JPH04233717A - X-ray exposing device - Google Patents

X-ray exposing device

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Publication number
JPH04233717A
JPH04233717A JP2415343A JP41534390A JPH04233717A JP H04233717 A JPH04233717 A JP H04233717A JP 2415343 A JP2415343 A JP 2415343A JP 41534390 A JP41534390 A JP 41534390A JP H04233717 A JPH04233717 A JP H04233717A
Authority
JP
Japan
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gas
exposure
temperature
helium
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP2415343A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Iizuka
隆 飯塚
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2415343A priority Critical patent/JPH04233717A/en
Publication of JPH04233717A publication Critical patent/JPH04233717A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the amount of consumption of helium, of the X-ray exposing device with which an exposing operation is conducted in a helium-reduced state. CONSTITUTION:A circulation path 115, to be used to circulate the gas in an exposing chamber, is provided outside the exposing chamber, and a pump 14 which circulates gas, a cooler with which gas is cooled down to liquid nitrogen temperature or lower and the impurities in the gas are trapped, and a heater 117 to be used to heat up the gas cooled by the aforesaid cooler and reintroduced into the above-mentioned exposing chamber, are provided outside the exposing chamber.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はX線を用いて露光を行う
X線露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray exposure apparatus that performs exposure using X-rays.

【0002】0002

【従来の技術】従来、X線を用いた露光方式としては、
大気中露光、ヘリウム雰囲気中露光、真空中露光等が検
討されている。この内の大気中露光においては、大気内
の酸素や窒素によりX線が著しく減衰してしまい、スル
ープットが低いものとなる。また、真空中露光では熱の
拡散が非常に遅いため、マスクやウェハの被照射部の温
度が上昇してしまい、転写パターンに位置ずれが生じる
危険性がある。近年、これらのことからX線の吸収が少
ないヘリウム雰囲気中露光が注目されている。
[Prior Art] Conventionally, exposure methods using X-rays include:
Exposure in air, exposure in helium atmosphere, exposure in vacuum, etc. are being considered. In atmospheric exposure, X-rays are significantly attenuated by oxygen and nitrogen in the atmosphere, resulting in a low throughput. Furthermore, in vacuum exposure, heat diffusion is very slow, so the temperature of the irradiated area of the mask or wafer increases, and there is a risk that the transferred pattern will be misaligned. In recent years, for these reasons, exposure in a helium atmosphere, which absorbs little X-rays, has attracted attention.

【0003】一般的なヘリウム雰囲気中露光は、露光中
にはヘリウムボンベから露光チャンバ内にヘリウムを導
入しつつ排気を行う方式であり、高価なヘリウムを多く
消費するものであった。ヘリウムの消費量を減らすため
に提案されたものとしては露光チャンバに露光チャンバ
から排気されたヘリウムを、そのまま露光チャンバ内に
再導入する循環系を組み合せたものがある。
[0003] In general exposure in a helium atmosphere, helium is introduced into the exposure chamber from a helium cylinder and evacuated during the exposure, and a large amount of expensive helium is consumed. In order to reduce the amount of helium consumed, a method has been proposed in which the exposure chamber is combined with a circulation system for reintroducing the helium exhausted from the exposure chamber into the exposure chamber.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ヘリウム雰囲気中露光
は、露光中にはヘリウムボンベから露光チャンバ内にヘ
リウムを導入しつつ排気を行う方式であり、高価なヘリ
ウムを大量に消費するものとなるために、製造コストが
高くなるという問題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Exposure in a helium atmosphere is a method in which helium is introduced into the exposure chamber from a helium cylinder and exhausted during exposure, which consumes a large amount of expensive helium. Another problem is that the manufacturing cost is high.

