JP3135315B2

JP3135315B2 - Ｓｒ−ｘ線ミラーの位置決め装置

Info

Publication number: JP3135315B2
Application number: JP03278373A
Authority: JP
Inventors: 和之春見; 隆一海老沼; 隆行長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: JPH0590134A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ等の基板にマス
クパターンを転写、焼付けするためのシンクロトロン放
射Ｘ線（ＳＲ−Ｘ線）露光装置におけるＳＲ−Ｘ線ミラ
ーの位置決め装置に関し、特に一括露光方式に使用され
るシリンドリカルミラーを高精度で位置決めすることを
可能にするＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年半導体の高集積化とともに、１００
メガビット以上のＤＲＡＭのための最小線幅１／４μｍ
の微細パターンを転写、焼付けすることの可能なシンク
ロトロン放射Ｘ線（ＳＲ−Ｘ線）露光装置が開発され、
その実用化は、ＳＯＲ（ＳｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎＯｒ
ｂｉｔａｌＲａｄｉａｔｉｏｎ）リングから引出され
たシートビーム状のＳＲ−Ｘ線を、凸面ミラーによっ
て、上記ＳＯＲリングの軌道面に対する垂直方向に発散
させる一括露光方式の改良によって大きく前進した。

【０００３】図１２は、円筒面の一部を凸状反射面とす
るシリンドリカルミラーを使用するＳＲ−Ｘ線露光装置
の１例を示す説明図であって、ＳＯＲリングの発光点１
から取り出されたシートビーム状のＳＲ−Ｘ線２は、シ
リンドリカルミラー（以後「ミラー」と称する）３によ
って厚さ方向（ｙ軸方向）に拡大された後、ベリリウム
薄膜窓４を透過して、減圧されたヘリウム雰囲気をもつ
照射室へ入り、補助シャッター５および主シャッター６
の開口部、およびマスク７のパターンを経て、レジスト
を塗布されたウエハ８に達する。

【０００４】上述のようなミラー３を用いてＳＲ−Ｘ線
２を拡大した場合には、ＳＲ−Ｘ線のｙ軸方向のＸ線強
度分布が、図１３に示すように、ｙ軸方向の中央付近に
ピークをもつ台形に近い曲線となる。これを補正してウ
エハ８上における露光領域内の露光量を均一にするため
に、主シャッター６および補助シャッター５による露光
時間の調整が行われる（特開平２−９０５１３号公報参
照）。

【０００５】このような一括露光方式においては、ＳＯ
Ｒリングから引き出されたシートビーム状のＳＲ−Ｘ線
に対するミラーの相対位置および姿勢（回動および傾斜
状態）を高精度で制御することが必要である。すなわ
ち、シートビーム状ＳＲ−Ｘ線の進行方向をｚ軸方向、
厚さ方向をｙ軸方向、幅方向をｘ軸方向とした場合に、
ミラーの反射面を、上記３軸の軸方向（ｘ，ｙ，ｚ）お
よび上記３軸のそれぞれの軸のまわりの回動方向（ω
ｘ，ωｙ，ωｚ）に高精度で位置決めすることが要求さ
れる。

【０００６】またＸ線露光中に、振動、温度変化、およ
びＳＲ−Ｘ線のゆらぎ等によって、ＳＲ−Ｘ線とミラー
の相対位置関係が変化すると、ミラーによるＸ線拡大率
等が変動して照度むらの原因となるため、露光量を均一
に保つための迅速な対応が必要となる。特にｙ軸方向の
位置ずれおよびｘ軸のまわりの回動は、ミラーの反射角
を大きく変動させる結果となるため、露光中に継続的に
制御する必要がある。シミュレーションによれば、ｙ軸
方向に±２μｍの位置ずれがあれば、ウエハ表面におい
て０．１％の照度むらが発生することが判明している。

【０００７】さらにＳＲ−Ｘ線は、例えば１０^-7〜１０
^-10 ｔｏｒｒ程度の真空雰囲気でＳＯＲリングから照射
室に導入されるため、その経路の途中でＳＲ−Ｘ線を拡
大するミラーも当然同程度の真空雰囲気を保持する真空
チャンバー内に配置される。従って、真空チャンバーの
真空雰囲気を損うことなく、前述したミラーの位置決め
および露光中の位置制御を行うことが要求される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一括露光方式によるＳ
Ｒ−Ｘ線露光装置には前述のような位置制御を可能とす
るミラーが不可欠であるが、従来の装置においては、真
空雰囲気の真空チャンバー内に配置されたミラーを、高
精度で位置決めすることは困難であった。また、装置全
体が大型かつ複雑であり、さらに放射光施設の放射線に
よる作業者の被爆も未解決の課題であった。

