(57)【要約】【課題】  軽量であり熱膨張係数の小さいシャッター羽根を採用することにより駆動の負荷を軽減し、さらには、シャッター羽根を揺動するという新たな工夫を要しない光路用シャッターを提供する。【解決手段】  基板を露光するための光束の光路内にシャッター羽根を出し入れして光量を設定するために用いられる光路用シャッターであって、前記シャッター羽根がセラミックス−金属複合材料で形成されていることを特徴とする。ここで、前記セラミックス−金属複合材料のセラミックス強化材がSiCであり、金属マトリックスがSiであり、かつ、該セラミックス強化材の含有率が30〜80体積％であることが好ましい。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光するための光束の光路内にシャッター羽根を出し入れして光量を設定するために用いられる光路用シャッターであって、前記シャッター羽根がセラミックス−金属複合材料で形成されていることを特徴とする光路用シャッター。  
【請求項２】
前記セラミックス−金属複合材料のセラミックス強化材がSiCであり、金属マトリックスがSiであり、かつ、該セラミックス強化材の含有率が30〜80体積％であることを特徴とする請求項1記載の光路用シャッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィー用の露光装置において、基板を露光するための光束の光路内にシャッター羽根を出し入れして光量を設定するために用いられる光路用シャッターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ところで従来は、基板を露光するための光束の光路内にシャッター羽根を出し入れして光量を設定し、基板にマスクパターンを露光する露光方法において、シャッターが開閉される際に生じるシャッター羽根の加減速の影響について考慮されていなかった。
【０００３】
こうした課題に対して、シャッター羽根のエッジが前記光路内から前記光路外へ出るときの前記シャッター羽根の速度が、前記シャッター羽根を出し入れする際の最大速度に達しているように、前記シャッター羽根を動作させることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２４００９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記の方法は、シャッター羽根は銅などの金属で形成されていた。銅は、熱伝導性には優れるが重たく、熱膨張係数も大きいという課題を有していた。
【０００５】
したがって、駆動するための負荷が大きく、さらには、負荷がシャッターの同一部分が長時間に亘って加熱されることを回避し、シャッター羽根の変形、破損が防止するため前記シャッター羽根を揺動するという新たな工夫が必要であった。
また、シャッター羽根からの放熱を容易とし、シャッター羽根の変形、破損が防止するため、シャッター羽根の光束の出射側の表面を黒体にするといった工夫も必要であった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、軽量であり熱膨張係数の小さいシャッター羽根を採用することにより駆動の負荷を軽減し、さらには、シャッター羽根を揺動するという新たな工夫を要しない光路用シャッターを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究した結果、光束の光路内に出し入れして光量を設定するシャッターにおいて、シャッター羽根を熱膨張係数の小さいセラミックス−金属複合材料で形成することで上記課題が解決できるとの着想の基に本発明を完成した。
すなわち、上記した本発明の目的は、下記する手段により達成される。
（１）基板を露光するための光束の光路内にシャッター羽根を出し入れして光量を設定するために用いられる光路用シャッターであって、前記シャッター羽根がセラミックス−金属複合材料で形成されていることを特徴とする光路用シャッター。  
（２）前記セラミックス−金属複合材料のセラミックス強化材がSiCであり、金属マトリックスがSiであり、かつ、該セラミックス強化材の含有率が30〜80体積％であることを特徴とする（１）記載の光路用シャッター。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下に詳細に説明するとおり、軽量であり熱膨張係数の小さいシャッター羽根を採用することにより駆動の負荷を軽減し、さらには、シャッター羽根を揺動するという新たな工夫を要しない光路用シャッターが得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明について更に詳しく説明する。
本発明者らは、基板を露光するための光束の光路内にシャッター羽根を出し入れして光量を設定するために用いられる光路用シャッターであって、前記シャッター羽根がセラミックス−金属複合材料で形成されていることを特徴とする光路用シャッターを提案している。（請求項１）
