JP2003243875A - 磁気シールドルーム、磁気シールド方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールドルームを大型化せず、十分なシール
ド効果を得られる磁気シールドルーム及び磁気シールド
方法を提供する。 【解決手段】 磁気シールドルーム４３の底壁４５の装
置設置部５１と周辺部５３との間に開口４７が形成され
ており、開口４７の一部には、装置設置部５１と周辺部
５３との間をつなぐ磁気通路５５が設けられている。開
口４７からシールドルーム内に入り込んだ磁束の一部は
シールドルームの隔壁に弧を描くように向かい、この磁
束が、漏れ磁束を打ち消す方向、あるいは、両磁束の合
成磁束が内シールド壁３５を貫通しにくい方向に向くた
め、内シールド壁３５を貫通する磁束が少なくなる。ま
た、装置設置部５１と周辺部５３との間に磁気通路５５
を形成することにより、装置設置部５１の磁束は磁気通
路５５を通って周辺部５３へ移動し、装置設置部５１の
磁気的飽和を緩和する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外乱磁界を遮蔽す
る磁気シールドルーム及び磁気シールド方法に関する。
また、この方法によって磁気シールドされた、半導体集
積回路等のリソグラフィー用の露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子線等の荷電粒子線を用いた露光装置
等においては、荷電粒子線が外部（地球、電源設備、ケ
ーブル、エレベータ等）の静電場や変動磁場の影響を受
けないようにするため、装置の光学鏡筒やウェハ（感応
基板）チャンバなどに磁気シールドがなされている。ま
た、装置周辺の部品（ウェハローダ、レチクルローダ、
電磁レンズ、真空ポンプ等）の発生する磁界についても
様々な対策を施して、荷電粒子線の光学特性を制御して
いる。

【０００３】このような磁気シールドの方法としては、
荷電粒子線を照明、投影する光学系が配置される鏡筒
や、ウェハステージ等が配置されるウェハチャンバを、
パーマロイ等の初透磁率の高い材料で一重、又は二重、
三重に覆ったり、これらの鏡筒やウェハチャンバ自身を
パーマロイで作製することもある。

【０００４】図１１は、露光装置の従来の磁気シールド
方法の一例を模式的に説明する図である。露光装置１０
０は、電子線を下方に向けて放射する電子銃１と、同電
子銃１から発せられた電子線が照射されるウェハ（感応
基板）が載置されるウェハステージ２４を備える。電子
銃１や電子線の投影経路に位置する光学系等は鏡筒３１
内に配置されており、ウェハステージ２４等はウェハチ
ャンバ３３内に配置されている。鏡筒３１はインバーや
軟鉄製であり、一部に真空配管３７が接続している。ウ
ェハチャンバ３３はアルミニウムや非磁性ステンレス鋼
で作製される。光学鏡筒３１とウェハチャンバ３３は接
続しており、内部は連通している。なお、図示していな
いが、露光装置１００は、電子線を収束させるコンデン
サレンズ、成形開口、レチクルステージ、電子線を縮小
投影する投影レンズ、偏向器などを備えている。

【０００５】このような露光装置１００は、通常、磁気
シールド７１で囲まれて設置されている。この磁気シー
ルド７１は、初透磁率の高い材料で作製された容器で、
同容器内に露光装置１００の鏡筒３１とウェハチャンバ
３３が格納される。

【０００６】一般に、鏡筒３１には、上述の真空配管３
７を接続する開口や、配線用及びレチクルステージの出
し入れ用等の複数の開口３９が開けられている。ウェハ
チャンバ３３にも、図示されないが、ウェハステージ等
が出し入れされる開口が開けられている。また、鏡筒３
１とウェハチャンバ３３の接続部には接続構造によって
はスキマ４０が開いてしまうことがある。そして、磁気
シールド７１にも、これらの開口３９に対応する位置に
複数の開口７３を開けたり、このような開口７３でシー
ルド材を分割せざるを得なかった。したがって、露光装
置１００全体をシールド材で覆っても、結局はシールド
材に孔を開けたりシールド材を分割せざるを得なかっ
た。

【０００７】シールド材に孔を開けたり分割すると、一
般に、磁気シールド７１のシールド特性が劣化し、十分
なシールド効果を得られない。そこで密閉された、シー
ルドルーム７５によって、磁気シールド７１の周囲をさ
らに二重に磁気的にシールドしている。

【０００８】シールドルーム７５は密閉された空間であ
ることが理想であるが、内部に露光装置１００のような
装置を設置する場合には、同装置を空間内の床面に固定
する必要がある。磁気シールド材であるパーマロイ等の
強磁性体は、応力がかかると磁気特性が劣化し、シール
ド効果が低減する。このため、シールドルーム７５の床
面に、露光装置１００の設置部（脚、図示されず）を通
す開口（図示されず）を開けて、同装置をシールドルー
ム外の床面上に固定している。この開口は、露光装置１
００の質量や大きさが大きいほど大きくなる。

【０００９】また、露光装置１００に接続されている真
空ポンプは、磁気的な外乱源だけでなく振動源ともなっ
ているため、露光装置１００から離してシールドルーム
７５外に設置することが好ましい。このため、シールド
ルーム７５には真空ポンプ接続用の開口７７を設ける必
要がある。

【００１０】別の磁気シールド方法としては、鏡筒やウ
ェハチャンバからある程度はなれた位置に、任意方向の
磁場を発生するコイルを置き、このコイルから発生する
磁場により外部の磁場をキャンセルする方法がある。こ
の方法はアクティブキャンセラと呼ばれている。

