JPH0298121A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、Ｘ線露光装置およびＸ線露光装置におけるミ
ラー損傷低減方法に関し、詳しくはＸ線により高精度で
微細なパターンを転写する際にミラーを用いて露光領域
を確保するＸ線露光装置およびそのミラーの損傷を低減
する方法に関する。

［従来の技術］ 従来、Ｘ線露光装置においてミラーを用いて露光領域を
確保する方法が考えられている。しかし、このようなミ
ラーを用いた装置においては、Ｘ線によるミラーの損傷
が問題となっており、特にＳＲ（シンクロトロン放射）
光を利用するビームラインにおいて問題となっており、
例えば、Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ａ
ｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　ＰｈｙｓｉｃｓＲｅｓｅ
ａｒｃｈ＾２４６　（１９８Ｂ）　、　２０７−２１４
にはＳＲ光による銅ミラーの損傷についての報告がある
。

また、露光量の調節のためにシャッタを用いる技術につ
いて、特公昭６０−３７６１６号等に開示されている。

第４図に、従来のシャッタを用いて露光量を調節する露
光装置における制御シーケンスを示す。このときシャッ
タは、焼き付け（ステップ５３０７）の前後に高速、高
精度かつ頻繁に開閉（ステップ５３０６，５３０８）さ
れる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のようにＸ線によるミラーの損傷が
問題となっているにもかかわらず、その対策としてはミ
ラーの冷却方法の改善により損傷を抑える等の対策がな
されるのみであった。

本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、ミラー
の損傷を低減して長期にわたるミラー反射率の安定化お
よびメンテナンスの容易化を図ったＸ線露光装置および
そのミラー損傷低減方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］上記の目的を
達成するため、本発明に係るＸ線露光装置では、Ｘ線源
に最も近いミラーが最も損傷を受けやすいことから、そ
のミラーよりもＸ線源に近い側に露光時間を制御する露
光量調節シャッタとは別にミラー保護シャッタを設置し
、そのミラー保護シャッタを少なくとも露光に必要とさ
れるＸ線量を通過させる間は開放しておくこととしてい
る。

これにより、そのミラー保護シャッタの閉じている間、
ミラーにＸ線は照射されないので、ミラーの損傷が低減
される。同時に、このミラー保護シャッタは露光量の調
節に用いられるものではないので、高速にかつ頻繁に開
閉する必要はなく、超高真空中で安定して動作する簡易
なシャッタ構造のものでよい。

なお、ミラー保護シャッタは、まずミラー保護シャッタ
を開け、その直後に露光量調節シャッタを開閉して露光
を行ない、その直後にミラー保護シャッタを閉じるのが
良い。また、このミラー保護シャッタは、露光用の光量
調節のためのシャッタではないので、高速かつ高精度に
駆動制御する必要はなく、簡易な構成のものでよい。

さらに、本発明に係るＸ線露光装置におけるミラー損傷
低減方法は、まず最もＸ線源に近いミラーよりもＸ線源
に近い位置においてＸ線を遮断しておき、露光時にはそ
の位置におけるＸ線の遮断を解除し、その後露光を行な
い、露光後は再びＸ線を遮断することを特徴とする。

これにより、ミラーに照射されるＸ線量が低減される。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るＸ線露光装置のＸ線
源、ミラー　マスクおよびクエへ等の部分の概略構成を
示す。

同図において、１はＳＲ光を発生するＸ線源、２はＸ線
源１から発生したＸ線、３は露光に要する領域にＸ線を
照射するためにＸ線を反射するミラーのうち最もＸ線源
１に近いミラー　４はマスクメンブレン上にＸ線露光に
十分なコントラストを与えるＸ線吸収材により形成され
たパターンを有するＸ線マスク、５はレジストが塗布さ
れたウェハ、６はミラー３が設置される超高真空用チャ
ンバー　７はミラー保護シャッタ、８はミラー保護シャ
ツタフのシャッタ駆動部、９はベローズ、１０は露光量
調節シャッタ、１１はミラー３の設置される超高真空域
とマスク４およびウェハ５の設置される１０Ｔｏｒｒ以
上のヘリウム（Ｈｅ）あるいは減圧空気とを分離すると
同時にＸ線源１から発生する露光に有害な電磁波を遮蔽
する窓を示す。

上記構成において、Ｘ線源１から発生したＸ線２は有限
な発散角をもち（例えば、ＳＲでは上下方向に０．１〜
０．７　ｍｒａｄ　（波長１０人）程度）、ミラー３に
入射する。この発散角は露光に要する領域にＸ線を照射
するためには小さすぎるので、ミラー３を凸面ミラーと
するかあるいはミラーを撮動させる等の何らかの方式に
より、このＸ線は露光に要する十分な領域に広げられる
。そして、このＸ線により、露光領域に設置されたマス
ク４のパターンが、マスク４に平行に設置されたウェハ
５に塗布されたレジスト像として転写される。なお、ウ
ェハ５はマスク４から５〜１００μｍ、好ましくは１０
〜５０μｍの距離に設置されている。

