間的相對(duì)位置。曲線P1到P3對(duì)應(yīng)于投射在如圖12A所示的壁P1到P3位置上的SR光束。
如果SR光的光學(xué)中心軸的上／下擺動(dòng)幅度不同于鈹薄膜運(yùn)動(dòng)的幅度，鈹薄膜31的內(nèi)平面內(nèi)的SR光傳輸位置就會(huì)改變。
圖26B表示SR光傳輸位置的變化。三個(gè)曲線P1到P3對(duì)應(yīng)于投射在如圖12A所示的壁P1到P3位置上的SR光束。如果鈹薄膜具有對(duì)應(yīng)于曲線P1到P3位置的厚度分布，在由方差(49)給出的速度系數(shù)Ks的變化可得到補(bǔ)償。
圖27表示一個(gè)具有在速度系數(shù)Ks中補(bǔ)償變化的鈹薄膜的實(shí)例的部分截?cái)嗤敢晥D。較之圖25，此實(shí)例較薄部分32在SR光的擺動(dòng)方向擴(kuò)展。SR光傳輸通過(guò)的區(qū)域在此較薄部分32中移動(dòng)，以響應(yīng)反射鏡15的擺動(dòng)。當(dāng)反射鏡15擺動(dòng)時(shí)，較薄部分32具有補(bǔ)償速度系數(shù)Ks變化的厚度分布。
在圖11A到25的實(shí)施例中，反射鏡15的擺動(dòng)角速度隨擺動(dòng)角φ變化以補(bǔ)償速度系數(shù)Ks的變化。如果鈹薄膜形成具有如圖27所示的形狀，當(dāng)反射鏡15的擺動(dòng)角速度保持恒定時(shí)，速度系數(shù)Ks的變化可得到補(bǔ)嘗。在這種情況下，可簡(jiǎn)化反射鏡擺動(dòng)機(jī)構(gòu)16的結(jié)構(gòu)。
已結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述。本發(fā)明不僅僅限于上述實(shí)施例。由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所作的不同變動(dòng)、改進(jìn)、結(jié)合等等都是顯然的。
權(quán)利要求
1．一種同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)鏡盒，該鏡盒裝有導(dǎo)入口和導(dǎo)出口，其中導(dǎo)入口和導(dǎo)出口通過(guò)水平擴(kuò)展橫截面的同步加速器輻射光；一個(gè)反射鏡，設(shè)置在上述鏡盒中以反射同步加速器輻射光；和一個(gè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于支撐上述反射鏡以使得經(jīng)過(guò)導(dǎo)入口進(jìn)入上述鏡盒中的同步加速器輻射光被上述反射鏡反射，并在垂直平面上改變傳輸方向，以及用于擺動(dòng)上述反射鏡以改變傳輸方向的變化角，其特征在于，擺動(dòng)軸在一個(gè)交叉線上，或在同步加速器輻射光的入射面和上述反射鏡在反射點(diǎn)處的切面之間的延伸，并且也在來(lái)自反射點(diǎn)的同步加速器輻射光的入射側(cè)，當(dāng)上述反射鏡擺動(dòng)時(shí)，同步加速器輻射光的反射點(diǎn)在上述反射鏡的反射面上移動(dòng)，以及上述反射鏡的擺動(dòng)使得當(dāng)同步加速器輻射光的光源和反射點(diǎn)之間的距離變大時(shí)，入射角變大。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為用于在水平方向上會(huì)聚同步加速器輻射光的曲面鏡。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為錐面鏡其頂點(diǎn)和圓底部的中心點(diǎn)為同時(shí)設(shè)置在同步加速器輻射光的入射平面上。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為柱面鏡其中心軸位于同步加速器輻射光的入射平面上。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為用于在入射平面上會(huì)聚同步加速器輻射光的曲面鏡。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)用于接觸支撐上述反射鏡的支撐板；和一個(gè)用于向上述支撐板施加彎矩的彎矩施加機(jī)構(gòu)。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述支撐板的橫截第二矩在同步加速器輻射光的傳輸方向，相對(duì)于反射鏡的反射平面和同步加速器輻射光的入射平面之間的交叉線的方向上逐漸變大。
8．根據(jù)權(quán)利要求2的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)真空管，與用于傳輸由上述反射鏡反射的同步加速器輻射光的上述鏡盒的導(dǎo)出口氣密連接；和一個(gè)透明穸口，氣密形成在上述真空管的導(dǎo)出孔，上述透明穸口具有沿通過(guò)向上和向下彎折水平實(shí)直線形成的實(shí)彎線定義的形狀。
