(57)【要約】【課題】Ｘ線窓の交換を容易かつ迅速化し、Ｘ線窓の交換による生産性及び歩留まりの低下を解消する。【解決手段】Ｘ線窓ユニット１１は複数の連通孔２１ａが形成された窓枠２１を備え、窓部が複数の連通孔２１ａの少なくとも２つに設けられ、ベリリウム箔２０を窓部とし、ステンレスなどの窓枠２１に接着した構造である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が異なる雰囲気にされた第１室と第２室とを隔離すると共に、当該第１室から第２室にＸ線を透過させる窓部が設けられた隔壁部材であって、
複数の連通孔が形成された枠体を備え、
前記窓部が前記複数の連通孔の少なくとも２つに設けられていることを特徴とする隔壁部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造のためにマスク等の原版上のパターンをウエハ等の基板へ投影露光する半導体露光技術に関し、特にプラズマから放射されるパルス状の真空紫外線又はＸ線を発生するプラズマＸ線源を光源としたプロキシミティ方式の半導体露光技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マスク等の原版とウエハ等の基板を微小間隔に接近させて露光を行うプロキシミティ方式の露光装置の代表的なものとしてＸ線露光装置があり、このＸ線露光装置に搭載されるＸ線窓は、真空中を透過したＸ線をその真空とは異なる雰囲気中に取り出すための真空隔壁の機能を有するＸ線透過膜を備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来技術としてのＸ線窓の構成を示す図である。
【０００４】
図６に示すように、Ｘ線窓１１１は、例えばベリリウム等からなる膜状のＸ線透過材からなり、外枠１２０に接着などによって固定されている。外枠１２０は金属ガスケットのフランジ１２１及びシールエッジ１２２により挟み込み、ボルト１２３及びナット１２４により締結することにより真空封止した構造となっている。
【０００５】
この構造体の一方のＡ室側にＳＲ（シンクロトロン放射光）などの光源を接続させ、もう一方のＢ室を露光装置本体に接続することで、マスク等の原版上のパターンをウエハ等の基板に投影露光することができる。また、ＳＲ（Ａ室）側は超高真空であり、露光装置本体（Ｂ室）側は例えば２０ＫＰａといった減圧雰囲気であるため、このＸ線窓１１１によって真空隔壁の機能が実現可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−３６３７００号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構造では以下のような欠点があった。即ち、
Ｘ線のポイントソースはパルス発光に伴い衝撃波が発生する。図６に示す従来の構造ではＸ線窓１１１が固定して設置されているため、その衝撃波がＸ線窓１１１に当たり続けると、寿命が極端に低下する。場合によっては、連続して衝撃波が当たると、１時間程度でＸ線窓が割れることもある。このようにＸ線窓の寿命が短いと、Ｘ線窓が割れる前にＸ線窓を交換しなければならなくなる。
【０００８】
そして、従来の構造ではＸ線窓の構造が大きく、かつ交換には時間を要するため、装置運転の停止時間が長くなり、ポイントソースＸ線ステッパの運転時間が減ってしまう。さらに、そうなるとデバイスの生産性が低下する。また、装置運転中にＸ線窓が割れると、露光装置本体側へ光源に使われている電極などの異物（デブリ）が混入し、クリーン度が低下する可能性があり、デバイス生産の歩留まりが低下するばかりか、そのときに露光したウエハを次の工程へ流したとき他のプロセス機器を汚染する可能性もある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、Ｘ線窓の交換を容易かつ迅速化し、Ｘ線窓の交換による生産性及び歩留まりの低下を解消することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明における、内部が異なる雰囲気にされた第１室と第２室とを隔離すると共に、当該第１室から第２室にＸ線を透過させる窓部が設けられた隔壁部材は、複数の連通孔が形成された枠体を備え、前記窓部が前記複数の連通孔の少なくとも２つに設けられている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は本発明に係る実施形態としてＸ線窓を含むＸ線露光装置全体の構成を例示する図である。
