JP3311126B2 - ミラーユニットおよび該ミラーユニットを備えた露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
等で使用される露光装置において、波長の短いＸ線等を
利用するために用いられるミラーユニット（反射鏡ユニ
ット）、および該ミラーユニットを備えた露光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】照明光源としてＸ線を、マスクのパター
ンを近接したウエハの上のレジストに露光させるＸ線露
光装置において、シンクロトロン放射光をＸ線源として
利用したものが提案されている。

【０００３】シンクロトロン放射光は、電子の軌道面に
光を発散させるＳＯＲ装置から得られる。ＳＯＲ装置の
光は、電子軌道面に平行な方向には大きな広がりを持つ
が、電子軌道面に垂直な方向はせいぜい数ｍｒａｄ程度
の発散角の広がりしかない。このため、露光装置として
必要な数ｃｍの露光領域を確保するためには、シンクロ
トロン放射光を垂直方向に拡大する必要がある。その方
法として、平面ミラーを、放射光の方向と垂直で電子軌
道面と平行な方向を軸として揺動させる方法や、凸面ミ
ラーによって反射光を垂直方向に拡大する方法が提案さ
れている。

【０００４】凸面ミラーによって露光領域を確保する方
式のミラー支持装置の従来例としては、例えば本出願人
による特開平５−１０００９６号公報に開示されたもの
がある。

【０００５】図１３は従来例の露光装置の一部を破断し
た概略斜視図、図１４は図１３における、ミラーユニッ
トの拡大断面図である。

【０００６】図１３および図１４に示すように、真空チ
ャンバー１００内には、ミラー保持器１０２を介してミ
ラー１０１が取り付けられた支持板１０３が設けられ、
ミラー１０１の全体が真空チャンバー１００内に設けら
れている。この支持板１０３は、貫通孔１１４を有し、
内部フランジ１１１、および排気口１０９を有する支持
棒１０６を介して、真空チャンバー１００外のミラー支
持体１０７に支持されている。また、内部フランジ１１
１はベローズ１０５を介して真空チャンバー１００に支
持され、ミラー保持器１０２は内部ベローズ１１０を介
して内部フランジ１１１に支持されている。ミラー支持
体１０７は駆動モーター１１７により駆動されて位置出
しが行われ、また、基準フレーム１１５に設けられたチ
ルト板１１６によってその傾きが調整される。なお、符
号１１８はミラー支持体１０７を案内するためのガイド
を示し、符号１１９ａ，１１９ｂは前記傾きを微調整す
るための調整ねじを示している。支持棒１０６内にはミ
ラー冷却用配管１０８が挿入され、このミラー冷却用配
管１０８は、ミラー保持器１０２に形成された冷却流路
（冷却水路）１１２に通じている。符号１１３は、ミラ
ー冷却用配管１０８および冷却流路１１２の接続部をシ
ールするためのＯリングである。

【０００７】ミラー１０１は、シンクロトロン放射光の
減衰を避けるため、真空中に設置される。また、ミラー
１０１に入射した光のうち、長波長の光は反射するが、
短波長の光は、ミラー１０１に吸収され、そのエネルギ
ーが熱に変換される。その熱によりミラー１０１の温度
が上昇し、反射面形状が熱膨張により変形すると、露光
のむらを生じる原因となるため、熱を外部に逃がすため
の、ミラー冷却用配管１０８や冷却流路１１２等の冷却
手段がミラー１０１に付随した構成となっている。冷却
水が、真空中に漏れることのないように冷却流路１１２
は、二重にシールされている。ミラー１０１の冷却は、
冷却流路１１２のあるミラー保持器１０２を冷却するこ
とによってミラー１０１を間接的に冷却することにより
行われる。ミラー保持器１０２とミラー１０１との界面
は真空中にあるため、接触熱抵抗が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のものでは、以下に記述するような問題点がある。す
なわち、真空チャンバー内に設置されているミラーを冷
却するために、冷却水を循環させるための冷却流路（冷
却水路）を設けたミラー保持器に、冷却水配管（ミラー
冷却用配管）を真空チャンバー内に導入する必要があ
る。ミラーの交換は、ミラーの位置出しを容易にするた
め、ミラーの取り付いたミラー保持器ごと行なうため、
ミラーの交換の度にミラー冷却用配管の接続を、作業性
の悪いミラーチャンバー内で行う必要があり、ミラー交
換の作業性が著しく悪い。

【０００９】また、真空チャンバー内に冷却水が漏水す
ることは、真空チャンバーの真空度を著しく低下させる
ことになるため、冷却水の漏れることのないように十分
な対策を施す必要から真空チャンバーの構成が複雑にな
り、メンテナンス性を損なっているとともに、コストが
増加する。