【００１１】図１２は、一般的なアクティブキャンセラ
の作用を模式的に説明する図である。アクティブキャン
セラ８１は、シールドルームの内側又は外側を三次元的
に取り囲む、対向する三組のコイル対８３、８５、８７
から構成される。図中の各コイル対の矢印は、コイルに
流れる電流の向きを表している。３組のコイル対８３、
８５、８７は、それぞれ直交する方向の磁場を発生し、
各コイルに流す電流の強さと向きを調整して、アクティ
ブキャンセラ８１内部に任意方向及び任意強度の磁場を
作り、外部磁気を打ち消している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、シール
ドルームにおいては、真空ポンプを接続するための開口
や、設置脚を通すための開口を設ける必要があり、シー
ルド特性が劣化してしまう。また、アクティブキャンセ
ラにおいても、同様に設備が大型化する課題がある。

【００１３】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、シールドルームを大型化せず、十分なシー
ルド効果を得られる磁気シールドルーム及び磁気シール
ド方法を提供することを目的とする。さらに、そのよう
な磁気シールドが施された露光装置を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の磁気シールドルームは、 外乱磁界
を遮蔽した装置設置空間を内部に有する磁気シールドル
ームであって、 該ルームの装置設置部と、該部分以外
の部分（周辺部）との間に、前記装置設置部への漏れ磁
界を低減するための磁気通路を確保しつつ、前記装置設
置部の周りの前記隔壁にリング形状の開口が形成されて
いることを特徴とする。なお、ここで、リング形状の開
口とは、ある仮想のリング上に間隔を置いて開口が開け
られているものも含む意味である。

【００１５】本発明の第２の磁気シールドルームは、
外乱磁界を遮蔽した装置設置空間を内部に有する磁気シ
ールドルームであって、 該ルーム隔壁（床、天井含
む）に対する前記装置設置空間の投影部分（装置設置
部）と、該部分以外の隔壁部分（周辺部）との間に、前
記装置設置空間への漏れ磁界を低減するための磁気通路
を確保しつつ、前記装置設置部の周りの前記隔壁に開口
が形成されていることを特徴とする。

【００１６】装置設置部の周囲に開口を形成すると、開
口からシールドルーム内に入り込んだ磁束の一部はシー
ルドルームの隔壁に弧を描くように向かう。そしてこの
隔壁に向かう磁束が、漏れ磁束を打ち消す方向、あるい
は、両磁束の合成磁束が装置設置空間を囲む壁を貫通し
にくい方向に向くため、装置設置空間の隔壁を貫通する
磁束が少なくなり、開口を設けても、装置設置空間内の
シールド率の低下が抑制される。しかし、このような開
口を設けると、開口で囲まれた装置設置部が磁気的に絶
縁された状態となって、同部に浸透した磁束は空間を磁
気経路とした磁気回路を形成し、それがいわゆる漏れ磁
束となりシールドルーム内に入り込みやすくなる。そこ
で、装置設置部と周辺部との間に磁気通路を形成するこ
とにより、開口で囲まれた装置設置部の磁束は、磁気通
路を通って周辺部へ移動する。このため、装置設置部か
らの漏れ磁束が少なくなる。

【００１７】上述のように、シールドルームに開口が形
成されている場合は、シールド率が低下することが知ら
れているが、本発明のように磁気通路を設けることによ
って、隔壁近傍での磁場の漏れの影響を小さくすること
ができ、開口がない場合と同等のシールド効果を得るこ
とができる。

【００１８】また、本発明においては、開口は、装置を
シールドルームの隔壁（床面）に投影した大きさよりも
一回り大きい位置に、同装置の投影面を囲むように形成
される。これは、開口からシールドルーム内に入り込ん
だ磁束の内、漏れ磁束を打ち消す方向になる成分が多い
ほど、シールドルーム隔壁を貫通する漏れ磁束を打ち消
す効果が高いことと、隔壁に対して直角な方向の外乱磁
界は隔壁を貫通することによる。なお、磁気通路は、開
口上を装置設置部と周辺部とをつなぐように掛け渡して
形成される。

【００１９】また、磁気通路は、シールドルームの材料
と同じ種類のシールド材で作製することが好ましい。同
通路の大きさは、大きいほど装置設置部の磁気飽和を緩
和することができる。また、大きいほど開口を可能な限
り小さくすることができ、開口から直接シールドルーム
内に入る磁束（曲げられない成分）を減らすことができ
るため好ましい。磁気通路は、漏れ磁界の原因となる突
起や段差がないように形成する。

【００２０】本発明においては、 前記開口は、前記装
置設置部に対して対向するように設けられていることが
好ましい。開口を装置設置部の両側に設けた場合、装置
設置部で漏れ磁束が打ち消しあうため、装置設置空間に
到達する磁束の影響を減らすことができる。また、開口
をＣ字型に設けた場合も、装置設置部の両側に開口が位
置させることで装置設置部近傍において磁束の打ち消し
が生じ、装置設置空間への外部磁気の影響を低減させる
ことができる。なお、開口とは、一つの開口である必要
はなく、複数の開口としてもよい。

【００２１】本発明においては、 前記外乱磁界の方向
と交差する方向に前記磁気通路が設けられていることが
好ましい。磁気通路が外乱磁界方向と直交する方向にお
いては、開口の、外乱磁界方向に沿った長さ（開口工
程）が短くなる。このため、開口からシールドルーム内
に入り込んだ磁束の内、漏れ磁束を打ち消す方向に曲が
る成分が増え、より打ち消し効果が高くなる。つまり、
開口工程が長いと、曲げられない成分が増えて、シール
ドルーム内に直接影響を及ぼしてしまう。

