JP2756536B2 - 隔壁の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線により大面積領域を均一に露光する装
置における隔壁の駆動装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、Ｘ線を用いて微細パタンを転写するための露光
を行ったり、あるいは試料へのＸ線照射を行うに際して
は、Ｘ線の大気中での減衰が著しいため、真空中やHe中
で露光を行うか、露光対象のすぐそばまで真空で持って
きて、隔壁を置いてその直後に被露光対象物を置く方法
が用いられる。

また、前者の場合でも、高真空域と低真空域の隔壁や
真空とHe雰囲気部分との境界等の隔壁として、露光に用
いる波長帯の光を透過する薄膜の隔壁を設けるのが一般
的である。

（発明が解決しようとする課題） これらの隔壁は圧力的に両側をシールする必要があ
り、Be等の低原子量金属膜やポリエステル，マイラ，ポ
リプロピレン等の有機膜等が使われている。長波光をカ
ットするフィルタを兼ねてこれらの隔壁が用いられるこ
ともあるが、厚い程、Ｘ線の隔壁透過率が低下するた
め、一般的には両側の圧力差に耐え得る範囲でできるだ
け薄い隔壁を用いることが必要となる。

隔壁材料とする薄膜は均一な薄膜とすることが難し
く、厚さむらができる。また、付着物や混入した不純物
がある部分は、膜のＸ線透過率が局所的に著しく変化す
る。このため、これらの真空隔壁を通して露光を行う
と、真空隔壁の厚さむらや付着物，不純物によるＸ線透
過率の局所変化が露光むらとして現れる。

とくに、微細なＸ線遮光体パタンを有するＸ線マスク
を、感光性レジストを塗布したウェハに近接間隙で重ね
て露光を行い、該微細パタンを転写するＸ線リソグラフ
ィにおいては、かかるむらがあると、パタンの線幅が局
部的に変化したり、パタンに欠けがでたり、時にはレジ
ストが局部的に残ったり、あるいはとれたりしてしま
う。

このため、多くの隔壁をテストしてみるなどして、む
らの少ないものを選んで用いていた。

本発明は、上記の欠点を改善するために提案されたも
ので、隔壁を透過するＸ線強度のむらを低減し、均一な
Ｘ線照射を可能にすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明は隔壁を取り付け
た枠に可撓体を取り付け、前記隔壁を取り付けた枠およ
び可撓体の外側を一つの密封容器内に収め、前記隔壁を
取り付けた枠および可撓体の外側と密封容器の内側とで
囲まれた密封空間を真空排気するか、隔壁のいずれかの
側の雰囲気と同等にせしめ、前記隔壁を取り付けた枠を
前記可撓体の変形範囲内で動かす手段を設けたことを特
徴とする隔壁の駆動装置を発明の要旨とするものであ
る。

換言すれば、隔壁を透過するＸ線強度のむらを低減す
るため、本発明では隔壁を取り付けた枠の両側に可撓体
を取り付け、隔壁を動かすことを特徴とする。その際、
可撓体は繰り返し変形を受け、疲労破損する危惧があ
る。そこで、該可撓体の外側全体を密封容器で覆い、そ
の中を真空排気するようになすか、隔壁のいずれかの側
の雰囲気と同等にせしめたことが本発明のもう一つの特
徴である。

（作用） 隔壁を動かすことによって、隔壁に厚さむらがあった
り、不純物の混入や付着があっても、隔壁におけるＸ線
透過率の場合による相違が平均化されるため、均一なＸ
線照射が可能となる。また、隔壁を動かすことによって
可撓体が疲労破損し、管内に大気リークが生ずるのを未
然に防ぐことができる。

（実施例） 次に本発明の実施例について説明する。なお、実施例
は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲
で、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまで
もない。

第１図は本発明の隔壁駆動装置を示す。

隔壁１を接着，ろう付け,Oリングシール，ガスケット
シール等によりＸ線が通る開口を有した枠２に取り付け
る。図は接着した場合の図を示した。隔壁1,枠２および
その間の上記取付部は、隔壁１の両側の圧力差に耐え、
かつ、ガス放出等によって隔壁１の両側の雰囲気劣化を
招かないものとする。

枠２の両側に可撓体としてベローズ3,4を取付け、前
後のＸ線通過経路5,6に接続する。枠２の両側およびベ
ローズ3,4の両側は超高真空シールフランジ7,8,9,10と
してガスケット11,12,13,14でシールする。場合によっ
てはＯリングシールでも良く、枠２とベローズ3,4を溶
接しても良い。

