(57)【要約】【課題】金属薄板をノズルに接合する際の皺等の歪みの発生を抑制できる金属薄板の接合方法を提供する。【解決手段】まず、薄板ＭＦを上側治具５０Ａと下側治具５０Ｂとの間にセットし、薄板ＭＦ、上側治具５０Ａ及び下側治具５０Ｂを互いに拡散接合する。  次に、下側治具５０Ｂを切削加工によって削り落とし、薄板ＭＦのメッシュ部１０を露出させる。その後、薄板ＭＦと上側治具５０Ａとを母材２０上にセットし、母材２０と薄板ＭＦとを拡散接合する。最後に、上側治具５０Ａを切削加工によって削り落とし、薄板ＭＦのメッシュ部１０を露出させる。【選択図】図２
2007152373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュ部を有する金属薄板を母材の所定面に接合する金属薄板の接合方法であって、
前記金属薄板を同じ金属材料で形成された一対の治具で挟持し、その状態で拡散接合を行う第１の拡散接合工程と、
この第１の拡散接合工程の後、前記一対の治具の一方を除去して前記金属薄板の一方の面を露出させる第１の除去工程と、
この第１の除去工程の後、前記金属薄板の一方の面を前記母材の所定面に接触させ、その状態で拡散接合を行う第２の拡散接合工程と、
この第２の拡散接合工程の後、前記一対の治具の他方を除去して前記金属薄板の他方の面を露出させる第２の除去工程と
を含むことを特徴とする金属薄板の接合方法。
【請求項２】
前記治具がチタンで形成されていることを特徴とする請求項１記載の金属薄板の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は金属薄板の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造において、マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介してウエハ上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されることがある。
【０００３】
投影露光装置の投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きくなるほど高くなる。そのため、集積回路の微細化に伴い投影露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。現在採用されている露光波長としては３６５ｎｍ（ｉ線）や２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザ）等である。
【０００４】
また、露光を行なう際、解像度と同様に焦点深度も重要となる。解像度を高めるために、露光波長を短くして、開口数を大きくすると、焦点深度が浅くなる。近年、半導体集積回路の一層の高集積化に対応するために、露光波長が更に短波長化している。そのため、焦点深度が浅くなりすぎて、露光動作時のウエハ設置の許容範囲が狭くなるおそれがある。
【０００５】
そこで、実質的に露光波長を短くして、かつ焦点深度を深くする方法として、液浸露光装置が開発された。この装置では、先玉（投影光学系の先端のレンズ）の下面とウエハ表面との間を水、有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光波長が空気中の１／ｎ倍（ｎ：液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して解像度を向上させるとともに、焦点深度をｎ倍に拡大させる。
【０００６】
先玉の下面とウエハ表面との間に液体を供給又は回収するにはノズルと呼ばれる板状の部材が用いられる。ノズルにはメッシュ部（網の目状の小径穴が形成された領域）を有する金属薄板が接合されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の金属薄板の接合方法には溶融接合や拡散接合がある。拡散接合とは材料同士を融点以下の温度に加熱、加圧密着させ、互いの原子の拡散により固相のまま融合する方法である。この拡散接合によれば、溶融接合に比べて精度の高い接合を行なうことができる。
【０００８】
しかし、金属薄板をノズルに拡散接合したとき、接合時の熱によって金属薄板に皺等の歪みが生じるという問題がある。