【００１０】さらに、真空チャンバー内に、ミラーと冷
却部材（ミラー保持器）との間に界面があり、接触熱抵
抗により冷却効率が損なわれていたため、冷却効率を向
上させる余地が残っている。

【００１１】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、ミラーの冷却効率が良く、
ミラーの交換が容易で、しかもメンテナンス性に優れた
小型なミラーユニットおよび、該ミラーユニットを備え
た露光装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、真空チャンバー内に、ミラーの反射面が設
置されるミラーユニットにおいて、ミラーは真空チャン
バーに形成された開口に設置されて真空隔壁の一部を形
成し、また、真空チャンバーとミラーとの間が真空シー
ル構造であることを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明の露光装置は、光源からの光
を、本発明のミラーユニットのミラーの反射面で反射す
る。

【００１４】

【作用】上記のとおりに構成された本発明では、ミラー
の反射面のみ真空内に入れ、その裏面あるいはミラー保
持部材を大気中に露出した構成とすることにより、ミラ
ーの反射面で吸収された熱が、真空中の界面を経ずに大
気側に伝わり、冷却されるので、ミラーの冷却効率がよ
くなる。また、従来のようなミラーの交換の度に行う、
作業性の悪いミラーチャンバー内でのミラー冷却用配管
の接続がなくなり、従来のフランジ取付けと同様なミラ
ーの交換を行え、ミラーの交換が容易になる。さらに、
従来のような冷却水の漏れがないような対策が不要であ
るので、真空チャンバーの構成が簡単になり、メンテナ
ンス性が向上する。

【００１５】また、本発明のミラーユニットを有する露
光装置の照明系の露光光学系に適用することにより、低
コストで半導体デバイスを生産できる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１７】（第１の実施例）図１は本発明の反射鏡ユ
ニットの第１の実施例の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ
線断面図である。

【００１８】図１に示すように、本実施例は、シンクロ
トロン放射光を利用した半導体露光装置において、光源
であるシンクロトロンリングと露光装置との間のシンク
ロトロン放射光Ｃの光路途中に設置されて、円筒状の反
射面によりシート状の破線矢印で示すシンクロトロン放
射光Ｃを垂直方向に拡大するための、反射鏡としてのミ
ラー１を支持するミラーユニット（ミラーチャンバー）
である。シンクロトロン放射光Ｃの光路であるチャンバ
ー（ビームラインとも言う）の内部は、真空となってい
る。なお、図１はミラーチャンバーの、シンクロトロン
放射光Ｃの光軸に沿った断面図である。

【００１９】図１及び図２に示すように、チャンバー６
は、前方を前フランジ７ａおよびベローズ８ａを介し
て、光源であるシンクロトロンリング（不図示）に結合
されるている。このチャンバー６の後方は、後フランジ
７ａおよびベローズ８ｂを介してビームラインの後方す
なわち露光装置本体（不図示）へつながり、照明光を露
光装置本体（不図示）へ導く。それぞれ、チャンバー６
と前後のフランジ７ａ，７ｂは、真空シールのためのリ
ングガスケット９ａ，９ｂを間に挟んで複数本のフラン
ジ固定ボルト１０及びフランジ固定ナット１１によって
固定されており、この構成によりチャンバー６内は超高
真空もしくは高真空状態に保たれている。

【００２０】チャンバー６には、ミラー１を取付けるた
めの開口６ａが形成され、開口６ａ内にミラー１の反射
面１ａをチャンバー６の内部になるように（図１では下
向き）ミラー１が設置される。ミラー１の裏面１ｂは外
界（大気中）に露出している。ミラー１は、シート状の
シンクロトロン放射光Ｃを垂直方向に拡大するために、
反射面１ａが半径１００ｍ程度の円筒状をしており、円
筒の円周方向がシンクロトロン放射光Ｃの光軸と平行に
入射角１０ｍｒａｄ程度で設置される。ミラー１の断面
は凸になっており、該凸の肩の部分に枠２が、気密に保
つことが可能な方法、例えばろう付けで固着されている
（ろう付け部分Ｂ参照）。また、枠２は、中央にミラー
１の凸部が通ることが可能な開口を有する板状の形をし
ており、ミラー１との固着面との反対面には、真空封止
用のガスケット３を押えるためのエッジ（突起）が環状
に形成されている。また、チャンバー６には、枠２のエ
ッジの対向位置に枠２のエッジと同様のエッジ（突起）
が環状に形成されている。チャンバー６と枠２の両方に
形成されたエッジによって、ガスケット３を挟み込むこ
とによって、真空の封止を可能としている。ミラー１を
チャンバー６に固定する目的と、ガスケット３を真空封
止に十分なだけ押えるために、枠形状のミラー保持部材
としてのミラー固定部材４を複数本のボルト５によって
チャンバー６に締結する。ミラー固定部材４は、ミラー
１に片寄った力が働いてミラー１の反射面１ａを変形さ
せることのないように、比較的柔軟なプラスチックのよ
うな枠形状の素材によってつくられている。