本実施例の装置では、ミラー３は、少なくとも各露光シ
ョットの間は固定されている曲率半径５０ｍのミラーで
あって、白金をコーティングした熔融石英のシリンドリ
カルミラーとした。光源１とミラー３との距離、ミラー
３とマスク４との距離およびミラー３の大ぎさは、５０
ｎｍ平方の露光領域を十分に確保できる大きさとした。

Ｘ線の減衰を防ぐため、本実施例に係る露光装置におい
ては、少なくともマスク４の直前までは真空となってい
る。また、光源１は超高真空中に置かれるため、ミラー
チャンバー６の中は超高真空に保たれている。ミラー保
護シャッタ７は、少なくとも露光に必要なＸ線量を通過
させる間は開放になる。その開閉機構としては、シャッ
タ駆動部８およびその真空シールのためのベローズ９を
用いている。

通常、Ｘ線露光装置においては、光源から発生したＸ線
は何ら強度を減衰させるような光学素子を経ることなし
に第１のミラーに照射される。そのため、Ｘ線源として
例えばＳＲあるいはプラズマＸ線源等の強力Ｘ線源を用
いた場合には、露光に用いられない不要光も含めて強力
なＸ線がミラーに照射され、ミラーの損傷を生じさせる
ことになる。とりわけミラーとして露光中は固定された
凸面形状のミラーを用いた場合、ミラーの同一領域にＸ
線が照射され続けるためミラーの損傷は大となってしま
う。

さらに、Ｘ線露光装置においては、マスクの露光に要す
る所定の領域への搬入および搬出、レジストを塗布した
ウェハの搬入および搬出、Ｘ線とマスクあるいはウェハ
の位置調整、ウェハのステップ移動、マスクとウェハと
のアライメント、並びに露光の実行と、幾つかの段階を
経て露光が行なわれる。一方、Ｘ線を必要とする段階は
、主としてＸ線とマスクあるいはウェハの位置調整およ
び露光実行の段階であり、マスクの搬入および搬出、ウ
ェハの搬入および搬出、ウェハのステップ移動並びにマ
スクとクエへとのアライメント時には、Ｘ線の照射は不
要である。そこで、このようなＸ線不要時には、ミラー
にＸ線を照射しない方式がミラー損傷低減のために望ま
れる。

一方、光源自体を制御しＸ線発生をオン／オフすること
は光源の安定性等から好ましいことではない。そこで、
本実施例に係る露光装置では、第１図に示すように、Ｘ
線源１に最も近いミラー３の光源側にミラー保護シャッ
タ７を設け、Ｘ線不要時にはミラー３にすらＸ線が照射
されることのないようにした。

なお、Ｘ線露光装置においては各露光ショットは数秒以
内であり、その露光量を１％以内の精度で制御するとし
ても数ミリ秒の高速で露光時間を制御しなくてはならな
い。もしミラーの前に露光量調節シャッタを設けるとす
れば、その露光量調節シャッタは超高真空中で駆動し十
分の耐久性を有するものでなければならず、さらにこの
ような環境で上記のように高精度に露光量を制御するこ
とができるものでなければならない。これは非常に困難
なことである。一方、本実施例の装置によれば、ミラー
保護シャッタ７は露光量を制御するものではなく、唯ミ
ラー３にＸ線２が照射される時間を減らすことのみを目
的とするものである。

したがフて、何ら高速高精度に駆動する必要がなく、そ
の構造も簡易なもので十分である。

第２図は、ミラー保護シャツタフの開閉手順を示すフロ
ーチャートである。

同図より明らかなように、本実施例の装置では、ミラー
保護シャッタ７を開け（ステップ５１０４）、その後露
光量調節シャツタフの開閉を含む一連のＸ線露光を行な
い（ステップ３１０５〜５ｉｌｏ）、再びミラー保護シ
ャッタ７を閉じている（ステップＳ　１１２）。すなわ
ち、マスク交換およびウェハ交換等の際には、Ｘ線はミ
ラー３に照射されない。

本実施例において、ミラー保護シャッタ７を開閉する際
の時間精度は１秒程度で十分であった。

また、ミラー保護シャツタフの稼動距離は上下方向に１
　ｍｍとした。このミラー保護シャツタフの開閉により
、通常の露光手順においてミラー３へのＸ線照射時間を
、ミラー保護シャツタフのないときに比較して少なくと
も２／３に低減することができた。さらに、ＳＲ等のＸ
線源１は運転を続けているが露光装置は稼動していない
という場合もあるため、ミラー保護シャツタフを用いる
ことにより、ミラーへのＸ線照射時間をかなり低減する
ことができた。