次に、隔壁１を取り付けた枠２および両側のベローズ
3,4の外側全体を密封容器15で覆う。枠２とベローズ3,4
のの重量をローラ16を介してカム17に受ける。カム軸18
を回転させると、ベローズ3,4が弾性変形範囲内でたわ
むので、隔壁１を取り付けた枠２はカム17の形状に合わ
せて上下に動く。カム17の回転を速くした時などで、枠
２とベローズ3,4がカム17の動きに追従しない時は、枠
２をばねによってカム17に押し付けても良い。

カム17は密封容器15内にあるため、磁性流体フィード
スルー（図示してない）を介してカム軸18を該密封容器
15外に取り出し、大気中駆動のモータで駆動する。この
場合、磁気流体フィードスルーの代わりにＯリングシー
ルを用いてカム軸18を大気中に取り出しても良い。

また、ベローズ3,4の外側の密閉空間19は、極端に真
空度が悪くなければ、ベローズの万一のリークに対応し
得る。したがって、カム軸18の駆動機構は大気中に出さ
ずに、この密閉空間19においても良い。なお20,21は、
密封容器15をＸ線通過経路と接続するためのＯリング、
22は密封容器15内を真空排気するか、隔壁のいずれかの
側の雰囲気と同時にせしめるための配管口である。

隔壁の駆動はカムに限らず色々な機構によって可能で
ある。

第２図は本発明の他の実施例を示す。

隔壁１を付けた枠２の両側にベローズ3,4を設け、全
体を密封容器15に入れた構造は第１図と同じである。ま
た符号5,6,7,8,9、10は第１図のものと同じものを示
す。枠２の駆動に際して枠２にナット23を取り付け、ナ
ット23にネジ軸24をかみあわせ、磁性流体フィード25を
介して密封容器15の外でモータ26の軸27に連結する。2
8,29は軸継手、30,31は磁性流体フィードの軸、32は磁
性流体フィードスルーのフランジ、33は軸受、34は軸受
押え、35は密封容器15に取り付けたハウジング、36はハ
ウジングの蓋である。また37,38,39はＯリングである。

モータ26を正方向，負方向交互に回転させれば、ネジ
軸24が回転して、ナット23が動きネジ軸24の回転方向が
変わるごとに隔壁１は往復運動を繰り返す。ネジおよび
ナットとしてボールネジ、ボールナットを用いれば動き
はスムーズになる。第２図の場合も、モータ26を密封容
器15の中に入れても差し支えない。

第３図は本発明の他の実施例を示す。

基本的な構成は第１図および第２図の場合と同じであ
る。

枠２を動かすため、枠２に強磁性体40を取り付け、電
磁石41を近接させておく。電流導入端子42を通して電磁
石41に交番電流を加え、吸引，反発を繰り返して行わせ
る。これにより枠２に取り付けた隔壁１が周期的に往復
運動をする。43は電流導入端子の取り付けフランジ、44
はコネクタ、45はケーブルである。

以上は、駆動方法の代表例であり、隔壁の動かし方
は、この他クランクを使ったりラックピニオンの組合せ
を使ったり、どんな方法でも良いことは明らかである。

第４図は本発明の他の実施例を示す。

隔壁46を枠47に貼り付け、片側にベローズ48を付け
る。枠47およびベローズ48の外側を密封容器49で覆う。
枠47とベローズのフランジ50、密封容器とベローズのフ
ランジ51の間はＯリング52,53でシールする。勿論ガス
ケットでシールしても良い。隔離46を動かすため、密封
容器49と枠47の間も可撓性の部品、たとえばダイヤフラ
ム54で接続する。

隔壁46を取り付けた枠47はローラ55を介してカム56で
上下方向に揺動させる。57はローラ軸、58はカム軸、59
はこれらの隔壁駆動機構の基台である。カム軸58は磁性
流体フィード60を介して密封容器49の外に導き、モータ
61により駆動する。62,63は軸継手、64,65は磁性流体フ
ィードスルーの軸、66は磁性流体フィールドスルーのフ
ランジ、67はＯリングである。ベローズ端は、Ｘ線通過
経路の管68に接続する。69はＯリングである。

また、ベローズ48の外側と密封容器49およびダイヤフ
ラム54の内側で囲まれる空間は配管口70から真空排気す
るか、ベローズ内と同等の雰囲気、例えば減圧He雰囲気
等とする。

なお、モータ61は、密封容器49の中におさめる構造を
とっても良い。また、隔壁の揺動には、上記のようにカ
ムを用いる機構のほか、第２図や第３図に示した機構、
その他、任意の機構が適用できることは、隔壁46を取り
付けた枠の両側にベローズを取り付けた場合と同様であ
る。

