JP3167382B2 - X-ray exposure equipment - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン(SO
R)の放射光あるいは、電子線励起によるもの、また
は、プラズマ等から発生するX線を利用して露光を行う
X線露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchrotron (SO
The present invention relates to an X-ray exposure apparatus that performs exposure using X-rays generated by emission light of R), electron beam excitation, plasma, or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の半導体は高集積化が進につれ、超
LSIのパターンの最小線幅もサブミクロンの領域に到
達しようとしている。このような超LSIの製造に用い
られる露光装置は、現在の光ステッパからシンクロトロ
ン(SOR)の放射光あるいは、電子線励起によるも
の、または、プラズマ等から発生するX線を利用して露
光を行うX線露光装置が注目されている。2. Description of the Related Art As semiconductors become more highly integrated in recent years, the minimum line width of ultra LSI patterns is also approaching the submicron region. An exposure apparatus used for manufacturing such an VLSI performs exposure using a synchrotron (SOR) emitted light from a current optical stepper, an electron beam excitation, or an X-ray generated from plasma or the like. An X-ray exposure apparatus to be performed has attracted attention.
【0003】このようなX線露光装置は、一般に、真空
中に配置されたX線発生源からベリリウム薄膜製の窓を
通してヘリウムガスが充満されたチャンバ内にX線が取
り出され、X線露光マスクを通して大気中に配設された
ウェハにマスクパターンを転写するように構成されてい
る。In such an X-ray exposure apparatus, generally, an X-ray is taken out of an X-ray source placed in a vacuum into a chamber filled with helium gas through a window made of a beryllium thin film, and an X-ray exposure mask is used. Is configured to transfer the mask pattern to a wafer disposed in the atmosphere through the mask.
【0004】このようなX線露光装置では、X線の減衰
が非常に大きいため、X線の低減衰雰囲気(ヘリウム雰
囲気)を高純度に保持する必要がある。また、ベリリウ
ム薄膜の窓およびX線露光マスクは非常に薄い膜である
ため、これらの変形や破損を防止するためには、チャン
バ内の圧力と大気圧との差を高精度に制御しなければな
らない。In such an X-ray exposure apparatus, since the attenuation of X-rays is very large, it is necessary to maintain a low-attenuation atmosphere (helium atmosphere) of X-rays with high purity. In addition, since the beryllium thin film window and the X-ray exposure mask are very thin films, the difference between the pressure in the chamber and the atmospheric pressure must be controlled with high precision in order to prevent their deformation and breakage. No.
【0005】従来のチャンバ内の圧力を制御する技術と
して、例えば、特開平1−181518号公報や特開平
1−181521号公報に示されているようなX線露光
装置用ヘリウムチャンバが提案されている。As a conventional technique for controlling the pressure in the chamber, for example, a helium chamber for an X-ray exposure apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-181518 and 1-181521 has been proposed. I have.
【0006】図8に示す特開平1−181521号公報
に記載の技術では、ヘリウムガスの流量を制御する流量
制御器100と、この流量制御器100を通ったヘリウ
ムガスの流量を制御しチャンバ101内にヘリウムガス
を導入する可変流量バルブ102と、チャンバ101内
と大気圧との差圧を電気信号に変換する圧力伝送器10
3と、この圧力伝送器103からの信号によって可変流
量バルブ102を制御する圧力制御器104と、チャン
バ101内のガスを大気に開放する排気口105とを有
したものである。In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-181521 shown in FIG. 8, a flow rate controller 100 for controlling the flow rate of helium gas and a chamber 101 for controlling the flow rate of helium gas passing through the flow rate controller 100 are provided. A variable flow valve 102 for introducing helium gas into the inside, and a pressure transmitter 10 for converting a differential pressure between the inside of the chamber 101 and the atmospheric pressure into an electric signal.
3, a pressure controller 104 for controlling the variable flow rate valve 102 by a signal from the pressure transmitter 103, and an exhaust port 105 for opening the gas in the chamber 101 to the atmosphere.
【0007】また、図9に示す特開平1−181518
号公報に記載のものは、前記の技術において、ヘリウム
ガスの流量を制御する流量制御器100の代わりにチャ
ンバ101内の酸素濃度を測定する酸素モニタ106
と、チャンバ101の排気口に接続されてチャンバ内の
ガスを大気に開放する排気口107を有するタンク10
8とを有して構成されている。[0007] Further, Japanese Patent Laid-Open No. 1-181518 shown in FIG.
In the above-mentioned technology, an oxygen monitor 106 for measuring the oxygen concentration in a chamber 101 instead of the flow controller 100 for controlling the flow rate of helium gas is used in the above-mentioned technology.
And a tank 10 having an exhaust port 107 connected to the exhaust port of the chamber 101 and opening the gas in the chamber to the atmosphere.
8.
