JP2791932B2 - X-ray exposure equipment - Google Patents

X-ray exposure equipment

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JP2791932B2
JP2791932B2 JP5099483A JP9948393A JP2791932B2 JP 2791932 B2 JP2791932 B2 JP 2791932B2 JP 5099483 A JP5099483 A JP 5099483A JP 9948393 A JP9948393 A JP 9948393A JP 2791932 B2 JP2791932 B2 JP 2791932B2
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    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の回路
パターンをX線を用いてウエハ上に露光して転写形成す
るX線露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray exposure apparatus for exposing and transferring a circuit pattern of a semiconductor integrated circuit onto a wafer by using X-rays.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のX線露光装置は、図4のX線露光
システムの原理説明図に示すように、SR光等を用いた
X線を光源31として用いて、ウエハ32上にLSI等
の回路パターンを露光するものである。光源31は、1
-9Torr程度のX線を高真空中で発生する。発生し
たX線は、光源31から揺動ミラー33によって反射さ
れてビームポート36によってベリリウム(Be)等の
真空遮断膜(遮断窓)35を介してステッパ(露光機)
のマスク34からウエハ32に導かれる。
2. Description of the Related Art A conventional X-ray exposure apparatus uses an X-ray using SR light or the like as a light source 31 and an LSI or the like on a wafer 32 as shown in the principle explanatory diagram of the X-ray exposure system in FIG. Is exposed. The light source 31 is 1
X-rays of about 0 -9 Torr are generated in a high vacuum. The generated X-rays are reflected by the oscillating mirror 33 from the light source 31 and are stepped through a beam port 36 through a vacuum blocking film (blocking window) 35 of beryllium (Be) or the like.
From the mask 34 to the wafer 32.

【0003】一方、回路パターンが転写されるマスク3
2は、体気圧もしくは減圧されたHeガス(ヘリウムガ
ス)雰囲気中におかれる。
On the other hand, a mask 3 onto which a circuit pattern is transferred
2 is placed in a body pressure or a reduced pressure He gas (helium gas) atmosphere.

【0004】X線の減衰を抑えるためには、真空遮断膜
35からウエハ32までの間についても真空状態である
ことが望ましい。しかし、真空中にステッパを設置する
には、真空シールや各駆動部の発熱対策、もしくは転写
原画パターンとなるマスク34がX線による熱の発生
や、その熱によるマスク34の歪等の発生を解決する必
要がある。このため、ステッパを減圧Heチャンバー3
7内に気密に収容して減圧Heガス雰囲気によってマス
ク32に転写するようにしたX線露光装置が提案されて
いる。(例えば、特開平3−135010号公報、及び
特開平3−108311号公報を参照) 特に、マスク34は、超LSI製造のX線等倍露光にお
いて、0.01μmオーダの回路パターニング精度が要
求されている。このため、温度上昇は0.数度以下に抑
える必要がある。このことからも大気より数倍の熱交換
が可能なHeガスを雰囲気ガスとして用いる必要があ
る。
In order to suppress the attenuation of X-rays, it is desirable that the space from the vacuum blocking film 35 to the wafer 32 be in a vacuum state. However, in order to install a stepper in a vacuum, it is necessary to take measures against the heat generated by the vacuum seal and each driving unit, or to generate heat due to X-rays in the mask 34 serving as a transfer original image pattern, and to generate the distortion of the mask 34 due to the heat. Need to be resolved. For this reason, the stepper is moved to the reduced pressure He chamber 3.
An X-ray exposure apparatus has been proposed in which an X-ray exposure apparatus is hermetically accommodated in a vacuum chamber 7 and transferred to a mask 32 in a reduced-pressure He gas atmosphere. (See, for example, JP-A-3-135010 and JP-A-3-108311.) In particular, the mask 34 is required to have a circuit patterning accuracy of the order of 0.01 μm in X-ray equal-size exposure for VLSI manufacturing. ing. For this reason, the temperature rise is 0. It must be kept below a few degrees. For this reason, it is necessary to use He gas, which can exchange heat several times as much as the atmosphere, as the atmospheric gas.