【０００９】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、ＳＲ−Ｘ線ミラー
（以下、「ミラー」という。）を収容する真空チャンバ
ーの真空雰囲気を損うことなく、また、上記真空チャン
バーの位置ずれおよび変形、あるいは大気圧の変動等に
よって影響を受けることなく、上記ミラーを高精度で位
置決めすることができる、比較的小形でありかつ簡単な
構造をもつＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】また本発明の他の目的は、Ｘ線被爆の点か
ら安全性の高いＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装置を提供
することにあり、さらに他の目的は、Ｘ線露光中の照度
むらを解消することのできるＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決
め装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装置は、任意
の方向に傾斜角度を調節自在である架台下と、前記架台
下に回動自在に支持された架台上とからなる架台構造体
と、前記架台構造体に、Ｘ線の光路を横切る方向に往復
移動自在に支持された大枠フレームと、前記大枠フレー
ムに支持された真空チャンバーと、前記真空チャンバー
内に配置されたＸ線を所望の方向へ拡大するための反射
面を有するミラーを保持するミラー保持手段と、前記真
空チャンバーの外に配置されたミラー支持装置とからな
り、前記ミラー支持装置が、前記真空チャンバーとは別
の手段によって前記大枠フレームに支持された、Ｘ線の
光路に沿った中心軸の回りに回動可能である基準フレー
ムと、前記基準フレームに傾斜方向および角度を調節自
在に支持されたチルト板と、前記チルト板によって支持
された、前記反射面に垂直な軸の軸方向に往復移動自在
であるミラー支持体とからなり、前記ミラー保持手段が
前記ミラー支持体に連結されていることを特徴とする。

【００１２】前記真空チャンバーは剛性の小さい連結手
段によって大枠フレームに支持されているとよい。ま
た、ベローズによってミラー保持手段と真空チャンバー
の開口との間隙が密封されており、真空チャンバーの天
板とミラー支持体との間にカウンタベローズが設けら
れ、真空チャンバーと同様に減圧されているとよい。

【００１３】さらに、ミラー支持体、基準フレームおよ
び架台上をそれぞれ駆動するための駆動モータを駆動源
とする駆動手段を設けるとよい。また、Ｘ線のミラーの
反射面に対して垂直方向の位置ずれを感知するＸ線ポジ
ションセンサーと、前記Ｘ線ポジションセンサーからの
出力信力によって第１の駆動手段を制御する制御回路と
が設けられているとよい。

【００１４】

【作用】本発明の装置によれば、真空チャンバーとミラ
ー支持装置がそれぞれ個別の手段によって大枠フレーム
に取付けられているため、真空チャンバーの変形等によ
ってミラー支持装置の位置決め精度が影響を受けること
はない。またミラー支持装置は真空チャンバーの外に設
けられているため、ミラー支持装置の駆動によって真空
チャンバー内の真空雰囲気を損うことはない。さらに大
枠フレームを傾斜および回動自在である架台構造体に載
置するとともに、該大枠フレームの頂部にミラー支持装
置を配置することによって、装置全体が小形化、簡略化
が可能である。

【００１５】加えて、真空チャンバーが剛性の小さい連
結手段によって大枠フレームに支持されていれば、大気
圧や温度変化等に起因する真空チャンバーの変形によっ
て、ミラー支持装置を支持する大枠フレームが影響を受
けることがない。

【００１６】真空チャンバーとミラー支持体の間にカウ
ンターベローズが設けられていれば、ミラー支持体にか
かる大気圧による力の不均衡が解消されるため、大気圧
の変動による均衡力の変化の影響をなくすことができ
る。従って大気圧の変動によるミラーの姿勢変化をなく
すことができる。

【００１７】ミラー支持体、基準フレームおよび架台上
をそれぞれ駆動するための駆動モータを駆動源とする駆
動手段が設けられていれば、これらを遠隔操作によって
それぞれの駆動可能な方向へ駆動することができる。

【００１８】さらに、Ｘ線ポジションセンサーの出力に
よって、ミラー支持体をミラーの反射面に対して垂直方
向へ往復移動させるための駆動モータを駆動源とする第
一の駆動手段を制御する制御回路を設けることにより、
Ｘ線露光中に、温度変化、振動、ＳＲ−Ｘ線のゆらぎ等
によってミラーの反射面とＸ線の光路との間に位置ずれ
が発生した場合に、上記Ｘ線ポジションセンサーの出力
に応じて上記駆動モータの制御を行いミラー支持体をミ
ラーの反射面に対して垂直な方向へ移動させて前記位置
ずれを解消することができる。