【0008】これらの技術では、チャンバ内と大気との
差圧を+3mmH2O(0.2mmHg これはH2 O
とHgとの比重差が1:13.6であるため)程度に制
御できるものとなっている。しかし、本発明者等の種々
の実験あるいは、シミュレーションによれば、チャンバ
内と大気圧との圧力差が0.2mmHgでは、標準的な
X線マスク(メンブレン厚み1μm、25mm角程度)
のもので、その変形量(たわみ、歪み量)が15μm程
度発生してしまう。X線露光装置では、マスクとウェハ
とのギャップを30μm程度に設定して近接露光を行う
ことが考えられており、30μmのギャップに対して、
15μmのマスク変形量では精度の良い露光は不可能で
ある。[0008] In these techniques, the differential pressure between the chamber and the atmosphere + 3mmH 2 O (0.2mmHg which H 2 O
And the specific gravity difference between Hg and Hg is 1: 13.6). However, according to various experiments or simulations of the present inventors, when the pressure difference between the inside of the chamber and the atmospheric pressure is 0.2 mmHg, a standard X-ray mask (membrane thickness 1 μm, about 25 mm square) is used.
And the amount of deformation (deflection, distortion) is about 15 μm. In the X-ray exposure apparatus, it is considered that the proximity exposure is performed by setting the gap between the mask and the wafer to about 30 μm.
With a mask deformation amount of 15 μm, accurate exposure is impossible.
【0009】以上のような従来例では、実施例で示めし
ているような、チャンバ内圧力と大気圧との差圧が0.
2mmHg程度では、マスクの変形量が大きすぎて精度
の良い露光が行えないばかりか、薄膜の窓の変形が発生
する懸念があり、より微小の差圧にコントロールするこ
とが要求される。In the above conventional example, as shown in the embodiment, the differential pressure between the chamber internal pressure and the atmospheric pressure is equal to 0.1.
At about 2 mmHg, the amount of deformation of the mask is too large to perform accurate exposure, and there is a concern that the window of the thin film may be deformed.
【0010】また、酸素濃度をモニタする場合、チャン
バ内の酸素濃度をサンプルガス吸引用の吸引ポンプ付き
酸素モニタで測定することは、チャンバ内の圧力が変化
してしまうため、上記圧力コントロールの要求に対して
甚だ不利である。Further, when monitoring the oxygen concentration, measuring the oxygen concentration in the chamber with an oxygen monitor equipped with a suction pump for sucking a sample gas changes the pressure in the chamber. Is extremely disadvantageous to
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のX線露
光装置用ヘリウムチャンバでは、チャンバ内圧力と大気
圧の差圧が大きすぎ、マスクの変形量が大きくなり精度
の良い露光が行えないばかりか、薄膜の窓の変形が発生
する懸念があり、より微小の差圧にコントロールするこ
とが要求される。In the above-mentioned conventional helium chamber for an X-ray exposure apparatus, the pressure difference between the chamber pressure and the atmospheric pressure is too large, the amount of deformation of the mask becomes large, and accurate exposure cannot be performed. Alternatively, there is a concern that the thin film window may be deformed, and it is required to control the pressure to a smaller value.
【0012】また、チャンバ内の酸素濃度をサンプルガ
ス吸引ポンプ付き酸素モニタで測定することは、そのモ
ニタの起動停止時にチャンバ内の圧力が微妙に変化して
しまい、上記要求に対して不利となる。本発明は、上記
事情を考慮してなされたもので、チャンバ内の圧力を高
精度に制御することのできるX線露光装置を提供するこ
とを目的としている。Further, measuring the oxygen concentration in the chamber with an oxygen monitor equipped with a sample gas suction pump is disadvantageous to the above-mentioned requirement because the pressure in the chamber changes slightly when the monitor is stopped. . The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide an X-ray exposure apparatus capable of controlling the pressure in a chamber with high accuracy.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明のX線露光装置
は、X線発生源から発生させたX線をX線取り出し窓か
らマスクまでX線低減衰雰囲気のチャンバ内を通して導
き、前記マスクのパターンをウェハに露光するX線露光
装置において、前記チャンバ内へ前記X線低減衰雰囲気
のガスを供給する供給ラインと、前記チャンバ内から前
記ガスを排出する排出ラインと、前記供給ラインに供給
するガス流量を制御することで前記チャンバ内の圧力を
制御する流量制御手段と、この流量制御手段と前記チャ
ンバとの間の前記供給ラインに設けられる小径部とを備
え、前記小径部の径を前記排出ラインの前記ガスが流通
する流路断面の最小径部分の径よりも小さく設定すると
ともに、前記チャンバ内の圧力を大気圧とほぼ等しい圧
力に制御することを特徴とするものである。An X-ray exposure apparatus according to the present invention guides X-rays generated from an X-ray source from an X-ray extraction window to a mask through a chamber in an X-ray low-attenuating atmosphere. In an X-ray exposure apparatus for exposing a pattern on a wafer, a supply line for supplying the gas in the X-ray low attenuation atmosphere into the chamber, a discharge line for discharging the gas from the chamber, and a supply line for supplying the gas to the supply line Flow rate control means for controlling the pressure in the chamber by controlling the gas flow rate, comprising a small diameter portion provided in the supply line between the flow rate control means and the chamber, the diameter of the small diameter portion is Setting the diameter of the minimum diameter portion of the flow path cross section of the discharge line smaller than the minimum diameter, and controlling the pressure in the chamber to a pressure substantially equal to the atmospheric pressure. It is an butterfly.
