JPH02183514A - X線露光装置 - Google Patents

X線露光装置

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JPH02183514A
JPH02183514A JP1003310A JP331089A JPH02183514A JP H02183514 A JPH02183514 A JP H02183514A JP 1003310 A JP1003310 A JP 1003310A JP 331089 A JP331089 A JP 331089A JP H02183514 A JPH02183514 A JP H02183514A
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JP
Japan
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wafer
ray
temperature
mask
ray mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP1003310A
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English (en)
Inventor
Masaki Yamabe
山部 正樹
Shigeru Maruyama
繁 丸山
Kenji Sugishima
賢次 杉島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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、ウェハを保持するウェハチャックを有するX
線露光装置に係り、詳しくは特に、シンクロトロン放射
光(以下、SRと記す)等高出力のX線露光を行うX線
露光装置において、高精度のサブミクロンパターン転写
を実現することができるX線露光装置に関する。
近年、集積回路の高集積化に伴い最小寸法が0.2〜0
.5μmの所謂サブミクロンリソグラフィが要求される
ようになってきている。SRによるX線リソグラフィ 
(SRリソグラフィとも言う)は大強度の平行性の良い
5R(X線領域)を光源として使用するりソグラフィで
あり、X線リソグラフィの問題点であった露光時間が莫
大であることや半影ボケが生じるといった問題が解決さ
れ、次世代のサブミクロンリソグラフィ技術として注目
されている。
SRリソグラフィに用いられるX線露光装置は大強度の
X線を使用するので、パターン転写に使用するX線マス
クとウェハの温度上昇が発生し、このX線マスクとウェ
ハの温度上昇に伴ってx′!FfAマスク、ウェハが熱
膨張する。このX線マスクとウェハの熱膨張によりパタ
ーン歪みが生ずるという問題がある。したがって、X線
マスク及びウェハが熱膨張してパターン歪みが生じない
ようなX線露光装置が要求されている。
〔従来の技術〕
第4図は従来のX線露光装置を説明する図である。図示
例のX線露光装置はSR等高出力のX線露光を行うX線
露光装置に適用することができる。
この図において、31は例えばSiからなるウェハ、3
2はウェハ31を支持するウェハチャック、33は例え
ばHeガス等のガスで、熱伝導率の良いガスが好ましい
。34は例えばSiからなる基板、35は例えばSiC
からなるX線を透過するX線透過膜、36は水冷された
支持枠(リングとも言う)で、ジャケット37内に冷却
水38が導入されている。39は例えばWSTaあるい
はAuからなるX線吸収体、40はX線、41はX線4
0を発生するX線発生器である。
なお、ここでのX線マスクは基板34、XyA透過膜3
5及びX線吸収体39から構成されている。
上記従来のX線露光装置は、例えば半導体デバイスのパ
ターンを形成するには、半導体デバイスパターンに対応
したX線吸収体39のパターンを有するX&%マスクを
レジスト膜(図示せず)を表面に塗布したウェハ31面
に対向するように近接配置した後、X線発生器41から
X線40を照射して、X線マスクを構成するX線吸収体
39のパターンをウェハ31面上のレジスト膜に露光し
、次いで現像することによって半導体デバイスパターン
を形成することができる。
そして、上記従来のX線露光装置においては通常、X線
マスクを冷却する冷却手段を設けないと大強度のX線照
射によってX線マスクの温度が士数度上昇する。この温
度上昇に伴いX線マスクは熱膨張し、この温度上昇に伴
う熱膨張により露光するパターンが歪みを生じてしまう
このため、第4図に示すように、X線マスクが熱膨張し
てパターン歪みを生じてしまうのを解決するために、X
線マスクを支持する支持枠36にX線マスクを冷却する
手段として機能するように支持枠36内にジャケット3
7を形成し、このジャケット37内に冷却水38を適宜
導入するようにしている。
このように、水冷された支持枠36を介して熱伝導によ
ってX’!tMマスクを冷却するとともに、X線マスク
の置かれている雰囲気に熱伝導率が大きいHeガス33
を導入することによってX線マスクを冷却している。し
たがって、大強度のX線照射によるX線マスクの温度上
昇を0.1〜0.3°C程度に抑えてX線マスクの熱膨
張をほとんど生じないような実用上問題のない値まで下
げることができる。
なお、ここでは冷却水38を用いてX線マスクの冷却を
行う場合について説明したが、ベルチェ効果(熱電効果
)を有するペルチェ素子を用いてX線マスクの冷却を行
う場合であってもよい。ペルチェ素子は流す電流量と電
流の向きによって発熱または吸熱させることができるの
で、例えばX′gAマスクに温度検出器を設けてこの温
