JPH11281796A - 外気流入遅延管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射光取出窓が破損したときの外気流入遅延
防止効果を高める。 【解決手段】 管内に流入する外気によって閉じられる
自己遮蔽板１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力の高い外気
が、管端から、圧力の低い管内へ流入するのを遅延させ
るための外気流入遅延管に係り、特に、シンクロトロン
放射光を用いるＸ線リソグラフィ用ビームラインの音波
衝撃遅延管路（acoustic delay line ）に用いるのに好
適な外気流入遅延管に関する。

【０００２】

【従来の技術】シンクロトロン放射光によるＸ線露光シ
ステムは、一般に図６に示す構成からなっている。図６
において、５０は模式的に示されたシンクロトロンで、
超高真空中で電子ビーム５１を周回運動させ、周回軌道
の接線方向にシンクロトロン放射光（ＳＲ光と称する）
５２を発生させる。シンクロトロン５０から出たＳＲ光
５２は、真空ダクト５３に導入される。真空ダクト５３
には、真空の遮断弁６５、高速遮断弁６６、及び、図示
していないが、必要に応じてＳＲ光をブロックするブロ
ックシャッタや真空排気ポンプ等が設置されている。そ
して、真空ダクト５３の下流には、ミラーボックス５４
が接続されている。

【０００３】前記ミラーボックス５４の中には、Ｘ線ミ
ラー５５が、入射光に対して１〜２°の角度で配置され
ている。Ｘ線ミラー５５の形状は、平面、円筒、円環
（トロイダル）面等、種々の形状のものが用いられてお
り、表面は、通常、金や白金等でコーティングされ、入
射光のほぼ６０〜７０％を反射して下流に伝送すると共
に、Ｘ線露光に不適当な短波長成分（硬Ｘ線）を除去す
るフィルタ機能を有している。そして、該Ｘ線ミラー５
５は、駆動装置５６により、反射基準点Ｏを中心に揺動
可能となっている。それは、ＳＲ光は水平方向には３６
０°方向に放射されるが、垂直方向には１ｍｒａｄ（ミ
リラジアン）程度の広がりしかないので、Ｘ線ミラー５
５を揺動することにより、反射光を垂直方向に振って照
射野を拡大するためである。

【０００４】前記ミラーボックス５４の下流には、真空
ダクト５７が接続されており、該真空ダクト５７の一部
（又は全体）は、ビームライン大径部６３で、内部が仕
切板６４で数区画乃至は数十区画に仕切られており、該
仕切板６４の中央部は、ＳＲ光が通過する角穴又は丸穴
（窓穴と称する）６４´を設けた構造の音波衝撃遅延管
路を形成しており、ビームラインの最終端には、ＳＲ光
取出口となるフランジ５８に接続されたベリリウム薄膜
５９が取り付けられている。

【０００５】前記真空ダクト５７のベリリウム薄膜５９
の近傍には、真空計のセンサヘッド６７が設置されてい
る。

【０００６】前記ベリリウム薄膜５９の厚さは３０μｍ
程度で、ＳＲ光を真空中から大気中に取り出す機能と、
Ｘ線露光に不適当な長波長成分（真空紫外線）を除去す
るフィルタ機能を有している。

【０００７】前記ベリリウム薄膜５９から大気中に取り
出されたＳＲ光は、Ｘ線マスク６０を通って、ウェハ６
１の表面に塗布されたレジスト（感光材）を感光させ、
Ｘ線マスク６０に描かれたパターンを転写する。

【０００８】前記ベリリウム薄膜５９の外側の通称大気
部分は、大気圧又は減圧状態の空気、又は、Ｘ線を透過
し易いヘリウムガスに曝されている。

【０００９】前記Ｘ線マスク６０とウェハ６１の間隔は
１０〜２０μｍで、Ｘ線ステッパ６２に保持され、１回
の露光毎にウェハ６１の感光位置を移動し、逐次露光を
行うようにされている。

【００１０】前記ベリリウム薄膜５９は、Ｘ線の吸収に
よる温度上昇や、劣化又は作業者の不注意によって破損
することがある。ベリリウム薄膜５９が破損すると、外
部の大気（空気又はヘリウムガス）が真空ダクト５７に
流入し、ビームラインの真空状態を劣化させる。更に、
放射光源であるシンクロトロン５０の真空も劣化させ、
運転を不能にする危険性がある。