【００２１】上記構成のミラーユニットは、シンクロト
ロンリングと露光装置の間のビームライン中に設置さ
れ、放射光をミラー１で垂直方向に拡大し、下流の露光
装置へ光を出射する。ミラー１の反射面１ａと放射光の
相対位置は、不図示の位置調整機構により、チャンバー
６全体を駆動することにより精密に位置合わせされる。
ミラー１をチャンバー６に設置する前に、ミラー１の形
状を精密に測定しておくことで、ミラー１の反射面１ａ
を裏面１ｂを基準にして精密に位置合わせすることが可
能となる。位置決めに伴うチャンバー６の前後のビーム
ラインに対する相対的な位置変動は、ベローズ８ａ，８
ｂによって吸収が可能となっている。

【００２２】また、ミラー１は、反射面１ａによって、
長波長側の光は反射するが、短波長の光はミラー１に吸
収される。吸収された光は熱に変換され、ミラー１の内
部を伝導し、大気中に露出しているミラー１の裏面１ｂ
より大気中に放出される。放出する熱量が空冷だけでは
十分に放出できない場合には、ミラー１の裏面に形成し
た冷却水通路もしくは、ミラー１内部に冷却水通路を設
け、冷却水を循環させてもよい。

【００２３】ミラー１の反射面１ａが、損傷を受けたと
きなどは、ミラー１を交換する必要がある。ミラー１の
交換は、ミラー１と枠２の結合部材ごと行なう。すなわ
ち、交換手順は、ミラー固定部材４をチャンバー６から
取り外し、ミラー１および枠２の結合体をチャンバー６
から外す。そして、ガスケット３を新品のものに交換し
た後、新しいミラー１と枠２の結合体をミラー固定部材
４によってチャンバー６に固定することで、交換は完了
する。あらかじめ、交換用のミラー１と枠２の結合体材
を作成して用意おくことで、交換に必要な時間は、短く
て済む。

【００２４】以上の構成によれば、ミラーチャンバー内
は、入射光、反射光を通すだけのスペースがあれば良い
ので、ミラーチャンバーの体積が小さく、チャンバー内
の表面積を小さくできる。このため、真空排気系の排気
能力が比較的小さいもので済む。

【００２５】なお、ミラー１と枠２のろう付け作業は、
ミラー１の反射面１ａの形状が熱変形することを避ける
ため、反射面１ａの研磨の前に行ない、ろう付け後、円
筒面に研磨加工される。ここでは、ミラー１と枠２の固
着は、ろう付けとしたが、真空封止が可能な方法であれ
ば、他の方法によって固着してもよい。また、ここで
は、真空シール構造として、ガスケットを用いたが、Ｏ
リングを使用してもよい。

【００２６】（第２の実施例）図３は本発明のミラーユ
ニットの第１の実施例の縦断面図、図４は図１のＡ−Ａ
線断面図である。

【００２７】本実施例は、第１の実施例と同じく、シン
クロトロン放射光を利用した半導体露光装置において、
光源であるシンクロトロンリングと露光装置との間のシ
ンクロトロン放射光の光路途中に設置されて、円筒状の
反射面によりシート状のシンクロトロン放射光を垂直方
向に拡大するためのミラーを支持するミラーチャンバー
である。

【００２８】図３及び図４中の構成部品には、図１及び
図２と共通のものは同じ番号が使用されており、第１の
実施例で説明したものは、ここでは、説明を省略する。

【００２９】図３及び図４に示すように、ミラー１Ｘ
は、反射面１Ｘａが半径１００ｍ程度の円筒状をしてお
り、シート状のビームを垂直方向に拡大する。ミラー１
Ｘの側面周囲には、ミラー保持部材（ミラー取付けフラ
ンジ）１２がろう付け等で固着されて、一体となってい
る（ろう付け部分Ｂ参照）。ろう付けは、チャンバー６
内の真空を保つためにリークのないように行なわれる。
ミラー１Ｘとミラー保持部材１２の結合部材は、チャン
バー６の開口にミラー１Ｘの反射面１Ｘａが、チャンバ
ー６の内部になるように設置される。チャンバー６の真
空気密性を保つために、ミラー保持部材１２には、真空
シール用のエッジが環状に形成されており、対向位置に
チャンバー６の開口に沿って作られたエッジとの間にガ
スケット３を挟み込むことによって、真空をシールす
る。ミラー１Ｘは、ミラー保持部材１２をシール面の外
周に沿って複数本の固定ボルト５を均一に締め込むこと
によってチャンバー６に固定される。