【0014】[0014]
【作用】本発明によれば、チャンバのガス供給ラインを
従来と同様の圧力コントロール法で圧力コントロールす
れば、その下流にあるチャンバの圧力は供給ラインと排
出ラインの小径部(オリフィスまたは絞り部)の大きさ
(流路面積)の比で一義的に決まる。According to the present invention, if the pressure of the gas supply line of the chamber is controlled by the same pressure control method as in the prior art, the pressure of the downstream chamber is reduced by the small diameter portion (orifice or throttle) of the supply line and the discharge line. Is uniquely determined by the ratio of the sizes (flow path areas) of the two.
【0015】ここで、供給ラインの小径部の直径をa、
排出ラインの小径部の直径をbとし、供給ライン内の圧
力をP0(ゲージ圧、すなわち供給ライン内圧力と大気
圧との差)にコントロールすれば、チャンバ内の圧力P
1(ゲージ圧、すなわちチャンバ内圧力と大気圧との
差)は、 P1=P0(a/b)4 と近似できる。供給ライン及び排出ラインを流通するガ
スの流量をQとすると、 Q2=a4(P0−P1)=b4×P1 P1/(P0−P1)=(a/b)4 ここで、P1/P0は1よりも十分に小さいことから、上
式の近似が成り立つ。Here, the diameter of the small diameter portion of the supply line is a,
If the diameter of the small diameter portion of the discharge line is b and the pressure in the supply line is controlled to P 0 (gauge pressure, that is, the difference between the supply line pressure and the atmospheric pressure), the pressure in the chamber becomes P
1 (gauge pressure, that is, the difference between the pressure in the chamber and the atmospheric pressure) can be approximated as P 1 = P 0 (a / b) 4 . Assuming that the flow rate of the gas flowing through the supply line and the discharge line is Q, Q 2 = a 4 (P 0 −P 1 ) = b 4 × P 1 P 1 / (P 0 −P 1 ) = (a / b) 4 Here, since P 1 / P 0 is sufficiently smaller than 1, the approximation of the above equation holds.
【0016】以上の式から明らかなようにチャンバの圧
力は前段の供給ラインでコントロールした差圧をさらに
微小の差圧にコントロールすることが可能となリ、チャ
ンバ内と大気圧との差圧を極めて高精度に制御できる。As is apparent from the above equation, the pressure in the chamber can be controlled to a smaller value than the pressure difference controlled in the preceding supply line. It can be controlled with extremely high precision.
【0017】また、本発明はチャンバの排出部より常時
ヘリウムガスを排出するものであるから、その排出経路
に酸素濃度計を設ければ、常時酸素濃度をモニタできる
ことになるし、酸素濃度測定のための、サンプルガス吸
引用のポンプも必要としない。Further, since the present invention always discharges helium gas from the discharge part of the chamber, if an oxygen concentration meter is provided in the discharge path, the oxygen concentration can be monitored at all times. Does not require a pump for sucking sample gas.
【0018】[0018]
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】(第1の実施例)図1は、本発明の第1の
実施例を示すX線露光装置の要部を示す概略構成図であ
る。図1に示されるようにX線発生源(図示省略)から
放射されたX線1は真空中を導かれ、X線の取りだし窓
(ベリリウムの薄膜)2から高純度のヘリウム雰囲気
(X線低減衰雰囲気)のチャンバ3内に導かれた後、X
線マスク4に描かれたLSI等のパターンを大気中に配
置されたウェハ5に転写する。このチャンバ3にはチャ
ンバ3内にヘリウムガスを供給するための導入部6およ
びチャンバ3内からヘリウムガスを排出する排出部7が
設けられている。以下、本発明の要部に関連する上記導
入部6および排出部7について詳述する。(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of an X-ray exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an X-ray 1 radiated from an X-ray source (not shown) is guided in a vacuum, and is taken out of an X-ray extraction window (a beryllium thin film) 2 through a high-purity helium atmosphere (X-ray low-energy). After being guided into the chamber 3 in a decaying atmosphere, X
A pattern such as an LSI drawn on the line mask 4 is transferred to a wafer 5 placed in the atmosphere. The chamber 3 is provided with an inlet 6 for supplying helium gas into the chamber 3 and an outlet 7 for discharging helium gas from inside the chamber 3. Hereinafter, the introduction section 6 and the discharge section 7 related to the main part of the present invention will be described in detail.
【0020】導入部6は、チャンバ3に接続して設けら
れた比較的容積の大きい圧力コントロール室8と、この
圧力コントロール室8とチャンバ3との接続部位に形成
される直径aであるところのオリフィス6a(ヘリウム
ガス流路断面積の小さい部分)と、圧力コントロール室
8内と大気との差圧を測定する差圧計9と、ヘリウムタ
ンク14から圧力コントロール室8内へ供給されるヘリ
ウムガスの流量を制御するための流量制御バルブ10
と、差圧計9からの出力信号に基づいて流量制御バルブ
の開度を制御する圧力コントローラ11とで構成され、
オリフィス6aと流量制御バルブ10の間(実質的に圧
力コントロール室8内)を所定圧力にコントロール可能
な構成となっている。The introduction portion 6 has a relatively large pressure control chamber 8 connected to the chamber 3 and a diameter a formed at a connection portion between the pressure control chamber 8 and the chamber 3. An orifice 6a (a portion having a small helium gas passage cross-sectional area), a differential pressure gauge 9 for measuring a differential pressure between the pressure control chamber 8 and the atmosphere, and a helium gas supplied from the helium tank 14 into the pressure control chamber 8; Flow control valve 10 for controlling flow
And a pressure controller 11 that controls the opening of the flow control valve based on an output signal from the differential pressure gauge 9,
The pressure between the orifice 6a and the flow control valve 10 (substantially in the pressure control chamber 8) can be controlled to a predetermined pressure.