【００２２】本発明においては、 前記装置設置空間
が、前記磁気シールドルーム内において、ある偏った方
向に寄せて設けられており、 前記外乱磁界の方向に沿
って、前記装置設置部の前記ルーム中心寄りの側の部分
に前記磁気通路が設けられていることが好ましい。ある
いは、 前記外乱磁界の方向に沿って、前記装置設置部
の前記ルーム中心寄りの側の部分に比較的容量の大きい
磁気通路が設けられており、前記装置設置部の前記ルー
ムの端寄りの側に比較的容量の小さい磁気通路が設けら
れていることとしてもよい。または、前記外乱磁界の方
向に沿って、前記装置設置部の前記ルーム中心寄りの側
の部分、及び、前記装置設置部の周りの前記外乱磁界の
方向と交差する二方向に前記磁気通路が設けられている
こととしてもよい。

【００２３】一般に、ルーム中心（外乱磁界方向の中心
（磁性体経路のinとoutの中心））で壁内の磁束は高く
なるため、その部分に開口を設けると、磁性体の体積が
減り、磁束密度が高くなり、飽和しやすくなる。磁気通
路をルームの中心寄りに設けると、シールド壁の飽和を
緩和することになり好ましい。また、磁気通路を中心寄
りと端部寄りの両方に設ける場合は、中心寄りに容量の
大きい磁気通路とし、端部寄りに容量の小さい磁気通路
を設ける。端部寄りに磁気通路を設けると、ルーム中心
部付近の磁気がこの磁気通路を通って端部に達し、開口
内側の部分を経路とすることから、開口内側からの磁束
の漏れを増やしてしまう。このため、端部寄りに磁気通
路を設ける場合は、磁気容量を小さくする（例えば、磁
気通路の寸法を小さくする）ことで磁束の導通を防ぐ。

【００２４】本発明においては、 前記装置設置部の周
り四方向に前記磁気通路が設けられていることとすれ
ば、外乱磁界の方向によらず磁気通路を設けることがで
きる。そして、シールドルームの設置条件が決まり、外
乱磁界の方向が確定した時点で、外乱磁界方向の最も先
端側に位置する磁気通路を撤去することにより、漏れ磁
界を良好に低減させることができる。

【００２５】本発明の磁気シールド方法は、 装置設置
空間を磁気シールドする方法であって、 該装置設置空
間を内部に有する磁気シールドルームの隔壁（床、天井
含む）に対する前記装置設置空間の投影部分（装置設置
部）の周りに開口を形成し、前記装置設置部の周り四方
向に、前記装置設置部と、該部以外の隔壁部分（周辺
部）とをつなぐ磁気通路を設け、 前記外乱磁界の方向
を判定して、前記磁気通路の一つを撤去することを特徴
とする。

【００２６】本発明の露光装置は、 感応基板上に荷電
粒子線を選択的に照射してデバイスパターンを形成する
露光装置であって、 該露光装置の周囲に上記の磁気シ
ールドルームが設けられていることを特徴とする。開口
を形成しても、外乱磁界による影響を受けにくく、高精
度でパターン形成ができる露光装置を提供することがで
きる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。まず、本発明を応用するのに適した電子線露光装置
の構成と結像関係の概要を説明する。図４は、電子線露
光装置の構成と結像関係の一例を模式的に示す図であ
る。露光装置１００の最上流には電子銃１が配置されて
いる。電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電
子銃１の下方には、コンデンサレンズ２及び照明レンズ
３が備えられており、電子線は、これらのレンズ２、３
を通って、レチクル１０を照明する。

【００２８】これらのレンズ２、３を主な構成要素とす
る照明光学系中には、図示されていないが、照明ビーム
成形開口やブランキング偏向器、ブランキング開口、照
明ビーム偏向器等が配置されている。照明光学系におい
て成形された照明ビームＩＢは、レチクル１０上で順次
走査され、照明光学系の視野内にあるレチクル１０の各
サブフィールドの照明を行う。

【００２９】レチクル１０は多数のサブフィールドを有
し、移動可能なレチクルステージ１１に載置されてい
る。レチクルステージ１１を光軸垂直面内で移動させる
ことにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がる
レチクル上の各サブフィールドを照明する。

【００３０】レチクル１０の下方には第１投影レンズ１
５、第２投影レンズ１９、及び、収差補正や像位置調整
に用いられる偏向器１６（１６−１〜１６−６）が設け
られている。レチクル１０の一つのサブフィールドを通
過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６に
よってウェハ（感応基板）２３上の所定の位置に結像さ
れる。ウェハ２３上には適当なレジストが塗布されてお
り、レジスト上に電子線のドーズが与えられ、レチクル
１０上のパターンが縮小（一例で１／４）されてウェハ
２３上に転写される。

【００３１】レチクル１０とウェハ２３の間を縮小率比
で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、同
クロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けら
れている。同開口１８は、レチクル１０の非パターン部
で散乱された電子線がウェハ２３に達しないように遮断
する。

【００３２】ウェハ２３は、静電チャックを介してＸＹ
方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されてい
る。レチクルステージ１１とウェハステージ２４とを互
いに逆方向に同期走査することにより、投影光学系の視
野を越えて広がるデバイスパターンの各部を順次露光す
ることができる。