【0005】したがって、このような減圧Heガス雰囲
気によってマスク34を介してウエハ32に転写するX
線露光装置では、ステッパ全体を気密シールされた減圧
Heチャンバーに収納する。このX線露光装置において
は、内部機器との配線、配管、ウエハ交換口、及びマス
ク交換口などが真空シールに準じた厳重なシール構造が
取られる。
Therefore, X transferred to the wafer 32 through the mask 34 in such a reduced pressure He gas atmosphere.
In a line exposure apparatus, the entire stepper is housed in an airtightly sealed reduced-pressure He chamber. In this X-ray exposure apparatus, wiring, pipes, a wafer exchange port, a mask exchange port, and the like with internal equipment have a strict seal structure similar to a vacuum seal.

【0006】また、Heガス濃度と圧力とは、X線の減
衰に関与することが知られている。X線のある波長にお
ける減衰は下記の数式1に示すとおりである。なお、数
式1において、I:距離t後のX線強度、 Io :元の
X線強度、 μ:線吸収係数である。
[0006] It is known that the He gas concentration and pressure are involved in the attenuation of X-rays. The attenuation at a certain wavelength of X-rays is as shown in the following Equation 1. In Equation 1, I is the X-ray intensity after the distance t, I o is the original X-ray intensity, and μ is the line absorption coefficient.

【0007】[0007]

【数1】 (Equation 1)

【0008】この時、線吸収係数μは、物質組成によっ
て決まるので、気体では、圧力と、組成(濃度)によっ
て変化し、圧力が低いほうに、また、気体を構成する要
素が、分子の軽い物ほど(たとえばHeガス)減衰が小
さい。以下に、真空遮断膜35であるベリリウム膜から
マスク34までの距離を30cmとして、Heガス濃度
がドーズ量に及ぼす影響を試算してみる。
At this time, since the linear absorption coefficient μ is determined by the composition of the substance, the gas changes depending on the pressure and the composition (concentration), and the element having the lower pressure and the element constituting the gas have lighter molecules. An object (for example, He gas) has smaller attenuation. In the following, the effect of the He gas concentration on the dose is calculated on the assumption that the distance from the beryllium film as the vacuum blocking film 35 to the mask 34 is 30 cm.

【0009】 ドーズ量 E A/Sec ドーズ変化値 ±dE % ベリリウム膜からのマスクまでの距離 t cm(H
eガス雰囲気距離) He線減衰係数 μo =0.48m-1=0.004
8cm-1 8A 20度 1気圧 空気線減衰係数 μ1 =1.22 cm-1 8A
20度 1気圧 He x% として、下記の数式2及び表1に示す。
Dose amount EA / Sec Dose change value ± dE% Distance from beryllium film to mask t cm (H
e gas atmosphere distance) He line attenuation coefficient μ o = 0.48 m -1 = 0.004
8 cm -1 8A 20 ° 1 atm air line attenuation coefficient μ 1 = 1.22 cm -1 8A
Assuming that the pressure is 20 degrees and 1 atm He x%, it is shown in the following Expression 2 and Table 1.

【0010】[0010]

【数2】 (Equation 2)

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】上記の表1から、ドーズ量を1%程度のば
らつきに抑えるには、酸素濃度計で200±100pp
m程度に抑える必要がある。
From Table 1 above, in order to suppress the dose amount to a variation of about 1%, an oxygen concentration meter of 200 ± 100 pp
m.

【0013】さらに、減圧Heガス圧力の変動が露光量
に及ぼす影響についてX線強度とともに表2に示し、減
圧Heガス濃度の変動が露光量に及ぼす影響についてX
線強度とともに表3に示した。
Further, Table 2 shows the influence of the change in the reduced pressure He gas pressure on the exposure amount together with the X-ray intensity.
The results are shown in Table 3 together with the line intensity.

【0014】[0014]

【表2】 [Table 2]

【0015】[0015]

【表3】 [Table 3]

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記のHeガスを用い
たX線露光装置において、スループットの観点からは、
減衰が低いほうが望ましが、真空シールに準じた厳重な
シール構造が取られるため、設計及び制作の工数が増加
するとともに、構造の自由度も制約される。
In the above X-ray exposure apparatus using He gas, from the viewpoint of throughput,
It is desirable that the attenuation be low, but since a strict sealing structure similar to a vacuum seal is employed, the number of design and production steps is increased, and the degree of freedom of the structure is limited.