【００１９】加えて、ミラー支持体が案内手段によって
ミラーの反射面に対して垂直な方向に直動自在に支持さ
れており、両者の案内部近傍にはそれぞれ冷却手段を設
けることによって、真空チャンバーのベーキングを行う
際に、熱によるミラー支持体および案内手段の変形およ
び破損を防ぐ。またミラー支持体を往復移動させるため
の駆動源の発熱によって、ミラー支持体が変形するのを
防ぐ。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００２１】図１は本実施例を示す一部破断斜視図、図
２は本実施例のディテクターユニットおよびシャッター
ユニットを取りはずした状態を示す側面図である。

【００２２】円筒面の一部を下向きの反射面とする凸面
ミラー（以下、「ミラー」という。）１０１はミラー保
持器１０２に保持され、保持器１０２は保持器支持板１
０３に着脱自在に固着される。保持器支持板１０３は、
ミラー保持手段であるミラー支持棒１０４の下端に固着
され、ミラー支持棒１０４は、真空チャンバー１０５の
上壁に設けられた開口を経て、真空チャンバー１０５の
上方に配置されたミラー支持体１０６に連結される。ま
たミラー１０１の一端に隣接するシャッターユニット８
０１の駆動部は、真空チャンバー１０５の上壁によって
支持される。真空チャンバー１０５の開口の周辺部とミ
ラー支持棒１０４のフランジ部の間にはベローズ１０７
が設けられ、ミラー支持棒１０４は、真空チャンバー１
０５の真空雰囲気を損うことなく上下動および傾斜自在
である。すなわち、ミラー支持体１０４と真空チャンバ
ー１０５の開口との間隙はベローズ１０７によって密封
されている。

【００２３】真空チャンバー１０５は両端にビーム接続
ベローズ１１１ａ，１１１ｂを備えており、ビーム接続
ベローズ１１１ａ，１１１ｂはそれぞれＳＲ−Ｘ線のビ
ームダクト（図示せず）に接続され、ＳＯＲリングから
照射室に導入されるＳＲ−Ｘ線をその経路の途中で真空
チャンバー１０５に導く。

【００２４】ミラー支持体１０６の上部にはカウンター
ベローズ１０８の下端が固着され、カウンターベローズ
１０８の上端は、壁板１０５ａによって真空チャンバー
１０５と一体的に連結された天板１０９の下面に固着さ
れており（図３に示す）、カウンターベローズ１０８の
内部は真空発生源に連通された真空配管１０８ａによっ
て真空に減圧される。

【００２５】ミラー支持体１０６は、駆動モータを駆動
源とする第１の駆動手段である、ｙ駆動モータ１１０に
よって駆動されるボールねじ１００２とハウジング２０
２に固着したボールナット１００４により（図３に示
す）ミラー１０１の反射面に対して垂直方向（ｙ軸方
向）に往復移動される。チルト板２０１はハウジング２
０２に対して一体的に固着され、ハウジング２０２はｙ
直動ガイド２０３によって、ミラー支持体１０６をｙ軸
方向に直動可能に支持する。チルト板２０１は３個のω
ｘωｚ調節ねじ２０４によって平形中空枠状の基準フレ
ーム３０１に固着されており、基準フレーム３０１に対
するチルト板２０１の傾斜方向および傾斜角度はωｘω
ｚ調節ねじ２０４によって微調節自在である。

【００２６】基準フレーム３０１は、両端に設けられた
１対の軸受装置３０２によってミラーの縦軸方向（ｚ軸
方向）のまわりに回動可能に支持され、各軸受装置３０
２はそれぞれＬ字棒３０３の中央に固定され、Ｌ字棒３
０３の両端は中空立体枠状の大枠フレーム４０１の頂部
に螺着される。

【００２７】また、基準フレーム３０１のｚ軸のまわり
の回動角度は、駆動モータを駆動源とする第２の駆動手
段である、ωｚ駆動モータ３０４によって駆動される後
述するカム機構により、調節され回動調整終了の後、ロ
ックねじ３０５を締めつけて、基準フレーム３０１を大
枠フレーム４０１に対して固定する。さらに、基準フレ
ーム３０１のｚ軸方向前方下面には、ＳＲ−Ｘ線の位置
を検出するためのディテクターユニットＤが着脱自在に
取付けられる。

【００２８】大枠フレーム４０１は、連結手段である１
対のＬ型金具４０２によって真空チャンバー１０５の底
部を支持する。Ｌ型金具４０２は剛性の小さい材料で作
られており、真空ポンプによって真空チャンバー１０５
を常圧から例えば１０^-7〜１０^-10 ｔｏｒｒ程度の高真
空雰囲気に降圧させる際に、真空チャンバー１０５の変
形を吸収して、大枠フレーム４０１に歪が発生するのを
防ぐ。