【００１１】このような不具合を回避するため、前記ビ
ームライン大径部６３に音波衝撃遅延管路、前記ベリリ
ウム薄膜５９の近傍に真空計のセンサヘッド６７、ビー
ムライン上流側に高速遮断弁６６及び、高速ではないが
完全な密封性能を有する遮断弁６５が設けられており、
ベリリウム薄膜５９が破損すると、真空計センサヘッド
６７が真空の劣化を検出し、高速遮断弁６６及び遮断弁
６５を共に閉じて、上流側の真空系統を保護するように
している。

【００１２】前記高速遮断弁６６が、センサヘッド６７
からの信号により完全に閉じる時間は、一般に数十ミリ
秒であり、侵入するガスの分子速度は、５００（空気）
〜１５００（ヘリウム）ｍ／秒であるので、ビームライ
ンの長さが１０ｍであるとすると、ガスは７〜２０ミリ
秒で高速遮断弁６６に到達することになる。音波衝撃遅
延管路は、侵入したガスの大部分を、該遅延管路の大径
部空間に一時的にトラップし、高速遮断弁６６への到達
を遅らせる作用をする。

【００１３】しかしながら、露光面積が大きくなると、
音波衝撃遅延管路の仕切板６４に設けられている窓穴６
４´の寸法も、それに連れて大きくなり、その結果、ガ
スを必要時間トラップすることが困難になってきてい
る。

【００１４】このような問題点を解決するべく、出願人
は既に特願平９−１００８４４で、図７に示す如く、ビ
ームラインの大径外筒部７１内に、窓穴７７′を有す
る、軸方向に移動可能な多数の仕切板７７を設置し、該
仕切板７７の窓穴７７′を挿通し、Ｘ線ミラー５５で反
射されたＳＲ光を包囲し、Ｘ線ミラー５５の振動に同期
して前記仕切板７７の窓穴７７′を垂直方向に揺動する
内筒７２を設け、該内筒７２には、前記仕切板７７と対
向して微小間隙を隔てて第２の仕切板７９を設けて、大
径外筒部７１内を多数の仕切空間８０に仕切ると共に、
内筒７２には、前記各仕切空間８０と連通する多数の穴
７２′を設けて、前記内筒７２の放射光出口端はビーム
ラインから突出する真空ベローズ７４に接続した放射光
取出窓７３に取り付け、放射光入口端はビームライン大
径外筒端部又は更に上流へ突出して設置することを提案
している。そして、大径外筒部７１の真空立上げ時に
は、仕切板７７と７９の間隔を広げて、短時間に使用条
件に迄到達できるようにし、使用条件に達したら、仕切
板７７と７９を近接させてＸ線リソグラフィの運転を開
始するようにしている。更に、Ｘ線ミラー５５によるビ
ームの上下スキャンに同期して、その中心軸にビームを
包含している内筒７２を駆動装置７６で上下に振ること
により、ベリリウム窓７３の窓穴を小さくして、ベリリ
ウム薄膜の破損を防止すること、更に、ベリリウム薄膜
が破損した場合には、ベリリウム窓から上流部に直接続
く通路の断面積を最小にして、ガスの流入抵抗を増加さ
せると共に、流入するガスが途中で通路の断面積より大
きい開口部から各仕切板に流入してトラップされること
により、本来の音波衝撃遅延管路の作用を発揮できるよ
うにすることを提案している。

【００１５】図において、７５は、大径外筒部７１の先
端フランジ、７８は、仕切板７７の連結ボルト、Ｄは真
空排気口である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、大気流入時にも特に大気流入防止動作を行っていな
かったため、必ずしも十分な遅延時間が得られなかっ
た。

【００１７】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、外気流入時に流入防止動作を行わせ
ることによって、十分な遅延時間を得ることを課題とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力の高い外
気が、管端から、圧力の低い管内へ流入するのを遅延さ
せるための外気流入遅延管において、管内に流入する外
気によって閉じられる自己遮蔽板を設けることにより、
前記課題を解決したものである。

【００１９】又、前記自己遮蔽板が、低圧側又は高圧側
にオフセットされた支点と自重のバランスにより、外気
流入時に自動的に閉じられるようにしたものである。

【００２０】又、前記自己遮蔽板を、流入外気によって
先に閉じられる先閉じ遮蔽板と、該先閉じ遮蔽板より遅
れて閉じられる後閉じ遮蔽板により構成して、遮蔽板同
士が干渉することなく、確実に閉止できるようにしたも
のである。

【００２１】又、前記自己遮蔽板を、管の軸方向に複数
組、連続的に配設して、流入防止効果を高めたものであ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００２３】本実施形態は、図１に示すような、流入外
気によって先に閉じられる先閉じ遮蔽板１２と、該先閉
じ遮蔽板１２より遅れて閉じられる後閉じ遮蔽板１４か
らなる自己遮蔽板１０を、図２に示す如く、例えば前記
ビームライン大径部６３の軸方向に複数組、連続的に配
設して、外気流入時に、仕切板６４の窓穴６４´が自動
的に閉じられるようにしたものである。