度検出器に基づいてペルチェ素子を制御して温度制御を
行うようにすればX線マスクを冷却して、かつその温度
をほぼ一定にすることができる。
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来のXvAn光装置にあっ
ては、ウェハ31は通常、X線マスクを構成する特にX
線透過膜35に比べてはるかに厚く熱容量も大きいので
、温度が上昇し難いのであるが、ウェハ31に対しては
X線マスクを冷却する水冷された支持枠36のような積
極的な冷却手段を用いていないために、ウェハ31はX
線マスクを透過してくるX線40、X線マスクからの熱
輻射及びHeガス33によるX線マスクからの熱伝導等
によって温度が1〜2度程度上昇する。この1〜2度の
温度上昇のために0,05〜061 μm(距離1cm
を基準とする)ウェハ31が熱膨張し、この熱膨張によ
り高精度のサブミクロンパターン転写が不可能になって
しまうという問題を生じていた。
そこで本発明は、ウェハの熱膨張を抑えて高精度のサブ
ミクロンパターン転写を実現することができるX線露光
装置を提供することを目的とじて〔課題を解決するため
の手段〕 本発明によるX線露光装置は上記目的達成のため、基板
上にX線透過膜が形成され、該X線透過膜上に選択的に
形成されたX線吸収体を有するX線マスクを備え、前記
X線マスクを構成する前記基板を保持するとともに、前
記X線マスクを冷却する冷却手段を有する支持枠が形成
され、前記X線マスクと対向してウェハが配置され、該
ウェハを保持するウェハチャックを有する構造のX線露
光装置において、前記ウェハチャックに前記ウェハを冷
却する冷却手段を設けている。
〔作用〕
本発明は、ウェハチャックにウェハを冷却する冷却手段
を設けるように構成される。
したがって、第1図に示すように、X線マスクを用いX
線40をウェハ31に照射する際、ウェハチャック3に
設けたベルチェ素子2 (本発明に係る冷却手段に該当
する)によってウェハ31を冷却するようにしているた
め、X線マスクを透過してくるX線、X線マスクからの
熱輻射、Heガス33によるX線マスクからの熱伝導等
による熱を受けるウェハ31の温度を上昇しないように
することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係るX線露光装置の一実施例の装置概
略図である。図示例のX線露光装置は88等高出力のX
線露光を行うx!?ti光装置に適用することができる
この図において、第4図と同一符号は同一または相当部
分を示し、1はウェハ31の温度をネ★出するための例
えば熱電対等からなる温度検出器、2はペルチェ効果を
有するベルチェ素子で、本発明に係る冷却手段に該当す
る。3はウェハ31を保持するウェハチャックである。
なお、ここでのウェハチャック3はウェハ31が保持さ
れている表面側と反対側の裏面側に形成されたベルチェ
素子2と、ウェハ31温度を検出す、るための温度検出
器1とから構成されている。温度検出器1はここでは、
ウェハ31支持面近傍のウェハチャック3内の部分の温
度を検出することで相対的にウェハ31温度を測定する
場合であるが、温度検出器1をウェハ31に直接接する
ように設けてウェハ31温度を測定する場合であっても
よい。また、X線マスクは基板34、X線透過膜35及
びx′frfA吸収体39から構成されている。
次に、その動作原理について説明する。
例えば半導体デバイスパターンを形成する形成方法は、
第4図に示した従来のX線露光装置を用いる場合と同様
、半導体デバイスパターンに対応したX線吸収体39の
パターンを有するX線マスクをレジスト膜(図示せず)
を表面に塗布したウェハ31面に対向するように近接配
置した後、X線発生器41からX線40を照射してX線
マスクを構成するX線吸収体39のパターンをウェハ3
1面上のレジスト膜に露光し、次いで現像することによ
って半導体デバイスパターンを形成することができる。
すなわち、上記実施例では、X線マスクを用いX線40
をウェハ31に照射する際、ウェハチャック3に設けた
ベルチェ素子2によってウェハ31を冷却するようにし
ているため、X線マスクを透過してくるX線、X線マス
クからの熱輻射、Heガス33によるX線マスクからの
熱伝導等による熱を受けるウェハ31の温度を上昇しな
いようにすることができる。更に、ここでは、ウェハチ
ャック3内に設けた温度検出器lによってウェハ31支
持面近傍の温度を検出して温度調節機構駆動回路(図示
せず)に信号を送り、この温度調節機構駆動回路に基づ
いてベルチェ素子2を適宜発熱または吸熱するように制
御することができるので、ウェハ31温度をほぼ一定に
することができる。したがって、高精度のサブミクロン
パターン転写を実現することができる。
なお、上記実施例では、ウェハ31を冷却する冷却手段
としてベルチェ素子2を用い、このベルチェ素子2を制
御してウェハ31が温度上昇しないようにウェハ31温
度をコントロールするという好ましい態様について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ウェ
ハチャックにウェハを冷却する冷却手段を設ける場合で
あればよく、具体的には例えば第2図に示すように、ウ
ェハ31を冷却する冷却手段としてウェハチャック13
に形成されたジャケット14内に冷却水15を導入した
場合であってもよく、このように冷却水15を導入する
ことでX線40をウェハ31に照射する際、ウェハ31
温度をほとんど上昇しないようにすることができる。こ
の場合、ウェハチャック13がX線40露光中に受けた
ウェハ31からの熱を逃がすように温度調節器11によ