9．一種同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)鏡盒，形成有通過(guò)水平伸展截面的同步加速器輻射光的導(dǎo)入口和導(dǎo)出口；一個(gè)光源，用于使得同步加速器輻射光入射在上述鏡盒的導(dǎo)入口；一個(gè)反射鏡，安裝在上述鏡盒內(nèi)用于反射同步加速器輻射光；和一個(gè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于支撐上述反射鏡使得經(jīng)導(dǎo)入口進(jìn)入上述鏡盒的同步加速器輻射光由上述反射鏡鏡反射且在垂直平面上改變傳播方向，還用于擺動(dòng)上述反射鏡以改變傳播方向的變化角，其特征在于，當(dāng)上述反射鏡擺動(dòng)時(shí)，在同步加速器輻射光的上述反射鏡上的反射點(diǎn)在上述反射鏡的反射面上移動(dòng)，上述反射鏡的擺動(dòng)使得當(dāng)同步加速器輻射光的光源和反射點(diǎn)之間的距離變大時(shí)，和同步加速器輻射光的反射點(diǎn)和上述反射鏡擺動(dòng)軸之間的距離不短于反射點(diǎn)和上述光源之間的距離時(shí)，入射角變大。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡擺動(dòng)軸在一個(gè)交叉線上，或在同步加速器輻射光的入射面和上述反射鏡在反射點(diǎn)處的切面之間延伸，并且也在來(lái)自反射點(diǎn)的同步加速器輻射光的入射側(cè)。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為用于在水平方向上會(huì)聚同步加速器輻射光的曲面鏡。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為錐面鏡，其頂點(diǎn)和圓底部的中心點(diǎn)為同時(shí)設(shè)置在同步加速器輻射光的入射平面上。
13．根據(jù)權(quán)利要求11的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為柱面鏡，其中心軸位于同步加速器輻射光的入射平面上。
14．根據(jù)權(quán)利要求11的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述反射鏡為用于在入射平面上會(huì)聚同步加速器輻射光的曲面鏡。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)用于接觸支撐上述反射鏡的支撐板；和一個(gè)用于向上述支撐板施加彎矩的彎矩施加機(jī)構(gòu)。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述支撐板的橫截第二矩在同步加速器輻射光的傳輸方向，相對(duì)于反射鏡的反射平面和同步加速器輻射光的入射平面之間的交叉線的方向上逐漸變大。
17．根據(jù)權(quán)利要求11的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)真空管，與用于傳輸由上述反射鏡反射的同步加速器輻射光的上述鏡盒的導(dǎo)出口氣密連接；和一個(gè)透明穸口，氣密形成在上述真空管的導(dǎo)出孔，上述透明穸口具有沿通過(guò)向上和向下彎折水平實(shí)直線形成的實(shí)彎線定義的形狀。
18．一種同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，用于傳輸同步加速器輻射光；和一個(gè)薄膜，設(shè)置在同步加速器輻射光光路上，該薄膜由衰減同步加速器輻射光的材料制成，并且使通過(guò)上述膜傳輸?shù)耐郊铀倨鬏椛涔獾纳鲜霰∧ぶ械墓饴烽L(zhǎng)度在上述薄膜平面內(nèi)是非均勻的。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，同步加速器輻射光具有光束橫截面，在垂直于同步加速器輻射光光軸的平面上，和在第一方向上短于垂直于第一方向的第二方向上，并且光束橫截面被彎曲。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，同步加速器輻射光的光束橫截面位于與包含同步加速器輻射光的光學(xué)中心軸垂直平面對(duì)稱的平面上。
21．根據(jù)權(quán)利要求18的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜被彎曲，其中上述薄膜具有均勻厚度，以及具有在上述薄膜和同時(shí)平行于同步加速器輻射光的光軸方向和第二方向的平面的交叉線。
22．根據(jù)權(quán)利要求18的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜被彎曲，其中上述薄膜具有均勻厚度，以及具有在上述薄膜和同時(shí)平行于同步加速器輻射光的光軸方向和第一方向的平面的交叉線。
23．一種同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)鏡盒，形成有通過(guò)水平伸展截面的同步加速器輻射光的導(dǎo)入口和導(dǎo)出口；一個(gè)反射鏡，安裝在上述鏡盒內(nèi)用于反射同步加速器輻射光；一個(gè)導(dǎo)管，連接上述鏡盒導(dǎo)出口用于限定同步加速器輻射光從導(dǎo)出口通過(guò)的中空部分；和一個(gè)薄膜，設(shè)置在上述導(dǎo)管輸出端用于衰減和傳輸同步加速器輻射光，其特征在于，傳輸通過(guò)上述薄膜的同步加速器輻射光的上述薄膜上的光路長(zhǎng)度在上述薄膜平面內(nèi)每個(gè)點(diǎn)都不同，用以改變平面內(nèi)同步加速器輻射光的衰減量。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，具有均勻厚度的上述薄膜在平面內(nèi)部分較薄用于在平面內(nèi)改變同步加速器輻射光的光學(xué)路徑長(zhǎng)度。
25．根據(jù)權(quán)利要求23的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述薄膜變得遠(yuǎn)離沿垂直于入射平面方向的同步加速器輻射光之光學(xué)中心軸的上述反射鏡入射平面時(shí)，形成上述薄膜以便使得同步加速器輻射光在上述薄膜中的光路長(zhǎng)度較長(zhǎng)。