【0005】露光チャンバに循環系を組み合わせたもの
においては、露光チャンバから排気されたヘリウムを、
そのまま露光チャンバ内に再導入する方式であるため、
長時間露光を続けると露光チャンバ内のヘリウムの純度
が低下してしまい、ウェハに塗布したレジスト面上にお
けるX線強度が不均一なものになってしまうという問題
点がある。これは、ヘリウムに比べてX線の吸収率が3
倍ほど大きな酸素や窒素を含む大気成分が不純物として
混入することによる。
[0005] In an exposure chamber combined with a circulation system, the helium exhausted from the exposure chamber is
Because it is a method of reintroducing it directly into the exposure chamber,
If exposure is continued for a long time, the purity of helium in the exposure chamber decreases, causing a problem in that the X-ray intensity on the resist surface coated on the wafer becomes non-uniform. This means that the absorption rate of X-rays is 3 compared to helium.
This is due to atmospheric components containing oxygen and nitrogen, which are twice as large, mixed in as impurities.

【0006】通常、X線露光を含む各種露光装置では、
露光量は時間によって制御されるため、レジスト面上で
のX線強度が不均一となることは露光量が変化すること
を意味し、製造する素子においては各ウェハ間のばらつ
きが大きなものとなり、歩留りも低下してしまう。
[0006] Usually, in various exposure apparatuses including X-ray exposure,
Since the amount of exposure is controlled by time, non-uniform X-ray intensity on the resist surface means that the amount of exposure changes, resulting in large variations between each wafer in the devices being manufactured. Yield also decreases.

【0007】本発明は上記従来技術が有する問題点に鑑
みてなされたものであって、ヘリウムの消費量をへらす
ことができ、かつ製造される素子の歩留りが低下するこ
とのないX線露光装置を実現することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, and provides an X-ray exposure apparatus that can reduce the amount of helium consumed and does not reduce the yield of manufactured elements. The purpose is to realize the following.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のX線露光装置は
、露光光としてX線が用いられ、露光時にはチャンバ内
が減圧ヘリウム状態とされるX線露光装置において、前
記露光チャンバの外部には露光チャンバ内部のガスを循
環させるための循環路が設けられており、前記循環路は
、ガスを循環させるためのポンプと、ガスを液体窒素温
度以下まで冷却してガス中の不純物をトラップするため
の冷却機と、該冷却機にて冷却されたガスを加熱したう
えで前記露光チャンバに再導入するためのヒータとを備
えている。
[Means for Solving the Problems] The X-ray exposure apparatus of the present invention uses X-rays as exposure light, and the inside of the chamber is kept in a reduced pressure helium state during exposure. The exposure chamber is provided with a circulation path for circulating gas inside the exposure chamber, and the circulation path includes a pump for circulating the gas and a trap for trapping impurities in the gas by cooling the gas to a temperature below liquid nitrogen temperature. and a heater for heating the gas cooled by the cooler and reintroducing it into the exposure chamber.

【0009】この場合、冷却機によって冷却されたガス
の温度を検出するための温度センサと、該温度センサの
検出値に応じてヒータを制御して露光チャンバに再導入
されるガスの温度を露光チャンバ内の温度と等しいもの
とする温度調節機とを設けてもよく、さらに、循環路に
設けられるポンプ、冷却機およびヒータのそれぞれが、
ガスの流れる方向に上記の順に設けられるものとしても
よい。
In this case, a temperature sensor is provided to detect the temperature of the gas cooled by the cooler, and a heater is controlled according to the detected value of the temperature sensor to control the temperature of the gas reintroduced into the exposure chamber. A temperature controller that makes the temperature equal to the temperature inside the chamber may be provided, and each of the pump, cooler, and heater provided in the circulation path
They may be provided in the above order in the gas flow direction.

【0010】0010

【作用】露光チャンバ内のガスは、循環路にて循環され
る際に冷却機によって液体窒素温度まで冷却されるので
、ガス内に含まれる主な不純物である窒素や酸素は凝縮
してトラップされる。この後、露光チャンバに再導入さ
れるガスはヒータによって加熱されるため、露光チャン
バ内の雰囲気密度を大きく変えることはない。これによ
り、ヘリウム純度を低下させることなくヘリウムを循環
利用することが可能となる。
[Operation] As the gas in the exposure chamber is circulated through the circulation path, it is cooled down to liquid nitrogen temperature by the cooler, so the main impurities contained in the gas, such as nitrogen and oxygen, are condensed and trapped. Ru. Thereafter, the gas reintroduced into the exposure chamber is heated by the heater, so the atmosphere density within the exposure chamber does not change significantly. This makes it possible to recycle helium without reducing helium purity.