【００３３】次に、本発明の実施の形態に係る磁気シー
ルドルームについて説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態に係る磁気シールドルームの作用を模式的に
説明する図であり、図１（Ａ）は開口を有しないシール
ドルーム内の磁界の状態を示す図であり、図１（Ｂ）は
本発明の磁気シールドルーム内の磁界の状態を模式的に
示す図である。図２は、図１の磁気シールドルームと、
同ルーム内に設置された露光装置を模式的に示す図であ
り、図２（Ａ）はルーム全体の斜視図、図２（Ｂ）は図
２（Ａ）のＢ−Ｂ面の断面図である。図３は、図１の磁
気シールドルームの底面図である。

【００３４】最初に、図２を参照しつつ本発明の磁気シ
ールドルームの構造を説明する。なお、図２（Ｂ）にお
いて、露光装置１００は、電子銃１と、同電子銃から放
射された電子線の軌道と、ウェハステージ２４のみを記
し、他の部品は省略されている。露光装置１００は、電
子銃１や電子線光学系等が配置されている光学鏡筒３１
と、ウェハステージ２４等が配置されるウェハチャンバ
３３を有する。光学鏡筒３１は、軟鉄やインバーで作製
され、パーマロイ等のシールド材が貼られている。ウェ
ハチャンバ３３はアルミニウムや非磁性ステンレス鋼で
作製され、同じくパーマロイ等のシールド材が貼られて
いる。光学鏡筒３１とウェハチャンバ３３は接続してお
り、内部は連通している。この光学鏡筒３１とウェハチ
ャンバ３３を内シールド壁（装置設置空間）３５とす
る。内シールド壁３５には真空配管３７が接続してお
り、さらに、レチクルステージやウェハステージの出し
入れや配線用の複数の開口３９が開けられている。ま
た、鏡筒３１とウェハチャンバ３３の接続部には接続構
造によってはスキマ４０が開く場合もある。内シールド
壁３５の底壁４１の一辺の長さは一例で３ｍである。

【００３５】内シールド壁３５は、磁気シールドルーム
４３内に配置されている。シールドルーム４３はパーマ
ロイＢ等の材料で作製され、上部にクレーンスペースを
有し、ウェハチャンバ３３等が収容できる広さを有す
る。シールドルーム４３は、図２（Ａ）や図３に示すよ
うな直方体状で、底壁４５は一例で正方形（寸法例、５
ｍ×５ｍ）である。

【００３６】シールドルーム４３の底壁４５には、図３
に示すように、開口４７が開けられている。開口４７
は、平面形状が図３に示すようにＣ字状であり、装置設
置部５１の両側に、同部に対して対向するように形成さ
れている（図１（Ｂ）参照）。開口４７は、内シールド
壁３５（ウェハチャンバ）の底壁４１をシールドルーム
４３の底壁４５に投影した領域４９（一点鎖線で囲まれ
た部分）より一周り大きい大きさである。ここで、シー
ルドルーム底壁４５の開口４７で囲まれた部分を装置設
置部５１とし、開口４７の外側の部分を周辺部５３とす
る。一例として、開口４７の内縁と、影領域４９の外縁
との距離Ｌ１は、シールドルーム４３の底壁４５と内シ
ールド壁３５の底壁４１との間の寸法Ｈ１（図２（Ｂ）
参照、一例で５０ｃｍ）の２／５〜３／５程度（２０〜
３０ｃｍ）である。開口４７の形状は、内シールド壁３
５の底壁４１の外縁に沿った形状で、開口４７の幅Ｂ１
は３０〜５０ｃｍ程度、開口４７の外縁とシールドルー
ム４３の外縁との距離Ｂ２は５０〜１００ｃｍである。

【００３７】シールドルーム底壁４５には、図３に示す
ように、装置設置部５１と周辺部５３とをつなぐ一ヶ所
の磁気通路５５が形成されている。この例においては、
外乱磁界の方向は図の矢印で示すＸ方向であり、磁気通
路５５はこの外乱磁界の方向と直交するＹ方向に延びて
いる。磁気通路５５は、シールドルーム４３と同じパー
マロイ等の材料で作製され、幅は１５０ｍｍであり、長
さは開口４７の幅と等しい。磁気通路５５の両端は、装
置設置部５１及び周辺部５３に、溶接やテープによる接
着等によって段差や突起が形成されないように磁気的に
接続している。

【００３８】図２に示すように、ウェハチャンバ３３は
設置脚５７を有し、この設置脚５７はシールドルーム４
３の底壁４５の開口４７から同ルーム４３の外へ延び
て、ウェハチャンバ３３等を床面上に支えている。な
お、開口４７は完全にリング状ではなく、ところどころ
開口がとぎれている。

【００３９】次に、図１を参照して、本実施の形態の磁
気シールドルーム４３の磁気シールド作用について説明
する。図中の矢印の方向は磁束の方向、矢印の大きさは
磁束の大きさを模式的に表すものとする。シールドルー
ム４３に開口が形成されていない場合、図１（Ａ）に示
すように、外乱磁界Ｍ１は、まず、シールドルーム４３
の壁内に浸透して（この磁束を符号Ｍ２で表す）、同壁
からシールドルーム４３内に入り込む（この磁束を漏れ
磁束といい、符号Ｍ３で表す）。一般に、磁束は透磁率
の高いところに向かいやすく、同部と磁気回路を形成し
やすいという性質をもつ。このため、シールドルーム４
３の壁に浸透する磁束Ｍ２の内、内シールド壁３５に近
い部分では磁界の大きさが大きくなっている（符号Ｍ２
ａ）。また、漏れ磁束Ｍ３は、内シールド壁３５に近い
部分では、壁３５の方向に向かい、遠い部分では再度シ
ールドルーム４３の壁に弧を描くように向かう。したが
って、内シールド壁３５がシールドルーム４３の壁（側
壁や底壁４５）と近い距離にあるほど、内シールド壁３
５に向かう漏れ磁束Ｍ３は多くなる。

