JP2004039768A - Exhaust apparatus and aligner - Google Patents
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Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線露光装置やCVD等の真空チャンバー内で用いる気体を排気する排気装置に関する。特には、真空チャンバー内の真空度を改善できる等の利点を有する排気装置等に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開2001−196290号公報に開示された露光装置を例に採って、従来の技術を説明する。
図4は、特開2001−196290号公報に開示された露光装置の概要を示す図である。なお、この図においては、チャンバー101やチャック109、ウェハ111等は模式的な断面図として示してあり、図の下部における伝熱ガスの給気系及び排気系については配管系統図として示してある。
【0003】
この荷電粒子線露光装置は、ウェハチャンバー(真空室)101や光学鏡筒115を備える。
ウェハチャンバー101内には、ステージ107やチャック109等が納められている。
光学鏡筒115内には、荷電粒子線源(電子銃114等)を含む荷電粒子線光学系113が配置されている。荷電粒子線源114から放出された荷電粒子線束CPBは光学系113を通って収束・偏向され、ウェハ(感応基板)111の被処理面(上面)に結像する。
【0004】
チャンバー101の図の右下方には、真空ポンプを含むチャンバー排気装置105が連結されている。同装置105で、チャンバー101の内部を減圧排気する。図の右上方には、チャンバー真空ゲージ103が取り付けられている。チャンバー101の内部は所定の真空度(例えば1.3×10−3Pa(10−5Torr))に保たれる。
【0005】
チャンバー101内に配置されているステージ107は、チャック109を搭載しており、チャンバー101内を移動する。ステージ107の上面に載置されているチャック109の吸着面(上面)には、紙面下側に向けて掘り込まれた溝(隙間)127が形成されている。このウェハ111とチャック109の隙間127には、伝熱ガスとしてのHeガスが充填される。このガスを介してウェハ111からチャック109に熱を逃すことにより、ウェハ111の熱膨張を抑制できる。チャック109内には、電極(図示されず)が埋設されており、この電極に電圧を印加することにより、チャック109とウェハ111間に静電力が生じて、ウェハ111の被吸着面(下面)がチャック109の上面に吸着する。
【0006】
続いて、伝熱ガスの給気系について説明する。
チャック109の中央には、ガス導入孔117が設けられている。ガス導入孔117はチャック109及びステージ107を貫通して、ステージ107の下面にまで到達している。このガス導入孔117のステージ107の出側にはガス導入弁119が取り付けられている。このガス導入弁119はステージ107の構造物に直接取り付けられている。ガス導入弁119の先(図の下)には、ガス導入管121が接続されている。同ガス導入管121にはガス導入管ゲージ(センサ)123が取り付けられている。
【0007】
ガス導入管121の上流側には、三方弁125を介してガス流量コントローラ131が接続されている。このガス流量コントローラ131の上流には、ガス供給源(ガスボンベ)132が接続されている。同ボンベ132には、Heガスが貯蔵されている。伝熱ガスをチャック109に供給する際には、ガス導入管ゲージ123の圧力が所望の値となるようにガス流量コントローラ131を制御する。チャック109とウェハ111の隙間127内の圧力目標値は、例えば1.3kPa(10Torr)である。なお、この目標値は、チャック109とウェハ111の間の静電力とのバランスを考慮して決定される。三方弁125の別の口には、排気用ポンプ129が接続されている。ガス排気時には、三方弁125を排気ポンプ129側に切り替えて(ガス流量コントローラ131側は閉)、ガス導入管121からも排気することができる。
【0008】
次に、伝熱ガスの排気系について説明する。
チャック109の左右の隅には、ガス排気孔133が設けられている。ガス排気孔133はチャック109内で一本に合流した後、ステージ107を貫通して、ステージ107の下面にまで到達している。このガス排気孔133の下流側にガス排気弁135が取り付けられている。このガス排気弁135はステージ107の構造物に直接取り付けられている。ガス排気弁135の先(図の下)には、ガス排出管137が接続されている。同ガス排出管137にはガス排出管ゲージ139が取り付けられている。さらに、排出管137の下流側の端には、排気用ポンプ141が接続されている。
【0009】
次に、前述の静電チャック109におけるガス給気系・排気系の作用を説明する。
まず、チャック109上にウェハ111がないときは、ガス導入弁119及びガス排気弁135のいずれも閉じておく。処理するウェハ111がチャック109上に置かれると図示せぬ電極に通電して、ウェハ111を吸着する。
【0010】
次いで、ガスボンベ132からガス流量コントローラ131、三方弁125、ガス導入管121、ガス導入弁119、ガス導入孔117を通して、隙間127にガスを充填する。このとき、ガス導入管ゲージ123で、隙間127内のガス圧をモニターしながら、ガス流量コントローラ131のガス流量を制御する。なお、排気用ポンプ129側は、三方弁125で遮断しておく。
露光開始後は、ガスの漏れ分をガス導入管121から継続的に隙間127に供給する。排気弁135は、露光中常に閉じておく。排気ポンプ141は常に運転しておく。このとき、ガス排出管137内は、1.3×10−1Pa(10−3Torr)程度以上の真空に引いておく。
【0011】
露光が終了して、ウェハ111を交換する際は、次のようにする。
まず、ガス導入弁119を閉じるとともに、三方弁125のガス流量コントローラ131側を閉じ、排気用ポンプ129側を開とする。そして、排気用ポンプ129を運転する。排気側については、ガス排気弁135を開けると、ガス排出管137内の真空バッファの作用によって、ウェハ111とチャック109の隙間127に充填されたHeガスが急速に排気される。さらに、ガス導入管121の圧力が十分に下がったことをガス導入管ゲージ123によって確認できたら、ガス導入弁119も開けてガス導入管121からも排気する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前述の荷電粒子線露光装置は、真空チャンバー101内で使用した気体の排気構造について、以下に列挙するような課題がある。
