JPH0437A - 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］ 本発明は自在方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）に弾性を有する空
気ばねに関し、特にアライメントされたマスクを介して
ウェハ上に微細パターン転写を行うＸ線露光装置に通用
される空気ばねに関するものである。

［従来の技術］ 従来の空気ばねにより支持されたＸ線露光装置の構成を
第５図に示す。

第５図において、５６はＸ線マスク、５７はフィラメン
ト、５８はフィラメント５７から放出された熱電子５９
をターゲット６ｏに当てるための引出し電極、６１はＸ
線１．６２はＸ線管球用真空チャンバー、６３は真空大
気間の隔壁であるベリリウム窓、６４は真空チャンバー
６２を支持するフレーム、６５はＸ線マスク５６を支持
するマスク支持フレーム、６６はウェハ、６７はウェハ
６６を移動させるステージ、６８は装置の基台となる定
盤、６９は定盤６８上の装置を除振するための空気はね
である。以上のような構成において、Ｘ線マスク５６上
に形成された微細パターンを、ウェハ６６上に塗布され
た感光体にＸ線６１により焼付ける。また、上記構成は
Ｘ線露光装置に限らず、光源に光を用いる露光装置にお
いては、Ｘ線管球チャンバー６２を光学照明系に置き換
えることもできる。

第６図はマスクとウェハの転写ずれの説明図である。第
６図に示すように、Ｚ軸、Ｙ軸を定義し、紙面に垂直な
軸をＸ軸とする。また、Ｙ軸方向を鉛直方向、Ｚ−Ｘ平
面を水平方向とする。同図において、７０は照明光の発
散が生ずる点、Ａは発光点７０からＸ線マスク５６まで
の距離、Ｂは露光画角、ＣはＸ線マスク５６とウェハ６
６間のプロキシミティーギャップ、εｏ×はマスク５６
とウェハ６６の相対的な移動がない状態でビーム中心か
らΔＷＸだけマスク５６、ウェハ６６が傾いた時のパタ
ーンずれ量、ε１−ε２はマスク５６とウェハ６６の相
対的移動がない状態で、ビーム中心からΔｙたけマスク
５６、ウェハ６６が移動した時のパターンずれ量を示す
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、上記従来例では、照明系とステージ系か
同一定盤６８上に配置され、定盤に空気はね６９などの
除振機構を設け、装置の固有振動数を数Ｈｚ程度にして
、外部の高周波振動に対し不感にするのが目的であった
。この方式は装置性基準に対する姿勢制御という観点か
らすると姿勢制御という概念はなく、支持空気はねの所
で１ｍｍ程度の復元精度で、装置の傾斜をラフにレヘリ
ングするだけであった。ところが、ＳＯＲを光源とした
放射光露光の場合にはＳＯＲ光源は、ステージ系を含む
露光部（以後、露光装置本体という）より、数ｍ離して
設置しなければならないため、同一の除振系を介して、
設置地面に対して設置することは困難であり、かつ露光
装置本体は非露光時において、露光ステージの移動時に
発生する。

露光ステージの加減速による振動および重心の移動など
による振動が発生するため第６図に示すようなパターン
ずれか起こる。第６図において以下のように寸法を仮定
すると、 Ａ　　　：４５００　　（＋ｎ＋ｎ） Ｂ　　・　　３０　　（ｍｍ） Ｃ：０．０５　　　（ｍｍ） Δｙ　　　　　　　　１（ｍｍ） ΔＷｘ　　＋　　Ｉ　Ｘ　１０−３（ｒａｄ）Δｙによ
る転写パターンすれ６ｙ＝６１−６２は、 Δ　ｙ ＝　Ｃ×　□ ＝　　０　、　０５Ｘ ＝１．　１　　ｘ　１　０−５　　　（ｍｍ）＝０．０
１１　　　　　　　（μｍ） ΔＷＸによる転写パターンずれεｗｘはεｗｘ”’　ｃ
　　×　Δｗｘ ＝０．０５ＸＩＸ１０−３ ＝５ｘｌＯ−５（ｍｍ） ＝０．０５　　　　　（μｍ） となる。