【００３０】上記構成のミラーユニットは、シンクロト
ロンリングと露光装置との間のビームライン中に設置さ
れ、反射光をミラー１Ｘで垂直方向に拡大し、下流の露
光装置（不図示）へ光を出射する。ミラー１Ｘの反射面
１Ｘａと放射光の相対位置は、不図示の位置調整機構に
より、チャンバー６全体を駆動することにより精密に位
置合わせされる。ミラー１Ｘをチャンバー６に設置する
前に、ミラー１Ｘの形状を精密に測定しておくことで、
ミラー１Ｘの反射面１Ｘａを裏面１Ｘｂを基準として精
密に位置合わせすることが可能となる。位置決めに伴う
チャンバー６の前後のビームラインに対する相対的な位
置変動は、ベローズ８ａ，８ｂによって吸収が可能とな
っている。

【００３１】また、ミラー１Ｘは、その反射面１Ｘａに
よって、長波長側の光は反射するが、短波長の光はミラ
ー１Ｘに吸収される。吸収された光は熱に変換され、ミ
ラー１Ｘの内部を伝導し、大気中に露出しているミラー
１Ｘの裏面１Ｘｂより大気中に放出される。放出する熱
量が空冷だけでは十分に放出できない場合には、ミラー
１Ｘの裏面１Ｘｂに形成した冷却水通路もしくは、ミラ
ー１Ｘ内部に冷却水通路を設け、冷却水を循環させても
よい。

【００３２】ミラー１Ｘの反射面１Ｘａが損傷を受けた
ときなどは、ミラー１Ｘを交換する必要がある。ミラー
１Ｘの交換は、ろう付けによって一体化している、ミラ
ー１Ｘとミラー保持部材１２の結合部材ごとに行なう。
すなわち、交換手順は、固定ボルト５を取り外し、ミラ
ー１Ｘとミラー保持部材１２の結合部材をはずし、ガス
ケット３を交換し、新しいミラー１Ｘとミラー保持部材
１２の結合部材をチャンバー６に、固定ボルト５よって
固定することで、交換が完了する。あらかじめ、交換用
のミラー１Ｘとミラー保持部材１２の結合部材を作成し
て用意おくことで、交換に必要な時間は、短くて済む。

【００３３】以上の構成によれば、ミラーチャンバー内
は、入射光、反射光を通すだけのスペースがあれば良い
ので、ミラーチャンバーの体積が小さく、チャンバー内
の表面積を小さくできる。このため、真空排気系の排気
能力が比較的小さいもので済む。

【００３４】なお、ミラー１Ｘとミラー保持部材１２の
ろう付け作業は、ミラー１Ｘの反射面１Ｘａの形状が熱
変形することを避けるため、反射面１Ｘａの研磨の前に
行ない、ろう付け後、円筒面に研磨加工される。ここで
は、ミラー１Ｘとミラー保持部材１２の固着は、ろう付
けとしたが、真空封止が可能な方法であれば、他の方法
によって固着してもよい。また、ここでは、真空シール
構造として、ガスケットを用いたが、Ｏリングを使用し
てもよい。

【００３５】（第３の実施例）図５は本発明のミラーユ
ニットの第３の実施例の縦断面図、図６は第３の実施例
の一部を破断した斜視図、図７の（ａ）は図５のＡ−Ａ
線断面図、図７の（ｂ）はミラーとミラー保持部材との
接合部の拡大断面図である。

【００３６】本実施例は、第一の実施例と同じく、シン
クロトロン放射光Ｃを利用した半導体露光装置におい
て、光源であるシンクロトロンリングと露光装置との間
のシンクロトロン放射光Ｃの光路途中に設置されて、円
筒状の反射面によりシート状のシンクロトロン放射光Ｃ
を垂直方向に拡大するためのミラーを支持するミラーチ
ャンバーである。シンクロトロン放射光Ｃの光路である
チャンバー（ビームラインとも言う）の内部は、真空と
なっている。