26．根據(jù)權(quán)利要求25的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜沿具有垂直于同步加速器輻射光傳遞通過(guò)上述鈹薄膜的發(fā)生器的柱面而被彎曲。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng),其特征在于，被上述反射鏡反射的同步加速器輻射光的光束橫截面沿具有第一半徑的圓形線被彎曲，并且上述薄膜沿具有0．8倍到1．2倍于第一并徑的第二半徑的柱面被彎曲。
28．根據(jù)權(quán)利要求23的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)反射鏡擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于擺動(dòng)上述反射鏡向上和向下擺動(dòng)被上述反射鏡反射的同步加速器輻射光的光學(xué)中心軸；和保持裝置，用于保持曝光器件位于傳遞通過(guò)上述薄膜的同步加速器輻射光被投射處。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜中同步加速器輻射光的衰減量在平面內(nèi)的每點(diǎn)都不同，以致當(dāng)上述反射鏡擺動(dòng)時(shí)，曝光器件曝光平面的曝光量分布較之在上述薄膜中未考慮同步加速器輻射光衰減要更均勻。
30．根據(jù)權(quán)利要求28的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)管驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)上述反射鏡擺動(dòng)時(shí)，用于和上述反射鏡的擺動(dòng)同步移動(dòng)上述導(dǎo)管以便光學(xué)軸通過(guò)的上述薄膜的一點(diǎn)固定在內(nèi)表面上。
31．根據(jù)權(quán)利要求30的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜中同步加速器輻射光的衰減量在平面內(nèi)的每點(diǎn)都不同，以致當(dāng)上述反射鏡擺動(dòng)時(shí)，曝光器件曝光平面的曝光量分布較之在上述薄膜中未考慮同步加速器輻射光衰減時(shí)要更均勻。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜具有均勻厚度和限定的形狀，以便上述薄膜和同時(shí)平行于同步加速器輻射光的光軸方向及垂直于光學(xué)中心軸水平直線的平面之間的交叉線被彎曲，因此在水平方向改變了同步加速器輻射光的衰減量。
33．根據(jù)權(quán)利要求31的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，被上述反射鏡反射的同步加速器輻射光的光束橫截面被彎曲，并位于與包含同步加速器輻射光的光學(xué)中心軸的垂直平面對(duì)稱的平面上，以及上述薄膜具有均勻厚度和限定的形狀，以便上述薄膜和包括光學(xué)中心軸的垂直平面之間的交叉線被彎曲，因此在水平方向改變了同步加速器輻射光的衰減量。
34．根據(jù)權(quán)利要求30的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜中同步加速器輻射光的衰減量在平面內(nèi)的每點(diǎn)都不同，以致當(dāng)上述反射鏡擺動(dòng)時(shí)，在垂直于水平方向的方向上曝光器件曝光平面的曝光量分布較之在上述反射鏡的擺動(dòng)角速度為常數(shù)時(shí)要更接近均勻。
35．根據(jù)權(quán)利要求28的同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，上述薄膜中同步加速器輻射光的衰減量在平面內(nèi)相對(duì)于交叉線方向的每點(diǎn)都不同，其中交叉線位于上述薄膜和包含同步加速器輻射光的光學(xué)中心軸的垂直平面之間，因此當(dāng)上述反射鏡擺動(dòng)時(shí)，在垂直于水平方向的方向上曝光器件曝光平面的曝光量分布較之在上述薄膜中未考慮同步加速器輻射光衰減時(shí)要更均勻。
全文摘要
在一種同步加速器輻射光傳輸系統(tǒng)中,一個(gè)反射鏡設(shè)置在鏡盒中以反射同步加速器輻射光,鏡盒裝有導(dǎo)入口和導(dǎo)出口,其中導(dǎo)入口和導(dǎo)出口通過(guò)水平擴(kuò)展橫截面的同步加速器輻射光。一個(gè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐反射鏡以使得經(jīng)過(guò)導(dǎo)入口進(jìn)入鏡盒中的同步加速器輻射光被反射鏡反射并在垂直平面上改變傳輸方向以及用于擺動(dòng)反射鏡以改變傳輸方向的變化角。擺動(dòng)軸在一個(gè)交叉線上,或在同步加速器輻射光的入射面和反射鏡在反射點(diǎn)處的切面之間延伸,并且也在來(lái)自反射點(diǎn)的同步加速器輻射光的入射側(cè)。當(dāng)反射鏡擺動(dòng)時(shí),擺動(dòng)機(jī)構(gòu)擺動(dòng)反射鏡以使得同步加速器輻射光的反射點(diǎn)在反射鏡的反射面上移動(dòng),以及當(dāng)同步加速器輻射光的光源和反射點(diǎn)之間的距離變大時(shí),入射角變大。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1204862SQ9810977
公開(kāi)日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1998年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月6日
發(fā)明者豐田英二郎 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社