【0017】また、製造プロセスの面からは、露光量
(X線の積算量)の均一性、安定性を数パーセント(±
2〜3%)にする必要がある。このため、種々な方策が
提案されているが、外部から減圧Heチャンバー37内
への空気の流入を招き安いことから、減圧Heガス雰囲
気でHeガスの圧力をコントロールしながら、同時にH
eガス濃度をコントロールするのは困難であるという問
題がある。
From the viewpoint of the manufacturing process, the uniformity and stability of the exposure amount (the integrated amount of X-rays) are reduced by several percent (±
2-3%). For this reason, various measures have been proposed. However, since the flow of air from the outside into the reduced-pressure He chamber 37 is low, the pressure of the He gas is controlled while controlling the pressure of the He gas in the reduced-pressure He gas atmosphere.
There is a problem that it is difficult to control the e gas concentration.

【0018】さらに、X線露光装置を製作するにして
も、各部品の冷却、露光精度、及び安定した露光量を想
定して寸法形状、シール部の設計を考慮すると設計製作
はきわめて困難である。
Further, even if an X-ray exposure apparatus is manufactured, it is extremely difficult to design and manufacture the apparatus in consideration of the dimensions, shape, and design of the seal portion assuming cooling of each part, exposure accuracy, and stable exposure. .

【0019】それ故に、本発明の課題は、スループット
の向上、露光量の均一化、及び転写精度の向上を目的と
したX線露光装置を提供することにある。
It is therefore an object of the present invention to provide an X-ray exposure apparatus for improving the throughput, making the exposure amount uniform, and improving the transfer accuracy.

【0020】また、本発明の他の課題は、設計及び製作
が容易なX線露光装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an X-ray exposure apparatus that can be easily designed and manufactured.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、マスク
及び該マスクを介してX線により露光されるウエハを保
持するステッパ本体と、該ステッパ本体を前記X線の減
衰及び前記マスクの熱歪を抑える減圧Heガス中に密封
した状態で収納する減圧Heチャンバーと、該減圧He
チャンバー内にX線源から前記X線を導入するための遮
断窓とを含むX線露光装置において、前記減圧Heチャ
ンバーの外側をHeガスによって覆う大気圧Heチャン
バーを有していることを特徴とするX線露光装置が得ら
れる。
According to the present invention, a mask and a stepper body for holding a wafer to be exposed to X-rays through the mask, and a stepper body for attenuating the X-rays and heat of the mask. A reduced-pressure He chamber housed in a sealed state in a reduced-pressure He gas for suppressing distortion;
An X-ray exposure apparatus including a shielding window for introducing the X-rays from an X-ray source into a chamber, comprising an atmospheric pressure He chamber that covers the outside of the reduced-pressure He chamber with a He gas. X-ray exposure apparatus is obtained.

【0022】[0022]

【作用】初めに大気圧Heチャンバーの雰囲気を空気か
らHeガスへと置換を行う。この置換は、Heガスによ
って空気を追い出して行う。置換後は、圧力コントロー
ルをして、Heガスの供給量を下げる。後は、漏れるH
eガスを補給することで、この雰囲気が維持される。
First, the atmosphere in the atmospheric pressure He chamber is replaced with air from He gas. This replacement is performed by expelling air with He gas. After the replacement, the pressure is controlled to reduce the supply amount of He gas. After that, the leaking H
By supplying e gas, this atmosphere is maintained.

【0023】大気圧Heチャンバーを置換した後、減圧
Heチャンバーの置換を開始する。減圧Heチャンバー
を減圧した後、Heガスを供給し、所定のHeガス濃度
になるまで置換を行う。その後は、Heガスを補給しな
がら、内圧を所定の減圧雰囲気にコントロールする。
After replacing the atmospheric pressure He chamber, the replacement of the reduced pressure He chamber is started. After reducing the pressure in the reduced-pressure He chamber, He gas is supplied, and replacement is performed until a predetermined He gas concentration is reached. Thereafter, the internal pressure is controlled to a predetermined reduced pressure atmosphere while supplying He gas.

【0024】万一、減圧Heのチャンバーのシール性に
問題が生じた場合には、外部からの漏れが生じることも
想定されるが、減圧Heのチャンバーの外側は純度の高
いHeガスが充満しているため、減圧Heのチャンバー
内のHeガス濃度が所定のに保たれている。また、大気
圧Heチャンバーのシールが不十分であってもHeガス
圧は、外部大気圧よりも高いため大気が混入することは
ない。
If a problem arises in the sealing performance of the reduced pressure He chamber, leakage from the outside may occur, but the outside of the reduced pressure He chamber is filled with high purity He gas. Therefore, the He gas concentration in the reduced pressure He chamber is kept at a predetermined value. Further, even if the sealing of the atmospheric pressure He chamber is insufficient, the He gas pressure is higher than the external atmospheric pressure, so that the air does not enter.