【００１３】
図１に示すように、素子の回路パターンが描かれたマスクメンブレンを有するマスク１はマスクステージベース２上に搭載された不図示のマスクステージ及びマスクステージ上に固定されたマスクチャックに保持され、後述するＸ線光源から照射された露光光としてのＸ線ビームの光路上に位置決めされている。そして、マスク１に対向して微小間隔に接近して配置される基板であるウエハ３はウエハチャック４に保持され、ウエハチャック４はマスク１とウエハ３の相対的な位置合わせのために可動するウエハステージ５に搭載されている。
【００１４】
更に、ウエハステージ５はステージ定盤６に案内されながら可動する。マスクステージベース２とステージ定盤６は本体定盤７と呼ばれる装置全体の剛性を高める定盤に固定されている。コリメータ８は発散角を持つ露光光を平行光にする働きがある。
【００１５】
上述した各要素は、後述する投光部１７及び受光部１８を含めて本体チャンバ９の中に収められており、本体チャンバ９の中の雰囲気は不図示の排気ポンプやガスパージラインによって、例えばヘリウム、２０ｋＰａのような減圧雰囲気に保持されている。
【００１６】
次に、光源チャンバ１０は本体チャンバ９上にあり、この光源チャンバ１０の中でポイントソースＸ線が発光する。光源チャンバ１０の中の雰囲気は不図示の排気ポンプによって、例えば１００Ｐａのような真空雰囲気に保持されている。本体チャンバ９内の雰囲気と光源チャンバ１０内の雰囲気とを遮る機能を有するのが、本体チャンバ９と光源チャンバ１０との間に介在する隔壁部材としてのＸ線窓ユニット１１である。
【００１７】
Ｘ線窓ユニット１１はベリリウム箔などのＸ線を透過する膜状部材を窓部とし、ステンレスなどの窓枠に接着された構造であり、図２及び図３を参照して詳細に後述する。また、Ｘ線窓ユニット１１の窓部に用いられる材料はベリリウムに限らず、ＳｉＣなどでも有効である。Ｘ線窓ユニット１１は、本体チャンバ９側と光源チャンバ１０側にゲートバルブ１５を介して夫々連結されたベローズ１２を備える。また、Ｘ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａとを引き離すためにＺ駆動ユニット１３が設けられている。また、Ｘ線窓駆動ユニット１４はＸ線窓ユニット１１の窓部を交換するときに駆動される。
【００１８】
ゲートバルブ１５はベローズ１２と本体チャンバ９との間、及びベローズ１２と光源チャンバ１０との間にそれぞれ配置されている。ゲートバルブ１５はＸ線窓ユニット１１の窓部の交換時に本体チャンバ９並びに光源チャンバ１０の雰囲気を大気に開放しないために設けられており、Ｘ線窓ユニット１１の窓部を交換するときには夫々のゲーバルブ１５が閉じられ、露光中は開けられる。また、光源チャンバ１０の容積が十分に小さく、例えば１００Ｐａのような真空雰囲気にすることを短時間で行うことができれば、ベローズ１２と光源チャンバ１０との間にゲートバルブ１５を設けなくても良い。ゲートバルブ１５の開閉はエア駆動方式によるもので良く、その他、モータを内蔵するものでも良い。Ｘ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａとのシールはＯリング１６の使用が有効である。
【００１９】
次に、投光部１７と受光部１８はＸ線窓ユニット１１の変形或いは振動を光学的に測定する非接触式変位計である。投光部１７からＸ線窓ユニット１１に光を照射し、受光部１８でＸ線窓ユニット１１からの反射光を受光する。光の種類は任意であるが、ＬＤ光やＬＥＤ光が好ましい。また、受光部１８はＣＣＤなどのセンサで反射光を重心検知することから、Ｘ線窓ユニット１１の窓部の変形或いは振動を測定する。なお、Ｘ線窓ユニット１１の窓部の変形或いは振動の測定手段として光学的（間接的）に測定する方法を例示したが、測定方法はこれに限らず、投光部１７と受光部１８の代わりに静電容量センサや渦電流センサなどの変位センサでＸ線窓ユニット１１の窓部の変形或いは振動を測定しても有効である。
【００２０】
Ｘ線ディテクタ１９はパルス発光のタイミングとパルス数をカウントするものである。図１では光源チャンバ１０内に設置した例を示したがこれに限定されず、例えば本体チャンバ９内など、光源チャンバ１０外にあっても良い。最後に、不図示の制御部は、受光部１８からのＸ線窓ユニット１１の窓部の変形や振動情報、若しくはＸ線ディテクタ１９からのパルス発光タイミングや発光時間などの情報の少なくともいずれか一方が、所定の変形量、振動回数或いはパルス発光情報を超えたときに露光を一旦停止し、Ｘ線窓ユニット１１の窓部を交換する工程を実行する。これは図４を用いて後述する。