なお、ミラー保護シャッタ７を閉じた時には、このシャ
ツタフにＸ線が照射されることになる。

したがって、シャッタ７がＸ線によりダメージを受ける
ことが考えられるが、そのためにＸ線を遮断する機能に
支障が出てこない限り問題とはならない、しかし、高温
に加熱されあるいは光脱離によりシャツタフから放出ガ
スが発生する。そのため本実施例では、シャツタフの材
料を高純度無酸素銅とし、シャツタフが設置されている
超高真空チャンバーの外側でシャッタ７を水冷すること
としている。

［実施例２］ 第３図は、本発明の第２の実施例に係るＸ線露光装置に
おける露光手順を説明するためのフローチャートである
。このような手順は第１図に示す構成の露光装置等に通
用することができる。

本実施例では、ミラー保護シャツタフの開閉を２００ミ
リ秒で駆動し、マスク４の搬入および搬出並びにウェハ
５の搬入および搬出に加えて、ウェハ５のステップ稼動
（ステップ５２１２）およびマスク４とウェハ５とのア
ライメント（ステップ５２０５）時等にも、ミラー保護
シャッタ７が閉の状態になるように制御した。すなわち
、露光量調節シャッタ１０が開く（ステップ５２０７）
直前にミラー保護シャッタ７が開き（ステップ５２０６
）、露光量調節シャッタ１０が閉じた（ステップ５２０
９）直後にミラー保護シャッタ７が閉じられる（ステッ
プ５２１０）。

これにより、通常の露光手順において少なくとも１／４
程度の時間しかミラーにＸ線が照射されないようにする
ことが可能となった。また、ミラーの損傷としてはミラ
ーを形成している材料の損傷による形状変化および面粗
さの増大等の他に、炭素等の付着による損傷もあるが、
それらの損傷をも低減させることが可能となった。

なお、上記実施例では、すべてウェハカセットを回収し
た後にマスクを交換することになっているが、ウェハカ
セットの全ウェハが露光終了する前にマスクを交換する
ことも可能である。また、上記実施例では、マスク回収
の後に終了することになっているが、マスクを露光位置
に設置したまま終了しても良い。ミラー保護シャッタの
材料としては高純度無酸素銅を用いたが、タングステン
、モリブデン、タンタルまたはステンレス鋼等の金属等
を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、最もＸ線源に近
いミラーよりもＸ線源に近い側に少なくとも露光に必要
なＸ線量を通過させる間は開放になるシャッタを設けて
いるので、ミラーの損傷を低減させ、長期にわたるミラ
ー反射率の安定化およびメンテナンスの容易化をなす効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るＸ線露光装置のＸ線
源、ミラー　マスクおよびウェハ等の部分の概略構成図
、 第２図は、上記実施例の装置におけるミラー保護シャッ
タの開閉手順を示すフローチャート、第３図は、本発明
の第２の実施例に係るＸ線露光装置における露光手順を
説明するためのフローチャート、 第４図は、従来のＸ線露光装置における露光手順を示す
フローチャートである。 ：Ｘ線源、 ：Ｘ線源から発生したＸ線、 ：ミラー ＝Ｘ線マスク、 ニレジストが塗布されたウェハ、 ：超高真空用チャンバー ；ミラー保護シャッタ、 ：シャッタ駆動部、 ：ベローズ、 ０：露光量調節シャッタ、 １：窓。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線源からのＸ線を一枚以上のミラーに反射させ
   た後マスクに照射し、該マスク上に描かれているマスク
   パターンをウェハ上に転写焼付するＸ線露光装置におい
   て、 上記ミラーのうち最もＸ線源に近いミラーよりもＸ線源
   に近い側に、少なくとも露光に必要なＸ線量を通過させ
   る間は開放になるミラー保護シャッタを具備することを
   特徴とするＸ線露光装置。
2. （２）前記ミラー保護シャッタを開けた直後に、露光に
   適する所定量のＸ線を通過させるための露光量調節シャ
   ッタを開け、該露光量調節シャッタを閉じた直後に、前
   記ミラー保護シャッタを閉じることを特徴とする請求項
   １に記載のＸ線露光装置。
3. （３）Ｘ線源からのＸ線を一枚以上のミラーに反射させ
   た後マスクに照射し、該マスク上に描かれているマスク
   パターンをウェハ上に転写焼付するＸ線露光装置におけ
   るミラー損傷低減方法であって、 上記ミラーのうち最もＸ線源に近いミラーよりもＸ線源
   に近い位置においてＸ線を遮断しておき、露光時には該
   位置におけるＸ線の遮断を解除し、その後露光を行ない
   、露光後は再び上記位置においてＸ線を遮断することを
   特徴とするＸ線露光装置におけるミラー損傷低減方法。