【0025】[0025]

【実施例】図1乃至図3は、本発明のX線露光装置の一
実施例を示している。なお、X線露光装置におけるX線
によってウエハに転写する原理説明については、図4に
示したとおりであるため説明を省略する。
1 to 3 show an embodiment of the X-ray exposure apparatus according to the present invention. The principle of transfer to a wafer by X-rays in the X-ray exposure apparatus is the same as that shown in FIG.

【0026】まず、図1及び図2を参照して、X線露光
装置は、X線の減衰及びマスクの熱歪を抑えるための減
圧Heガス(減圧ヘリウムガス)を収容する減圧Heチ
ャンバー1と、この減圧Heチャンバー1の外側を覆う
大気圧Heチャンバー2とを有している。減圧Heチャ
ンバー1の内部には、ステッパ本体3が気密に収容され
ている。
Referring first to FIGS. 1 and 2, an X-ray exposure apparatus includes a reduced-pressure He chamber 1 containing a reduced-pressure He gas (a reduced-pressure helium gas) for suppressing X-ray attenuation and thermal distortion of a mask. And an atmospheric pressure He chamber 2 that covers the outside of the reduced pressure He chamber 1. Inside the reduced pressure He chamber 1, a stepper main body 3 is housed in an airtight manner.

【0027】ステッパ本体3は、ステッパベース4上に
設けられているマスクステージ5と、このマスクステー
ジ5に対向するように設けられているウエハステージ6
とを有している。マスクステージ5にはマスク7が保持
されている。ウエハステージ6には、ウエハ8が保持さ
れている。マスク7とウエハ8とは互いに対向してお
り、ウエハステージ6がマスクステージ5に対して進退
可能にステッパベース4上を平行移動するようになって
いる、このため、ウエハ8はマスク7に対してこれらの
間の距離を変更できる。このステッパ本体3は、1/2
気圧程度の減圧Heガス雰囲気中におかれる。
The stepper body 3 includes a mask stage 5 provided on a stepper base 4 and a wafer stage 6 provided opposite the mask stage 5.
And A mask 7 is held on the mask stage 5. The wafer 8 is held on the wafer stage 6. The mask 7 and the wafer 8 are opposed to each other, and the wafer stage 6 is moved in parallel on the stepper base 4 so as to advance and retreat with respect to the mask stage 5. To change the distance between them. This stepper body 3 is 1 /
It is placed in a reduced pressure He gas atmosphere of about atmospheric pressure.

【0028】減圧Heチャンバー1は、ステンレスもし
くはアルミニウム等の金属板によって製作されており、
減圧Heガス(1/2気圧)雰囲気に十分耐えられる強
度を持つように設計、製作されている。
The reduced pressure He chamber 1 is made of a metal plate such as stainless steel or aluminum.
It is designed and manufactured to have sufficient strength to withstand a reduced pressure He gas (1/2 atm) atmosphere.

【0029】また、減圧Heチャンバー1を構成する隔
壁には、ベリリウム膜のような遮断窓25が取り付けら
れている。大気圧Heチャンバー2には、減圧Heチャ
ンバー1を構成する隔壁の外側を覆うように構成されて
いる隔壁を貫通して先端が遮断窓25に当接するように
のびているビームポート26が設けられている。X線
は、図1及び図2の矢印SRで示すように、ビームポー
ト26によって遮断窓25を介してステッパ本体3のマ
スク7及びウエハ8に導かれる。
Further, a shielding window 25 such as a beryllium film is attached to a partition constituting the reduced-pressure He chamber 1. The atmospheric pressure He chamber 2 is provided with a beam port 26 that penetrates a partition wall that is configured to cover the outside of the partition wall that constitutes the reduced pressure He chamber 1, and whose tip extends so as to contact the blocking window 25. I have. The X-ray is guided by the beam port 26 to the mask 7 and the wafer 8 of the stepper body 3 through the blocking window 25 as shown by the arrow SR in FIGS. 1 and 2.