【００２４】前記先閉じ遮蔽板１２及び後閉じ遮蔽板１
４は、低圧側（図３の左側）又は高圧側（同じく右側）
にオフセットされた支点１６、１８と、自重のバランス
により、外気流入時に自動的に閉じられるようにされ、
特に、先閉じ遮蔽板１２は、後閉じ遮蔽板１４よりも例
えば軽くされて、後閉じ遮蔽板１４よりも先に閉じるよ
うにされている。

【００２５】以下実施形態の作用を説明する。

【００２６】まず、通常は、図２及び図３に示す如く、
前記遮蔽板１２、１４が、自重により開かれ、図２及び
図３に示した状態にあるので、窓穴６４´が開かれ、Ｓ
Ｒ光は、該遮蔽板１２、１４の間を通過して、ビーム照
射が行われる。

【００２７】一方、放射光取出窓が破損する等して、図
３の右側から大気が流入すると、図４に示す如く、その
流入の勢いで、遮蔽板を閉じる方向に力が働き、流入大
気そのものが遮蔽効果を高める駆動力となって、まず、
軽い先閉じ遮蔽板１２が閉じ、次いで、後閉じ遮蔽板１
４が閉じることによって、仕切板６４の窓穴６４′が、
ほぼ完全に閉じられる。従って、ビームライン大径部６
３全体としては、図５に示す如くとなり、外部から流入
する大気の流入が確実に防止される。

【００２８】本実施形態においては、遮蔽板が上下に設
けられ、互いに干渉しないようにされていたので、仕切
板６４の窓穴６４′を確実に閉止することができる。な
お、上下いずれか一方の遮蔽板のみとして、構成を簡略
化することも可能である。又、遮蔽板の支点１６、１８
の方向も水平方向に限定されず、例えば上下方向とする
ことも可能である。又、上方の遮蔽板１４の支点位置が
高圧の大気側とされ、下方の遮蔽板１２の支点位置が低
圧の真空側とされていたが、支点の配設位置もこれに限
定されず、逆であってもよい。

【００２９】前記実施形態においては、本発明が、Ｘ線
リソグラフィ用ビームラインの音波衝撃遅延管路に適用
されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されな
い。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、単に、窓穴のサイズに
より流入を遅らせるのではなく、窓穴を遮蔽板により閉
じるようにしているので、高速遮断弁等のバルブが閉じ
るまでに、外部から流入する外気の量を、従来に比べて
大幅に低減できる。更に、遮蔽板を閉じる動作が、流入
外気によって行われるので、別体の動力が不要であり、
構成が簡略である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態で使用される自己遮蔽板の全
体構成を示す斜視図

【図２】前記自己遮蔽板をビームライン大径部に配置し
た状態を示す縦断面図

【図３】通常時における前記自己遮蔽板の開状態を示す
断面図

【図４】大気流入時における自己遮蔽板の閉状態を示す
断面図

【図５】同じくビームライン大径部全体の自己遮蔽板の
動作状態を示す断面図

【図６】従来のシンクロトロン放射光によるＸ線露光装
置の全体構成を示す断面図

【図７】出願人が特願平９−１００８４４で提案した音
波衝撃遅延管路の構成を示す断面図

【符号の説明】

１０…自己遮蔽板 １２…先閉じ遮蔽板 １４…後閉じ遮蔽板 １６、１８…支点 ６４…仕切板 ６４′…窓穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力の高い外気が、管端から、圧力の低い
   管内へ流入するのを遅延させるための外気流入遅延管に
   おいて、 管内に流入する外気によって閉じられる自己遮蔽板が設
   けられていることを特徴とする外気流入遅延管。
2. 【請求項２】請求項１に記載の外気流入遅延管におい
   て、前記自己遮蔽板が、低圧側又は高圧側にオフセット
   された支点と自重のバランスにより、外気流入時に自動
   的に閉じられるようにされていることを特徴とする外気
   流入遅延管。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の外気流入遅延管に
   おいて、前記自己遮蔽板が、流入外気によって先に閉じ
   られる先閉じ遮蔽板と、該先閉じ遮蔽板より遅れて閉じ
   られる後閉じ遮蔽板により構成されていることを特徴と
   する外気流入遅延管。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか一項に記載の外
   気流入遅延管において、前記自己遮蔽板が、管の軸方向
   に複数組、連続的に配設されていることを特徴とする外
   気流入遅延管。