【0021】一方排出部7は、チャンバ3に接続され直
径がbであるところの絞り部7a(オリフィス6aより
もヘリウムガス流路断面積が大きい部分、すなわち、直
径a<直径b)と、この絞り部7aの上流側に設けられ
た遮蔽バルブ13および酸素濃度計12と、絞り部7a
の下流側に延びる導出管7cと、大気に開放された開放
口7bとで構成されている。On the other hand, the discharge portion 7 is connected to the chamber 3 and has a throttle portion 7a having a diameter b (a portion having a larger helium gas flow path cross-sectional area than the orifice 6a, ie, diameter a <diameter b). A shielding valve 13 and an oxygen concentration meter 12 provided on the upstream side of the throttle portion 7a;
And an outlet 7b that is open to the atmosphere.
【0022】以上のように構成される本発明第1の実施
例によれば、圧力コントロール室8内にヘリウムタンク
14から流量制御バルブ10を介して流量Qのヘリウム
ガスを注入し、圧力コントロール室8内の圧力をP0 に
コントロールすれば、チャンバ3内の圧力P1 は、 P1 =P0 (a/b)4 で近似できる。ただし、aはオリフィス6aの直径、b
は絞り部7aの直径First embodiment of the present invention configured as described above
According to the example, a helium tank in the pressure control chamber 8
Helium at a flow rate Q from 14 through the flow control valve 10
Gas is injected, and the pressure in the pressure control chamber 8 becomes P0.
If controlled, the pressure P in the chamber 31Is P1= P0(A / b)Four Can be approximated by Where a is the diameter of the orifice 6a, b
Is the diameter of the throttle 7a
【0023】したがって、例えば、P0 =1mmHg、
a=1mm、b=10mmに設定した場合、上記式から
明らかなようにP1 は大気圧に対して1万分の1mmH
g(10-4mmHg)の極小差圧を実現できる。Therefore, for example, P 0 = 1 mmHg,
a = 1 mm, when set to b = 10mm, P 1 As apparent from the above equation 1/10000 against the atmospheric pressure 1mmH
g (10 −4 mmHg).
【0024】標準的なX線マスク(メンブレン厚み1μ
m、25mm角程度)では、チャンバ3内の圧力P1 が
大気圧に対して1千分の1mmHg(10-3mmHg)
程度大きい圧力に設定されたの場合、その変形量を0.
5μm程度に抑えられる。また、変形しやすいX線マス
クの場合でも上記圧力差の場合、その変形量を1〜2μ
m程度に抑えられる。Standard X-ray mask (1 μm membrane thickness)
m, about 25 mm square), the pressure P 1 in the chamber 3 is 1/1000 mmHg (10 −3 mmHg) with respect to the atmospheric pressure.
When the pressure is set to a value about large, the deformation amount is set to 0.1.
It can be suppressed to about 5 μm. Further, even in the case of an X-ray mask which is easily deformed, in the case of the above pressure difference, the deformation amount is 1 to 2 μ
m.
【0025】したがって、本発明の上記実施例のように
チャンバ3内の圧力P1 を大気圧に対して1万分の1m
mHg程度、僅かに大きい値に設定した場合、X線マス
クの変形量が極めて小さく抑えられ、マスクとウェハと
がたとえ、30μm程度のギャップに設定される近接露
光でも十分精度の良好な露光を達成できる。また、X線
取り出し窓の変形も極めて小さく抑えられ破損防止も達
成される。Therefore, as in the above embodiment of the present invention, the pressure P 1 in the chamber 3 is set to be 1/10000 m with respect to the atmospheric pressure.
When set to a value slightly higher than mHg, the amount of deformation of the X-ray mask is suppressed to a very small value, and a sufficiently high-precision exposure is achieved even when the mask and the wafer are close to each other with a gap set to about 30 μm. it can. Further, the deformation of the X-ray extraction window is suppressed to a very small value, and the prevention of breakage is achieved.
【0026】また、X線露光装置において、酸素濃度を
測定したい場所は、ヘリウム純度が問題となるチャンバ
3内であるが、直接チャンバ3内の酸素濃度を測定せず
とも、上記実施例のようにヘリウムガスの排出部7に酸
素濃度計12を設ければ、常時酸素濃度をモニタできる
ことになるし、サンプルガス吸引用のポンプも必要とし
ない。すなわち、チャンバ3は排出部7以外に大気に開
放されている部分はないので、その出口で酸素濃度を測
定するならば、その上流に位置するチャンバ3内の酸素
濃度は排出部7の酸素濃度と同等またはそれ以下が保証
できるわけである。Further, in the X-ray exposure apparatus, the place where the oxygen concentration is to be measured is in the chamber 3 where the helium purity is a problem, but even if the oxygen concentration in the chamber 3 is not directly measured, as in the above embodiment. If the oxygen concentration meter 12 is provided in the helium gas discharge unit 7, the oxygen concentration can be constantly monitored, and a pump for sucking the sample gas is not required. That is, since there is no part of the chamber 3 that is open to the atmosphere other than the discharge part 7, if the oxygen concentration is measured at the outlet, the oxygen concentration in the chamber 3 located upstream thereof is the oxygen concentration of the discharge part 7. It can be guaranteed equal to or less than.
