JPH04136943A - Ｘ線露光装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線を利用して露光を行なうＸ線露光装置に
係り、特に内部をＸ線か通過する超高真空のポートの先
端と、内部をＸ線低減衰雰囲気としたチャンバとの連結
部に改良を加えたＸ線露光装置に関する。

（従来の技術） 従来、ＬＳＩパターンを形成するには、光露光装置が一
般に用いられていたか、ＬＳＩパターンの微細化に伴い
、微細化されたパターンを光露光装置で形成するのは、
解像度の面で限界に近くなってきている。そこで最近で
は、光露光装置よりも微細なパターンを形成することが
可能なＸ線露光装置の開発が進められている。このＸ線
露光装置では、高揮度のＸ線源が必要とされるが、この
ようなＸ線源としてシンクロトロンが注目されている。

第３図は、Ｘ線源としてシンクロトロンを用いた従来の
一般的なＸ線露光装置を示す概略構成図である。

即ち、図示しないシンクロトロンから放射されたＸ線１
は、Ｘ線反射ミラー２で反射され、超高真空のポート３
内を通って、この先端面に装着されたＸ線取出し窓４か
ら連結機構５を介してヘリウム雰囲気のへリウムチャン
バ６内に該チャンバ６に前記Ｘ線取出し窓４に対向させ
て開口した開口部６ａから入り、Ｘ線マスク７に照射さ
れる。

そして、このＸ線マスク７を通して試料である半導体ウ
ェハ８の表面にＸ線を照射することにより、半導体ウェ
ハ８上にＸ線マスク７のマスクパターンを露光するよう
構成されていた。

ここに、前記連結機構５の役割は、ヘリウムチャンバ６
内のヘリウムガスと大気との間のシールを行うことであ
る。即ち、Ｘ線取出し窓４から出るＸ線１は、大気中で
の減衰が大きく、この減衰を防止するために、このＸ線
取出し窓４からＸ線マスク７までの光路をヘリウム雰囲
気とする必要がある。このため、Ｘ線取出し窓４とへリ
ウムチャンバ６との連結部には、大気の混入を防ぐため
のシール手段が必要となる。

従来、上記Ｘ線取出し窓４とへリウムチャンバ６との連
結機構５には、一般に金属材料で構成された軸線方向に
伸縮自在な金属製ベローズ９が使用されていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例のように、伸縮自在な金属製
ベローズ９でＸ線取出し窓４とへリウムチャンバ６との
連結機構５を構成した場合、次のような問題点があった
。

先ず一つの問題は、Ｘ線取出し窓４の振動が、金属製ベ
ローズ９を介してヘリウムチャンバ６に伝わってしまい
、この振動によってＸ線露光装置（アライナ）が振動す
ることで、転写時におけるＸ線マスク７と半導体ウェハ
８との位置合わせ精度が悪化してしまうことである。

ここに、先端面にＸ線取出し窓４を装着したＸ線１を該
Ｘ線取出し窓４まで導くポート３は、この内部を常に超
高真空に維持する必要があるが、ヘリウムチャンバ６内
のヘリウムがＸ線取出し窓４からこの内部に僅かに漏れ
ること等のため、ポート３の基端部に真空ポンプ（図示
せず）を連結して、常に真空引きを行うことが通常行わ
れ、この時に発生する振動によって、ポート３ひいては
Ｘ線取出し窓４も振動してしまう。

もう一つの問題は、ヘリウムチャンバ６内をヘリウム置
換する際に行う真空引きによって生じる力によるもので
ある。

即ち、ヘリウムチャンバ６内を真空引きすると、これに
伴って金属製ベローズ９の内部も真空引きされ、このベ
ローズ９に圧縮力（（ベローズの内径）　ｘ　（１ｋｇ
／ｃＪ）　）が生じる。これによって、Ｘ線取出し窓４
とへリウムチャンバ６の双方か互いに引き寄せられる方
向に力を受けてしまい、この移動を防止するためには、
ポート３の先端のＸ線取出し窓４の装着部とへリウムチ
ャンバ６の支持剛性を高くする必要があり、このために
装置としての大型化及びコストアップに繋がってしまう
。