【００２１】
次に、図２と図３を参照して、Ｘ線窓ユニット１１の詳細構造について説明する。
【００２２】
図２はＸ線窓ユニット１１の上面図（ａ）と上面図（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）である。Ｘ線窓ユニット１１は複数の連通孔２１ａが形成された窓枠２１を備え、窓部が複数の連通孔２１ａの少なくとも２つに設けられ、ベリリウム箔２０を窓部とし、ステンレスなどの窓枠２１に接着した構造である。接着の方法はベリリウム箔２０を直接窓枠２１に接着すれば良く、窓枠２１側には接着剤が漏れ出さないように接着面の周りに溝を設けるなど公知の技術を用いれば良い。但し、図２ではこのような溝は不図示とした。また、図２ではＸ線窓ユニット１１の窓部を一列に配置したがこれに限定されず、二次元に配置しても良い。但し、Ｘ線窓ユニット１１の窓部を一列に配置した場合には図１におけるＸ線窓駆動ユニット１４はＸ方向若しくはＹ方向に移動できれば十分であったが、窓部を二次元に配置した場合にはＸ−Ｙ平面内を駆動できるよう構成する必要がある。更に、Ｘ線窓ユニット１１の窓部を図３に示すように同一円周上に配置した場合、Ｘ線窓駆動ユニット１４をＺ軸まわり（θ）に回転駆動可能に構成すれば良く、これらを組み合わせた窓配置にしてＸ線窓駆動ユニット１４の駆動軸をＸ方向とＹ方向とθ回転としても良い。尚、Ｘ線窓ユニット１１の窓数は図示の通りとせず任意とし、形状も円形だけでなく四角形など任意とする。
【００２３】
次に、図４を参照して、Ｘ線窓ユニット１１の窓部を交換するときの工程を説明する。
【００２４】
図４の左方は工程のフローを示し、図４の右方はＸ線窓ユニット１１の各部の動作を詳細に示したものである。
【００２５】
ステップＳ１：受光部１８からのＸ線窓ユニット１１の窓部２０の変形・振動情報若しくはＸ線ディテクタ１９からのパルス発光情報の少なくともいずれか一方の情報から、その情報が所定値を超えたとき、制御部はＸ線窓ユニット１１の窓部２０の交換を実行する工程を開始させる。
【００２６】
ステップＳ２：先ず、２つのゲートバルブ１５を閉じて、本体チャンバ９内と光源チャンバ１０内のそれぞれの雰囲気を維持させる。
【００２７】
ステップＳ３：ゲートバルブ１５が閉じたことを確認した後、Ｚ駆動ユニット１３はＸ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａを引き離すように駆動する。なおこのとき、Ｚ駆動ユニット１３だけによらず、Ｘ線窓駆動ユニット１４にＺ軸方向の駆動軸を持たせ、Ｘ線窓駆動ユニット１４との併用でＸ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａを引き離しても良い。
【００２８】
ステップＳ４：Ｘ線窓駆動ユニット１４はＸ線窓ユニット１１の窓部を交換するように駆動する。
【００２９】
ステップＳ５：Ｚ駆動ユニット１３はＸ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａが接触するように駆動させる。ステップＳ３と同様に、Ｘ線窓駆動ユニット１４にＺ軸方向の駆動軸を持たせ、Ｘ線窓駆動ユニット１４との併用でＸ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａを接触させても良い。
【００３０】
ステップＳ６：２つのゲートバルブ１５を開ける。
【００３１】
尚、パルス発光のタイミング情報をＸ線ディテクタ１９から得る方法を述べたがこれに限定されない。例えば金属ターゲットにレーザ光を照射することによってＸ線を発光する方式に代表されるようなレーザ光を使用する方式の場合、そのレーザ光のパルス発光をフォトダイオードで測定する方法でも有効である。このようにレーザ光に代表されるようなＸ線が発光する前の段階を測定する方法でも十分にパルス発光のタイミング情報を得ることができる。
【００３２】
また、投光部１７と受光部１８、或いはＸ線ディテクタ１９を設けることなく、制御手段は不図示のコンソールなどから露光時間情報により、その露光時間が所定値を超えたときにＸ線窓ユニット１１の窓部２０の交換を行う工程を開始しても良い。
【００３３】