【００２９】図２から判るように、真空チャンバー１０
５は大枠フレーム４０１の底部に固着されたＬ型金具４
０２によって大枠フレーム４０１の内部に保持され、他
方、ミラー１０１は、ミラー支持棒１０４を介して大枠
フレーム４０１の頂部に載置された基準フレーム３０
１、チルト板２０１およびミラー支持体１０６からなる
ミラー支持装置Ａによって支持される。

【００３０】すなわち、真空チャンバー１０５とミラー
支持装置Ａは、それぞれ個別の手段を介して大枠フレー
ム４０１に連結されるため、ミラー１０１のミラー支持
体１０６によるｙ軸方向の位置調整（ｙ調整）、基準フ
レーム３０１によるｚ軸のまわりの回動調整（ωｚ調
整）およびチルト板２０１による傾斜調整（ωｘ、ωｙ
調整）を、真空チャンバーの変形の影響を受けることな
く、高精度で行うことが可能であり、また、各調整手段
の伝動部分が極めて簡略かつ小形化が可能である。

【００３１】さらに、ミラー支持体１０６と真空チャン
バー１０５内に配置されるミラー１０１との間の圧力の
不均衡は、カウンターベローズ１０８の内部を真空チャ
ンバー１０５と同じく真空とすることによって解消され
るため、ｙ駆動モータ１１０およびωｚ駆動モータ３０
４の動力も少なくてすむ。

【００３２】次に、大枠フレーム４０１を支持する架台
構造体Ｂについて説明する。架台構造体Ｂは、平枠状の
架台上５０１および立体枠状の架台下６０１からなり、
大枠フレーム４０１は架台上５０１に設けられた一対の
ｘガイドレール５０２ａ，５０２ｂに沿ってミラーの横
軸方向（ｘ軸方向）に往復移動可能である。大枠フレー
ム４０１のｘ軸方向の移動は、架台上５０１に保持され
たｘ送りねじ５０３を手動で回動させることによって行
われる。

【００３３】架台上５０１は架台下６０１の上に垂直方
向の中心軸（ｙ軸）のまわりに回動可能に支持され、ｙ
軸のまわりの回動角度は、駆動モータを駆動源とする第
３の駆動手段である、ωｙ駆動モータ６０２によって駆
動されるカム機構により調節される。さらに架台下６０
１の足６０３は長さの調節が可能であり、各足の長さを
調節することによって架台下の傾斜方向および傾斜角
度、すなわち床面に対する架台構造体Ｂおよび大枠フレ
ーム４０１の傾斜を調整することができる。また架台上
５０１および架台下６０１からなる架台構造体Ｂの内部
には、真空チャンバー１０５の直下に配置されたイオン
ポンプ７０１、ＮＥＧポンプ７０２が保持される。

【００３４】大枠フレーム４０１に保持されたミラー支
持装置Ａおよび真空チャンバー１０５は、架台構造体Ｂ
を上述のように調整することによって、床面に対する傾
斜の調整、ｙ軸のまわりの回動角度調整（ωｙ調整）、
ｘ軸方向の位置調整（ｘ調整）を高精度で行うことがで
き、かつ調整された位置および姿勢（回動角度、傾斜方
向および傾斜角度）に安定して保持される。

【００３５】次に、Ｘ線露光開始前のミラーの初期位置
決め手順を説明する。

【００３６】架台下６０１の足６０３による傾斜調整、
およびｘ送りねじ５０３による大枠フレーム４０１のｘ
調整を行った後に、真空チャンバー１０５を減圧して、
ビーム接続ベローズ１１１ａ，１１１ｂをＳＲ−Ｘ線の
ビームダクト（図示せず）に接続する。この状態で再び
架台下の足６０３による傾斜調節を行い、ミラー１０１
の反射面を所定の反射角に設定する。

【００３７】Ｘ線に対する被爆防止壁（図示せず）を設
置した後、ＳＲ−Ｘ線を真空室へ導入して、ディテクタ
ーユニットＤによってＳＲ−Ｘ線とミラー１０１の反射
面との間のωｙおよびωｚ方向の位置ずれを検出し、ω
ｙ駆動モータ６０２による架台上５０１の回動調整およ
びωｚ駆動モータ３０４による基準フレーム３０１の回
動調整を行う。最後にＸ線ポジションセンサー１１２に
よってミラー反射面のｙ方向の位置ずれを検出し、ｙ駆
動モータ１１０を駆動してミラー支持体１０６のｙ調整
を行い、後述するロツク装置によって、ミラー支持体１
０６をチルト板２０１に固定する。