【００３７】図５乃至図７において、図１及び図２と共
通部分は、同じ番号が添えられている。第１の実施例で
説明したものは、ここでは、説明を省略する。

【００３８】図５乃至図７に示すように、ミラー１Ｙ
は、反射面１Ｙａが半径１００ｍ程度の円筒状をしてお
り、シート状のビームを垂直方向に拡大する。ミラー１
Ｙの側面周囲には、ミラー保持部材１３がろう付けで固
着されて、一体となっている（ろう付け部分Ｂ参照）。
ろう付けは、チャンバー６内の真空を保つためにリーク
のないように行なわれる。ミラー保持部材１３は、ミラ
ー１Ｙとろう付けされる部分がアーチ状のばね構造とな
っている。このアーチ部１４が、ミラー保持部材１３を
チャンバー６に固定する固定ボルト５の締め付け力が不
均等であったときに発生する変形を吸収し、ミラー１Ｙ
の反射面１Ｙａがひずむのを防止する。ミラー保持部材
１３はチャンバー６の開口に、ミラー１Ｙの反射面１Ｙ
ａがチャンバー６の内部になるように、設置される。チ
ャンバー６の真空気密性を保つために、ミラー保持部材
１３には、真空シール用のエッジ１８（図７の（ｂ）参
照）が環状に形成されており、対向位置にチャンバー６
の開口に沿って作られたエッジ１９（図７の（ｂ）参
照）との間にガスケット３を挟み込むことによって、真
空をシールする。ミラー１Ｙは、ミラー保持部材１３を
固定ボルト５で締結してチャンバー６に固定される。

【００３９】上記構成のミラーユニットは、シンクロト
ロンリングと露光装置の間のビームライン中に設置さ
れ、反射光をミラー１Ｙで垂直方向に拡大し、下流の露
光装置（不図示）へ光を出射する。ミラー１Ｙの反射面
１Ｙａと放射光の相対位置は、不図示の位置調整機構に
より、チャンバー全体を駆動することにより精密に位置
合わせされる。ミラー１Ｙをチャンバー６に設置する前
に、ミラー１Ｙの形状を精密に測定しておくことで、ミ
ラー１Ｙの反射面１Ｙａを裏面１Ｙｂを基準として精密
に位置合わせすることが可能となる。位置決めに伴うチ
ャンバー６の前後のビームラインに対する相対的な位置
変動は、ベローズ８ａ，８ｂによって吸収が可能となっ
ている。また、チャンバー６内部が、真空の場合と、大
気開放された状態では、アーチ部１４の変形によりミラ
ー１Ｙの位置が変化する。このため、ミラー１Ｙの位置
出しは、チャンバー６を真空状態にして行なう必要があ
る。

【００４０】また、ミラー１Ｙは、反射面１Ｙａによっ
て、長波長側の光は反射するが、短波長の光はミラー１
Ｙに吸収される。吸収された光は熱に変換され、ミラー
１Ｙの内部を伝導し、大気中に露出しているミラー１Ｙ
の裏面１Ｙｂより大気中に放出される。放出する熱量が
空冷だけでは十分に放出できない場合には、ミラー１Ｙ
の裏面１Ｙｂに形成した冷却水通路もしくは、ミラー１
Ｙ内部に冷却水通路を設け、冷却水を循環させてもよ
い。

【００４１】ミラー１Ｙの反射面１Ｙａが、損傷を受け
たときなどは、ミラー１Ｙを交換する必要がある。ミラ
ー１Ｙの交換は、ろう付けによって一体化しているミラ
ー１Ｙとミラー保持部材１３の結合部材ごとに行なう。
手順は、固定ボルト５を取り外し、ミラー１Ｙとミラー
保持部材１３の結合部材をチャンバー６から外し、ガス
ケット３を交換し、新しいミラー１とミラー保持部材１
３の結合部材を固定ボルト５よってチャンバー６に固定
し、完了する。あらかじめ、交換用のミラー１Ｙとミラ
ー保持部１３の結合部材を作成して用意おくことで、交
換に必要な時間は、短くて済む。

【００４２】以上の構成によれば、ミラーチャンバー内
は、ミラー入射、反射光を通すだけのスペースがあれば
良いので、ミラーチャンバーの体積が小さく、チャンバ
ー内の表面積を小さくできる。このため、真空排気系の
排気能力が小さくて済む。なお、ミラー１Ｙとミラー取
付部材１３のろう付け作業は、ミラー１Ｙの反射面１Ｙ
ａの形状が熱変形することを避けるため、反射面１Ｙａ
の研磨の前に行ない、ろう付け後、円筒面に研磨加工さ
れる。ここでは、ミラー１Ｙとミラー保持部材１３の固
着は、ろう付けとしたが、真空封止が可能な方法であれ
ば、他の方法によって固着してもよい。また、ここで
は、真空シール構造として、ガスケットを用いたが、Ｏ
リングを使用してもよい。