【００４０】そして、内シールド壁３５に向かった漏れ
磁束Ｍ３は、内シールド壁３５に浸透して同壁内に入り
込む（壁に浸透した磁束を符号Ｍ４で表し、入り込んだ
磁束を符号Ｍ５で表す）。この入り込んだ漏れ磁束Ｍ５
が、内シールド壁３５内に設置された露光光学系やウェ
ハ上の磁場に影響を与える。なお、磁束の強度は、外部
から内シールド壁内に入り込むにしたがって弱くなる。

【００４１】一方、図１（Ｂ）に示す本発明の磁気シー
ルドルームでは、シールドルーム４３の底壁４５に、図
３に示すように、開口４７と、開口４７で隔てられた装
置設置部５１と周辺部５３とをつなぐ磁気通路５５が形
成されている。開口４７は、上述のようにＣ字状で、図
１（Ｂ）に示す断面においては、装置設置部５１の両側
に位置している。なお、図１（Ｂ）において、磁気通路
の位置・形状は、図２、図３のものと異なるが、この図
を用いて磁気通路の作用のみを説明し、磁気通路の位置
については後述する。外乱磁界Ｍ１は、図１（Ａ）と同
様に、シールドルーム４３の壁に浸透して同ルーム内に
漏れ磁束として入り込むとともに、開口４７からもシー
ルドルーム４３内に入り込む（壁に浸透した磁束を符号
Ｍ２、壁から入り込んだ漏れ磁束を符号Ｍ３、開口４７
から入り込んだ磁束を符号Ｍ６で表す）。開口４７から
入り込んだ磁束Ｍ６の強度は、漏れ磁束Ｍ３の強度より
大きい。開口４７は、上述のように、内シールド壁３５
の底壁４１をシールドルーム４３の底壁４５に投影した
影領域より一周り大きい位置に形成されているため、開
口４７から入り込んだ磁束Ｍ６は、内シールド壁３５の
底壁４１に対して直角に向かいにくくなっている。した
がって、磁束Ｍ６は、一部は内シールド壁３５に向う
が、多くの部分は周囲のシールドルーム４３の壁に弧を
描くように向かう。

【００４２】なお、磁束Ｍ６において、シールドルーム
底壁４５の中心寄りの開口４７Ｃからシールドルーム底
壁４５に向かう磁束Ｍ６ａの大きさが、シールドルーム
底壁４５の端部寄りの開口４７Ｅからシールドルーム底
壁４５に向かう磁束Ｍ６ｂの大きさより大きいのは、以
下の理由による。上述のように、磁束は、距離が同じ場
合、透磁率の高いところに向かいやすく、同部と磁気回
路を形成しやすいという性質をもつ。このため、端部寄
りの開口４７Ｅから入り込んだ磁束は、内シールド壁３
５に近い部分では、内シールド壁３５の方向に向かい、
シールドルーム４３の側壁に近い部分では側壁により向
かいやすくなる。これにより、開口４７Ｅから入り込ん
だ磁束Ｍ６の内、シールドルーム４３の底壁４５（装置
設置部５１）に向かう磁束Ｍ６ｂが少なくなる。

【００４３】ここで、中心寄りの開口４７Ｃから入り込
みシールドルーム４３の底壁４５に弧を描くように向か
う磁束Ｍ６ａと、装置設置部５１の壁を貫通した漏れ磁
束Ｍ３を合成した磁束の方向は、図の上方向（Ｚ方向）
成分が打ち消されるため、図の横方向（Ｘ方向）成分の
みとなる。このＸ方向成分は、内シールド壁３５の底壁
４１とほぼ平行な方向であるため、漏れ磁束Ｍ３が内シ
ールド壁３５の壁に向かいにくくなる（符号Ｍ３ａ）。
一方、端部寄りの開口４７Ｅから入り込みシールドルー
ムの側壁４５に弧を描くように向かう磁束Ｍ６ｂの方向
は、装置設置部５１の漏れ磁束Ｍ３の方向とほぼ逆方向
であるため、漏れ磁束Ｍ３は、磁束Ｍ６ｂで打ち消さ
れ、強度が弱くなる。このように、開口４７から入り込
んでシールドルーム４３の底壁４５（装置設置部５１）
に弧を描いて向かう磁束Ｍ６ａ、Ｍ６ｂによって、内シ
ールド壁３５に向かう漏れ磁束Ｍ３の強さを弱めたり、
この磁束Ｍ３の方向を変えることができる。したがっ
て、内シールド壁３５に浸透する磁束Ｍ４が少なくな
り、同壁内へ入り込む漏れ磁束Ｍ５を少なくすることが
できる。このように、開口４７が装置設置部５１の両側
に形成されていることにより、装置設置部５１で漏れ磁
束を打ち消しあうため、内シールド壁３５に到達する磁
束を減らすことができる。