【００３８】このようにして初期位置きめを完了した後
に、ディテクターユニットＤを取りはずしてＸ線露光を
開始する。

【００３９】露光中に、振動、温度変化またはＳＲ−Ｘ
線のゆらぎ等によって、ミラー１０１の反射面とＳＲ−
Ｘ線との相対位置がｙ軸方向に変化した場合には、ミラ
ー支持体１０６のロック装置を解放し、Ｘ線ポジション
センサー１１２の出力に応じて、ｙ駆動モータ１１０を
駆動して、ミラー１０１を、ｙ軸方向（図示矢印方向）
へ移動させる（図１０に示す）。

【００４０】このようにしてウエハの露光領域における
照度むらを解消した後に、再びロック装置によってミラ
ー支持体１０６を固定する。ｙ駆動モータ１１０の制御
回路は図１１に示す通りである。

【００４１】また、Ｘ線によるミラーの反射面の損傷が
進んだ場合には、手動によってｘ送りねじ５０３を回す
ことによって、ミラーを幅方向へ移動させることによ
り、ミラーを交換することなく、新たな反射面を使用し
て露光を継続する。このようにしてミラーの全幅を利用
することができる。

【００４２】ミラー交換に当っては、ミラー１０１をミ
ラー保持器１０２ごと交換した後、チルト板２０１の傾
斜をωｘωｚ調整ねじ２０４によって調整するだけで、
新たなミラー１０１の位置決めが行われる。

【００４３】次に、前述のミラー支持体１０６、チルト
板２０１、基準フレーム３０１、大枠フレーム４０１、
架台上５０１および架台下６０１の構成を詳しく説明す
る。１．ミラー支持体図３および図４に示すように、ｙ駆動モータ１１０の回
転軸はカップリング１００１を介してボールねじ１００
２に連結され、ボールねじ１００２は、その両端付近に
おいて、ハウジング２０２と一体であるラジアル軸受１
００３ａおよびスラスト軸受１００３ｂによって回転自
在に支持される。

【００４４】ボールねじ１００２の中央部はねじ部が形
成されており、ミラー支持体１０６の中央柱状部分に形
成されたボールナット１００４に螺合されている。ｙ駆
動モータ１１０が起動されると、ボールねじ１００２が
回転してボールナット１００４を上下動させる。その結
果、ボールナット１００４と一体であるミラー支持体１
０６がｙ軸方向に移動する。ハウジング２０２は４個の
結合板１００５によってチルト板２０１に固着され、チ
ルト板２０１によってωｘ，ωｚ方向の微調整が行われ
る。ミラー支持体１０６を直動自在に支持する案内手段
であるｙ直動ガイド２０３は、４個あり、ハウジング２
０２とミラー支持体１０６の中央柱状部分の両端部との
間に介在されている。ｙ直動ガイド２０３は充分な剛性
をもち、ボールねじ１００２が回転してボールナット１
００４とともにミラー支持体１０６がｙ方向に移動する
際、横ぶれすることなく、高精度の位置決めが可能であ
る。

【００４５】さらに、ｙ駆動モータ１１０の駆動によっ
てミラー支持体１０６の新たなｙ軸方向位置が設定され
たとき、ミラー支持体１０６をチルト板２０１に対して
ロックするロック装置が設けられる。該ロック装置は、
ロッドクランプ１００７、ロックロッド１００８、ロッ
ド支持部１００９、ロックボルト１０１０からなり、ミ
ラー支持体１０６を新たなｙ軸方向位置に移動させた
後、ロックボルト１０１０を締めることで該位置に固定
する。

【００４６】加えて、ｙ駆動モータ１１０の発熱による
寸法精度の悪化を防ぐための冷却手段が受けられる。該
冷却手段はミラー支持体１０６の直動ガイド部分に設け
られる冷媒流路１０１１、およびハウジングのｙ直動ガ
イド２０３に設けられる冷媒流路１０１２からなり、冷
却水管１０１３から供給される冷却媒体によってミラー
支持体１０６、ｙ直動ガイド２０３およびハウジング２
０２の温度上昇を防止する。

【００４７】さらに、上記冷却手段は、Ｘ線露光開始前
に真空チャンバー１０５の真空度を上げるためのベーキ
ングを必要とする場合に、該ベーキング過程において、
ｙ直動ガイド２０３およびその周辺の構造が熱によって
損傷するのを防ぐ目的で使用することもできる。