【0030】さらに、図3にも示すように、ステッパ本
体3のマスクステージ5とウエハステージ6との駆動ユ
ニット(モータ、pzt)への電源供給ラインや、各部
の検出器機器などに接続する信号線は、ステッパ本体3
から、減圧Heチャンバー1の隔壁に設けられた中継コ
ネクタ(図示せず)によって外部に引き出される。これ
らの中継コネクタは、かならずしも厳重な真空対応の物
でなくても良く、簡易なシールを施した物が使用でき
る。減圧チャンバー1には、内部を1/2気圧程度まで
減圧するためのバキュームポンプBと純度の高いHeガ
ス(99.9999%程度)を供給する供給ラインが接
続されている。そして、内部のHeガス濃度をモニター
するための酸素濃度計cや、圧力をモニターするための
圧力計Dなどが所定箇所に設けられている。
Further, as shown in FIG. 3, a power supply line to a drive unit (motor, pzt) for driving the mask stage 5 and the wafer stage 6 of the stepper body 3 and a signal to be connected to a detector device of each unit. The line is the stepper body 3
Is drawn out by a relay connector (not shown) provided on the partition wall of the reduced pressure He chamber 1. These relay connectors do not necessarily have to be strictly vacuum-compatible, and may be those provided with a simple seal. The vacuum chamber 1 is connected to a vacuum pump B for reducing the internal pressure to about 1/2 atmosphere and a supply line for supplying high purity He gas (about 99.9999%). An oxygen concentration meter c for monitoring the internal He gas concentration, a pressure gauge D for monitoring the pressure, and the like are provided at predetermined locations.

【0031】大気圧Heチャンバー2には、空気を吸引
するためのバキュームポンプBと純度の高いHeガス
(99.9999%程度)を供給する供給ラインが接続
されている。そして、減圧チャンバー1と同様に、内部
のHeガス濃度をモニターするための酸素濃度計cが所
定箇所に設けられている。
The atmospheric pressure He chamber 2 is connected to a vacuum pump B for sucking air and a supply line for supplying high purity He gas (about 99.9999%). As in the case of the decompression chamber 1, an oximeter c for monitoring the inside He gas concentration is provided at a predetermined position.

【0032】なお、図3に示したように、Heガス供給
ラインには、高純度のHeガスを収容したボンベ22、
温度調節器23を介して複数の圧力調節器Aに導びか
れ、各圧力調節器Aから、減圧Heチャンバー1、大気
圧Heチャンバー2、後述するマスクカセット交換室1
2及びウエハカセット交換室18のそれぞれに接続され
ている。また、一つの圧力調節器Aと、大気圧Heチャ
ンバー2との供給ライン間には、差圧計Eが設けられ、
圧力調節器Aにより大気圧+数ミリH2 Oにコントロー
ルしている。マスク交換室12及びウエハ交換室18に
は、内部のHeガス濃度をモニターするための酸素濃度
計cや、圧力をモニターし、圧力調整を行うための圧力
センサーDなどが所定箇所に設けられている。
As shown in FIG. 3, a cylinder 22 containing high-purity He gas is connected to the He gas supply line.
It is led to a plurality of pressure regulators A via the temperature regulators 23, and from each pressure regulator A, the reduced pressure He chamber 1, the atmospheric pressure He chamber 2, the mask cassette exchange chamber 1 described later.
2 and the wafer cassette exchange chamber 18, respectively. Further, a differential pressure gauge E is provided between a supply line between one pressure regulator A and the atmospheric pressure He chamber 2,
The pressure is controlled to atmospheric pressure + a few millimeters of H 2 O by a pressure controller A. The mask exchange chamber 12 and the wafer exchange chamber 18 are provided at predetermined locations with an oxygen concentration meter c for monitoring the inside He gas concentration and a pressure sensor D for monitoring the pressure and adjusting the pressure. I have.

【0033】前述した減圧Heチャンバー1の外側は、
大気圧+数ミリH2 Oに圧力コントロールされた大気圧
Heチャンバー2で覆われている。大気圧Heチャンバ
ー2は、大気圧+数10mH2 Oに耐えれば良いので、
アルミニウムやステンレス等の薄板で構成している。ま
た、各部のシールは、真空容器に比べればきわめて簡易
なシール方式、例えば、シリコンゴムシーラントを用い
たシール等で構成してもよい。減圧Heチャンバー1か
ら導出される各種の電源線等は、減圧Heチャンバー1
と同様に簡易なシールを施した中継コネクタによって外
部に繋がれる。
The outside of the aforementioned reduced pressure He chamber 1 is as follows:
It is covered with an atmospheric pressure He chamber 2 whose pressure is controlled to atmospheric pressure + a few millimeters of H 2 O. Since the atmospheric pressure He chamber 2 only needs to withstand atmospheric pressure + several tens mH 2 O,
It is made of a thin plate such as aluminum or stainless steel. Further, the seal of each part may be formed by a sealing method which is extremely simple as compared with the vacuum container, for example, a seal using a silicone rubber sealant or the like. Various power lines derived from the decompressed He chamber 1 are
The connection is made to the outside by a relay connector provided with a simple seal in the same manner as described above.