【0027】チャンバ3内の酸素濃度が増加する要因と
しては、排出部7よりの拡散が最も考えられ、その対策
として、上記第1の実施例では排出部7において、絞り
部7aと開放口7bとの間に導出管7cを設け、大気中
の酸素の拡散を防止している。また、装置の立ち上げや
立ち下げ時にヘリウムガスを流さない場合は遮蔽バルブ
13によってチャンバ3内を密閉することができる。The most conceivable cause of the increase in the oxygen concentration in the chamber 3 is diffusion from the discharge unit 7. As a countermeasure against this, in the first embodiment, in the discharge unit 7, the throttle unit 7a and the open port 7b are provided. And a lead-out pipe 7c is provided to prevent diffusion of oxygen in the atmosphere. In addition, when helium gas is not supplied when the apparatus is started or shut down, the inside of the chamber 3 can be sealed by the shielding valve 13.
【0028】(第2の実施例)図2は、本発明の第2の
実施例を示すX線露光装置の要部を示す概略構成図であ
る。図2において図1と技術的に重複するところは同一
符号を付して説明を省略する。(Second Embodiment) FIG. 2 is a schematic diagram showing a main part of an X-ray exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, portions that technically overlap with FIG. 1 are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0029】本発明のようにチャンバ3内の圧力P1 が
大気圧に対して1千分の1mmHg(10-3mmHg)
程度の極小差圧に制御できる場合は、ヘリウムと大気
(空気)との比重量の違いによる影響が発生する。第2
の実施例はこの比重量の影響を考慮した実施例である。As in the present invention, the pressure P1 in the chamber 3 is 1/1000 mmHg (10 −3 mmHg) with respect to the atmospheric pressure.
In the case where the pressure can be controlled to an extremely small differential pressure, an influence due to a difference in specific weight between helium and the atmosphere (air) occurs. Second
Is an example considering the influence of the specific weight.
【0030】すなわち図2において、排出部7はチャン
バ3の底部に接続され、その開放口7bの位置がマスク
4のほぼ中心位置の高さ(図中hで示す)と等しい高さ
位置に設定されるように配管経路を設定している。マス
ク中心における大気圧P0(絶対圧力)、マスク中心に
おけるチャンバ内圧力P1(絶対圧力)、マスク4と開
放口7bとの高さの差をΔh[cm]と仮定すると、高
さの差によって発生する差圧は、 P0−P1=(γair−γHe)・Δh ただし、γairは空気の比重量、γHeはヘリウムの比重
量である。排出部7の開放口7bにおけるヘリウムの圧
力をPDとすると、 P0=PD+γair・Δh P1=PD+γHe・Δh+ΔP ここで、ΔPは排出部の圧力損失であるが、これは十分
小さいものとすると上式が導かれる。ここで、高さの差
Δh=10cmの場合、 γair=1.293×10-6[Kg/cm3] γHe=0.179×10-6[Kg/cm3] とすれば、 P1−P0=1.12×10-5[Kg/cm3] =8.5×10-3[mmHg] の差圧が発生することになり、マスク4の変形量を考慮
すると開放口7bの位置がマスク4のほぼ中心位置の高
さ(h)と等しい高さ位置(h)に設定されることが望
ましい。高さの差Δhの許容範囲は、上記式に基づいて
マスクの種類等に応じて適宜設定される。That is, in FIG. 2, the discharge unit 7 is connected to the bottom of the chamber 3 and the position of the opening 7b is set to a height position substantially equal to the height of the mask 4 (indicated by h in the figure). The piping route is set so that Assuming that the atmospheric pressure P 0 (absolute pressure) at the center of the mask, the chamber pressure P 1 (absolute pressure) at the center of the mask, and the height difference between the mask 4 and the opening 7b are Δh [cm], the height difference is assumed. Is the differential pressure generated by the following equation : P 0 −P 1 = (γ air −γ He ) · Δh where γ air is the specific weight of air, and γ He is the specific weight of helium. Assuming that the pressure of helium at the opening 7b of the discharge unit 7 is P D , P 0 = P D + γ air · Δh P 1 = P D + γ He · Δh + ΔP where ΔP is the pressure loss of the discharge unit. If is sufficiently small, the above equation is derived. Here, when the height difference Δh = 10 cm, γ air = 1.293 × 10 −6 [Kg / cm 3 ] γ He = 0.179 × 10 −6 [Kg / cm 3 ], P A differential pressure of 1− P 0 = 1.12 × 10 −5 [Kg / cm 3 ] = 8.5 × 10 −3 [mmHg] is generated. Is preferably set at a height position (h) substantially equal to the height (h) of the center position of the mask 4. The allowable range of the height difference Δh is appropriately set according to the type of the mask or the like based on the above equation.