【００４３】（第４の実施例）図８は本発明のミラーユ
ニットの第４の実施例の縦断面図、図９は図８のＡ−Ａ
線断面図、図１０は第４の実施例の上面図である。

【００４４】本実施例は、第１の実施例と同じく、シン
クロトロン放射光Ｃを利用した半導体露光装置におい
て、光源であるシンクロトロンリングと露光装置の間の
シンクロトロン放射光Ｃの光路途中に設置されて、円筒
状の反射面によりシート状のシンクロトロン放射光Ｃを
垂直方向に拡大するためのミラーを支持するミラーユニ
ットである。シンクロトロン放射光Ｃの光路であるチャ
ンバー（ビームラインとも言う）の内部は、真空となっ
ている。

【００４５】図８乃至図１０に示した構成部品には、図
１と共通のものは、同じ番号が添えられている。第１の
実施例で説明したものは、ここでは、説明を省略したも
のもある。

【００４６】図８乃至図１０に示すように、ミラー１Ｚ
は、その反射面１Ｚａが半径１００ｍ程度の円筒状をし
ており、シート状のビームを垂直方向に拡大する。ミラ
ー１Ｚは、反射面１Ｚａの裏面１Ｚｂ全体が均一に、ミ
ラー保持部材としてのミラー保持ブロック（ミラー保持
板）１５に全面ろう付けで固着され、一体となっている
（ろう付け部分Ｂ参照）。ミラー保持ブロック１５は、
チャンバー６の開口に、ミラー１Ｚの反射面１Ｚａがチ
ャンバー６の内部になるように、設置される。チャンバ
ー６の真空気密性を保つために、ミラー保持ブロック１
５には、真空シール用のエッジが環状に形成されてお
り、対向位置にチャンバー６の開口に沿って作られたエ
ッジとの間にガスケット３を挟み込むことによって、真
空をシールする。ミラー１Ｚは、ミラー保持ブロック１
５を固定ボルト５で締結してチャンバー６に固定され
る。ミラー保持ブロック１５を固定ボルト５で締結する
際、不均質な力が発生し、ミラー保持ブロック１５が変
形し、ミラー１Ｚの反射面１Ｚａがひずむことのないよ
うにミラー保持ブロック１５は十分な強度を有し、さら
にミラー１との接合面周囲に、溝が設けられている。ま
た、ミラー保持ブロック１５の裏面は、精度のよい平面
に仕上げられており、ミラー１Ｚの反射面１Ｚａの位置
合わせの基準とする。

【００４７】シンクロトロン放射光は、ミラー１Ｚで反
射されるが、短波長の光はミラー１Ｚに吸収され、熱に
変換される。その熱によりミラー１Ｚが熱膨張により変
形する恐れがある。このためミラー１Ｚに吸収された熱
を冷却するために、ミラー保持ブロック１５内には、冷
却水を流すための流路１６（冷却水路）が設けられてい
る。冷却水は、冷却水導入部１７ａより流路１６へ導か
れ、ミラー１Ｚから伝導した熱を奪い、冷却水排出部１
７ｂより排出される。冷却水は、不図示の冷却装置によ
り一定温度に保たれる。

【００４８】上記の構成のミラーユニットは、シンクロ
トロンリングと露光装置との間のビームライン中に設置
され、反射光をミラー１Ｚで垂直方向に拡大し、下流の
露光装置へ光を出射する。ミラー１Ｚの反射面１Ｚａと
放射光の相対位置は、不図示の位置調整機構により、チ
ャンバー全体を駆動することにより精密に位置合わせさ
れる。ミラー１Ｚをチャンバー６に設置する前に、ミラ
ー１Ｚが固着されたミラー保持ブロック１５の形状を精
密に測定しておくことで、ミラー保持ブロック１５の外
側（ミラーチャンバーの大気側）の面を基準としてミラ
ー１Ｚの反射面１Ｚａを精密に位置合わせすることが可
能となる。位置決めに伴うチャンバー６の前後のビーム
ラインに対する相対的な位置変動は、ベローズ８ａ，８
ｂによって吸収が可能となっている。また、チャンバー
６内部が、真空の場合と、大気開放された状態では、大
気圧によってチャンバー６全体が変形する。そのため、
高精度の位置決めを必要とする場合は、ミラー１Ｚの位
置出しは、チャンバー６を真空状態にして行なう必要が
ある。

