JP2003297719A - 熱遮断部材及びこの熱遮断部材を備える電子ビーム露光装置 - Google Patents

熱遮断部材及びこの熱遮断部材を備える電子ビーム露光装置

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JP2003297719A
JP2003297719A JP2002093680A JP2002093680A JP2003297719A JP 2003297719 A JP2003297719 A JP 2003297719A JP 2002093680 A JP2002093680 A JP 2002093680A JP 2002093680 A JP2002093680 A JP 2002093680A JP 2003297719 A JP2003297719 A JP 2003297719A
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JP
Japan
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heat
electron beam
circuit board
wafer table
exposure apparatus
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Withdrawn
Application number
JP2002093680A
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Inventor
Naotaka Shimamura
尚孝 島村
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空容器内に配置されたテーブルの熱変形を
防止することができる熱遮断部材及びこの熱遮断部材を
備える電子ビーム露光装置を提供する。 【解決手段】 真空チャンバ内に配置されたウエハテー
ブル40とこのウエハテーブル40に付帯するプリント
基板50との間にプリント基板50からの輻射熱をウエ
ハテーブル40と反対方向へ反射する反射鏡70を配置
し、ウエハテーブル40とプリント基板50とを熱的に
遮断した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は熱遮断部材及びこ
の熱遮断部材を備える電子ビーム露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】露光技術では、短い波長の光源を用いる
ほど、微細なパターンを焼き付けることができる。
【0003】現在、量産レベルではKrF、ArFエキ
シマレーザ等を光源として0.25μm以下の解像度を
有する露光が可能である。
【0004】しかし、近年更に線幅を狭くして量産性を
向上させることが要望されており、0.10μm以下の
解像度を可能にする電子ビームを用いた露光技術が注目
されている。
【0005】この露光技術を用いた露光装置として、電
子ビーム露光装置(以下EB露光装置という)が提案さ
れている。
【0006】このEB露光装置では、電子銃から電子ビ
ームを出射し、この電子ビームを電子レンズに入射さ
せ、電子ビームの進行方向にほぼ直交する面内で電子レ
ンズの電磁石によって磁界を発生させ、磁界の方向及び
強さを制御することによって電子ビームの方向を制御
し、電子ビームをシリコンウエハ上に投射してパターン
を露光描画する。
【0007】電子ビームの強度等をモニタするため、シ
リコンウエハが載置されたウエハステージ上にはファラ
ディカップ検出器が設けられている。このファラディカ
ップ検出器の出力信号は電流電圧変換アンプで電流電圧
変換される。電流電圧変換アンプは、通常ファラディカ
ップ検出器の近傍に設けられたプリント基板に実装され
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子ビーム
の通過する領域内に空気やその他の気体が存在する場
合、電子ビームが気体中の分子と衝突して散乱したり減
衰したりするため、露光能力が急激に低下する。
【0009】そのため、電子ビームが通過する領域及び
ウエハテーブル上の電子ビームを検出するファラディカ
ップ検出器や電流電圧変換アンプを真空容器内に配置す
る必要がある。
【0010】真空中にある電流電圧変換アンプは気体中
にあるときのように自然放熱や空冷等を期待できず、電
流電圧変換アンプで発生した熱はプリント基板に伝達さ
れ、プリント基板の温度を高める。そのため、プリント