【0031】なお、この実施例では、絞り部7aを別途
形成することなく排出部7に用いられる配管自体の直径
をbとし、前記の直径bの絞り部7aが設けられている
のと同等の作用を得ている。In this embodiment, the diameter of the pipe itself used for the discharge portion 7 is set to b without separately forming the throttle portion 7a, and is equivalent to the case where the throttle portion 7a having the diameter b is provided. Has gained action.
【0032】(第3の実施例)図3は、本発明の第3の
実施例を示すX線露光装置の要部を示す概略構成図であ
る。図3において図1、図2と技術的に重複するところ
は同一符号を付して説明を省略する。(Third Embodiment) FIG. 3 is a schematic structural view showing a main part of an X-ray exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, portions that technically overlap with FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0033】第3の実施例は、排出口7よりの大気の拡
散や浸入をより確実に防止するため、開放口7bの周囲
にヘリウム溜まり7dを設けたものである。このヘリウ
ム溜まり7dは具体的には導出管7cの周囲に配置され
た管であり、導出管7cに対してその周囲に2重管構造
でヘリウム溜まり7dが形成されている。また、ヘリウ
ム溜まり7dは導出管7cよりもさらに下方にまで延び
ており、開放口7bから排出されたヘリウムガスが空気
よりも比重が小さいために上昇してヘリウム溜まり7d
内に溜まるものとなっている。このように、開放口7b
の周囲にヘリウムガスを保持しておくことで、開放口7
bから拡散により空気(酸素)がチャンバ3内に混入す
ることを防止できる。In the third embodiment, a helium reservoir 7d is provided around the open port 7b in order to more reliably prevent the diffusion and intrusion of the atmosphere from the outlet port 7. The helium reservoir 7d is specifically a tube arranged around the outlet tube 7c, and a helium reservoir 7d is formed around the outlet tube 7c in a double tube structure. The helium reservoir 7d extends further below the outlet pipe 7c, and rises because the helium gas discharged from the opening 7b has a lower specific gravity than air, so that the helium reservoir 7d rises.
It is something that accumulates inside. Thus, the opening 7b
By holding helium gas around the
It is possible to prevent air (oxygen) from entering the chamber 3 by diffusion from b.
【0034】さらに、ヘリウムガスが空気より密度が小
さいことに鑑み、排出口7の配管経路が開放口7bより
高い部分を、少なくともその配管経路途中に有するよう
に、配管途中を上方に屈曲させる構成としている。この
構成により、開放口7bから大気が多少拡散により混入
しても、ヘリウムガスよりも比重量が大きく配管途中の
下方に溜まりチャンバ3内にまで空気が混入することが
より確実に防止できる。Further, in view of the fact that the density of the helium gas is lower than that of the air, a configuration is employed in which the middle of the pipe is bent upward so that the pipe path of the discharge port 7 has a portion higher than the open port 7b at least in the middle of the pipe path. And With this configuration, even if the air is slightly mixed in from the open port 7b by diffusion, the specific weight is larger than that of the helium gas, and the air collects below the middle of the pipe and can be more reliably prevented from being mixed into the chamber 3.
【0035】また、ヘリウムと空気の密度が異なること
によって、大気との差圧をコントロールしたいX線マス
ク4と開放口7bの高さが異なると、前述したように高
さの差が1センチにつき約1千分の1mmHgの差圧が
発生するので、X線マスク部4と開放口7bは前述した
ようにほぼ一致させておくことが望ましい。If the heights of the X-ray mask 4 and the opening 7b for which the pressure difference between the helium and the air is to be controlled are different due to the difference in the density between the helium and the air, as described above, the difference in the height is 1 cm. Since a differential pressure of about 1 / 1,000 mmHg is generated, it is desirable that the X-ray mask section 4 and the opening 7b are made substantially coincident as described above.
【0036】(第4の実施例)図4は、本発明の第4の
実施例を示すX線露光装置の要部を示す概略構成図であ
る。図4において図1乃至図3と技術的に重複するとこ
ろは同一符号を付して説明を省略する。(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a schematic structural view showing a main part of an X-ray exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, portions that technically overlap with FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0037】排出口7よりの大気の拡散や浸入をより確
実に防止するため、開放口7bの周囲にヘリウム溜まり
7dを設け、さらに、そのヘリウム溜まり7d部分にヘ
リウムガスを供給するライン15を設けたものである。
このライン15はヘリウムタンク14に接続されてい
る。このように構成して、開放口7bの周囲に常に多量
のヘリウムガスを保持しておくことで、開放口7bの周
囲はヘリウムガスでパージされている効果が得られ、拡
散により空気(酸素)がチャンバ3内に混入することを
より確実に防止できる。In order to more reliably prevent the diffusion and intrusion of air from the outlet 7, a helium reservoir 7d is provided around the opening 7b, and a helium gas supply line 15 is provided in the helium reservoir 7d. It is a thing.
This line 15 is connected to the helium tank 14. With such a configuration, by holding a large amount of helium gas around the opening 7b at all times, the effect of purging around the opening 7b with helium gas is obtained, and air (oxygen) is diffused. Can be more reliably prevented from entering the chamber 3.
