JP3058603B2 - X線リソグラフィ用ビームライン - Google Patents

X線リソグラフィ用ビームライン

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JP3058603B2
JP3058603B2 JP9124699A JP12469997A JP3058603B2 JP 3058603 B2 JP3058603 B2 JP 3058603B2 JP 9124699 A JP9124699 A JP 9124699A JP 12469997 A JP12469997 A JP 12469997A JP 3058603 B2 JP3058603 B2 JP 3058603B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシンクロトロン放射光を
用いるX線リソグラフィ用ビームラインに関する。
【0002】
【従来の技術】シンクロトロン放射光によるX線露光シ
ステムは一般に図2ないし図3に示す構成からなってい
る。図3ないし図4において31は模式的に示されたシ
ンクロトロンで、超高真空中で電子ビーム32を周回運
動させ、周回軌道の接線方向にシンクロトロン放射光3
3を発生させる。シンクロトロン31から出た放射光3
3は真空ダクト34に導入される。真空ダクト34には
図示していないが、放射光をブロックするブロックシャ
ッタ、真空の遮断弁や真空排気ポンプ等が設置されてい
る。そして、真空ダクト34の下流にはミラーボックス
35が接続されている。
【0003】前記ミラーボックス35の中にはX線ミラ
ー36が入射光に対して1〜2度の角度で配置されてい
る。X線ミラー36の形状は平面、円筒、円環(トロイ
ダル)面等種々の形状のものが用いられており、表面は
通常、金、白金等でコーティングされ、入射光のほぼ6
0〜70%を反射し下流に伝送するとともに、X線露光
に不適当な短波長成分(硬X線)を除去するフィルター
機能を有している。そして、該X線ミラー36は駆動装
置37により反射基準点Oを中心に揺動可能となってい
る。その理由は、放射光は水平方向には360度方向に
放射されるが、垂直方向には±1mrad(ミリラシ゛アン)程度
の広がりしかないのでX線ミラー36を揺動することに
より反射光を垂直方向に振り照射野を拡大するためであ
る。
【0004】ミラーボックス35の下流には真空ダクト
38からなるビームラインが接続されており、ビームラ
インのの最終端には放射光取出窓となるフランジ39に
接合されたベリリウム薄膜40が取り付けられている。
ベリリウム薄膜40の厚さは30μm程度で、放射光を
真空中から大気中に取り出す機能とX線露光に不適当な
長波長成分(真空紫外線)を除去するフィルター機能を
有している。
【0005】ベリリウム薄膜40から大気中に取り出さ
れた放射光はX線露光用マスク41を通ってウエハ42
の表面に塗布されたレジスト(感光材)を感光させX線
露光用マスク41に描かれたパターンを転写する。ベリ
リウム薄膜40の外側の通称大気部分は大気圧または減
圧状態の空気または、X線を透過しやすいヘリウムガス
にさらされている。X線露光用マスク41とウエハ42
の間隔は10〜20μmで、X線ステッパ43に保持さ
れ、1回の露光ごとにウエハの感光位置を移動し、逐次
露光を行なうものである。
【0006】ところで、X線リソグラフィに要求される
露光面積は、半導体メモリ(DRAM)が64メガビッ
トの世代では25mm×25mm程度であり、放射光取
出窓となるベリリウム薄膜40の寸法は直径約40mm
または30mm×30mm角あればよい。そして、ベリ
リウム薄膜40は1気圧の圧力差と放射光の吸収による
温度上昇に耐える強度が必要である。ベリリウムの膜厚
が30μmでは放射光取出窓の直径が40mmでもなん
とか耐えることが経験的に知られている。しかし、X線
リソグラフィが本格的に用いられると予想される4ギガ
ビットの世代では50mm×50mmの露光面積が必要
になるとみられているが図3に示すようなビームライン
38を固定している従来装置ではベリリウム薄膜40を
大きくしなければならないが、ベリリウム薄膜40を大
きくすることは前記したとおり強度的に困難である。
【0007】そこで、図4に示すようにX線ミラー36
で放射光をスキャンする際の光の形状に合わせて狭小の
ベリリウム薄膜40を有するビームライン38をX線ミ
ラー36のスキャンと同期させて上下方向に揺動させて
対応する着想も特開平2ー184799号公報に開示さ
れているように公知である。なお、44は真空ベローズ
である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は狭小のベリリ