基板から輻射熱が放出され、この輻射熱によってウエハ
テーブルが加熱され、熱変形する。
【0011】その結果、ウエハテーブルに載置され、電
子ビームによって露光されるウエハ上に転写される回路
パターン等の露光精度が低下する。
【0012】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は真空容器内に配置されたテーブル
の熱変形を防止することができる熱遮断部材及びこの熱
遮断部材を備える電子ビーム露光装置を提供することで
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1記載の発明の熱遮断部材は、真空容器内に配置
された、テーブルとこのテーブルに付帯する回路基板と
を熱的に遮断することを特徴とする。
【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の熱
遮断部材において、前記テーブルと前記回路基板との間
に配置され、前記回路基板からの輻射熱を反射する第1
反射部材か、前記テーブルの表面に形成され、前記回路
基板からの輻射熱を反射する第2反射部材の少なくとも
一方を備えていることを特徴とする。
【0015】請求項3記載の発明は、請求項2記載の熱
遮断部材において、前記第1及び第2反射部材の一方又
は両方で反射された輻射熱を吸収し、前記真空容器の外
へ放熱する吸放熱部材を備えていることを特徴とする。
【0016】請求項4記載の発明の電子ビーム露光装置
は、請求項1〜3のいずれか1項記載の熱遮断部材を備
えていることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0018】図1はこの発明の一実施形態に係る熱遮断
部材を備える電子ビーム露光装置の概念図である。
【0019】この電子ビーム露光装置(以下EB露光装
置という)は、電子銃10と、コンデンサレンズ15
と、照射レンズ20と、レチクル21と、投影レンズ3
0と、ウエハテーブル(テーブル)40と、プリント基
板(回路基板)50と、反射鏡(第1反射部材)70
と、ヒートパイプ(吸放熱部材)80とを備えている。
【0020】電子銃10、コンデンサレンズ15、照射
レンズ20、レチクル21、投影レンズ30、ウエハテ
ーブル40、プリント基板50、反射鏡70及びヒート
パイプ80は真空チャンバ(真空容器)5内に収容され
ている。
【0021】電子銃10の図示しないカソードから放射
された電子の流れを束にまとめて電子ビームとし、これ
をウエハ31上に集束させる。カソードから放射される
ときの電子の速度は比較的遅いため、電子銃10の図示
しない電極に例えば100kV程度の電圧を加えて所定
の速度まで加速する。電子ビームは電子銃10から出た
後、一定の速度で進む。
【0022】紫外線に比べて電子ビームの波長は短く、
回折限界値が小さいため、小さく結像させることが可能
であり、線幅を狭く(0.10μm未満)できる。
【0023】コンデンサレンズ15は偏向コイルを備え
る電子レンズである。偏向コイルによって電子ビームの
進行方向に対してほぼ直交する面に磁界を発生させる。
偏向コイルに流す電流の大きさ及び方向を変えることに
よって磁界の強さ及び方向を変えて電子ビームの進行方
向を制御する。
【0024】照射レンズ20は偏向コイルを備える電子
レンズである。偏向コイルによって電子ビームの進行方
向に対してほぼ直交する面に磁界を発生させる。偏向コ
イルに流す電流の大きさ及び方向を変えることによって
磁界の強さ及び方向を変えて電子ビームの進行方向を制
御する。
【0025】レチクル21上には実際にウエハ31上に
転写される回路パターンの4〜5倍の大きさの回路パタ
ーンが描かれている。
【0026】投影レンズ30はレチクル21の下方に配
置された、偏向コイルを備える電子レンズである。偏向
コイルによって電子ビームの進行方向に対してほぼ直交
する面に磁界を発生させる。偏向コイルに流す電流の大
きさ及び方向を変えることによって磁界の強さ及び方向
を変えて電子ビームの進行方向を制御する。
【0027】プリント基板50はエポキシ系やセラミッ
ク系の材料で形成されている。
【0028】次に、EB露光装置の動作を説明する。
【0029】電子銃10から放射された電子ビームの進
行方向をコンデンサレンズ15及び照射レンズ20を用
いて変化させ、レチクル21上の照明領域を所定領域ず
つ走査する。
【0030】更に、レチクル21を透過した電子ビーム
の進行方向は投影レンズ30で制御される。その結果、
レチクル21上の照明領域と共役なウエハ31の露光領