【００４４】次に、磁気通路５５の作用について説明す
る。装置設置部５１が開口４７で磁気的に絶縁されてい
る場合、同部５１の壁に浸透した磁束（Ｍ２）は、空間
を磁気回路とするため漏れ磁束Ｍ３となる。さらに、装
置設置部５１が磁気飽和してしまうと漏れ磁束Ｍ３は増
加し続けてしまい、開口４７から入り込んでシールドル
ーム４３の壁に向かう磁束Ｍ６ａ、Ｍ６ｂによる打ち消
し作用が抗力をなさなくなる。そこで、装置設置部５１
と周辺部５３とを磁気的に結合する磁気通路５５を設け
ることにより、装置設置部５１の壁に浸透した磁束Ｍ２
を磁気通路５５を介して周辺部５３の壁に移動させるこ
とで漏れ磁束を減らすとともに（符号Ｍ２ａ）、装置設
置部５１の磁束飽和を緩和することができる。なお、磁
気通路５５は磁気容量（磁束を通せる量）を十分にする
ことによって、磁性体の磁気回路の形成だけでなく、装
置周辺部５１及び周辺部５３の磁気飽和を緩和させるこ
ともできる。

【００４５】なお、磁気通路５５は、この例では図３に
示すように、矢印で示す外乱磁界の方向と直交する方向
（Ｙ方向）に、開口４７の一辺（この例では図の上側）
に形成されている。磁気通路５５を外乱磁界方向と直交
する方向に設けることによって、開口４７の、外乱磁界
方向に沿った長さ（開口工程）が短くなる。このため、
開口４７から入った磁束Ｍ６の内、漏れ磁束Ｍ３を打ち
消す方向に曲がる成分（Ｍ６ａ、Ｍ６ｂ）が増え、打消
し効果が高まる。開口工程が長いと、曲げられない成分
が増えて、シールドルーム内に直接影響を及ぼす。

【００４６】この磁気シールドルームにおける磁界の強
さを、実際に作製したシールドルームと、同シールドル
ーム内に配置した模擬露光装置を用いて測定した。作製
したシールドルームはパーマロイ製で、底面３．５ｍ×
２．５ｍ、高さ２．５ｍ、壁の厚さ１ｍｍである。開口
は正方形状で、外径９００ｍｍ×９００ｍｍ、内径６０
０ｍｍ×６００ｍｍである。磁気通路はパーマロイ製
で、幅は１５０ｍｍで、外乱磁界方向と直交する方向の
１ヶ所に設けた。露光装置は、実際の荷電粒子線露光装
置の１／５の大きさで、シールドルーム底壁から５００
ｍｍの位置に設置した。

【００４７】内部に装置を入れない場合、シールドルー
ムの底壁から高さ方向に１５０ｍｍの位置ではシールド
率が開口のない場合と比べて１／１０であり、２００ｍ
ｍの位置では開口がない場合の２割減、５００ｍｍの位
置では同等となり、１０００ｍｍ以上の場合には最大２
割増となった。また、内部に装置を入れた場合も、開口
を形成しないシールドルームと同等のシールド率を得る
ことができた。

【００４８】なお、このシールドルームにおいては、露
光装置が設置されているウェハチャンバ３３に設置脚５
７が設けられている。設置脚５７はシールドルーム底壁
４５の開口４７の任意の位置から同ルーム外に延びて、
露光装置自体を床面に支えている。このため、シールド
ルーム４３の底壁４５には露光装置からの負荷がかから
ない。そのため、シールドルーム４３の材料であるパー
マロイ等のシールド材は、応力を受けると磁気特性が損
なわれる性質を有するため磁気焼鈍を行う必要がある
が、本実施例ではこのような処理を行う必要はない。ま
た、開口を設けることができた分だけシールド材が要ら
なくなり、シールド材を少なくすることができる。この
ため、低コストで、大型化することなく、従来と同体積
の同等のシールド率を維持しつつ必要な開口が形成され
たシールドルームを提供できる。

【００４９】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る
磁気シールドルームの底面図である。この例の磁気シー
ルドルームの底壁４５には、磁気通路５５が、外乱磁界
（矢印で示す）の方向と直交する方向の２ヶ所に設けら
れている。各磁気通路５５の幅は１５０ｍｍである。

【００５０】このように磁気通路５５を２ヶ所設けるこ
とによって、装置設置部５１の飽和磁束の緩和をより効
率的に行うことができ、高いシールド効果が得られる。
上述の試験例と同じ条件でシールド率を測定した結果、
シールド率は、シールドルームの底壁から２００ｍｍの
位置で、開口を設けない場合の１割減となった。

【００５１】図６は、本発明の第３の実施の形態に係る
磁気シールドルームを説明する底面図である。図７は、
図６の磁気シールドルームの磁気シールド作用を模式的
に説明する図であり、図７（Ａ）はＢ−Ｂ断面、図７
（Ｂ）はＣ−Ｃ断面である。図６に示すように、この例
の磁気シールドルームの底壁４５には、磁気通路５５
が、外乱磁界（矢印で示す）と平行な方向で、開口４７
のシールドルーム中心寄りに１ヶ所設けられている。磁
気通路５５の幅は１５０ｍｍである。