ウム薄膜を有するビームラインの揺動装置をX線露光用
マスク41、ウエハ42の設置場所から隔離して揺動装
置から発生する塵埃がウエハへの露光時の妨げにならな
いようにするとともに、ビームラインが揺動するときベ
リリウム薄膜の外側に対向して配置されている薄膜のX
線露光用マスク41に圧力変動を及ぼさないようにした
ビームラインを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】シンクロトロンからの放
射光を垂直方向に揺動するX線ミラーで反射させ、該反
射光をウエハに露光するX線リソグラフィ用ビームライ
ンにおいて、ビームライン外筒部1内に前記X線ミラー
で反射された放射光を包被する内筒2を設置し、該内筒
2の放射光出口端はビームラインから突設せる真空ベロ
ーズ5に接続せる放射光取出窓3に取付けられ、放射光
入口端はビームライン外筒端部または、さらに上流側ま
で突出して設置されており、該内筒2を前記ビームライ
ン外筒部1に設置した駆動装置6によりX線ミラーの揺
動に同期して揺動させることを特徴とする。
【0010】また、ビームライン外筒部1の大径フラン
ジ1'の外側に真空ベローズ5および放射光取出窓3を
囲んで段付ドラム17の一端部が連結されており、該段
付ドム17の他端部にはその内径が前記放射光取出窓3
の移動を許容できる大きさを有する円環板18が連結さ
れ、放射光取出窓3の周縁部に前記円環板18に対向
し、微小間隙を保持して円環板21が連結されており、
一端部が大径フランジ1'に連結され前記段付ドラム1
7を囲み、他端部はX線露光装置を設置しているクリー
ンルームに接続されている気体室22を設け、前記段付
ドラム17の段部19にドラム17内と気体室22を連
通する連通口20を設けたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るビームライン
の説明図である。1はミラーボックス35の下流側に接
続されているビームラインの外筒部である。2は放射光
の光路の外側を包被する断面形状を有し、前記外筒部1
の中心軸付近に設置されている内筒であって、その一端
部にはフランジ3'により放射光取出窓3が結合されて
おり、他端部はビームラインの上流側に開放されてい
る。また、前記内筒2の上下面には外筒部1内空間に連
通する連通孔となる多数の孔2'、2'・・が穿設されて
いる。そして、放射光取出窓3の内筒2が当接している
箇所は放射光の断面形状に合わせて矩形または円弧状の
貫通口が穿設されており、表面にベリリウム薄膜4が溶
接または蝋付けされている。
【0012】放射光取出窓3はフランジ3=により真空
ベローズ5の一端に連結されており、真空ベローズ5の
他端はフランジ1=によりビームライン外筒部1の大径
フランジ1'に連結されている。6は前記外筒部1の胴
部の両端下方側に設置され、内筒2をX線ミラー36の
運動と同期して垂直方向に駆動するための駆動装置であ
る。駆動装置6はそれぞれ直線案内軸受け7を内装せる
軸受ケース8、先端部にフォーク9を有する案内軸1
0、軸受ケース8に設置せるリニアーアクチュエータ1
1、該アクチュエーター11と案内軸10とを連結する
連結板12、真空ベローズ13から構成されており、外
筒部1の胴部下方側のフランジ部14、14に各駆動装
置の軸受ケース8が設置されている。そして、内筒2の
連結板15と案内軸10のフォーク9とをピン16で連
結している。なお、駆動装置6は放射光取出窓3にかか
る圧力差により内管2にかかる横荷重を支承している。
また、内筒2を揺動させるために図示の例では駆動装置
6を2個使用しているが、内筒2の放射光入口部がX線
ミラー36の近傍まで延伸されておれば、駆動装置は1
個だけでもよい。
【0013】ビームライン外筒部1の大径フランジ1'
の外側に前記真空ベローズ5を囲んで段付円筒状ドラム
17の一端部が連結され、他端部には内径が放射光取出
窓3の移動を許容できる内径を有する円環板18が連結
されており、段部19には連通口20、20が穿設され
ている。21は放射光取出窓3の周縁部に連結されてい
る円環板で、放射光取出窓3の揺動時に前記円環板18
に接触しない程度の微小間隙を保持している。22は一
端部が大径フランジ1'に連結され、前記段付円筒状ド
ラム17を囲み、他端部はX線露光用マスク、ウエハ等
の露光装置を設置しているクリーンルームに接続されて
いる気体室で内部には露光部分の雰囲気ガス(空気、H
eなど)が充満されている。したがって、円筒状段付き
ドラム17内と前記気体室22とは前記連通口20、2
0で連通されている。
【0014】
【発明の効果】本発明は上記のように、ビームライン外