域が所定領域ずつ走査される。
【0031】このようにしてウエハ31上にレチクル2
1の回路パターンの縮小像を投影し、1チップ分の露光
を行う。
【0032】図2はウエハテーブルの斜視図である。
【0033】ウエハテーブル40はリニアモータ(図示
せず)によってX軸方向及びY方向へ駆動される。この
ウエハテーブル40の上面にはウエハ31が載置され
る。
【0034】また、ウエハテーブル40の上面にはファ
ラディカップ検出器41が搭載されている。
【0035】ウエハテーブル40の側面には反射鏡70
が取り付けられている。反射鏡70はファラディカップ
検出器41の近傍に位置する。なお、反射鏡70にはプ
リント基板50が取り付けられている(図4参照)。
【0036】図3は検出系と信号処理ブロックとの関係
を説明する図である。
【0037】ファラディカップ検出器41は電子ビーム
の強度を検出し、検出された電子ビームの強度に応じた
電流をプリント基板50に実装された電流電圧変換アン
プ51へ出力する。
【0038】電流電圧変換アンプ51は、インピーダン
ス変換によって入力電流に比例した電圧を発生させ、信
号処理ブロック60へ出力する。
【0039】検出系を構成するファラディカップ検出器
41及び電流電圧変換アンプ51は真空チャンバ5内に
配置されている。
【0040】信号処理ブロック60は電流電圧変換アン
プ51の出力に基づいて精度良く露光を行えるように電
子銃10、照射レンズ20及び投影レンズ30を制御す
る。
【0041】この信号処理ブロック60は真空チャンバ
5の外部の気体中に配置されている。
【0042】図4(a)はプリント基板と反射鏡との関
係を説明する図、図4(b)は図4(a)のA矢視図で
ある。なお、図4(b)ではウエハテーブル40は省略
されている。
【0043】反射鏡70はウエハテーブル40とプリン
ト基板50との間に配置され、電流電圧変換アンプ51
(図3参照)によって加熱されたプリント基板50から
の輻射熱をウエハテーブル40と反対方向(ヒートパイ
プ80が配置されている方向)へ反射させる。
【0044】この反射鏡70は断熱シート(図示せず)
等の断熱部材を介してウエハテーブル40にねじ等によ
って取り付けられている。なお、反射鏡70をウエハテ
ーブル40に密着させる必要はなく、所定の間隔をおい
て取り付けるようにしてもよい。この構成にすれば、ウ
エハテーブル40に及ぶ熱の影響をより低減することが
できる。
【0045】反射鏡70は凹面鏡であり、チタンで形成
することが好ましい。この反射鏡70の内面は鏡面加工
されており、内面で反射した輻射熱の大部分がプリント
基板50に戻らないでヒートパイプ80の方向へ向かう
ように反射鏡70の径と曲率とが決められている。
【0046】このように反射鏡70を形成することによ
って、輻射熱を効率良く反射できるとともに、反射鏡7
0における渦電流と電子線等の荷電粒子のチャージアッ
プとを抑止できる。
【0047】また、発熱体であるプリント基板50の上
面だけでなく側面も覆うように反射鏡70を形成すれ
ば、輻射熱を更に効率良く反射できるとともに、外部か
らプリント基板50の回路パターン等へ侵入する放射ノ
イズを減少させるシールド効果も期待できる。
【0048】なお、シールド効果が要求されない場合に
は、反射鏡70をチタン等で形成せず、セラミック等の
誘電体基板の凹面に後述する反射膜45と同様の構成の
膜を形成してもよい。
【0049】プリント基板50は反射鏡70の周縁部か
ら延びる複数の支持部材71によって反射鏡70の焦点
位置に支持されている。なお、反射鏡70を支持するた
めの支持部材としてプリント基板50で発生する熱を真
空チャンバ5の外へ導く熱伝導体72が用いられてい
る。
【0050】また、プリント基板50は熱伝導性の良い
セラミック系の材料で形成され、表面に熱の輻射・吸収
効率を向上させる黒色塗装等の加工を施すのが好まし
い。
【0051】ヒートパイプ80は反射鏡70及び熱線反
射膜45で反射された輻射熱を吸収し、真空チャンバ5
の外部に放熱する。ヒートパイプ80の一部を構成する
放熱端子部81は真空チャンバ5の外部に位置する。な
お、ヒートパイプ80に代えてヒートシンクを用いるよ
うにしてもよい。
【0052】ウエハテーブル40の側面及び底面には反
射鏡70で反射されなかったプリント基板50からの輻
射熱や他の散乱輻射熱等を反射する熱線反射膜(第2反
射部材)45がコーティングされている。この熱線反射
膜45は例えば図5に示す波長反射特性を有する。
【0053】図5は反射膜の波長反射特性の一例を示す
図である。
