JPH0417300A - 放射線取り出し窓 - 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、放射線装置に係り、特に、半導体装置等の製
造に用いられるリソグラフィ技術や光反応技術、分析技
術、医療関係等における放射線装置の放射線取り出し窓
に関する。

近年、半導体装置の高集積化・高密度化に伴い、リング
ラフィ技術や光反応技術において用いられる放射線装置
が注目されている。以下、かかる放射線装置のうち典型
例であるＸ線露光装置を用いて説明する。

例えば、超ＬＳＩのリングラフィにおいては、リングラ
フィ工程におけるパターン転写を高精度で行なう必要が
ある。ここに、光露光における光より回折、干渉が少な
く、原理的に分解能に優れるＸ線露光がパターン転写に
用いられる。Ｘ線露光においては電子線励起のＸ線源よ
りもシンクロトン放射線（以下、ＳＲ光という。）等が
利用される。これは、電子線励起のＸ線源が有限の大き
さをもち、発散ビームであるため転写パターンの精度に
影響を与えるからである。

ＳＲ光とは、電子シンクロトンの中で磁場中を光速に近
い速度で運動している電子が放出する電磁波に含まれる
高強度の光をいう。光は赤外線からＸ線にまでわたり、
平行性・輝度・強度において、他のＸ線源に比べ格段に
優れている。そして、かかるＳＲ露光においては、光強
度の減衰を抑える放射線取り出し窓が要求される。

〔従来の技術〕

第２図（ａ）に従来技術の一例である放射線装置５０の
要部構成図を示す。

電子蓄積リング５１より出力されるＳＲ光５２はビーム
ダクト５３を経由して試料６４に到達する。ビームダク
ト５３では、ＳＲ光５２はゲートバルブ５４を介して平
行ミラー５５．５６で反射し、ゲートバルブ５７を通る
。ここで、ＳＲ光は各波長の光線を含むが、かかる平行
ミラー５５．５６において波長０．５ｎｍ以下の光は殆
ど吸収される。

ゲートバルブ５７を通ったＳＲ光５２は放射線取り出し
窓５８よりヘリウムチャンバ５９に入り、チャンバ窓６
０より試料５４に到達する。ここで、６１．６２はビー
ムダクト５３を高真空状態にするための真空ポンプであ
り、６３．６４はヘリウムガスパイプである。また、ビ
ームダクト５３とは、ゲートバルブ５４から真空チャン
バ６５までの領域をいう。

このような、放射線装置５０においては、光速に近い速
度で運動する電子の電子蓄積リング５１の内部は少なく
とも１０−’Ｔｏｒｒ位の高真空状態を保っていること
が要求される。一方、試料５４は大気圧若しくは低真空
状態である。従って、ビームダクト５３は単にＳＲ光５
２を通すだけでな（、高真空状態を保つ機能を備えてい
ることが要求される。ビームダクト５３も高真空状態と
したのは、パターン転写に必要な軟Ｘ線の乱反射、吸収
を防ぐためである。

次に、高真空チャンバ６５及びヘリウムチャンバ５９の
部分を拡大して第２図（ｂ）に示す。

高真空チャンバ６５からヘリウムチャンバ５９に向かう
ＳＲ光５２は放射線取り出し窓５８を通る。ここに、ヘ
リウムチャンバ５９は従来、低真空（大気圧に近い）状
態であった。従って、耐圧性から放射線取り出し窓５８
はその窓膜を厚（しなければならず、２００μｍ程度必
要であった。

しかし、窓膜を厚（するとＳＲ光の軟Ｘ線が犬きく減衰
してしまうという問題があり、窓膜を数μｍ程度と薄（
する代わりにヘリウムチャンバ５９を減圧するという方
法が提案された。

ところが、ＳＲ光は軟Ｘ線が中心であるものの赤外線も
多く含まれる。かかる赤外線は放射線取り出し窓５８の
窓膜が厚い場合は、当該窓に吸収されるが、上記のよう
に窓膜が薄いと、放射線取り出し窓５８の発熱の原因に
なる。また、赤外線はへリウムチャンバ５９を抜け、試
料に至り、温度上昇を招く。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように赤外線により、放射線取り出し窓２が発熱
した場合は、窓膜自体が劣化、破損するという課題があ
った・ また、破損せずとも高温下における放射線取り出し窓の
温度歪みはパターン転写の精度を低下させるという課題
があった。

更に、窓の薄膜化に伴う赤外線の透過は、試料、マスク
等の温度上昇を招き、パターン転写の精度に影響すると
いう課題もあった。本発明は上記課題に鑑み、赤外線に
よる放射線取り出し窓の窓膜の劣化・破損を防止し、併
せて、赤外線による試料、マスク等の温度上昇を防止す
ることを目的として、以下の手段を設けた。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決すべく、本発明では、高真空側と減圧側
との間に設けられ、高真空側にある光源からの放射線を
透過する薄膜構造の放射線取り出し窓において、高真空
側に面し、赤外線を遮断する第一の部材と、減圧側に面
し、前記放射線を透過する第二の部材とを接合して窓膜
を構成した。

〔作用〕

放射線取り出し窓２を構成する第一の部材により赤外線
を遮断することで、試料、マスク等の発熱を防ぐことが
でき、また、第一の部材を高真空側に配設すれば、減圧
側にある第二の部材を赤外線から保護することができる
。

更に、かかる赤外線の遮断により放射線取り出し窓２の
発熱を抑えることができるので、放射線取り出し窓２の
窓膜を薄膜構造とし、放射線ｌの透過率を高めることが
できる。