【００４９】ミラー１Ｚの反射面１Ｚａが、損傷を受け
たときなどは、ミラー１Ｚを交換する必要がある。ミラ
ー１Ｚの交換は、ろう付けによって一体化しているミラ
ー１Ｚとミラー保持ブロック１５の結合部材ごとに行な
う。手順は、固定ボルト５を取り外し、ミラー１Ｚと、
ミラー保持ブロック１５の結合部材をチャンバー６から
外し、そして、冷却配管（図不示）を冷却水導入部１７
ａ及び冷却水排出部１７ｂからはずし、新たなミラー１
Ｚとミラー保持ブロック１５の結合部材に配管を取付
け、ガスケット３を交換し、新しいミラー１Ｚとミラー
保持ブロック１５の結合部材をチャンバー６に固定ボル
ト５よって固定し、完了する。冷却水の配管取付け作業
をミラーチャンバー内で行なう必要がないため、作業中
に冷却水をチャンバー６内に漏らしてしまうという誤作
業が起こらない。あらかじめ、交換用のミラー１Ｚとミ
ラー保持ブロック１５の結合部材を作成して用意おくこ
とで、交換に必要となる時間は、短くて済む。

【００５０】以上の構成によれば、ミラーチャンバー内
は、ミラー入射、反射光を通すだけのスペースがあれば
良いので、ミラーチャンバーの体積が小さく、チャンバ
ー内の表面積を小さくできる。このため、真空排気系の
排気能力が比較的小さくて済む。

【００５１】なお、ミラー１Ｚとミラー保持ブロック１
５のろう付け作業は、ミラー１Ｚの反射面１Ｚａの形状
が熱変形することを避けるため、反射面１Ｚａの研磨の
前に行ない、ろう付け後、円筒面に研磨加工される。こ
こでは、ミラー１Ｚとミラー保持ブロック１５の固着
は、ろう付けとしたが、真空封止が可能な方法であれ
ば、他の方法によって固着してもよい。また、ここで
は、真空シール構造として、ガスケットを用いたが、Ｏ
リングを使用してもよい。

【００５２】以上本発明をシンクロトロン放射光を円筒
面の反射面を有するミラーによって、露光雰囲気を確保
する方法の露光装置に適用した４つの実施例について説
明したが、ミラー揺動方式にも適用可能であることは言
うまでもない。

【００５３】次に、上記ミラーユニットを備えた露光装
置を利用したデバイスの製造方法について説明する。

【００５４】図１１は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップＳ
１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップＳ２（マスク製作）では設計した回路パターン
を形成したマスクを製作する。一方、ステップＳ３（ウ
エハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造
する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ば
れ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップＳ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４
によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディ
ング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を
含む。ステップＳ６（検査）ではステップＳ５で作製さ
れた半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等
の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完
成し、これが出荷（ステップＳ７）される。

【００５５】図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップＳ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では
ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１
４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。
ステップＳ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を
塗布する。ステップＳ１６（露光）では上記説明した露
光装置によってマスクも回路パターンをウエハに焼付け
露光する。ステップＳ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップＳ１８（エッチング）では現像し
たレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９
（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要になった
レジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行う
ことによって、ウエハ上に多重の回路パターンが形成さ
れる。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難
しかった高集積度の半導体デバイスを製造することがで
きる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ミラーの反射面で吸収された熱が、真空中の界面を経ず
に大気側に伝わり、冷却されるので、冷却効率がよい。
また、ミラーをチャンバーに取り付ける際、フランジを
取り付けるのと同様な方法でできるので、チャンバーの
メンテナンスホールから手をチャンバー内部に入れて作
業を行っていた従来の方法に比べ、格段に作業性が向上
し、ミラーの交換が容易となる。さらに、チャンバー内
部には可動部がないことと、チャンバー内には、ミラー
の反射面が露出しているのみで、表面積が小さいことに
より、真空排気系の排気能力が低くてもよい。以上の構
成により、コストが低く、メンテナンス性に優れ、信頼
性の高いミラーユニットを提供できる。

【００５７】上記ミラーユニットを露光装置に適用する
ことで、低コストで半導体デバイスを生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のミラーユニットの第１の実施例の縦断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明のミラーユニットの第２の実施例の縦断
面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】本発明のミラーユニットの第３の実施例の縦断
面図である。

【図６】第３の実施例の一部を破断した斜視図である。

【図７】（ａ）は図５のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はミラ
ーとミラー保持部材との接合部の拡大断面図である。