これを防止するため、金属製ベローズ６に生じる圧縮力
を減らした状態で、即ちヘリウムチャンバ６内を真空引
きする際の真空度を上げずにヘリウム交換を行うと、ヘ
リウムチャンバ６内のヘリウム純度が悪化して、Ｘ線の
減衰防止効果が薄れてしまう。

本発明は上記に鑑み、ポートひいてはＸ線取出し窓の振
動かへリウムチャンバに伝わってしまうことを防止して
、転写時におけるマスクと試料たる半導体ウェハとの位
置合わせ精度が損なわれてしまうことを防止し、更に装
置としての大型化やコストアップを招くことなく、ヘリ
ウムチャンバ内のヘリウム純度を高めることができるよ
うにしたものを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（３題を解決するための手段） 上記１］的を達成するため、本発明に係る請求項１記載
のＸ線露光装置は、Ｘ線を発生させるＸ線源と、このＸ
線源から放射されたＸ線を通過させ先端面にＸ線取出し
窓を装着した高真空のポートと、前記Ｘ線取出し窓に向
けて開目する開口部を有し該Ｘ線取出し窓から放射され
るＸ線をＸ線マスク面まで照射する間をＸ線低減衰雰囲
気にするチャンバとを具備し、Ｘ線マスクのマスクパタ
ンを試料面に照射することで該試料上にマスクパターン
を露光するＸ線露光装置において、前記ホト先端のＸ線
取出し窓装着部と前記チャンバの開口部とをゴム弾性を
有する弾性部材から構成された弾性ベローズによって気
密的に連結したものである。

また、請求項２記載の本発明は、上記の他に前記ポート
先端のＸ線取出し窓装着部又は前記チャンバの少なくと
も一方を互いに接離する方向に移動自在に構成するとと
もに、前記弾性ベローズの両端部に互いに気密的に密着
接合するフランジを設けたものである。

（作　用） 上記にように構成した請求項］記載の本発明によれば、
ポート先端ひいてはＸ線取出し窓が振動しても、この振
動を減衰効果の大きいゴム弾性を有する弾性部材から構
成された弾性ベローズによって確実に減衰させて、この
振動がチャンバに伝４つってしまうことを防止すること
かできる。

また、請求項２記載の本発明によれば、上記の他に、チ
ャンバをＸ線低減衰雰囲気に置換する時に行う真空引き
に際し、Ｘ線取出し窓装着部とチャンバとが互いに近接
する方向に少なくともこれらの一方を移動させ、弾性ベ
ローズの両端部に設けたフランジを互いに気密的に密着
接合させて、弾性ベローズに圧縮力か生じないように折
り畳んだ状態でこれを行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照して
説明する。

第１図は、本実施例に用いられるＳＯＲを光源とした縦
型のＸ線露光装置を模式的に示す概略構成図である。

即ち、上記第３図に示す従来例と同様に、シンクロトロ
ンから放射されるＸ線１は、Ｘ線反射ミラー２で反射さ
れ、超高真空のポート３内を通って、この先端面に装着
されたＸ線取出し窓４から連結機構５を介してヘリウム
雰囲気のへリウムチャンバ６内に該チャンバ６に前記Ｘ
線取出し窓４に対向させて開口した開口部６ａから入り
、Ｘ線マスク７に照射される。そして、このＸ線マスク
７を通して試料である半導体ウェハ８表面にＸ線を照射
することにより、半導体ウェハ８上にＸ線マスク７のマ
スクパターンを露光するようなされている。

ここで、前記ポート４の先端部には、ポートフランジ１
０か設けられ、このポートフランジ１０の前面に前記Ｘ
線取出し窓４がガスケット１１を介して気密的に封止さ
れて装着されているとともに、このポートフランジ１０
の周囲を囲繞して、上記連結機構５を構成するゴム弾性
を有する弾性部材からなる弾性ベローズ１２の一端に固
着したフランジ１３が、Ｏリング１４を介在させつつ固
着されている。

この弾性ベローズ１２の他端にも、前記フランジ１３と
ほぼ左右対称なフランジ１５が固着され、このフランジ
１５は、前記へリウムチャンバ６の開口部６ａの周囲に
Ｏリング１６を介在させつつ固着されている。