【００５２】磁気シールドルームでは上述のように中央
部で外乱磁界の磁束密度が高く、端部では低いため、装
置設置部５１はシールドルーム底壁の端部側に配置さ
れ、開口４７もシールドルーム底壁４５の端部側に設け
られている。磁気通路５５を底壁４５の中心側に設けた
場合、磁気通路５５の付近が最も磁束密度が高い部分と
なる。図７（Ｂ）に示すように、シールドルームの開口
４７が存在する部分（図６のＣ断面）では、磁束はシー
ルドルーム４３の底壁４５に浸透して同ルーム内に入り
込んだ漏れ磁束（Ｍ３）と、開口４７からシールドルー
ム４３内に入り込む磁束Ｍ６が存在する。開口４７から
入り込んだ磁束Ｍ６の一部は、平面的にはシールドルー
ム４３の底壁４５に弧を描くように向かう（磁束Ｍ６
ａ、Ｍ６ｂ）とともに、磁気通路５５にも弧を描くよう
に向かう（図示されず、紙面に対して直角方向）。

【００５３】図７（Ａ）に示すように、シールドルーム
内の磁気通路５５が存在する部分では、外部磁束Ｍ１は
シールドルーム４３の底壁４５と同様に磁気通路５５に
も浸透し、同ルーム内に入り込んで漏れ磁束Ｍ３とな
る。しかし、この漏れ磁束Ｍ３は、上述のように、磁気
通路５５の両側（図６の上下）の開口４７から入り込ん
だ磁束Ｍ６の一部によって、図７の上方向（Ｙ方向）成
分が打ち消され、磁束強度が低減する。また、図１の実
施例と同様に、磁気通路５５は、装置設置部５１と周辺
部５５との磁束の通路となり、装置設置部５１の磁束の
飽和を緩和する作用も有する。なお、図７において、中
央部の矢印Ｍ６ｃは、開口４７内の磁気通路５５以外の
部分から底壁４５に向かう磁束であり、図７（Ｂ）に示
す磁束Ｍ６ａが磁気通路５５断面部方向に曲がってきた
ものを示す。

【００５４】このように、磁束密度が最も高い中央部に
磁気通路５５を設けても、中心部での高い磁束密度の影
響を抑制することができる。上述の試験例と同じ条件で
シールド率を測定した結果、シールド率は、シールドル
ームの底壁から２００ｍｍの位置で、開口を設けない場
合の４割減となった。

【００５５】図８は、本発明の第４の実施の形態に係る
磁気シールドルームの底面を示す図である。この例の磁
気シールドルームの底壁には、磁気通路５５を、外乱磁
界（矢印で示す）と平行な方向に２ヶ所設けてられてい
る。そして、磁気シールドルームの底壁４５の中心寄り
の磁気通路５５−１の幅が、端部側の磁気通路５５−２
の幅より広い。中心側の磁気通路５５−１の幅は３００
ｍｍ、端部側の磁気通路５５−２の幅は１５０ｍｍであ
る。このような幅の設定により、中心側の磁気通路５５
−１の磁気容量が、端部側の磁気通路５５−２より大き
くなる。なお、幅を同じとして、中心側の磁気通路５５
−１を、飽和しない範囲内の透磁率の高い材料で作製し
てもよい。

【００５６】磁気通路５５を、外乱磁界と平行な方向に
２ヶ所設けることは、磁気シールドルームの底壁４５の
磁束密度が高い中心部から、低い端部への、磁気通路５
５−１、装置設置部５１、磁気通路５５−２を介する磁
気通路を形成することになる。そして、底壁４５の中央
部付近や装置設置部５５の磁束が端部に達し、端部での
漏れ磁束が大きくなることとなる。しかし、本実施の形
態のように中心部側の磁気通路の磁気容量を大きくし、
端部側で小さくすると、装置設置部５１の磁束は端部側
へ向かいにくくなる。

【００５７】上述の試験例と同じ条件でシールド率を測
定した結果、シールド率は、シールドルームの底壁から
２００ｍｍの位置で、開口を設けない場合の２割減とな
った。

【００５８】図９は、本発明の第５の実施の形態に係る
磁気シールドルームの底面図である。図１０は、本発明
の第６の実施の形態に係る磁気シールドルームの底面図
である。図９の磁気シールドルームの底壁４５は、磁気
通路５５が４方向に設けられている。図９（Ａ）に示す
磁気シールドルームの底壁４５には、縦横方向の４ヶ所
に磁気通路５５−１〜４が設けられ、図９（Ｂ）に示す
磁気シールドルームの底壁には、斜め方向の４ヶ所に磁
気通路５５が設けられている。各磁気通路５５は同じ寸
法（幅１５０ｍｍ）で同じ磁気容量をもつ。

【００５９】このように４ヶ所に磁気通路５５を設けて
おくことにより、外乱磁界の方向が不定である場合に適
用できる。外乱磁界の方向が一定で、その方向が判定す
ると、シールドルーム底壁の、外乱磁界の方向に沿った
端部側の磁気通路５５を撤去する。例えば、図９（Ａ）
の磁気シールドルームにおいて、外乱磁界の方向がＸ方
向であった場合、Ｘ方向に沿った端部側の磁気通路５５
−３を撤去する（図１０参照）。

【００６０】図１０に示す磁気シールドルームにおい
て、上述の試験例と同じ条件でシールド率を測定した結
果、シールド率は、シールドルームの底壁から２００ｍ
ｍの位置で、開口を設けない場合の０．５割減となっ
た。したがって、本実施の形態に係る磁気シールドルー
ムにおいては、図１０に示す磁気シールドルームが最も
シールド率が高く、開口を設けない場合とほぼ同等の効
果を得ることができる。