【００１０】
本発明で、シャッター羽根をセラミックス−金属複合材料で形成する理由は、金属−セラミックス複合材料は、軽量であるために駆動の負荷を低減でき、また、熱膨張係数が小さく、熱伝導率も良いので、温度上昇の幾何精度への影響を大幅に低減できるからである。
【００１１】
次に、本発明者らは、前記セラミックス−金属複合材料のセラミックス強化材がSiCであり、金属マトリックスがSiであり、かつ、該セラミックス強化材の含有率が30〜80体積％であることを特徴とする光路用シャッターを提案している。（請求項２）
その理由は、本発明の金属−セラミックス複合材料のセラミックス強化材をSiCとし、金属マトリックスをSiとすることで、光路用シャッターの羽根部の組織が緻密となり、かつ軽量で熱膨張係数が小さく、熱伝導率も良いので、温度上昇の幾何精度への影響を大幅に低減できるからである。
【００１２】
ここで、本発明における金属−セラミックス複合材料の作製方法について説明する。
本発明の金属−セラミックス複合材料の作製方法としては、慣用の方法が用いられる。例えばSiC、カーボン、Si粉末により成形体を作製し、非酸化雰囲気中1300〜2000℃で焼成する方法や、SiC、カーボン、樹脂により成形体を作製し、溶融したSiを非酸化雰囲気中1500〜2000℃で含浸させる方法などが挙げられる。
上記Siを含浸させる方法により金属−セラミックス複合材料を作製する場合はセラミックスとしてのSiCの含有率は30〜80体積%であることが好ましい。その理由は、SiCの含有率が30体積%より少ないと成形体強度が弱くなるため保形性に問題があり、また、SiCの含有率80体積%より多い場合は複合材料自体の作製が困難となるからである。
【００１３】
以上の方法で光路用シャッター羽根を作製すれば、緻密でかつ軽量で熱膨張係数の小さい光路用シャッター羽根とすることができるようになる。
【００１４】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
（実施例）
（１）  複合材料の作製  
強化材としては、市販の信濃電気製錬社製のSiC粉末(品番：#400、平均粒径30μm)を用い、これにフェノール樹脂を添加して、100×100×10mmの形状に成形した。得られた成形体を、Ar中で1000℃に加熱してSiCプリフォームを得た。次にSiを当該プリフォームとともに炉内に設置し、1500℃に加熱してSiを溶融し、SiCの含有率が50体積%になるようにプリフォームに含浸させてセラミックス強化材がSiCであり、金属マトリックスがSiであるSiC-Si複合材料を得た。
【００１５】
（２）評価
得られた複合材料の２３℃における密度をアルキメデス法により測定した。
また、複合材料から３×４×４０ｍｍの試験片を切り出し、その試験片を用いて熱膨張係数はＪＩＳ  Ｒ  １６１８に従い、熱伝導率はＪＩＳ  Ｒ  １６１１に従いそれぞれの物性値を測定した。
【００１６】
（比較例）
比較のために比較例では、光路用シャッターのシャッター羽根の材料を複合材料の代わりに銅とした場合の物性値を実施例と同様に評価した。その評価結果を実施例の部材の評価結果とともに表１にまとめて示した。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１の結果から明らかなように、実施例の部材は、銅と比較して軽量であり、さらに低い熱膨張係数を兼ね備えた材料であり、銅には劣るもののセラミックスと比較して高い熱伝導率を示すことが分かった。この複合材料を用いて光路用シャッターを作製すれば、緻密で軽量であって、かつ熱膨張係数の小さい光路用シャッター羽根が得られることが分かった。
これに対して比較例の部材では、材質が複合材料ではなく、銅単味であるので重たく、熱膨張係数が大きくなった。
したがって、実施例によるセラミックス−金属複合材料を用いて光路用シャッターのシャッター羽根を作製すれば、軽量であり熱膨張係数の小さい光路用シャッター羽根が得られることが分かった。
【００１９】
(３)稼動試験
実施例の方法と同様な方法で、セラミックス強化材がSiCであり、金属マトリックスがSiであるセラミックス−金属複合材料からなるシャッター羽根を作製し、これを用いた光路用シャッターを図１の通りに構成した。
図１に示したようにシャッター羽根は光束の断面の直径より大きい半径を有する半円形状であり出力軸を中心として回転することにより光量を設定することができるようになっている。
得られた光路用シャッターを露光装置に搭載して稼動したところ駆動に要する負荷が約１／３に低減できた。さらには、シャッター羽根を揺動するという新たな工夫を要しなくても高性能の光路用シャッターを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係わる光路用シャッターの概略構成図である。
【図１】
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