このように、Ｘ線取出し窓４とへリウムチャンバ６とを
連結する連結機構５をゴム弾性を有する弾性ベローズ１
２で構成することにより、ポート３の先端ひいてはＸ線
取出し窓４が振動しても、この振動を減衰効果の大きい
弾性ベローズ１２によって確実に減衰させて、この振動
かへリウムチャンバ６に伝わってしまうことがないよう
に構成されている。

そして、上記両フランジ１．３，１．５は、互いに対面
する如く配置され、一方のフランジ１５のこの対向面に
は、Ｏリング１７が配設され、これによって、この両フ
ランジ１３．１５は互いに気密的に密着接合するような
されている。

一方、前記へリウムチャンバ６の下面には、これを前記
Ｘ線取出し窓４の方向に移動させるための車輪１８が備
えられている。

これにより、ヘリウムチャンバ６内のヘリウム置換の際
の真空引きを、第２図に示すような状態で行うようにな
されている。

即ち、車輪１８を介してヘリウムチャンバ６をＸ線取出
し窓４の方向に移動させ、この移動に伴って弾性ベロー
ズ１２を徐々に折り畳んでゆき、この弾性ベローズ１２
の両端に固着したフランジ１３．１５をその対向面で密
着当接させ、０リング１６を介して気密的に封止する。

そして、この状態でヘリウムチャンバ６内の真空引きす
ることにより、この内部は真空にシールされ、しかも弾
性ベローズ１２には圧縮力がかからないので、真空引き
の力によって、ヘリウムチャンバ６とＸ線取出し窓４の
双方が互いに引き寄せられる方向に力を受けてしまうこ
とはない。

なお、上記実施例においては、ヘリウムチャンバ６をポ
ート３の先端のＸ線取出し窓４の方向に移動できるよう
にした例を示しているが、逆にポート３の先端をヘリウ
ムチャンバ６の方向に移動できるようにしたり、或いは
双方が互いに接離する方向に移動自在に構成するように
することもできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、Ｘ線取出し窓とチ
ャンバとの連結機構を、振動減衰の大きなばね弾性を有
する弾性ベローズで構成することにより、Ｘ線取出し窓
から生じる振動がチャンバに伝わってしまうことを防止
して、転写の際にＸ線マスクと試料としての半導体ウェ
ハとの位置合わせ精度が損なわれてしまうことを防止す
ることができる。

また、チャンバ内のＸ線低減衰雰囲気へ置換の時の真空
引き際し、この時の力によって弾性ベローズに圧縮力が
生じチャンバとＸ線取出し窓の双方が互いに引き寄せら
れる方向に力を受けてしまうことを防止し、これによっ
て、ポートの先端部のＸ線取出し窓装着部やチャンバの
支持剛性を上げる必要をなくして、装置としての大型化
及びコストアップに繋がってしまうことを防止すること
ができる。しかも、チャンバを真空引きする際の真空度
を妨げることがないため、チャンバ内のＸ線低減衰雰囲
気純度を悪化させてしまうことのないＸ線露光装置を構
成することができるといった効果がある。

１８・・・車輪。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
露光時における概略構成図、第２図はへリウムチャンバ
内の真空引き時における概略構成図、第３図は従来例を
示す概略構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ線を発生させるＸ線源と、このＸ線源から放射さ
   れたＸ線を通過させ先端面にＸ線取出し窓を装着した高
   真空のポートと、前記Ｘ線取出し窓に向けて開口する開
   口部を有し該Ｘ線取出し窓から放射されるＸ線をＸ線マ
   スク面まで照射する間をＸ線低減衰雰囲気にするチャン
   バとを具備し、Ｘ線マスクのマスクパターンを試料面に
   照射することで該試料上にマスクパターンを露光するＸ
   線露光装置において、前記ポート先端のＸ線取出し窓装
   着部と前記チャンバの開口部とをゴム弾性を有する弾性
   部材から構成された弾性ベローズによって気密的に連結
   したことを特徴とするＸ線露光装置。 ２、前記ポート先端のＸ線取出し窓装着部又は前記チャ
   ンバの少なくとも一方を互いに接離する方向に移動自在
   に構成するとともに、前記弾性ベローズの両端部に互い
   に気密的に密着接合するフランジ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。