【0038】(第5の実施例)図5は、本発明の第5の
実施例を示すX線露光装置の要部を示す概略構成図であ
る。図5において図1乃至図4と技術的に重複するとこ
ろは同一符号を付して説明を省略する。(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a schematic structural view showing a main part of an X-ray exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 5, portions that technically overlap with FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0039】この実施例では第1の実施例における導入
部6の圧力コントロール室8を配管16で代用した実施
例である。圧力コントロール室8は圧力の均一性を持た
せるためにある程度の容積が必要ではあるが、単なる配
管16でも適用可能である。配管16の太さは、オリフ
ィス6aの直径aよりも太い場合には、図5に示したよ
うにオリフィス6aに相当する絞り部を形成する必要が
あるが、オリフィス6aの直径aと用いる配管16の直
径が等しい場合には、配管16自体で第1の実施例に示
したオリフィス6aと同じ作用が得られるため、配管1
6にオリフィス6aを別途形成する必要はなく、全体構
成が簡略化できる。This embodiment is an embodiment in which the pressure control chamber 8 of the introduction section 6 in the first embodiment is replaced by a pipe 16. The pressure control chamber 8 needs a certain volume in order to make the pressure uniform, but a simple pipe 16 is also applicable. When the diameter of the pipe 16 is larger than the diameter a of the orifice 6a, it is necessary to form a throttle portion corresponding to the orifice 6a as shown in FIG. If the diameters of the pipes 1 are equal, the same action as the orifice 6a shown in the first embodiment can be obtained by the pipe 16 itself.
It is not necessary to separately form the orifice 6a in 6, and the entire configuration can be simplified.
【0040】(第6の実施例)図6は、本発明の第6の
実施例を示すX線露光装置の要部を示す概略構成図であ
る。図6において図1乃至図5と技術的に重複するとこ
ろは同一符号を付して説明を省略する。(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a schematic structural view showing a main part of an X-ray exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6, portions that technically overlap with FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0041】この実施例では、導入部6に遮断弁17を
有したバイパス経路18を設けた例である。このように
構成した場合には、装置の立上げ時などにチャンバ3内
をヘリウムガス置換する場合に、遮断弁17を開放して
ヘリウムタンク14からのヘリウムガスを大量にバイパ
ス経路18を通してチャンバ3内に導入し、短時間でヘ
リウムガス置換を実現することができる。This embodiment is an example in which a bypass path 18 having a shutoff valve 17 is provided in the introduction section 6. With this configuration, when replacing the helium gas in the chamber 3 at the time of starting up the apparatus, the shut-off valve 17 is opened and a large amount of the helium gas from the helium tank 14 is passed through the bypass passage 18 to the chamber 3. Helium gas replacement can be realized in a short time.
【0042】(第7の実施例)図7は、本発明の第7の
実施例を示すX線露光装置の要部を示す概略構成図であ
る。図7において図1乃至図6と技術的に重複するとこ
ろは同一符号を付して説明を省略する。(Seventh Embodiment) FIG. 7 is a schematic structural view showing a main part of an X-ray exposure apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 7, parts that are technically the same as those in FIGS. 1 to 6 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
【0043】この実施例では、差圧計9を設ける位置が
前記各々の実施例と異なっている。つまり、差圧計9
は、チャンバ3内の圧力を直接測定する構成となってい
る。この差圧計9は比較的高精度なものであり、チャン
バ3内と大気圧との所定圧力差10-3mmHgオーダの
圧力差を検出するものである。圧力コントロール室8内
の圧力差は前述したように1mmHg程度のオーダに比
較的ラフに制御されれば良いので、流量制御バルブ10
およびその圧力コントローラ11は従来と同程度の精度
のものでも、チャンバ3内は従来の何十倍もの高精度な
圧力制御が行える。In this embodiment, the position where the differential pressure gauge 9 is provided is different from each of the above embodiments. That is, the differential pressure gauge 9
Is configured to directly measure the pressure in the chamber 3. The differential pressure gauge 9 has a relatively high accuracy and detects a pressure difference of a predetermined pressure difference between the inside of the chamber 3 and the atmospheric pressure on the order of 10 @ -3 mmHg. As described above, the pressure difference in the pressure control chamber 8 may be relatively roughly controlled to the order of about 1 mmHg.
Even if the pressure controller 11 has the same level of accuracy as the conventional one, the pressure inside the chamber 3 can be controlled several tens times higher than the conventional one.
【0044】なお、上記各々の実施例においては、導入
部6及び排出部7をそれぞれ1本のラインとして説明し
たが、本発明では導入部6及び排出部7の少なくとも一
方を複数のラインに分割して構成することもできる。複
数に分割した場合も、複数に分割したガス流路の断面積
の合計が、前述した条件のように排出部7の方を導入部
6よりも大きく設定すれば良い。また、導入部6及び排
出部7のガス流路の断面形状も、円形に限定されること
なく角形、楕円等種々形状で実施することができる。In each of the above embodiments, the introduction section 6 and the discharge section 7 are described as one line, but in the present invention, at least one of the introduction section 6 and the discharge section 7 is divided into a plurality of lines. It can also be configured. Even in the case where the gas flow path is divided into a plurality of parts, the sum of the cross-sectional areas of the divided gas flow paths may be set to be larger in the discharge part 7 than in the introduction part 6 as described above. Also, the cross-sectional shape of the gas flow path of the introduction part 6 and the discharge part 7 is not limited to a circle, but can be implemented in various shapes such as a square and an ellipse.