【００４８】ミラー支持体１０６に保持されたミラー支
持棒１０４はベローズ１０７が配設された開口から真空
チャンバー１０５内に挿入され、ミラー保持器１０２を
着脱自在に保持する保持器支持板１０３がミラー支持棒
１０４の下端に固着される。ミラー支持体１０６の上端
には、真空チャンバー１０５と一体である天板１０９と
の間に、ベローズ１０７と同一直径、または同一の断面
積をもつカウンターベローズ１０８が設けられる。カウ
ンターベローズ１０８の内部を真空配管１０８ａによっ
て真空に減圧することにより、ミラー支持体１０６にか
かる圧力の不均衡を解消して、大気圧の変動によるｙ軸
方向位置の精度低下を防止する。また、ｙ駆動モータ１
１０の駆動力を軽減する効果もある。２．チルト板チルト板２０１は、前述の通り、ハウジング２０２に対
して一体的に固着されて、ｙ直動ガイド２０３を支持す
るもので、Ｔ字形の板状体からなり、図５に示すよう
に、板状体の３ケ所に設けられたωｘωｚ調整ねじ２０
４によって、基準フレーム３０１に対して傾斜調整自在
に固着される。

【００４９】すなわち、各ωｘωｚ調整ねじ２０４は、
球面滑り軸受２００１をもち、球面滑り軸受２００１は
チルト板２０１の開口部に配置された軸受ハウジング２
００２によって保持される。ωｘωｚ調整ねじ２０４の
下端に設けられたねじ部２００３は、基準フレーム３０
１の上部に保持されたナット２００４に螺合する。

【００５０】ωｘωｚ調整ねじ２０４によるチルト板２
０１の調整は、Ｘ線露光によるミラー１０１の反射面の
損傷が進んで、ミラー１０１をミラー保持器１０２ごと
交換した際に、新たなミラーおよびミラー保持器の加工
および組立時の誤差等によるミラー反射面の微小な位置
ずれの解消および反射角の微調整に使用される。３．基準フレーム基準フレーム３０１は中央に開口をもつ平形中空枠の形
状をもち、前述のように、大枠フレーム４０１の頂部に
Ｌ字棒３０３によってｚ軸のまわりに回動自在に支持さ
れる。チルト板２０１と一体であるハウジング２０２、
ｙ直動ガイド２０３およびミラー支持棒１０４を保持す
るミラー支持体１０６は基準フレーム３０１の中央開口
から真空チャンバー１０５に向ってつり下げられた状態
になっている。またミラー１０１の初期位置決めに当っ
ては、基準フレーム３０１の下面にＳＲ−Ｘ線を感知す
るディテクターユニットＤを着脱可能に取付ける。

【００５１】基準フレーム３０１の軸受装置３０２はボ
ールベアリング３００１および回転軸３００２からな
り、各Ｌ字棒３０３の中央部に配置される（図６に示
す）。軸受装置３０２によって支持された基準フレーム
３０１をｚ軸のまわりに回動させる装置は、モータ支持
部３００３に支持されたωｚ駆動モータ３０４（図２に
示す）によって、回転される偏心カム３００４、カム追
従子３００５、基準フレーム３０１に固着された、カム
追従子３００５を支持する支持フランジ３００６、およ
び偏心カムをカム追従子に押圧するバネ３００７によっ
て構成される。なお、ωｚ駆動モータ３０４を支持する
モータ支持部３００８は大枠フレーム４０１と一体であ
る（図７に示す）。ωｚ駆動モータ３０４が回転すると
偏心カム３００４の回転によってカム追従子３００５が
上下動を行い、支持フランジ３００６を介して基準フレ
ーム３０１が軸受装置３０２のまわりに回動する（ωｚ
調整）。次にこの状態で基準フレーム３０１を固定する
ために、基準フレーム３０１のコーナーに設けられた４
個のロックねじ３０５を回動する。各ロックねじ３０５
のねじ部３００９は、基準フレーム３０１と一体である
ロックナット３０１０に螺合しており、下端は基準フレ
ーム３０１の下面から突出している。各ロックねじ３０
５を回してそれぞれの下端を大枠フレーム４０１の上面
に係合させることによって基準フレーム３０１と大枠フ
レーム４０１の相対位置が固定される。４．大枠フレーム大枠フレーム４０１は、頂部に固着されたＬ字棒３０３
によって基準フレーム３０１を枢動自在に支持する一
方、内部にはＬ型金具４０２によって真空チャンバ−１
０５を支持するものである。大枠フレーム４０１は架台
上５０１によってｘ軸方向に調節自在に支持される。す
なわち図８（ａ），（ｂ）に示すように、大枠フレーム
４０１の底面両側には１対のｘガイド溝部材４００１が
設けられ、各ｘガイド溝部材４００１は、それぞれ架台
上５０１の上面に設けられたｘガイドレ−ル５０２ａ，
５０２ｂに対して摺動自在に係合する。大枠フレーム４
０１をガイドレール５０２ａ，５０２ｂ上で移動させる
ｘ送りねじ５０３は、大枠フレーム４０１の下面に固着
されたナット部材４００２のナット４００２ａに係合す
るねじ棒４００３をもち、架台上５０１に固着された支
持板４００４の軸受４００４ａによって回転自在に支持
される。また、軸受４００４ａの両側にはストッパー４
００４ｂが設けられ、ｘ送りねじ５０３がｘ軸方向に移
動するのを防止する。ハンドル４００５によってｘ送り
ねじ５０３を回転させると、ねじ棒４００３上をナット
４００２ａが移動するため、大枠フレーム４０１はｘガ
イドレール５０２ａ，５０２ｂに沿って架台上５０１上
をｘ軸方向に移動する。