【0034】図1に戻り、ステッパ本体3には、マスク
7を供給するためマスクハンドリング装置が付属してい
る。また、減圧Heチャンバー1内には、マスク7をマ
スクチャックに取り付けるためのロボットハンド部10
が設けられている。ロボットハンド部10は、減圧He
チャンバー1内に置かれているが、マスク7を複数枚収
納したマスクカセット11は、外部との交換を行うマス
クカセット交換室12内に置かれる。マスクカセット交
換室12は、減圧Heチャンバー1に内気密シャッター
13を介して取り付けられている。また、外部とも外気
密シャッター14により遮断可能になっている。
Returning to FIG. 1, the stepper body 3 is provided with a mask handling device for supplying the mask 7. A robot hand unit 10 for attaching the mask 7 to the mask chuck is provided in the reduced pressure He chamber 1.
Is provided. The robot hand unit 10 uses the reduced pressure He
The mask cassette 11, which is placed in the chamber 1 but contains a plurality of masks 7, is placed in a mask cassette exchange chamber 12 for exchanging with the outside. The mask cassette exchange chamber 12 is attached to the reduced-pressure He chamber 1 via an airtight shutter 13. Further, the outside air can be shut off by the outside airtight shutter 14.

【0035】さらに、ステッパ本体3には、ウエハ8を
供給するためウエハハンドリング装置が付属している。
ウエハ8をウエハチャックに取り付けるためのロボット
ハンド部15は、減圧Heチャンバー1内に置かれてい
るが、ウエハ8を複数枚収納したウエハカセット16
は、外部との交換を行うウエハカセット交換室18内に
置かれている。ウエハカセット交換室18は、減圧He
チャンバー1に内気密シャッター19を介して取り付け
られている。また外部とも外気密シャッター20により
遮断可能になっている。さらに、ウエハカセット交換室
18は、1/2気圧程度の減圧に耐えられるように堅固
に設計製作されている。
Further, the stepper body 3 is provided with a wafer handling device for supplying the wafer 8.
The robot hand unit 15 for attaching the wafer 8 to the wafer chuck is placed in the reduced-pressure He chamber 1, and a wafer cassette 16 containing a plurality of wafers 8 is provided.
Is placed in a wafer cassette exchange chamber 18 for exchanging with the outside. The wafer cassette exchange chamber 18 is provided with a reduced pressure He.
The airtight shutter 19 is attached to the chamber 1. The outside can be shut off by the outside airtight shutter 20. Further, the wafer cassette exchange chamber 18 is firmly designed and manufactured so as to withstand a reduced pressure of about 1/2 atm.

【0036】次に、上記施例のX線露光装置におけるH
eガスの置換操作について説明する。供給するHeガス
は、99.9999以上の高濃度のHeガスが用意され
る。初めに大気圧Heチャンバー2の雰囲気を空気から
Heガスへと置換を行う。この際、大気圧Heチャンバ
ー2に接続されている圧力及び流量調節器Aを操作す
る。この置換は、大気圧+数10mH2 Oに設定したH
eガスによって空気を追い出して行う。置換後(Heガ
ス 99.95%以上)は、圧力コントロールを大気圧
+数ミリH2 Oにして、同時にバキュームポンプBを停
止してHeガスの供給量を下げる。後は、漏れるHeガ
スを大気圧+数ミリH2 Oの圧力で補給することで、こ
のHeガス雰囲気を維持する。
Next, H in the X-ray exposure apparatus of the above embodiment is used.
The e gas replacement operation will be described. As the He gas to be supplied, a He gas having a high concentration of 99.9999 or more is prepared. First, the atmosphere in the atmospheric pressure He chamber 2 is replaced with air from He gas. At this time, the pressure and flow controller A connected to the atmospheric pressure He chamber 2 is operated. This replacement is performed by setting the atmospheric pressure + several tens mH 2 O to H.
This is performed by expelling air with e-gas. After the replacement (He gas 99.95% or more), the pressure control is set to the atmospheric pressure + a few millimeters of H 2 O, and at the same time, the vacuum pump B is stopped to reduce the supply amount of the He gas. Thereafter, the He gas atmosphere is maintained by replenishing the leaked He gas at atmospheric pressure + a few millimeters of H 2 O.