【０００９】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は金属薄板をノズルに接合する際の皺等の歪みの発生を抑制できる金属薄板の接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、メッシュ部を有する金属薄板を母材の所定面に接合する金属薄板の接合方法であって、前記金属薄板を同じ金属材料で形成された一対の治具で挟持し、その状態で拡散接合を行う第１の拡散接合工程と、この第１の拡散接合工程の後、前記一対の治具の一方を除去して前記金属薄板の一方の面を露出させる第１の除去工程と、この第１の除去工程の後、前記金属薄板の一方の面を前記母材の所定面に接触させ、その状態で拡散接合を行う第２の拡散接合工程と、この第２の拡散接合工程の後、前記一対の治具の他方を除去して前記金属薄板の他方の面を露出させる第２の除去工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の金属薄板の接合方法において、前記治具がチタンで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、金属薄板をノズルに接合する際の皺等の歪みの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図２はこの発明の一実施形態に係る金属薄板の接合方法を説明するための図である。同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ第１の拡散接合工程、第１の除去工程、第２の拡散接合工程及び第２の除去工程を示す。
【００１５】
この接合方法に用いられる治具５０はチタンで形成されている。治具５０は上側治具５０Ａと下側治具５０Ｂとからなる。治具５０Ａ，５０Ｂはほぼ四角形の環状板である。上側治具５０Ａと下側治具５０Ｂとは同じ大きさである。
【００１６】
メッシュ部１０は厚さ：０．３ｍｍ程度のチタン製の矩形状の金属薄板（以下薄板という）ＭＦの所定位置に形成された網の目状の小径穴を有するほぼ四角形の環状の領域である。薄板ＭＦの大きさは治具５０とほぼ同じである。メッシュ部１０の小径穴は例えば電子ビームを用いて形成される。
【００１７】
次に、薄板ＭＦの母材２０への接合方法を説明する。なお、図２において、ｓ１，ｓ２，ｓ３はそれぞれ接合面を示す。
【００１８】
なお、接合は図示しない拡散接合装置を用いて行なわれるものとする。
【００１９】
まず、薄板ＭＦを上側治具５０Ａと下側治具５０Ｂとの間にセットし、薄板ＭＦ、上側治具５０Ａ及び下側治具５０Ｂを互いに拡散接合する（第１の拡散接合工程（図２（ａ）参照））。このとき、薄板ＭＦ、下側治具５０Ｂ及び上側治具５０Ａは同種の金属で形成されているので、接合面ｓ１，ｓ２では接合界面が形成されることなく均質な構造となる。拡散条件は、接合される部材の形状や寸法によって変わるが、この実施形態では例えば９００℃（温度）、０．２Ｋｇｆ／ｍｍ2（圧力）、１０-3Ｐａ（真空度）で、約２時間である。また、薄板ＭＦ、上側治具５０Ａ及び下側治具５０Ｂは図示しない一対のカーボン板で挟持された状態で加圧される。
【００２０】
なお、加圧手段としては例えばサーボモータによって駆動されるボールねじ式ジャッキを用いることができる。また、加熱手段としては例えばモリブデンヒータを用いることができる。更に、例えば油拡散ポンプを用いて真空状態を作ることができる。
【００２１】
次に、下側治具５０Ｂを切削加工によって接合面ｓ２に達するまで削り落とし、薄板ＭＦのメッシュ部１０を露出させる（第１の除去工程（図２（ｂ）参照））。この切削加工は例えばフライス盤を用いて行われる。
【００２２】
その後、薄板ＭＦのメッシュ部１０と母材２０の凹部２０ａとが対向するように上側治具５０Ａを母材２０上にセットし、母材２０と薄板ＭＦとを拡散接合する（第２の拡散接合工程（図２（ｃ）参照））。このとき、母材２０と薄板ＭＦとは同種の金属材料で形成されているので、接合面ｓ３では接合界面が形成されることなく均質な構造となる。拡散条件は第１の拡散接合工程と同様である。
【００２３】