放射光露光では０．２５μｍ程度の線巾のノ＼ターン転
写を目差しているか、そのためには、総合重ね合せ精度
は線巾の数分の１の要求がある。重ね合せ精度を悪くす
る要因として、装置自身のデイスト−ジョン、マスク製
作上のプロセス歪、露光以外のウェハの半導体プロセス
歪、アライメント精度、照明系によるデイスト−ジョン
などが上げられるか、上記転写パターンずれは照明系に
よるデイスト−ジョンの１項目にすぎない。この点から
すると、上記転写パターンずれεア、６ｗ８はかなり大
きな値であり、１桁オーダーを下げないと線巾の数分の
１の総合重ね合せ精度の達成は困難である。

さらに、スルーブツトの向上を図るためには、非露光時
において、露光ステージの移動時に発生する露光ステー
ジの加減速による振動および重心の移動などによる振動
をすみやかに収束させる必要がある。

以上説明したように、上記従来の技術をＳＯＲを光源と
した放射露光のような、照明系と露光装置本体か別体の
Ｘ線露光装置に適用した場合、空気ばねの振動および位
置ずれは露光装置本体の焼付は線幅精度に大きな影響を
与える。中でも、露光装置本体の水平方向に関する振動
および位置ずれは、特にＸ、およびＷＹ方向の焼付は線
幅精度に大きな影響を与える。

したがって、露光時において露光装置本体は所定の位置
に位置決めされている必要がある。

従来の空気ばねの外観は、第７図に示すように、基礎板
ｉ上に空気ばね本体２が搭載され、この本体２の上部に
荷重を支持するための軸３が取付けられた構成である。

この構成においては、空気ばね本体２は任意の方向（ｘ
、ｙ、ｚ方向）に自由に弾性移動できる。この場合、水
平面内で軸３が移動したときの元の位置への復帰再現性
は、空気ばねを構成するゴム膜の剛性に依存する。しか
しながら、ゴム膜はヒステリシスを持つため復帰再現性
が悪くまた時間を要するものであった。

一方、水平方向の位置ずれを防止するために、第８図に
示すように、空気ばねの水平方向の動きを固定し鉛直方
向のみ可動とする構成が考えられる。この構成は、基礎
板１に対し枠材５を固定し、この枠材５に支持材６を設
け、この支持材６により荷重支持用の軸３を上下方向に
移動可能に保持する軸受４を介してこの軸３の水平方向
の動きを固定するものである。

しかしながら、このように水平方向の動きを完全に固定
すると、固定用の枠材５および支持材６を介して露光装
置本体側に外部からの振動が伝わり、除振構造とならず
露光転写精度を低下させ微細なパターン露光ができない
。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、水平方
向の位置決め復帰再現性を向上させた、特にＸ線露光装
置に好適な空気ばねの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明に係る空気ばねは、荷
重支持部（軸）を有するばね本体と、該ばね本体を支持
する基礎手段とからなり、前記荷重支持部の荷重支持方
向中心軸を該中心軸と直角な平面内の所定の中心位置に
戻すための復元手段を設けている。前記復元手段は、好
ましくは前記中心軸と直角な平面内で前記荷重支持部周
囲に放射状に設けた複数のばね手段からなる。また、前
記ばね手段は、前記基礎手段に固定した枠材と前記荷重
支持部間に防振ゴムを介して設けることが望ましい。

［作用コ 荷重支持軸の周囲に例えば放射状に設けたばねにより、
軸は水平面内で自由に移動可能てかつ中心からずれた場
合常に求心力が付与される。

［実施例コ 第１図は、本発明に係る空気ばねの一実施例の斜視図で
ある。基礎板１上に空気ばね本体２が搭載される。基礎
板１には枠材５が固定される。ばね本体２の上部に設け
た荷重支持用の軸３には、軸受４が摺動可能に装着され
る。この軸受４の周囲に放射状に３本のコイルばね７の
一端が取付けられる。各コイルばね７の他端は防振ゴム
８を介して枠材５に取付けられる。この防振ゴム８は、
系の固有振動数を少なくとも３０Ｈｚ以下、望ましくは
２Ｈｚ程度の低振動数とし、外部から基礎板１および枠
材５を介して荷重側（露光装置本体側）に固有振動数よ
り高い周波数の振動が伝わることを防止するためのもの
である。