ところで、第１図〜第４図では説明をわかりやすくす
るため、隔壁1,4,6を枠2,4,7に取り付け、枠2,4,7とベ
ローズのフランジ8,9,50を接続する構造としたが、これ
らを一体とするか、ベローズのフランジ8,9,50に隔壁を
取り付けても良いことは言うまでもない。また、ダイヤ
フラム54に直接隔壁46を取り付けても良いことも明らか
である。

なお、第１図〜第４図では、可撓体に一方向のみの往
復直線運動を与えたが、２方向以上の合成運動を与えれ
ば、より良くむらを低減できることは言うまでもない。
運動が直線運動でなく、回転運動や、傾斜運動等であっ
ても良いことも明らかである。

上記に示したような色々な方法で、ベローズ等の可撓
体を変形させて枠を動かすと可撓体が疲労するため、長
期間使うと可撓体自身や可撓体とフランジとの接続部に
亀裂が入り、リークが起きてしまう。可撓体が外側を大
気に囲まれていると、リークが起きたときに可撓体内で
真空の急激な劣化や雰囲気の急変が起こり、好ましくな
い事態を生じる。

本発明では可撓体の外側を真空排気するかもしくは、
隔壁内の雰囲気と同等にする。例えば、隔壁の両側が真
空度の異なる真空の場合や、隔壁の片側が減圧または大
気圧のHe、または大気で、片側が真空の場合は、可撓体
外側の密閉空間を真空排気し、隔壁の両側が圧力の異な
るHeの場合は、可撓体外側の密閉空間を低圧側のHe雰囲
気とするか真空排気する。このようにするとたとえ、可
撓体が破れてリークしても重大な事態を招かずに済む。
密封容器内の真空度および雰囲気をどうするかは隔壁両
側の条件に応じて任意に決めれば良い。隔壁の両側およ
び可撓体外側の密封容器内の真空度を監視していれば、
可撓体でのリークの有無と隔壁でのリークの有無を判断
できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、隔壁を取り付
けた枠に可撓体を取り付け、前記隔壁を取り付けた枠お
よび可撓体の外側を一つの密封容器内に収め、前記隔壁
を取り付けた枠および可撓体の外側と密封容器の内側と
で囲まれた密封空間を真空排気するか、隔壁のいずれか
の側の雰囲気と同等にせしめ、前記隔壁を取り付けた枠
を前記可撓体の変形範囲内で動かす手段を設けたことに
より、隔壁をリークを懸念することなく安全に動かすこ
とができる。隔壁の厚さむらや不純物の混入，付着によ
る露光むらを低減することが可能であり、微細パターン
を精度良く均一に再現性良く作る必要があるＸ線リソグ
ラフィ用の露光に利用すればとくに有効である。

また、レジスト感度測定のための露光、半導体素子や
Ｘ線マスクのＸ線照射損傷検討のためのＸ線照射等に対
しても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の隔壁の駆動装置の実施例、第２図，第
３図及び第４図は本発明の他の実施例を示す。 １……隔壁 ２……枠 3,4……ベローズ 5,6……Ｘ線通過経路 7,8,9,10……フランジ 11,12,13,14……ガスケット 15……密封容器 16……ローラ 17……カム 18……カム軸 19……密閉空間 20,21……Ｏリング 22……配管口 23……ナット 24……ネジ軸 25……磁性流体フィードスルー 26……モータ 27……モータ軸 28,29……軸継手 30,31……磁性流体フィードスルー軸 32……磁性流体フィードスルーフランジ 33……軸受け 34……軸受け押え 35……ハウジング 36……ハウジングの蓋 37,38,39……Ｏリング 40……強磁性体 41……電磁石 42……電流導入端子 43……電流導入端子フランジ 44……コネクタ 45……ケーブル 46……隔壁 47……枠 48……ベローズ 49……密封容器 50,51……ベローズフランジ 52,53……Ｏリング 54……ダイヤフラム 55……ローラ 56……カム 57……ローラ軸 58……カム軸 59……基台 60……磁性流体フィードスルー 61……モータ 62,63……軸継手 64,65……磁性流体フィードスルー軸 66……磁性流体フィードスルーフランジ 67……Ｏリング 68……Ｘ線通過経路の管 69……Ｏリング 70……配管口

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隔壁を取り付けた枠に可撓体を取り付け、
   前記隔壁を取り付けた枠および可撓体の外側を一つの密
   封容器内に収め、前記隔壁を取り付けた枠および可撓体
   の外側と密封容器の内側とで囲まれた密封空間を真空排
   気するか、隔壁のいずれかの側の雰囲気と同等にせし
   め、前記隔壁を取り付けた枠を前記可撓体の変形範囲内
   で動かす手段を設けたことを特徴とする隔壁の駆動装
   置。