【0045】また、酸素濃度計12を排出部7に設けて
いるが、測定したいチャンバ3内を直接測定するよう
に、例えば、チャンバ3内に酸素濃度計12を配置する
ように構成しても良い。Although the oxygen concentration meter 12 is provided in the discharge section 7, the oxygen concentration meter 12 may be arranged in the chamber 3 so as to directly measure the inside of the chamber 3 to be measured. good.
【0046】以上種々の実施例について説明してきた
が、各々の実施例同士を重複適用することは可能である
し、また、本発明は上記実施例に開示されている内容に
限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々変形して実施できるもある。Although the various embodiments have been described above, it is possible to apply each embodiment repeatedly, and the present invention is not limited to the contents disclosed in the above embodiments. Various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
易な方法でチャンバ内と大気圧との差圧をより極小にま
でコントロールでき。As described above, according to the present invention, the differential pressure between the inside of the chamber and the atmospheric pressure can be controlled to a minimum by a simple method.
【図1】本発明の第1の実施例に係るX線露光装置の概
略要部構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of an X-ray exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例に係るX線露光装置の概
略要部構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part of an X-ray exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例に係るX線露光装置の概
略要部構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a main part of the X-ray exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施例に係るX線露光装置の概
略要部構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a main part of the X-ray exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施例に係るX線露光装置の概
略要部構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a main part of the X-ray exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例に係るX線露光装置の概
略要部構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a main part of the X-ray exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1の実施例に係るX線露光装置の概
略要部構成図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a main part of an X-ray exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図8】従来のX線露光装置の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional X-ray exposure apparatus.
【図9】従来のX線露光装置の構成図。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional X-ray exposure apparatus.
1 X線 2 取りだし窓 3 チャンバ 6 導入部 6a オリフィス 7 排出部 7a 絞り部 7b 開放口 7c 導出管 7d ヘリウム溜まり 8 圧力コントロール室 9 差圧計 10 流量制御バルブ 11 圧力コントローラ 12 酸素濃度計 14 ヘリウム供給ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray 2 Extraction window 3 Chamber 6 Introducing part 6a Orifice 7 Discharge part 7a Restriction part 7b Opening port 7c Outlet pipe 7d Helium reservoir 8 Pressure control room 9 Differential pressure gauge 10 Flow control valve 11 Pressure controller 12 Oxygen concentration meter 14 Helium supply line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027
Claims (4)
り出し窓からマスクまでX線低減衰雰囲気のチャンバ内
を通して導き、前記マスクのパターンをウェハに露光す
るX線露光装置において、 前記チャンバ内へ前記X線低減衰雰囲気のガスを供給す
る供給ラインと、 前記チャンバ内から前記ガスを排出する排出ラインと、 前記供給ラインに供給するガス流量を制御することで前
記チャンバ内の圧力を制御する流量制御手段と、 この流量制御手段と前記チャンバとの間の前記供給ライ
ンに設けられる小径部とを備え、 前記小径部の径を前記排出ラインの前記ガスが流通する
流路断面の最小径部分の径よりも小さく設定するととも
に、前記チャンバ内の圧力を大気圧とほぼ等しい圧力に
制御することを特徴とするX線露光装置。An X-ray exposure apparatus for guiding an X-ray generated from an X-ray source from an X-ray extraction window to a mask through a chamber in an X-ray low attenuation atmosphere and exposing a pattern of the mask to a wafer, A supply line for supplying the gas of the X-ray low attenuation atmosphere into the chamber; a discharge line for discharging the gas from the chamber; and a gas flow rate supplied to the supply line to control the pressure in the chamber. A flow control means for controlling, and a small-diameter portion provided in the supply line between the flow control means and the chamber; An X-ray exposure apparatus, wherein the X-ray exposure apparatus is set smaller than the diameter of the small-diameter portion, and controls the pressure in the chamber to be substantially equal to the atmospheric pressure.
記供給ライン内の圧力を測定する圧力測定手段を設け、
この圧力測定手段により測定される圧力が大気圧とほぼ
等しいかあるいは大気圧となるように前記流量制御手段
を制御することを特徴とする請求項1記載のX線露光装
置。2. A pressure measuring means for measuring a pressure in the supply line upstream of the small diameter portion in a gas flow direction,
2. An X-ray exposure apparatus according to claim 1, wherein said flow rate control means is controlled such that the pressure measured by said pressure measurement means is substantially equal to or equal to the atmospheric pressure.
高さが前記マスクの中央部の高さとほぼ等しくなるよう
に設定したことを特徴とする請求項1記載のX線露光装
置。3. The X-ray exposure apparatus according to claim 1, wherein the height of the end of the discharge line open to the atmosphere is set to be substantially equal to the height of the center of the mask.
前記ガスを導入するために、該小径部の直径よりも大き
な径を有するバイパスラインを設けたことを特徴とする
請求項1記載のX線露光装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein a bypass line having a diameter larger than the diameter of the small-diameter portion is provided to introduce the gas into the chamber avoiding the small-diameter portion. X-ray exposure equipment.
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---|---|---|---|
JP30215091A JP3167382B2 (en) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | X-ray exposure equipment |
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JP30215091A JP3167382B2 (en) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | X-ray exposure equipment |
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JPH05144707A JPH05144707A (en) | 1993-06-11 |
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