最後に、上側治具５０Ａを切削加工によって接合面ｓ１に達するまで削り落とし、薄板ＭＦのメッシュ部１０を露出させる（第２の除去工程（図２（ｄ）参照））。この切削加工は例えばフライス盤を用いて行われる。
【００２４】
以上のようにして、薄板ＭＦが母材２０に拡散接合され、薄板ＭＦと母材２０とが一体化する。
【００２５】
この実施形態によれば、第１の拡散接合工程、第１の除去工程を経て、母材２０と薄板ＭＦとを拡散接合したとき、薄板ＭＦは上側治具５０Ａによって熱変形が抑えられるので、メッシュ部１０に皺等が発生しない。また、溶融接合と異なり、母材２０にはメッシュ板（図示せず）を支持する支持面（幅：０．３ｍｍ程度）が必要ないので、薄板ＭＦを母材２０に接合したときのメッシュ部１０の小径穴の数の減少を少なくできる。
【００２６】
なお、上側治具５０Ａを切削加工するとき、拡散接合工程で上側治具５０Ａに付着したカーボンも同時に除去されるため、メッシュ部１０の微小穴の内部にカーボンが付着することを防止することができる。
【００２７】
薄板ＭＦが接合される母材２０の適用例としては、例えば液浸露光装置のウエハと投影光学系のレンズとの間に液体を供給又は回収するためのノズルがある。
【００２８】
図１は液浸露光装置のノズルの断面を示す概念図である。図１はノズル１２０にメッシュ部１１０を有する金属薄板が拡散接合された状態を示している。
【００２９】
なお、図１では、説明の便宜上、ノズル等を含む液浸露光装置の厚さ方向寸法と幅方向寸法との比率を実際に使用される液浸露光装置の厚さ方向寸法と幅方向寸法との比率と異ならせた。
【００３０】
ウエハＷの表面と投影光学系ＰＬのレンズ４の下面との間には純水（液体）７が満たされている。図１中、ハッチングで示された部分が純水７である。投影光学系ＰＬは鏡筒３と鏡筒３に着脱自在なレンズ４とで構成されている。レンズ４だけが純水７に接触する。純水７は環境に対して悪影響を与えないとともに、純水７中の不純物の含有量が極めて少ないため、レンズ４の表面を洗浄する作用を期待することができる。
【００３１】
レンズ４は板材（以下ノズルという）１２０の中央部に形成されたすりばち状の穴２３内に配置されている。ノズル１２０には、レンズ４の下面とウエハＷとの間に純水７を供給するための複数の供給通路２１と、レンズ４とウエハＷとの間の純水７を回収するための複数の回収通路２２とが形成されている。金属イオンの溶出を防止するため、ノズル１２０の材料としてチタンや表面処理をしたステンレス鋼が用いられる。
【００３２】
ノズル１２０は例えば２枚のチタン板を拡散接合することによって形成されている。同種の金属を用いることによって、接合部では接合界面が形成されることなく均質な構造となる。
【００３３】
供給通路２１の一端は純水供給装置（図示せず）に接続され、他端２５はレンズ４とウエハＷとの間に形成される空間に臨む。回収通路２２の一端は純水回収装置（図示せず）に接続され、他端はメッシュ部１１０を介してノズル１２０とウエハＷとの間に形成される空間に臨む。
【００３４】
メッシュ部１１０はほぼ四角形の環状の領域である。メッシュ部１１０を有する金属薄板がノズル１２０の下面に拡散接合によって接合されている。メッシュ部１１０の厚さは０．３ｍｍ程度である。
【００３５】
純水供給装置は供給通路２１を介して矢印で示すようにレンズ４の下面とウエハＷとの間に純水７を供給する。純水回収装置はメッシュ部１１０、回収通路２２を介して矢印で示すようにウエハＷ上の純水７を回収する。
【００３６】
なお、メッシュ部１１０の小径穴の径は液浸露光装置のウエハＷと投影光学系ＰＬのレンズ４との間に満たされる純水７だけを吸い上げ、空気を吸い上げない大きさに設定されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は液浸露光装置のノズルの断面を示す概念図である。
【図２】図２はこの発明の一実施形態に係る金属薄板の接合方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０：メッシュ部、２０：母材、５０：治具、５０Ａ：上側治具、５０Ｂ：下側治具、１２０：ノズル、ＭＦ：薄板（金属薄板）。
【図１】
2007152373.tif 000003
【図２】
2007152373.tif 000004