【００６１】なお、図５、図８、図９、図１０に示す実
施の形態に示すように、開口４７の数を複数とする場合
も、開口を装置設置部に対して対向するように位置させ
る。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、シールドルームの底壁近傍に磁気シールドを
必要とする装置を設置しても、底壁からの漏れ磁束を低
減できるため、装置を大型化せず、十分なシールド効果
を得られる磁気シールドルーム及び磁気シールド方法を
提供することができる。また、開口を設けたことにより
使用するシールド材の量を低減でき、開口の位置を考慮
することによりシールド材の継ぎ目の設計や処理工程を
減らすことができる。したがって、比較的小型で、十分
な磁気シールドが施されて外乱磁界の影響を受けにくい
高精度の露光装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気シールド
ルームの作用を模式的に説明する図であり、図１（Ａ）
は開口を有しないシールドルーム内の磁界の状態を示す
図であり、図１（Ｂ）は本発明の磁気シールドルーム内
の磁界の状態を模式的に示す図である。

【図２】図１の磁気シールドルームと、同ルーム内に設
置された露光装置を模式的に示す図であり、図２（Ａ）
はルーム全体の斜視図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−
Ｂ面の断面図である。

【図３】図１の磁気シールドルームの底面図である。

【図４】電子線露光装置の構成と結像関係の一例を模式
的に示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る磁気シールド
ルームの底面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る磁気シールド
ルームを説明する底面図である。

【図７】図６の磁気シールドルームの磁気シールド作用
を模式的に説明する図であり、図７（Ａ）はＢ−Ｂ断
面、図７（Ｂ）はＣ−Ｃ断面である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る磁気シールド
ルームの底面を示す図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態に係る磁気シールド
ルームの底面図である。

【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る磁気シール
ドルームの底面図である。

【図１１】露光光装置の従来の磁気シールド方法の一例
を模式的に説明する図である。

【図１２】一般的なアクティブキャンセラの作用を模式
的に説明する図である。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２４ ウェハステ
ージ ３１ 光学鏡筒 ３３ ウェハチ
ャンバ ３５ 内シールド壁（装置設置空間） ３７ 真空配管 ３９ 開口 ４０ スキマ ４１ 底壁 ４３ 磁気シー
ルドルーム ４５ 底壁 ４７ 開口 ４９ 領域 ５１ 装置設置
部 ５３ 周辺部 ５５ 磁気通路 ５７ 設置脚 １００ 露光装置

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外乱磁界を遮蔽した装置設置空間を内部
   に有する磁気シールドルームであって、 該ルームの装置設置部と、該部分以外の部分（周辺部）
   との間に、前記装置設置部への漏れ磁界を低減するため
   の磁気通路を確保しつつ、前記装置設置部の周りの前記
   隔壁にリング形状の開口が形成されていることを特徴と
   する磁気シールドルーム。
2. 【請求項２】 外乱磁界を遮蔽した装置設置空間を内部
   に有する磁気シールドルームであって、 該ルーム隔壁（床、天井含む）に対する前記装置設置空
   間の投影部分（装置設置部）と、該部分以外の隔壁部分
   （周辺部）との間に、前記装置設置空間への漏れ磁界を
   低減するための磁気通路を確保しつつ、前記装置設置部
   の周りの前記隔壁に開口が形成されていることを特徴と
   する磁気シールドルーム。
3. 【請求項３】 前記開口は、前記装置設置部に対して対
   向するように設けられていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の磁気シールドルーム。
4. 【請求項４】 前記外乱磁界の方向と交差する方向に前
   記磁気通路が設けられていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の磁気シールドルーム。
5. 【請求項５】 前記装置設置空間が、前記磁気シールド
   ルーム内において、ある偏った方向に寄せて設けられて
   おり、 前記外乱磁界の方向に沿って、前記装置設置部の前記ル
   ーム中心寄りの側の部分に前記磁気通路が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気シールド
   ルーム。
6. 【請求項６】 前記装置設置空間が、前記磁気シールド
   ルーム内において、ある偏った方向に寄せて設けられて
   おり、 前記外乱磁界の方向に沿って、前記装置設置部の前記ル
   ーム中心寄りの側の部分に比較的容量の大きい磁気通路
   が設けられており、前記装置設置部の前記ルームの端寄
   りの側に比較的容量の小さい磁気通路が設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気シールドル
   ーム。
7. 【請求項７】 前記装置設置部の周り四方向に前記磁気
   通路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２
   記載の磁気シールドルーム。
8. 【請求項８】 前記装置設置空間が、前記磁気シールド
   ルーム内において、ある偏った方向に寄せて設けられて
   おり、 前記外乱磁界の方向に沿って、前記装置設置部の前記ル
   ーム中心寄りの側の部分、及び、前記装置設置部の周り
   の前記外乱磁界の方向と交差する二方向に前記磁気通路
   が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載
   の磁気シールドルーム。
9. 【請求項９】 装置設置空間を磁気シールドする方法で
   あって、 該装置設置空間を内部に有する磁気シールドルームの隔
   壁（床、天井含む）に対する前記装置設置空間の投影部
   分（装置設置部）の周りに開口を形成し、 前記装置設置部の周り四方向に、前記装置設置部と、該
   部以外の隔壁部分（周辺部）とをつなぐ磁気通路を設
   け、 前記外乱磁界の方向を判定して、前記磁気通路の一つを
   撤去することを特徴とする磁気シールド方法。
10. 【請求項１０】 感応基板上に荷電粒子線を選択的に照
    射してデバイスパターンを形成する露光装置であって、 該露光装置の周囲に請求項１〜８いずれか１項記載の磁
    気シールドルームが設けられていることを特徴とする露
    光装置。