【0011】[0011]

【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。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の一実施例の構成を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【0013】X線源(不図示)にて発生したX線101
は、ミラーチャンバ102内に収容されたミラー103
の凸面にて反射されることによって拡大され、ベリリウ
ム窓104を介して露光チャンバ105に入射する。こ
こで、ミラーチャンバ102内は10−7Torr以下
の高真空に保たれ、露光チャンバ105の内部は減圧ヘ
リウム雰囲気とされている。露光チャンバ105に入射
したX線は、不図示のマスクホルダに支持されるX線透
過型のX線マスク108を介してウェハ110上のレジ
ストを露光する。
X-rays 101 generated by an X-ray source (not shown)
is a mirror 103 housed in a mirror chamber 102
The light is reflected from the convex surface of the light beam, is magnified, and enters the exposure chamber 105 through the beryllium window 104. Here, the interior of the mirror chamber 102 is maintained at a high vacuum of 10<-7 >Torr or less, and the interior of the exposure chamber 105 is kept in a reduced pressure helium atmosphere. The X-rays incident on the exposure chamber 105 expose the resist on the wafer 110 through an X-ray transmission type X-ray mask 108 supported by a mask holder (not shown).

【0014】露光チャンバ105には、内部を減圧ヘリ
ウム雰囲気とするためのヘリウム導入口106,排気口
111、内部雰囲気を検出するための酸素センサ113
,温度センサ119、ウェハ110を固定するためのウ
ェハチャック109、保守点検時等に大気,窒素等のリ
ークガスを導入するためのリーク用ガス導入口107、
ヘリウムを再利用するための循環路115が設けられて
いる。露光チャンバ105の外部に設けられる循環路1
15は露光チャンバ105内のガスを循環させるために
ものである。また、酸素センサ113は露光チャンバ1
05内の酸素濃度からヘリウム純度を検出するために設
けられている。
The exposure chamber 105 includes a helium inlet 106 for creating a reduced pressure helium atmosphere inside, an exhaust port 111, and an oxygen sensor 113 for detecting the internal atmosphere.
, a temperature sensor 119, a wafer chuck 109 for fixing the wafer 110, a leak gas inlet 107 for introducing leak gas such as air or nitrogen during maintenance and inspection, etc.
A circulation path 115 is provided for recycling helium. Circulation path 1 provided outside the exposure chamber 105
Reference numeral 15 is for circulating gas within the exposure chamber 105. Further, the oxygen sensor 113 is connected to the exposure chamber 1.
It is provided to detect helium purity from the oxygen concentration in 05.

【0015】循環路115にはヘリウムが流れる経路順
に、ポンプ114、冷却機112、温度センサ116、
ヒータ117が設けられている。ヒータ117は温度セ
ンサ116の検出信号を入力する温度調節器118によ
りその温度が制御されるもので、露光チャンバ105か
ら流出したヘリウムは、これらのものを順に通った後に
露光チャンバ105に再び導入される。
The circulation path 115 includes a pump 114, a cooler 112, a temperature sensor 116, and
A heater 117 is provided. The temperature of the heater 117 is controlled by a temperature controller 118 which inputs the detection signal of the temperature sensor 116, and the helium flowing out from the exposure chamber 105 is reintroduced into the exposure chamber 105 after passing through these devices in order. Ru.

【0016】露光チャンバ105を減圧ヘリウム雰囲気
に保つには、排気口111を開けて露光チャンバ105
内を排気し、続いてヘリウム導入口106からヘリウム
を露光チャンバ105内が所定の圧力となるまで導入し
た後に排気口111を閉じる。この状態で露光チャンバ
105内のヘリウムは循環路115によって以下のよう
に循環される。
In order to maintain the exposure chamber 105 in a reduced pressure helium atmosphere, the exhaust port 111 is opened and the exposure chamber 105 is
After evacuating the inside of the exposure chamber 105, helium is introduced from the helium inlet 106 until the inside of the exposure chamber 105 reaches a predetermined pressure, and then the exhaust port 111 is closed. In this state, helium in the exposure chamber 105 is circulated by the circulation path 115 as follows.