このような構成においては、荷重を支持する軸３は上下
方向（鉛直方向）およびこれと直角な水平方向に自由に
移動可能であるとともに、水平面内で軸３が位置ずれし
た場合、３本の放射状のコイルばね７の作用により軸３
は常に強制的に元の中心位置に戻される。

第２図は、本発明に係る空気ばねの別の実施例の斜視図
である。この実施例では、前記実施例のコイルばね７に
代えて、４本の板ばね３７を軸受４の周囲に放射状に設
けている。その他の構成、作用効果については、前記実
施例と同様である。

本発明に係る空気ばねは、半導体クエへなどに微細パタ
ーンを転写形成するＸ線露光装置の支持手段として用い
るのに好適である。特に、Ｘ線発生源と、露光装置本体
とが分離した軌道放射光（ＳＯＲ−Ｘ線）露光装置にお
いては、露光装置本体の位置ずれや振動が転写精度に大
籾く影響するため、本発明の空気ばねを用いることが効
果的である。

第３図および３４４図に本発明の空気ばねを用いた５Ｏ
Ｒ−Ｘ線露光装置を示す。第３図は斜視図、第４図は断
面図である。９はＳＯＲ発生源であり、架台１７に支持
された４つのヘンディングマグネット１０を介して水平
方向に均一なシートビーム状の５ＯＲ−Ｘ線１２を放射
する。１１はミラーチャンバーであり、架台１８上に支
持され、例えは凸状反射面を有するＸ線ミラー（図示し
ない）を収容し、Ｘ線１２を反射して鉛直方向に発散さ
せ露光領域全体を一括露光する。１３は露光装置本体を
構成する真空チャンバーであり、ベリリウム窓１９を介
してＸ線１２が導入される。１５は真空チャンバー１３
を搭載する基台であり、前述の本発明に係る空気ばね１
４上に支持される。１６は空気ばね１４を搭載する定盤
である。

このような構成において、真空チャンバー１３は、前述
の空気ばね１４の作用により、ＳＯＲ発生源９からのＸ
線に対し、位置ずれを起こした場合直ちに元の位置に復
帰し、また外部からの振動伝達が防止される。

なお、露光装置は凸状ミラーを用いた一括露光方式のＳ
ＯＲ装置に限らず、マスクとウェハとを鉛直方向に移動
して水平シートビーム状Ｘ線により面走査するスキャン
露光方式やＸ線を揺導ミラーで反射してマスクとウェハ
上を鉛直方向に走査するスキャンミラー露先方式のＳＯ
Ｒ装置に通用でき、またＳＯＲ以外の露光装置に対して
も通用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、はね手段によ
り荷重支持部を強制的に中心位置に付勢しているため、
５ＯＲ−Ｘ線に対する露光装置本体のＸ　、Ｙ　、　Ｗ
　ｘ　、　Ｗ　ｙ方向の姿勢変動を小さくてきるので、
転写精度が向上する。更に、防振ゴムなどを介してばね
手段を装着することにより、系の固有振動数を低下させ
この固有振動数以上の周波数の外部振動を遮断すること
ができ、マスク、ウニへの相対振動か小さくなるので転
写精度か向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、 第２図は本発明の別の実施例の斜視図、第３図は本発明
が通用されるＳＯＲ露光装置の斜視図、 第４図は第３図の露光装置の断面図、 第５図は従来の露光装置の構成図、 第６図は従来の露光装置のＸ線の位置ずれの説明図、 第７図は従来の空気ばねの外観図、 第８図は従来の別の空気ばねの外観図である。 二基離板、 ：ばね本体、 ：軸、 二枠材、 ：コイルばね、 ：防振ゴム、 ７：平行ばね。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷重支持部を有するばね本体と、該ばね本体を支
   持する基礎手段とからなり、前記荷重支持部の荷重支持
   方向中心軸を該中心軸と直角な平面内の所定の中心位置
   に戻すための復元手段を設けたことを特徴とする空気ば
   ね。
2. （２）前記復元手段は、前記中心軸と直角な平面内で前
   記荷重支持部周囲に放射状に設けた複数のばね手段から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気
   ばね。
3. （３）前記ばね手段は、前記基礎手段に固定した枠材と
   前記荷重支持部間に防振ゴムを介して設けられたことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の空気ばね。
4. （４）Ｘ線露光装置の支持手段として用いたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の空気ばね。