〔実施例） 第１図に本発明の実施例である放射線取り出し窓及び高
真空チャンバ、ヘリウムチャンバを示す。

放射線ｌは赤外線を含み、高真空チャンバ１１から放射
線取り出し窓２及び反射膜３を介してヘリウムチャンバ
１２に透過する。

放射線取り出し窓２は、光源側に、赤外線を反射する金
属薄膜（反射膜３）を、鏡面となるようにコーティング
した構造となっている。金属薄膜は、例えば、ＡＩ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ａｕ等をスパッタ法で蒸着することにより作
られる。そして、放射線取り出し窓２は、第２図（ｂ）
の放射線取り出し窓５８の窓膜を薄くしたものである。

高真空チャンバ１１は１０’Ｔｏｒｒ程度の高真空状態
であり、ヘリウムチャンバ１２は低真空度、具体的には
、放射線取り出し窓２の窓膜を２μｍ程度とするために
５０Ｔｏｒｒ以下としている。この時の放射線取り出し
窓２のサイズは２５ｍｍ　Ｘ　２５ｍｍ程度で、金属薄
膜のコーティング厚は０．０３μｍ程度である。金属を
薄膜にコーティングするのは放射線ｌの赤外線を反射さ
せるためである。かかる条件下では、反射膜３を備えて
いない場合で最高２００〜３００℃まで上昇する放射線
取り出し窓の温度を４０℃程度に抑えることができる。

なお、ヘリウムチャンバ１２に入れるヘリウムガスは通
常、常温で噴射され、放射線取り出し窓２の腐食及び劣
化を防止する役割を担う。

放射線取り出し窓２はオーリング４と窓押さえ５によっ
て真空隔壁を行なっている。即ち、放射線取り出し窓２
は放射線の透過という役割と共に隔壁という役割も担っ
ている。従って、放射線取り出し窓２はＢｅ、ＳｉＣ，
ＳｉＮ、ＢＮ等放射線を透過できる材質でできている。

従来の放射線取り出し窓５８は窓膜が充分に厚く（例え
ば、２００μｍ程度）、ヘリウムチャンバ１２の領域か
大気圧に近い時は、たとえ赤外線等の影響により発熱し
ても、冷却バイブロやヘリウムガスによって十分に熱を
逃がすことができる。

これは、放射線取り出し窓５８は窓膜が充分に厚いと当
該窓の熱容量が大きくなるからである。また、ヘリウム
　チャンバ１２の領域が大気圧に近い状態でヘリウムガ
スか満たされていれば、ヘリウムガスが対流を起こしや
すく、放射線取り出し窓５８の熱が逃げやすいからであ
る。しかし、窓膜が２μｍ程度と薄くなり、ヘリウムチ
ャンバ１２が５０Ｔｏｒｒ以下の圧力になると放射線取
り出し窓２の中央部の熱が逃げにくくなるのである。

本発明のように放射線取り出し窓の窓膜を薄くし、光源
側に赤外線の反射膜３をコーティングすると、放射線１
のうち赤外線以外は放射線取り出し窓２を透過し、かか
る透過光１０２が試料に到達することになる。また、赤
外線は反射膜３で反射光１０１となって、放射線取り出
し窓２、試料には到達しない。

なお、赤外線の反射光１０１によるビームダクトＩＯの
温度上昇は冷却水、他の冷却方法によって防止したり、
赤外線の反射光１０１を更に外部に反射させたりするこ
とも可能である。また、本実施例では、放射線取り出し
窓２に赤外線の反射膜３をコーティングする方法を採っ
たが、赤外線の反射膜３の位置は放射線取り出し窓２と
必ずしも一体でなくてもよい。放射線取り出し窓２の光
源側において、赤外線が遮断されれば放射線取り出し窓
及び試料等は保護されるからである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、放射線は赤外線
を残して、放射線取り出し窓から試料へ透過される。そ
して、かかる赤外線は放射線取り出し窓の光源側で遮断
される。これにより、放射線取り出し窓の発熱、試料の
温度上昇等を防止でき、例えば、パターン転写において
は高精度の作成ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による放射線装置の放射線取り
出し窓付近の拡大図、 第２図（ａ）は従来の放射線装置の要部構成図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）の放射線取り出し窓付近の拡大図
である。 図において、 １は放射線、 ２は放射線取り出し窓、 ３は反射膜、 ４はオーリング、 ５は窓押さえ、 ６は冷却パイプ、 ７はガス導入パイプ、 ８は埋填ガスの流れ、 ９は冷却水導入パイプ、 ｌＯはビームダクト、 １１は高真空チャンバ、 １２はへリウムチャンバ １０１は反射光、 １０２は透過光、 ５０は放射線装置、 ５１は電子蓄積リング、 ５２はＳＲ光、 ５３はビームダクト、 ５４．５７はゲートバルブ、 ５５．５６は平行反射ミラー ５８は放射線取り出し窓、 ５９はへリウムチャンバ、 ６０はチャンバ窓、 ６１６２は真空ポンプ、 ６３．６４はヘリウムガスパイプ、 ６５は試料 を示す。 冷却水　　　　　Ｈｅ 本発明の実施例１こよる放射！！取り出し窓付近の拡大
図第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高真空側と減圧側との間に設けられ、高真空側に
   ある光源からの放射線（１）を透過する薄膜構造の放射
   線取り出し窓（２）において、前記光源からの放射線（
   １）に含まれる赤外線を遮断する第一の部材と、 前記放射線（１）を透過する第二の部材とを接合して窓
   膜を構成したことを特徴とする放射線取り出し窓（２）
   。
2. （２）第一の部材は第二の部材の高真空側に形成された
   赤外線を反射する金属薄膜（３）であることを特徴とす
   る請求項１記載の放射線取り出し窓（２）。