【0017】露光チャンバ105内のヘリウムは、ポン
プ114により循環路115に引き込まれる。ポンプ1
15を通過したヘリウムは、次に設けられた冷却機11
2を通る際に冷却され、不純物が除去される。冷却され
たヘリウムの温度は温度センサ116により検出される
。温度調節器118は、温度センサ116の検出結果に
応じて次に設けられたヒータ117の温度を制御し、ヘ
リウムの温度を露光チャンバ105内の温度と同程度と
する。
Helium in the exposure chamber 105 is drawn into a circulation path 115 by a pump 114 . pump 1
The helium that has passed through 15 is then transferred to a cooler 11 installed
2, it is cooled and impurities are removed. The temperature of the cooled helium is detected by a temperature sensor 116. A temperature regulator 118 controls the temperature of a heater 117 provided next in accordance with the detection result of the temperature sensor 116, so that the temperature of helium is approximately the same as the temperature inside the exposure chamber 105.

【0018】以上のような循環路115を構成すること
により、ヒータ117から露光チャンバ105に再導入
されるヘリウムは不純物が除去され、温度調節されたも
のとなり、ヘリウムを有効に利用することが可能となる
By configuring the circulation path 115 as described above, impurities are removed from the helium reintroduced into the exposure chamber 105 from the heater 117 and the temperature is adjusted, making it possible to use helium effectively. becomes.

【0019】冷却機112にてガスを冷却し、ヘリウム
以外の不純物成分を凝縮させ、トラップする。各種分子
は、それぞれの沸点以下の温度で凝縮が始まるが、融点
以下まで冷却することで、より確実に不純物除去を行う
ことができ、こちらの方が好ましい。例えば、水分子を
除去する場合には、冷却温度を0℃以下とすればよいが
、有機物や、酸素、窒素等を除去するためには液体窒素
温度以下とする必要がある。この程度の低温領域では水
素,ネオン以外の不純物は除去される。水素やネオンの
除去は困難であるが、不純物として混入する危険性は非
常に小さなものであり、また、水素やネオンが混入した
場合にも、これによって生じる露光ムラはほとんど無視
できるため問題はない。
The gas is cooled by a cooler 112 to condense and trap impurity components other than helium. Although various molecules begin to condense at temperatures below their respective boiling points, impurities can be more reliably removed by cooling them to below their melting points, which is preferable. For example, when removing water molecules, the cooling temperature may be set to 0° C. or lower, but in order to remove organic matter, oxygen, nitrogen, etc., it is necessary to set the cooling temperature to lower than the liquid nitrogen temperature. In this low temperature region, impurities other than hydrogen and neon are removed. Although hydrogen and neon are difficult to remove, the risk of them being mixed in as impurities is very small, and even if hydrogen or neon is mixed in, the exposure unevenness caused by this can be almost ignored, so there is no problem. .

【0020】冷却機によって冷却されたヘリウムは、ヒ
ータ117により所望の温度まで上昇されてその密度変
化も抑えられるため、露光量のムラはさらに低減される
Since the helium cooled by the cooler is raised to a desired temperature by the heater 117 and changes in its density are suppressed, unevenness in the amount of exposure is further reduced.