【図８】本発明のミラーユニットの第４の実施例の縦断
面図である。

【図９】図８のＡ−Ａ線断面図である。

【図１０】第４の実施例の上面図である。

【図１１】本発明の露光装置を使用したデバイスの製造
のフロー図である。

【図１２】図１１のウエハプロセスの詳細なフロー図で
ある。

【図１３】従来の露光装置の一部を破断した斜視図であ
る。

【図１４】図１３に示したミラー（反射鏡）ユニットの
拡大断面図である。

【符号の説明】

１，１Ｘ，１Ｙ，１Ｚ ミラー（反射鏡） １ａ，１Ｘａ，１Ｙａ，１Ｚａ 反射面 １ｂ，１Ｘｂ，１Ｙｂ，１Ｚｂ 裏面 ２ 枠 ３ ガスケット ４ ミラー固定部材（ミラー保持部材） ５ 固定部材 ６ チャンバー ６ａ 開口 ７ａ 前フランジ ７ｂ 後フランジ ８ａ，８ｂ ベローズ ９ａ，９ｂ リングガスケット １０ フランジ固定ボルト １１ フランジ固定ナット １２，１３ ミラー保持部材 １４ アーチ部 １５ ミラー保持ブロック（ミラー保持部材） １６ 流路（冷却水通路） １７ａ 冷却水導入部 １７ｂ 冷却水排出部 １８，１９ エッジ １００ 真空チャンバー １０１ ミラー １０２ ミラー保持器 １０３ 支持板 １０５ ベローズ １０６ 支持棒 １０７ ミラー支持体 １０８ ミラー冷却用配管 １０９ 排気口 １１０ 内部ベローズ １１１ 内部フランジ １１２ 冷却流路 １１３ Ｏリング １１４ 貫通孔 １１５ 基準フレーム １１６ チルト板 １１７ 駆動モーター １１８ ガイド １１９ａ，１９ｂ 調整ねじ Ｂ ろう付け部分 Ｃ シンクロトロン放射光 Ｓ１〜Ｓ１９ ステップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ａ (56)参考文献 特開 平５−100096（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−66998（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297197（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−194800（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−245123（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−184300（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−157399（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17321（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21K 1/06 G02B 5/08 G03F 7/20 503 G03F 7/20 521 G21K 5/02 H01L 21/027

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバー内にミラーの反射面が配
   置されるミラーユニットにおいて、前記ミラーは前記真空チャンバーに形成された開口に設
   置されて 真空隔壁の一部を形成し、前記 真空チャンバーと前記ミラーの間は真空シール構造
   であることを特徴とするミラーユニット。
2. 【請求項２】 前記ミラーの裏面もしくは前記ミラーの
   内部に冷却流路が設けられていることを特徴とする請求
   項１に記載のミラーユニット。
3. 【請求項３】 真空チャンバー内に、ミラーの反射面が
   設置されるミラーユニットにおいて、前記ミラーを保持するミラー保持板を有し、 前記ミラーの裏面は前記ミラー保持板の表面に固着さ
   れ、 前記ミラー保持板は前記真空チャンバーに形成された開
   口に設置されて 真空隔壁の一部を形成し、前記 真空チャンバーと前記ミラー保持板の間は真空シー
   ル構造であり、前記ミラー保持板の裏面は前記真空チャ
   ンバー外にあることを特徴とするミラーユニット。
4. 【請求項４】 前記ミラー保持板に冷却流路が設けられ
   ていることを特徴とする請求項３に記載のミラーユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 真空チャンバー内にミラーの反射面が設
   置されるミラーユニットにおいて、 前記ミラーを保持するミラー保持部材を有し、 該ミラー保持部材は冷却流路と、該冷却流路に冷却水を
   導入する冷却水導入部と、該冷却流路から冷却水が排出
   される冷却水排出部を有し、 前記ミラー保持部材は前記真空チャンバーに形成された
   開口に設置されて真空隔壁の一部を形成し、 前記真空チャンバーと前記ミラー保持部材との間は真空
   シール構造であり、 前記冷却水導入部及び前記冷却水排出部が前記真空チャ
   ンバー外にあることを 特徴とするミラーユニット。
6. 【請求項６】 前記ミラーは交換可能であることを特徴
   とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のミラーユニ
   ット。
7. 【請求項７】 Ｘ線に使用することを特徴とする請求項
   １〜６のいずれか１項に記載のミラーユニット。
8. 【請求項８】 光源からの光を、請求項１〜７のいずれ
   か１項に記載のミラーユニットの前記ミラーの反射面で
   反射することを特徴とする露光装置。
9. 【請求項９】 前記ミラーユニットを駆動する位置調整
   機構を有することを特徴とする請求項８に記載の露光装
   置。
10. 【請求項１０】請求項８又は９記載の露光装置を用いて
    パターンをウエハに露光する段階と、 該露光したウエハを現像する段階とを含むことを特徴と
    する、デバイスの製造方法。