【００５２】Ｘ線露光によってミラーの反射面の損傷が
進んだ場合には、上述の如く、大枠フレームをｘ軸方向
へ移動させることによって、ミラーの反射面を幅方向へ
移動させることができる。従ってミラーを交換すること
なく、新たな反射面を使ってＸ線露光を継続することが
可能である。すなわちミラーの全幅が損傷によって使用
不可能となるまでミラーの反射面を有効に使用すること
ができる。５．架台上架台上５０１は、前述した通り大枠フレーム４０１をｘ
ガイドレール５０２ａ，５０２ｂによってｘ軸方向に移
動可能に支持するもので、下面は架台下６０１上に回動
自在に支持され、ｙ軸のまわりに回動調整が可能であ
る。図９に示すように、架台上５０１と架台下６０１の
各係合面５０１ａ，６０１ａはそれぞれ高精度の平滑化
処理が施されており、圧縮空気配管５００１から供給さ
れる圧縮空気によって上部の重力を支えることにより、
一時的に架台下６０１に対する架台上５０１の回動が可
能となる。架台上５０１は底部にｘ軸方向に支持板５０
０２が固着され、支持板５００２は中央に環状ガイド５
００３を保持しており、環状ガイド５００３は架台下６
０１の上面中央において突出する柱状体６００１に回動
自在に係合する。すなわち圧縮空気によって架台上５０
１がわずかに架台下６０１から持ち上げられたとき、架
台上５０１は架台下６０１の柱状体６００１の回りに回
動可能となる。

【００５３】架台上５０１を架台下６０１に対して回動
させる装置は、ωｙ駆動モータ６０２（図１に示す）、
ωｙ駆動モータ６０２によって回転するウォームギヤ６
００２、ウォームホイール６００３、偏心カム６００４
を備えた円盤６００５、および偏心カム６００４を摺動
可能に係合させる半径方向の長穴を備えたカム追従子６
００６によって構成される。架台下６０１に保持された
ωｙ駆動モータ６０２が回転すると、偏心カム６００４
の回転によって架台上５０１に固着されたカム追従子６
００６が回転する。６．架台下架台下６０１は前述の如く架台上５０１をｙ軸のまわり
に回動可能に保持するもので、下端に設けられた４個の
足６０３は、ねじ機構等によりその長さを調節自在であ
り、各足６０３の長さを調節することによって、架台下
６０１すなわち装置全体を床面に対して任意の方向に傾
動させることができる（図１に示す）。すなわち、ミラ
ーの初期位置決めにおいて、架台上のωｙ調整、大枠フ
レームのｘ調整、基準フレーム３０１のωｚ調整、およ
びチルト板のωｘωｚ微調整をすべて水平状態で行った
後に、足６０３の長さを調節することによって、架台下
６０１をｘ軸のまわりに微回動させて、ミラー反射角を
所望の値（１０〜３０ｍｒａｄ）に設定する。このよう
に極めて簡単な手段によってミラーの反射角を正確に設
定できる。

【００５４】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００５５】ＳＲ−Ｘ線を拡大するミラーを収容する真
空チャンバーの真空雰囲気を損うことなく、また、上記
真空チャンバーの変形あるいは大気圧の変動等によって
影響を受けることなく、上記ミラーを高精度で位置決め
することができるため、ＳＲ−Ｘ線による基板の所定領
域内における露光量を均一にすることが容易であり、従
ってＳＲ−Ｘ線露光による微細パターンの焼付けを高精
度で行うことが可能となる。また装置全体の構造が比較
的簡単かつ小形であるため経済性が高い。

【００５６】さらに請求項４に記載された発明によれ
ば、Ｘ線照射しつつ行う必要のある、ミラー支持体、基
準フレーム、および架台上の位置調整は、いずれも駆動
モータの遠隔操作によって行うことができるので安全性
の点からすぐれており、請求項５に記載された発明によ
れば、露光中の振動、温度変化、ＳＲ−Ｘ線のゆらぎ等
による照度むらを解消することによって、ウエハ等基板
全面に極めて高精度に均一な焼付けを行うことが可能と
なる。

【００５７】加えて、請求項６に記載された発明によれ
ば、駆動手段の発熱または真空チャンバーのベーキング
時の伝熱によるミラー支持装置の精度低下または破損を
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部破断斜視図であ
る。