【0021】上記冷却機112の手段としては、例えば
酸素や窒素の除去に対しては液体窒素トラップ程度では
不十分であり、実際の冷却温度を考慮すると液体ヘリウ
ムトラップや冷凍機等を用いる必要がある。また、冷却
されたガスの温度を上昇させるヒータ117としては、
極低温のガスに対しては、一般的なヒータを用いればよ
く、ヘリウムのように熱伝導率が大きく、かつ熱容量が
小さなものに関しては、ヒータによって室温付近の温度
とした後には恒温水槽内を循環させる程度で充分な温度
制御をおこなうことができる。また、これらの機構に温
度センサ116や温度調節機118によるフィードバッ
クをかけることにより、所望の温度に対して±0.1℃
以下の温度コントロールを行うことが可能となる。
As a means for the cooler 112, for example, a liquid nitrogen trap is insufficient for removing oxygen and nitrogen, and considering the actual cooling temperature, it is necessary to use a liquid helium trap, a refrigerator, etc. be. Furthermore, as the heater 117 that increases the temperature of the cooled gas,
For extremely low-temperature gases, a general heater can be used; for gases such as helium, which have high thermal conductivity and small heat capacity, after bringing the temperature to around room temperature with a heater, the temperature in the constant-temperature water bath must be Sufficient temperature control can be achieved just by circulating it. In addition, by applying feedback to these mechanisms using the temperature sensor 116 and temperature controller 118, the desired temperature can be adjusted by ±0.1°C.
It becomes possible to perform the following temperature control.

【0022】次に、本実施例の動作について、具体的な
数値を挙げて詳述する。
Next, the operation of this embodiment will be explained in detail by citing specific numerical values.

【0023】図1に示したX線露光装置を用いて0.2
5μm線幅のテストパターンを焼き付ける第1の実験を
行った。冷却機112としては、図2の概略断面図に示
されるような液体窒素トラップ202と液体ヘリウムト
ラップ203とを組み合せたものを用い、ヒータ117
としてはシースヒータと恒温水槽とを組み合せたものを
用いた。
0.2 using the X-ray exposure apparatus shown in FIG.
A first experiment was conducted in which a test pattern with a line width of 5 μm was printed. As the cooler 112, a combination of a liquid nitrogen trap 202 and a liquid helium trap 203 as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 2 is used.
A combination of a sheath heater and a constant temperature water tank was used.

【0024】液体窒素は液体窒素導入口202Aより導
入され、液体ヘリウムは液体ヘリウム導入口203Aよ
り導入される。循環路115内のガスを冷却することに
より発生する気化ガスは、気化ガス排出口202B,2
03Bより、それぞれ排出される。
Liquid nitrogen is introduced through the liquid nitrogen inlet 202A, and liquid helium is introduced through the liquid helium inlet 203A. The vaporized gas generated by cooling the gas in the circulation path 115 is discharged through the vaporized gas exhaust ports 202B and 2.
From 03B, each is discharged.

【0025】実験手順としては、まず、露光チャンバ1
05内に化学増幅型ネガレジストを塗布したウェハ11
0とX線マスク108とをセットした後に露光チャンバ
105内を10ー7Torr程度の高真空まで真空引き
した後に、ヘリウム導入口106から純度99.999
%のヘリウムを露光チャンバ105内の圧力が150T
orrとなるまで導入した。この状態でミラー103に
より拡大され、ベリリウム窓104を介して入射される
X線101によりウェハ110上に塗布されたレジスト
を露光した。
As for the experimental procedure, first, the exposure chamber 1
Wafer 11 coated with chemically amplified negative resist inside 05
0 and the X-ray mask 108, the inside of the exposure chamber 105 is evacuated to a high vacuum of about 10-7 Torr, and then a helium with a purity of 99.999 is supplied from the helium inlet 106.
% helium and the pressure inside the exposure chamber 105 is 150T.
It was introduced until it became orr. In this state, the resist coated on the wafer 110 was exposed to the X-rays 101 magnified by the mirror 103 and incident through the beryllium window 104.

【0026】露光動作中、露光チャンバ105に取り付
けたジルコニア型の酸素センサ113により、露光チャ
ンバ105内の酸素濃度をモニタしたところ、常に7p
pm以下に押えられており、また、循環路115より導
入されるヘリウムの温度は、温度センサ116の検出結
果によるフィードバック制御を行う(シースヒータによ
り23℃±20℃程度とした後に恒温水槽を通す)こと
により23℃±0.1℃の範囲内に保たれた。
During the exposure operation, the oxygen concentration in the exposure chamber 105 was monitored by the zirconia type oxygen sensor 113 attached to the exposure chamber 105, and it was found that the oxygen concentration in the exposure chamber 105 was always 7p.
pm or less, and the temperature of the helium introduced from the circulation path 115 is controlled by feedback based on the detection result of the temperature sensor 116 (it is heated to about 23°C ± 20°C by a sheath heater and then passed through a constant temperature water bath). As a result, the temperature was maintained within the range of 23°C±0.1°C.