【0037】大気圧Heチャンバー2をHeガス雰囲気
で置換した後に、マスクカセット交換室12及びウエハ
カセット交換室18のHeガス置換を開始する。始め
に、バキュームポンプBで1/2気圧程度に減圧した
後、バキュームを行いながらHeガスを供給し、所定の
Heガス濃度(99.95%以上)になったらバキュー
ムポンプBを停止する。その後は、漏れるHeガスを大
気圧+数ミリH2 Oの圧力で補給することで、Heガス
雰囲気を維持する。
After replacing the atmospheric pressure He chamber 2 with a He gas atmosphere, the He gas replacement of the mask cassette replacement chamber 12 and the wafer cassette replacement chamber 18 is started. First, after reducing the pressure to about 1/2 atm by the vacuum pump B, He gas is supplied while performing vacuum, and when the He gas concentration reaches a predetermined He gas concentration (99.95% or more), the vacuum pump B is stopped. After that, the He gas atmosphere is maintained by replenishing the leaked He gas at atmospheric pressure + a few millimeters of H 2 O pressure.

【0038】さらに、マスクカセット交換室12及びウ
エハカセット交換室18をHeガス雰囲気に置換した
後、減圧Heチャンバー1の置換を開始する。始めにバ
キュームポンプBによって1/2気圧程度に減圧した
後、バキュームを行いながらHeガスを供給し、所定の
Heガス濃度(99.95%以上)になるまで置換を行
う。その後は、高純度Heガスを補給しながら、バキュ
ームポンプBと圧力及び流量調節器Aによって内圧を所
定(1/2気圧±10Torr以下)の減圧雰囲気にコ
ントロールする。
Further, after replacing the mask cassette replacement chamber 12 and the wafer cassette replacement chamber 18 with a He gas atmosphere, the replacement of the reduced pressure He chamber 1 is started. First, after reducing the pressure to about 1/2 atm by the vacuum pump B, He gas is supplied while performing vacuum, and replacement is performed until a predetermined He gas concentration (99.95% or more) is reached. Thereafter, while the high-purity He gas is being supplied, the internal pressure is controlled to a predetermined reduced pressure (1/2 atm ± 10 Torr or less) by the vacuum pump B and the pressure and flow rate controller A.

【0039】マスク7及びウエハ8の交換時には、各外
気密シャッター14及び20をあけてマスクカセット1
1及びウエハカセット16を交換した後、前述手順によ
りHeガス置換を行い、マスク7及びウエハ8をステッ
パ本体3に供給する。
When exchanging the mask 7 and the wafer 8, the mask cassette 1 is opened by opening the outer airtight shutters 14 and 20.
After exchanging the wafer cassette 1 and the wafer cassette 16, He gas replacement is performed according to the above-described procedure, and the mask 7 and the wafer 8 are supplied to the stepper body 3.

【0040】万一、減圧Heのチャンバー1のシール性
に問題が生じた場合には、外部からの漏れが生じること
も想定されるが、減圧Heのチャンバー1の外側を覆っ
ている大気圧Heチャンバー2には純度の高いHeガス
(99.95%以上)が充満しているため、減圧Heの
チャンバー1のHeガス濃度が所定の濃度に保たれる。
また、大気圧Heチャンバー2のシールが不十分であっ
てもHeガス圧は、外部大気圧よりも少し高いため大気
が混入することはない。
In the event that a problem occurs in the sealing performance of the chamber 1 under reduced pressure He, leakage from the outside may occur, but the atmospheric pressure He covering the outside of the chamber 1 under reduced pressure He is assumed. Since the chamber 2 is filled with high-purity He gas (99.95% or more), the He gas concentration in the chamber 1 under reduced pressure He is maintained at a predetermined concentration.
Further, even if the sealing of the atmospheric pressure He chamber 2 is insufficient, the He gas pressure is slightly higher than the external atmospheric pressure, so that the atmosphere does not enter.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上、実施例によって説明したように、
本発明のX線露光装置によると、X線の減衰及びマスク
の熱歪を抑えるための減圧He雰囲気の外側を大気圧H
eチャンバーのHe雰囲気で覆う構成としたため、通常
の減圧Heチャンバーに比べてシール部の設計制作が容
易となり、大気の混入を阻害できるためX線の減衰が少
なくなる。
As described above, as described in the embodiments,
According to the X-ray exposure apparatus of the present invention, the outside of the reduced pressure He atmosphere for suppressing the attenuation of X-rays and the thermal distortion of the mask is adjusted to the atmospheric pressure H.
Since the e-chamber is configured to be covered with the He atmosphere, the design and production of the seal portion are easier than in a normal reduced-pressure He chamber, and mixing of air can be inhibited, so that X-ray attenuation is reduced.