【図２】ディテクターユニットおよびミャッターユニッ
トを取りはずした状態を示す側面図である。

【図３】ミラー、ミラー支持体およびチルト板の一部を
示す部分断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿ってとった断面図であ
る。

【図５】チルト板と基準フレームの連結部分を示す部分
断面図である。

【図６】基準フレームの軸受装置の断面図である。

【図７】基準フレームの断面図である。

【図８】大枠フレームを示し、（ａ）は大枠フレームの
後方下部およびその直下に位置する架台上の一部分を示
す部分側面図、（ｂ）は大枠フレームの左側後方下部の
構造を示す部分断面図である。

【図９】架台上および架台下の構造を示す部分縦断面図
である。

【図１０】Ｘ線露光中のミラーの位置制御を説明する説
明図である。

【図１１】図１０に示すミラーの位置制御を説明するブ
ロック線図である。

【図１２】従来例を示す説明図である。

【図１３】シリンドリカルミラーによって拡大されたＸ
線の強度分布を示す説明である。

【符号の説明】

Ａミラー支持装置Ｂ架台構造体１０１ミラー１０２ミラー保持器１０３保持器支持板１０４ミラー支持棒（ミラー保持手段）１０５真空チャンバー１０５ａ壁板１０６ミラー支持体１０７ベローズ１０８カウンターベローズ１０８ａ真空配管１０９天板１１０ｙ駆動モータ１１１ａ，１１１ｂビーム接続ベローズ１１２ｘ線ポジションセンサー２０１チルト板２０２ハウジング２０３ｙ直動ガイド２０４ ωｘωｚ調整ねじ３０１基準フレーム３０２軸受装置３０３Ｌ字棒（連結金具）３０４ ωｚ駆動モータ３０５ロックねじ４０１大枠フレーム４０２Ｌ型金具５０１架台上５０２ａ，５０２ｂｘガイドレール５０３ｘ送りねじ６０１架台下６０２ ωｙ駆動モータ６０３足Ｄディテクターユニット８０１シャッターユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−100311（ＪＰ，Ａ) 特開平３−41400（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−248400（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G21K 1/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】任意の方向に傾斜角度を調節自在である
架台下と、前記架台下に回動自在に支持された架台上と
からなる架台構造体と、前記架台構造体に、Ｘ線の光路
を横切る方向に往復移動自在に支持された大枠フレーム
と、前記大枠フレームに支持された真空チャンバーと、
前記真空チャンバー内に配置された、Ｘ線を所望の方向
へ拡大するための反射面を有するミラーを保持するミラ
ー保持手段と、前記真空チャンバーの外に配置されたミ
ラー支持装置とからなり、前記ミラー支持装置が、前記
真空チャンバーとは別の手段によって前記大枠フレーム
に支持された、Ｘ線の光路に沿った中心軸のまわりに回
動可能である基準フレームと、前記基準フレームに傾斜
方向および角度を調節自在に支持されたチルト板と、前
記チルト板によって支持された、前記反射面に垂直な軸
の軸方向に往復移動自在であるミラー支持体とからな
り、前記ミラー保持手段が前記ミラー支持体に連結され
ていることを特徴とするＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装
置。
【請求項２】真空チャンバーが剛性の小さい連結手段
によって大枠フレームに支持されていることを特徴とす
る請求項１記載のＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装置。
【請求項３】ベローズによって、ミラー保持手段と真
空チャンバーの開口との間隙が密封されており、真空チ
ャンバーと一体である天板とミラー支持体の頂部との間
にカウンターベローズが設けられ、カウンターベローズ
の内部が真空チャンバーと同様に減圧されていることを
特徴とする請求項１または２記載のＳＲ−Ｘ線ミラーの
位置決め装置。
【請求項４】それぞれ駆動モータを駆動源とする、ミ
ラー支持体をミラーの反射面に対して垂直方向へ往復移
動させるための第１の駆動手段と、基準フレームを回動
させるための第２の駆動手段と、架台上を回動させるた
めの第３の駆動手段とを備えていることを特徴とする請
求項１，２または３記載のＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め
装置。
【請求項５】Ｘ線の、ミラーの反射面に対して垂直方
向の位置ずれを感知するＸ線ポジションセンサーと、前
記Ｘ線ポジションセンサーからの出力信号によって駆動
モータを駆動源とする第１の駆動手段を制御する制御回
路とが設けられていることを特徴とする請求項４記載の
ＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装置。
【請求項６】ミラー支持体が案内手段によって移動自
在に支持されており、両者の案内部近傍にはそれぞれ冷
却手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至
５いずれか１項記載のＳＲ−Ｘ線ミラーの位置決め装
置。