【0027】ヘリウム純度および温度変動が上記の範囲
内に抑えられた本露光実験では、欠陥率が1%以下とな
り、良好な露光を行うことができた。なお、ここで言う
欠陥率は、レジスト上の焼付けパターンの線幅のうち、
マスク上に描かれているX線吸収体パターンの線幅の±
10%以内に収まっていないものの割合を指すものであ
る。
In this exposure experiment in which helium purity and temperature fluctuations were suppressed within the above ranges, the defect rate was 1% or less, and good exposure could be performed. Note that the defect rate referred to here refers to the line width of the baked pattern on the resist.
± of the line width of the X-ray absorber pattern drawn on the mask
This refers to the percentage of items that are not within 10%.

【0028】この後、ヘリウムの純度と焼付けパターン
の精度の関係を調べたところ、ヘリウム純度の低下に伴
って焼付けパターンの線幅が広がり、不純物濃度0.1
%以上で欠陥率が増加し始めることが判った。
After this, we investigated the relationship between the purity of helium and the accuracy of the baked pattern, and found that the line width of the baked pattern widened as the helium purity decreased, and the impurity concentration was 0.1.
It has been found that the defect rate begins to increase above %.

【0029】続いて、第2の実験として図1に示したX
線露光装置を用いて、実際の露光条件を想定してヘリウ
ムの純度測定を行った。
Next, as a second experiment, X shown in FIG.
Using a line exposure device, helium purity was measured assuming actual exposure conditions.

【0030】図3(a),(b)はそれぞれヘリウム循
環路115中設けられる冷却機112の構成を示す上断
面図および側断面図である。
FIGS. 3A and 3B are a top sectional view and a side sectional view showing the configuration of the cooler 112 provided in the helium circulation path 115, respectively.

【0031】冷凍機303は、80Kにおける冷却能力
45Wを有するヘリウムの断熱膨張を利用したもので、
冷凍機303の上面には真空槽302と該真空槽302
の間に挟まれた循環路115とが載せられる。また、ヒ
ータ117としては第1の実験と同様に、シースヒータ
と恒温水槽とを組み合せたものを用いた。
The refrigerator 303 utilizes the adiabatic expansion of helium and has a cooling capacity of 45W at 80K.
On the top surface of the refrigerator 303 is a vacuum chamber 302 and
A circulation path 115 sandwiched between the two is placed. Further, as the heater 117, a combination of a sheath heater and a constant temperature water bath was used, as in the first experiment.

【0032】まず、露光チャンバ105内を10ー7T
orr程度の高真空まで排気し、冷凍機303の温度が
80K以下に下がった所で純度99.999%のヘリウ
ムを導入し、循環路115に設けられたポンプ114を
始動した。露光チャンバ105とポンプ114の間には
ニードルバルブを設け、循環路115へのガスの流入量
を14SLM(Standard  Liter  p
er  Minuites)に制限した。
First, the inside of the exposure chamber 105 is heated to 10-7T.
The vacuum was evacuated to a high vacuum level of about 100.degree. A needle valve is provided between the exposure chamber 105 and the pump 114, and the amount of gas flowing into the circulation path 115 is set to 14SLM (Standard Liter p
er Minutes).