また、図１或いは図４において、Ｘ線窓ユニット１１のベリリウム箔（窓部）２０は窓枠２１に対して光源チャンバ１０に接着されている構造を示したが、これに限定されず、本体チャンバ９側に接着しても良い。
【００３４】
［第２の実施形態］
第１の実施の形態では、Ｘ窓ユニット１１或いはベローズ１２、Ｚ駆動ユニット１３、Ｘ線窓駆動ユニット１４、及びゲートバルブ１５は本体チャンバ９と光源チャンバ１０の間に配置しているのに対して、第２の実施形態ではこれらをＸ線窓チャンバ２２の中に配置し、このＸ線窓チャンバ２２の中の雰囲気、特にクリーン度を高めることによって、Ｘ線窓ユニット１１の窓部２０の交換時にベローズ１２やゲートバルブ１５の中に異物の混入を防止することで、異物が本体チャンバ９や光源チャンバ１０の中に混入しないようにするものである。
【００３５】
図５は、第２の実施形態としてＸ線窓チャンバ内に配置されたＸ線窓ユニットの構成を示す図である。尚、図５では第１の実施形態で説明した本体チャンバ９内と光源チャンバ１０内の各装置構成は同じであるため、その説明を省略し、Ｘ線窓ユニット１１及びその周辺部分の構成のみを示している。
【００３６】
図５に示すように、Ｘ線窓ユニット１１は窓枠２１にベリリウム箔２０を接着した構造となっており、ベローズ１２のフランジ１２ａとはＯリング１６を介して接触する構成となっている。
【００３７】
ベローズ１２のＸ線窓ユニット１１とは反対側のフランジ１２ｂにはゲートバルブ１５が接触している。また、Ｘ線窓ユニット１１の窓部（ベリリウム箔）２０の交換時にはゲートバルブ１５を閉じ、Ｚ駆動ユニット１３でベローズ１２のフランジ１２ａとＸ線窓ユニット１１の窓枠２１とを引き離し、Ｘ線窓駆動ユニット１４によりで次の窓部２０へ移動させる。これらはＸ線窓チャンバ２２の中に収められており、Ｘ線窓チャンバ２２内の圧力は陽圧とする。例えば大気圧に対して＋１００Ｐａ程度が好ましい。この環境を作るため、クリーンエアボンベ２３からのクリーンエアはレギュレータ２４で所定の圧力に減圧し、フィルタ２５でパーティクルやオイルミストなどの異物を除去し、エアパージライン２６からＸ線窓チャンバ２２へクリーンエアを導入する。更に、Ｘ線窓チャンバ２２の膨張、破裂を防ぐために安全弁となる逆止弁２７が設けられている。Ｘ線窓チャンバ２２内の圧力を制御するためにバルブや圧力センサ、マスフローコントローラなどを設けることが望ましいが、図５では図示を省略している。
【００３８】
尚、図５ではＸ線窓チャンバ２２へのガスパージをエアとしたが、これに限定されない。例えばヘリウムでも有効である。なお、ヘリウムの場合にはクリーンエアボンベ２３の代りにヘリウムボンベを接続すれば良い。更に、クリーンエアボンベ２３の代りにコンプレッサで圧縮空気を流しても良い。但し、この場合にはフィルタ２５はコンプレッサとレギュレータ２４の間にも入れることが望ましい。
【００３９】
Ｘ線窓ユニット１１のベリリウム箔（窓部）２０の交換工程は第１の実施形態と同じであるため、ここではその説明を省略する。第２の実施形態ではＸ線窓ユニット１１のベリリウム箔（窓部）２０を全て使用した後のＸ線窓ユニット１１の交換に関して説明する。
【００４０】
Ｘ線窓ユニット１１の窓部２０を全て使用したという情報を制御部が受け取った後、制御部はＸ線窓ユニット１１ごと交換するように、例えばコンソールに表示させる。作業者はその表示に基づき、Ｘ線窓チャンバ２２の不図示の扉を開け、Ｚ駆動ユニット１３がＸ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａを引き離すように駆動したことを確認し、Ｘ線窓ユニット１１をＸ線窓駆動ユニット１４から引き離す。そして、新しいＸ線窓ユニット１１をＸ線窓駆動ユニット１４に取り付け、Ｚ駆動ユニット１３がＸ線窓ユニット１１とベローズ１２のフランジ１２ａを接触させ、Ｘ線窓チャンバ２２の扉を閉じる。なお、Ｘ線窓チャンバ２２の扉の開閉とＺ駆動ユニット１３の駆動の順序は逆でも有効である。Ｘ線窓ユニット１１を数値制御下において自動交換するための装置を設置し、更にＸ線窓チャンバ２２の扉の開閉を自動化することで、作業者は自動交換装置から使用済みのＸ線窓ユニット１１を新しいＸ線窓ユニット１１に交換するだけで済むようにしても良い。
【００４１】