【0042】また、供給Heガスを温度コントロールし
て供給することで、機器の寸法、形状安定性、検出器の
温度特性改善や検出精度、露光精度などが向上し、マス
ク寸法の安定を計ることが可能である。
Further, by supplying the supplied He gas at a controlled temperature, the dimensions and shape stability of the device, the improvement of the temperature characteristics of the detector, the detection accuracy, the exposure accuracy, etc. are improved, and the mask size is stabilized. Is possible.

【0043】さらに、Heガスは空気に比べ4から5倍
の熱伝達特性を持つため、空気中に較べHeガスによる
マスクやモータ、各種の検出器等の発熱部の冷却効果が
向上する。
Further, since He gas has a heat transfer characteristic four to five times that of air, the effect of cooling He, such as masks, motors, and various detectors, by using He gas is improved as compared with air.

【0044】したがって、簡易なシール構造及び圧力コ
ントロールによって安定した露光量と露光雰囲気とを供
給できるX線露光装置が実現できる。
Therefore, an X-ray exposure apparatus capable of supplying a stable exposure amount and exposure atmosphere by a simple sealing structure and pressure control can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のX線露光装置の一実施例を示す平面上
からみた状態の簡略断面図である。
FIG. 1 is a simplified cross-sectional view of an embodiment of an X-ray exposure apparatus according to the present invention as viewed from above a plane.

【図2】図1のX線露光装置を側面からみた状態の簡略
断面図である。
FIG. 2 is a simplified cross-sectional view of the X-ray exposure apparatus of FIG. 1 viewed from a side.

【図3】図1のX線露光装置に用いる各計器及びHeガ
ス供給ラインを説明する概略説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory view illustrating each instrument and a He gas supply line used in the X-ray exposure apparatus in FIG.

【図4】従来及び本考案のX線露光装置の原理を説明す
る概略説明図である。
FIG. 4 is a schematic explanatory view illustrating the principle of the conventional and the X-ray exposure apparatuses of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,37 減圧Heチャンバー 2 大気圧Heチャンバー 3 ステッパ本体 7,34 マスク 8,32 ウエハ 10 ロボットハンド部 11 マスクカセット 12 マスクカセット交換室 13,19 内気密シャッター 14,20 外気密シャッター 16 ウエハカセット 18 ウエハ交換室 22 ボンベ 23 温度調節器 25,35 遮断窓 26,36 ビームポート 31 光源 A 圧力調節器 B バキュームポンプ C 酸素濃度計 D 圧力センサー 1,37 Decompression He chamber 2 Atmospheric pressure He chamber 3 Stepper body 7,34 Mask 8,32 Wafer 10 Robot hand unit 11 Mask cassette 12 Mask cassette exchange chamber 13,19 Inner airtight shutter 14,20 Outer airtight shutter 16 Wafer cassette 18 Wafer exchange chamber 22 Cylinder 23 Temperature controller 25, 35 Shut-off window 26, 36 Beam port 31 Light source A Pressure controller B Vacuum pump C Oxygen concentration meter D Pressure sensor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マスク及び該マスクを介してX線により
露光されるウエハを保持するステッパ本体と、該ステッ
パ本体を前記X線の減衰及び前記マスクの熱歪を抑える
減圧Heガス中に密封した状態で収納する減圧Heチャ
ンバーと、該減圧Heチャンバー内にX線源から前記X
線を導入するための遮断窓とを含むX線露光装置におい
て、前記減圧Heチャンバーの外側をHeガスによって
覆う大気圧Heチャンバーを有していることを特徴とす
るX線露光装置。
1. A stepper body for holding a mask and a wafer exposed to X-rays through the mask, and the stepper body is sealed in a reduced pressure He gas for suppressing the attenuation of the X-rays and the thermal distortion of the mask. A reduced-pressure He chamber housed in a state, and an X-ray source in the reduced-pressure He chamber.
What is claimed is: 1. An X-ray exposure apparatus comprising: a shielding window for introducing a line; and an atmospheric pressure He chamber covering the outside of said reduced-pressure He chamber with He gas.
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