【0033】純度測定は、酸素センサ113としてはジ
ルコニア型のものを用い、これにより酸素濃度をモニタ
することによって行った。露光チャンバ105内で1時
間当り40回の正規露光動作を行うものとし、24時間
経過後の酸素濃度を調べたところ、5ppm以下に抑え
られており、また、露光チャンバ105内に再導入され
るヘリウムの温度は第1の実験例と同様に23℃±0.
1℃の範囲のものであった。露光チャンバ105内の雰
囲気を上記のように制御することにより、ウェハ110
のレジスト面上における露光量の変動は1%以下となっ
た。また、比較の循環系に温度調節機構のみを備えた露
光チャンバを用いて、定常動作時における酸素濃度をモ
ニタしたところ、24時間稼働後には21ppmであっ
た。
Purity measurement was performed by using a zirconia type oxygen sensor 113 to monitor the oxygen concentration. It is assumed that normal exposure operations are performed 40 times per hour in the exposure chamber 105, and when the oxygen concentration is checked after 24 hours, it is suppressed to 5 ppm or less, and the oxygen is reintroduced into the exposure chamber 105. The temperature of helium was 23°C ± 0.0°C as in the first experimental example.
The temperature range was 1°C. By controlling the atmosphere in the exposure chamber 105 as described above, the wafer 110
The variation in exposure amount on the resist surface was 1% or less. In addition, when the oxygen concentration during steady operation was monitored using a comparison exposure chamber with only a temperature control mechanism in the circulation system, it was 21 ppm after 24 hours of operation.

【0034】なお、以上述べた実施例において、露光チ
ャンバ105は排気口111を閉じた状態でヘリウムの
循環を行うものとして説明したが、ヘリウム導入口10
6から少量ずつヘリウムを導入しつつ排気口111から
スロー排気を行って、定常状態としてもよい。
In the embodiments described above, the exposure chamber 105 has been described as one in which helium is circulated with the exhaust port 111 closed, but the helium inlet 10
A steady state may be established by slowly exhausting air from the exhaust port 111 while introducing helium little by little from 6.

【0035】また、冷却機112としては液体ヘリウム
トラップや冷凍機を用いるものとし、ヒータ117とし
てはシースヒータと恒温水槽とを組み合わせたものを用
いるものとして説明したが、これらのほかのものであっ
ても所望とする温度まで下げられるもの、もしくは上げ
られるものであれば特に限定されるものではない。さら
に、温度センサと温度上昇機構との組み合わせも1段に
限定されるものではなく、ヘリウムの温度や温度調節精
度に応じて数段重ねてもよい。
[0035] In addition, although it has been described that a liquid helium trap or a refrigerator is used as the cooler 112, and a combination of a sheath heater and a constant temperature water bath is used as the heater 117, other types may be used. There is no particular limitation as long as the temperature can be lowered or raised to a desired temperature. Further, the combination of the temperature sensor and the temperature raising mechanism is not limited to one stage, but may be stacked in several stages depending on the temperature of helium and temperature control accuracy.

【0036】また、循環路にはガスの流れる方向にポン
プ、冷却機およびヒータが順に設けられるものとして説
明したが、このような順に配置することにより、ポンプ
にて発生する不純物をもトラップすることが可能となる
ためである。ポンプにて発生する不純物が無視できるレ
ベルのものである場合にはポンプの位置は特に限定され
るものではない。
[0036] Furthermore, although the explanation has been made assuming that the pump, cooler, and heater are provided in order in the direction of gas flow in the circulation path, by arranging them in this order, it is also possible to trap impurities generated by the pump. This is because it becomes possible. If the impurities generated by the pump are of a negligible level, the position of the pump is not particularly limited.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
[Effects of the Invention] Since the present invention is constructed as described above, it produces the following effects.

【0038】請求項1に記載のものにおいては、ヘリウ
ム純度を低下させることなくヘリウムを再利用すること
ができるため、ヘリウムの消費量を減らすことができ、
製造コストを下げることができる効果がある。
[0038] In the first aspect, since helium can be reused without reducing helium purity, the amount of helium consumed can be reduced;
This has the effect of lowering manufacturing costs.

【0039】請求項2に記載のものにおいては、上記効
果に加えて、露光チャンバに再導入されるガスの温度を
精度よく制御することができるため、さらに良好な露光
を行うことができる効果がある。
[0039] In addition to the above-mentioned effects, the second aspect of the present invention has the effect that even better exposure can be performed because the temperature of the gas reintroduced into the exposure chamber can be precisely controlled. be.