筒部1内に放射光を案内する内筒2を設置し、X線ミラ
ー36の動きに同期して内筒2を揺動させる駆動装置6
は気体室22により最も清浄度を要求される露光装置と
隔離して設置されているため、塵埃の発生源である駆動
装置からの塵埃が、露光装置近辺に飛散することを防止
できる。また、内筒2の揺動時真空ベローズ5が連動し
ても段付円筒状ドラム17により、雰囲気の圧力変動を
嫌うX線露光用マスク周辺雰囲気の圧力変動が抑制され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の実施態様の要部の断面図。
【図2】図1におけるA−A断面図。
【図3】公知のシンクロトロン放射光によるX線露光装
置の概略説明図。
【図4】公知の他のシンクロトロン放射光によるX線露
光装置の概略説明図。
【符号の説明】
1 ビームライン外筒部 2
内筒 3 放射光取出窓 4
ベリリウム薄膜 5 真空ベローズ 6
駆動装置 7 直線案内軸受 8
軸受ケース 9 フォーク 10
案内軸 11 リニアーアクチュエータ 13
真空ベローズ 14 フランジ部 15
連結板 16 ピン 17
段付ドラム 18 円環板 19
段部 20 連通口 21
円環板 22 気体室 31
シンクロトロン 32 電子ビーム 33
放射光 34 真空ダクト 35
ミラーボックス 36 X線ミラー 37
駆動装置 38 真空ダクト 39
フランジ 40 ベリリウム薄膜 41
X線露光用マスク 42 ウエハ 43
X線ステッパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−230900(JP,A) 特開 平4−194800(JP,A) 特開 平4−184300(JP,A) 特開 平4−172300(JP,A) 特開 平4−157399(JP,A) 特開 平4−125500(JP,A) 特開 平8−292299(JP,A) 特開 平9−61599(JP,A) 特開 平10−282299(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21K 5/02 G21K 1/06 H01L 21/027

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シンクロトロンからの放射光を垂直方向に
    揺動するX線ミラーで反射させ、該反射光をウエハに露
    光するX線リソグラフィ用ビームラインにおいて、ビー
    ムライン外筒部(1)内に前記X線ミラーで反射された
    放射光を包被する内筒(2)を設置し、該内筒(2)の
    放射光出口端はビームライン外筒部(1)から突設せる
    真空ベローズ(5)に接続せる放射光取出窓(3)に取
    付けられ、前記ビームライン外筒部(1)に設置した駆
    動装置(6)により、前記内筒(2)をX線ミラーの揺
    動に同期して揺動させることを特徴とするX線リソグラ
    フィ用ビームライン。
  2. 【請求項2】駆動装置(6)はビームライン外筒部
    (1)から突設せるフランジ(14)に固着されている
    軸受ケース(8)、該軸受ケース(8)内をリニアアク
    チュエータ(11)により往復動する案内軸(10)、
    該案内軸(10)を真空シールする真空ベローズ(1
    3)、案内軸先端部を内筒(2)にピン(16)で連結
    した構造であることを特徴とする請求項1記載のX線リ
    ソグラフィ用ビームライン。
  3. 【請求項3】ビームライン外筒部(1)の大径フランジ
    (1')の外側に真空ベローズ(5)および放射光取出
    窓(3)を囲んで段付ドラム(17)の一端部が連結さ
    れており、該段付ドラム(17)の他端部にはその内径
    が前記放射光取出窓(3)の移動を許容できる大きさを
    有する円環板(18)が連結され、放射光取出窓(3)
    の周縁部に前記円環板(18)に対向し、微小間隙を保
    持して円環板(21)が連結されており、一端部が大径
    フランジ(1')に連結され前記段付ドラム(17)を
    囲み、他端部はX線露光装置を設置しているクリーンル
    ームに接続されている気体室(22)を設け、前記段付
    ドラム(17)の段部(19)に段付ドラム(17)内
    と気体室(22)を連通する連通口(20)を設けたこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2記載のX線リソ
    グラフィ用ビームライン。
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