【0054】図5において、縦軸及び横軸はそれぞれ反
射率(%)及び波長(μm)を示す。
【0055】反射膜45は、Ge層とZnS層とを交互
に積層したり、Ge層とYF3層とを交互に積層したり
することによって形成される。この反射膜45は真空蒸
着法やスパッタ法で形成される。
【0056】この実施形態によれば、プリント基板50
で発生した熱でウエハテーブル40が加熱されないた
め、ウエハテーブル40の熱変形を防止して優れた露光
精度を得ることができる。
【0057】また、プリント基板50で発生した熱を真
空チャンバ5の外部へ効率良く放出できるため、ウエハ
テーブル40の熱変形をより確実に防止することができ
る。
【0058】なお、上記実施形態では反射鏡70及び反
射膜45の両方で輻射熱を反射させるようにしたが、こ
の構成に限るものではなく、反射鏡70及び反射膜45
のいずれか一方だけで輻射熱を反射させるようにしても
よい。
【0059】また、上記実施形態では、本願発明をプリ
ント基板50がウエハテーブル40の側面に設けられて
いる場合に適用したが、プリント基板50がウエハテー
ブル40の下面に設けられている場合であっても同様に
本願発明を適用することができる。
【0060】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
真空容器内に配置されたテーブルの熱変形を防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施形態に係る熱遮断部材
を備える電子ビーム露光装置の概念図である。
【図2】図2はウエハテーブルの斜視図である。
【図3】図3は検出系と信号処理ブロックとの関係を説
明する図である。
【図4】図4(a)はプリント基板と反射鏡との関係を
説明する図、図4(b)は図4(a)のA矢視図であ
る。
【図5】図5は反射膜の波長反射特性の一例を示す図で
ある。
【符号の説明】
5 真空チャンバ(真空容器) 40 ウエハテーブル(テーブル) 45 熱線反射膜(第2反射部材) 50 プリント基板(回路基板) 70 反射鏡(第1反射部材) 80 ヒートパイプ(吸放熱部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/68 H01L 21/30 541L Fターム(参考) 2H097 AA03 BA10 CA16 JA01 LA10 5C001 BB02 CC06 5C034 BB06 5F031 CA02 HA01 HA02 HA03 HA53 JA02 JA45 MA27 PA11 5F056 AA01 BA01 BB03 CC05 EA14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空容器内に配置された、テーブルとこ
    のテーブルに付帯する回路基板とを熱的に遮断すること
    を特徴とする熱遮断部材。
  2. 【請求項2】 前記テーブルと前記回路基板との間に配
    置され、前記回路基板からの輻射熱を反射する第1反射
    部材か、前記テーブルの表面に形成され、前記回路基板
    からの輻射熱を反射する第2反射部材の少なくとも一方
    を備えていることを特徴とする請求項1記載の熱遮断部
    材。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2反射部材の一方又は両
    方で反射された輻射熱を吸収し、前記真空容器の外へ放
    熱する吸放熱部材を備えていることを特徴とする請求項
    2記載の熱遮断部材。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載の熱遮
    断部材を備えていることを特徴とする電子ビーム露光装
    置。
JP2002093680A 2002-03-29 2002-03-29 熱遮断部材及びこの熱遮断部材を備える電子ビーム露光装置 Withdrawn JP2003297719A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7360366B2 (en) 2004-09-03 2008-04-22 Canon Kabushiki Kaisha Cooling apparatus, exposure apparatus, and device fabrication method

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Effective date: 20050607