【0040】請求項3に記載のものにおいては、ポンプ
にて発生した不純物もトラップされるため、露光チャン
バ内のヘリウム純度をさらに向上することができる効果
がある。
In the third aspect of the present invention, since impurities generated by the pump are also trapped, there is an effect that the purity of helium in the exposure chamber can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の冷却機112の第1の構成例を示す概
略断面図である。
2 is a schematic cross-sectional view showing a first configuration example of the cooler 112 in FIG. 1. FIG.

【図3】(a)は図1中の冷却機112の第2の構成例
を示す上断面図、(b)はその側断面図である。
3(a) is a top sectional view showing a second configuration example of the cooler 112 in FIG. 1, and FIG. 3(b) is a side sectional view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101    X線 102    ミラーチャンバ 103    ミラー 104    ベリリウム窓 105    露光チャンバ 106    ヘリウム導入口 107    リーク用ガス導入口 108    X線マスク 109    ウェハチャック 110    ウェハ 111    排気口 112    冷却機 113    酸素センサ 114    ポンプ 115    循環路 116,119    温度センサ 117    ヒータ 118    温度調節機 202    液体窒素トラップ 202A    液体窒素導入口 202B,203B    気化ガス排出口203  
  液体ヘリウムトラップ 203A    液体ヘリウム導入口 302    真空槽 303    冷凍機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Temperature sensor 117 Heater 118 Temperature controller 202 Liquid nitrogen trap 202A Liquid nitrogen inlet 202B, 203B Vaporized gas outlet 203
Liquid helium trap 203A Liquid helium inlet 302 Vacuum chamber 303 Freezer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  露光光としてX線が用いられ、露光時
にはチャンバ内が減圧ヘリウム状態とされるX線露光装
置において、前記露光チャンバの外部には露光チャンバ
内部のガスを循環させるための循環路が設けられており
、前記循環路は、ガスを循環させるためのポンプと、ガ
スを液体窒素温度以下まで冷却してガス中の不純物をト
ラップするための冷却機と、該冷却機にて冷却されたガ
スを加熱したうえで前記露光チャンバに再導入するため
のヒータとを備えていることを特徴とするX線露光装置
1. In an X-ray exposure apparatus in which X-rays are used as exposure light and the inside of the chamber is kept in a reduced pressure helium state during exposure, a circulation path for circulating gas inside the exposure chamber is provided outside the exposure chamber. The circulation path is provided with a pump for circulating the gas, a cooler for cooling the gas to below the liquid nitrogen temperature and trapping impurities in the gas, and a gas cooler that is cooled by the cooler. An X-ray exposure apparatus characterized by comprising: a heater for heating the exposed gas and then reintroducing the heated gas into the exposure chamber.
【請求項2】  請求項1記載のX線露項装置において
、冷却機によって冷却されたガスの温度を検出するため
の温度センサと、該温度センサの検出値に応じてヒータ
を制御して露光チャンバに再導入されるガスの温度を露
光チャンバ内の温度と等しいものとする温度調節機とを
有することを特徴とするX線露光装置。
2. The X-ray exposure apparatus according to claim 1, further comprising a temperature sensor for detecting the temperature of the gas cooled by the cooler, and controlling a heater according to the detected value of the temperature sensor for exposure. An X-ray exposure apparatus comprising: a temperature controller that makes the temperature of gas reintroduced into the chamber equal to the temperature inside the exposure chamber.
【請求項3】  請求項1または請求項2に記載のX線
露光装置において、循環路に設けられるポンプ、冷却機
およびヒータのそれぞれが、ガスの流れる方向に上記の
順に設けられていることを特徴とするX線露光装置。
3. In the X-ray exposure apparatus according to claim 1 or 2, the pump, the cooler, and the heater provided in the circulation path are provided in the above order in the gas flow direction. Characteristics of X-ray exposure equipment.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008098651A (en) * 2000-09-04 2008-04-24 Asml Netherlands Bv Lithographic projection apparatus, method of manufacturing device, and device manufactured by them
US8877063B2 (en) 2007-03-30 2014-11-04 Jms Co., Ltd. Blood circuit, blood purification control apparatus, and priming method

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