って温度調節されたベルチェ素子16を冷却手段として
用い、非露光期間中に保持部17で保持されたベルチェ
素子12を駆動させてウェハチャック13にベルチェ素
子12を当ててウェハチャック13を適宜冷却すればウ
ェハ31温度をほぼ一定にすることができ、パターン転
写を好ましく行うことができる。
第1図、第2図に示す各実施例では、ウェハ31を冷却
する冷却手段をウェハチャック内に一様に設ける場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、第3図に示すように、ウェハ31を冷却する冷却
手段としてのベルチェ素子を、ウェハ31下部のウェハ
チャック23内にベルチェ素子22a、22b、22c
というように3分割(3分割でなくてもよい)にして設
けてもよい。
この場合、ベルチェ素子22a、22b、22Cをそれ
ぞれ独立に制御する温度調節器21a、21b、21c
をウェハ31側のウェハチャック23内に設け、この温
度調節器21a、21b、21cによってそれぞれのウ
ェハ31支持面近傍の温度を検出し、この検出信号に基
づいてそれぞれベルチェ素子22a、22b、22cを
独立に制御するようにする。ウェハ31が受ける熱は主
に露光される範囲に限られ、ウェハ31面内に温度分布
(高温のところと低温のところ)が生じ易いのであるが
、上記のように構成することでウェハ31面内の温度分
布を第1図及び第2図に示した上記実施例よりも更に好
ましく均一にすることができる。これは、特にステップ
アンドリピート方式のX線露光装置に好ましく適用する
ことができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ウェハの熱膨張を抑えて高精度のサブ
ミクロンパターン転写を実現することができるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るX線露光装置の一実施例の装置概
略図、 第2図及び第3図は他の実施例の装置概略図、第4図は
従来例の装置概略図である。 1・・・・・・温度検出器、 2・・・・・・ベルチェ素子、 3・・・・・・ウェハチャック、 31・・・・・・ウェハ、 33・・・・・・Heガス、 34・・・・・・基板、 35・・・・・・X線透過膜、 36・・・・・・支持枠、 37・・・・・・ジャケット、 38・・・・・・冷却水、 39・・・・・・X線吸収体、 40・・・・・・X線、 41・・・・・・X線発生器。 他の実施例の装置概略図 第2図 他の実施例の装置概略図 従来例の装置概略図 $4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 基板上にX線透過膜が形成され、該X線透過膜上に選択
    的に形成されたX線吸収体を有するX線マスクを備え、
    前記X線マスクを構成する前記基板を保持するとともに
    、前記X線マスクを冷却する冷却手段を有する支持枠が
    形成され、前記X線マスクと対向してウェハが配置され
    、該ウェハを保持するウェハチャックを有する構造のX
    線露光装置において、 前記ウェハチャックに前記ウェハを冷却する冷却手段を
    設けたことを特徴とするX線露光装置。
JP1003310A 1989-01-10 1989-01-10 X線露光装置 Pending JPH02183514A (ja)

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JP1003310A JPH02183514A (ja) 1989-01-10 1989-01-10 X線露光装置

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JP1003310A JPH02183514A (ja) 1989-01-10 1989-01-10 X線露光装置

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JPH02183514A true JPH02183514A (ja) 1990-07-18

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ID=11553786

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JP1003310A Pending JPH02183514A (ja) 1989-01-10 1989-01-10 X線露光装置

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JP (1) JPH02183514A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013502063A (ja) * 2009-08-11 2013-01-17 ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング マスクの大きさを一定に維持するための方法および装置

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JP2013502063A (ja) * 2009-08-11 2013-01-17 ズス・マイクロテック・リソグラフィ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング マスクの大きさを一定に維持するための方法および装置

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