図５において、予めＸ線窓チャンバ２２を所望のクリーン度に保っておけば、Ｘ線窓チャンバ２２内が陽圧なので、Ｘ線窓チャンバ２２の外側から異物が混入することはない。同様にＸ線窓ユニット１１のベリリウム箔（窓部）２０を全て使用した後、Ｘ線窓ユニット１１ごと交換する場合でも、Ｘ線窓チャンバ２２の不図示の扉を開けたとき、Ｘ線窓チャンバ２２内へ異物が混入することはない。従って、Ｘ線窓ユニット１１の窓部２０の交換時にベローズ１２やゲートバルブ１５の中への異物の混入を防止することができ、更に異物が本体チャンバ９或いは光源チャンバ１０の中に混入しない構成となっている。
【００４２】
以上の各実施形態によれば、Ｘ線のポイントソースのパルス発光に伴う衝撃波がＸ線窓ユニットに当たり続けても、その衝撃が所定値以下で、若しくは定期的にＸ線窓の窓部を容易に、かつ短時間で交換することができるため、装置運転の停止時間を最小限に抑えることができる。
【００４３】
従って、デバイスの生産性を向上させることができる。また、Ｘ線窓ユニットの窓部の交換に伴う異物混入やＸ線窓が割れる危険性がなくなり、露光装置本体への異物の混入を抑制することができる。よって、クリーン度が向上し、デバイス生産の歩留まりが向上するばかりか、他のプロセス機器を汚染する危険性もなくなる。
【００４４】
【他の実施形態】
本発明は、前述した実施形態のＸ線窓ユニットの窓部の交換手順を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。
【００４５】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明のクレームでは、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００４６】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００４７】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００４８】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明のクレームに含まれるものである。
【００４９】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００５０】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００５１】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、窓部の交換を容易かつ迅速化し、窓部の交換による生産性及び歩留まりの低下を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のプロキシミティ露光装置を一部破断して示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態のＸ線窓ユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明に係る第１の実施形態のＸ線窓ユニットの変形例の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態のＸ線窓ユニットの窓部を交換するときの工程を説明する図である。
【図５】本発明に係る第２の実施形態としてＸ線窓ユニット及びその窓部を交換する装置をチャンバ内に配置した構成を示す図である。
【図６】従来のＸ線窓の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  マスク
２  マスクステージベース
３  ウエハ
４  ウエハチャック
５  ウエハステージ
６  ステージ定盤
７  本体定盤
８  コリメータ
９  本体チャンバ
１０  光源チャンバ
１１  Ｘ線窓ユニット
１２  ベローズ
１２ａ，１２ｂ  フランジ
１３  Ｚ駆動ユニット
１４  Ｘ線窓駆動ユニット
１５  ゲートバルブ
１６  Ｏリング
１７  投光部
１８  受光部
１９  Ｘ線ディテクタ
２０  ベリリウム箔（窓部）
２１  窓枠
２２  Ｘ線窓チャンバ
２３  クリーンエアボンベ
２４  レギュレータ
２５  フィルタ
２６  エアパージライン
２７  逆止弁
【図１】
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【図２】
2004241717.tif 000004
【図３】
2004241717.tif 000005
【図４】
2004241717.tif 000006
【図５】
2004241717.tif 000007
【図６】
2004241717.tif 000008