(1)構造上、排気用ポンプ129、141をチャンバー101の外部に取り付けているため、これらポンプ129、141に繋がるガス導入管121及びガス排出管137が長くなる。そして、これら長い管121、137をチャンバー101内に引き回さなければならない。
(2)長い管121、137を経由して排気するので、排気抵抗が高くなって排気に時間がかかる。
(3)チャンバー101内に引き回された管121、137からのアウトガスによって、チャンバー101内の真空度が悪化するおそれがある。
【0013】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、真空チャンバー内で使用される気体を短時間に排気することができる、あるいは、真空チャンバー内の真空度の悪化を抑制できる等の利点を有する排気装置と、それを有する露光装置と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】
上記の課題を解決するため、本発明の排気装置は、気体軸受けガイド(エアガイド)を内部に備える真空チャンバーの気体を排気する装置であって、 前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする。
【0015】
つまり、チャンバー内のエアガイド以外の用途で使用する機器の排気を、エアガイドの排気系統に統合する。そして、太く短い距離の排気経路を用いて排気することにより、チャンバー内で使用される気体を短時間に排気することができる。また、多数の排気用チューブを真空チャンバー内に引き回すこともなくなるので、チューブからのアウトガスによりチャンバー内の真空度が悪化することも抑制できる。
【0016】
本発明の排気装置においては、前記他の機器と前記エアガイド排気系統との間に真空バルブが配置されているものとすることができる。
前記他の機器からの排気を行うときには、該真空バルブを開ければ、バルブまでの配管は予め真空引きされているので排気時間を短縮できる。また、エアガイドからの排気量が多いときには、エアガイドからの気体の逆流を防止できる。
【0017】
本発明の露光装置は、真空中でエネルギ線を感応基板上に選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、 真空チャンバーと、 該真空チャンバー内に配置された、前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするための、気体軸受けガイド(エアガイド)を有するステージ装置と、 前記真空チャンバー内で用いる気体を排気する排気装置と、を備え、 該排気装置が、前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする。
【0018】
本発明の露光装置においては、前記他の機器が、ウェハ固定用静電チャックのウェハ温度調整機構であるものとすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
図1には、ウェハチャンバー30の内部が示されている。このウェハチャンバー30の上部には、この図では図示されていないが、図4に示す荷電粒子線光学系が配置されている。同チャンバー30内は、通常、真空排気されている。チャンバー30底部には、サポート31が立設されている。サポート31には、エアガイド32のガイドバー33が架設されている。
【0020】
このガイドバー33には、スライダ35が非接触式に組み付けられている。スライダ35は、ガイドバー33にガイドされつつスライド移動可能である。これらサポート31やガイドバー33、スライダ35で、ウェハステージ24(図4の符号107も参照)が構成される。スライダ35上面には、静電チャック37が搭載されている。この静電チャック37でスライダ35上のウェハ23が吸着保持される。
【0021】
ガイドバー33内には、気体(エア)の供給管41及び排出管43(エアガイド用配管)が設けられている。
エアガイド用供給管41の端部42(図1の右端)は、図示せぬ空圧源に繋がっている。同供給管41は、ガイドバー33内を横方向に延びる本管41aと、この本管41aから分かれてエアガイド上面に延びる複数の分枝管41bからなる。
エアガイド用排出管43の端部44(図1の右端)は、チャンバー30外部の排気管(図示されず)に繋がっている。同排出管43は、ガイドバー33内を横方向に延びる本管43aと、この本管43aから分かれてエアガイド上面に延びる複数の分枝管43bからなる。
【0022】
エア源から送られたエアは、エアガイド用供給管41の本管41aを通過し、分枝管41bからガイドバー上面に到る。このエア圧によって、スライダ35がガイドバー33に非接触式に保持される。ガイドバー33から出たエアは、エアガイド用排出管43の分枝管43bから吸引され、本管43aを通ってチャンバー30外に排気される。
【0023】
図1において、エアガイド32上の静電チャック37には、ウェハ23の冷却機構50が設けられている。この冷却機構50は、静電チャック37上面側に設けられた溝55と、この溝55に接続された気体(ガス)の供給管51及び排出管53(チャック用配管)を有する。なお、冷却機構50で用いる気体は、HeやAr、N2等である。
【0024】
チャック用供給管51の端部52(図1の右端)は、図示せぬガス供給源に繋がっている。一方、チャック用排出管53の端部54は、前述したエアガイド用排出管43の本管43aの端部に接続されている。チャック用排出管53のチャック出側部には、非金属製(一例樹脂製)の真空バルブ57が組み込まれている。この真空バルブ57は、圧空や圧電アクチュエータ、ステージ等の可動部の動力を用いて開閉作動させることができる。
【0025】
このようなエアの供給・排出系統によれば、静電チャック37のウェハ冷却機構50のチャック用排出管53が、ガイドバー33のエアガイド用排気管43に統合されているので、太く短い距離の排気経路として構成できる。そして、このようなチャック用排出管53を用いて排気することにより、短時間に排気することができる。また、多数の排気用チューブをチャンバー30内に引き回すこともなくなるので、チューブからのアウトガスによりチャンバー30内の真空度が悪化することも抑制できる。
【0026】
さらに、ウェハ冷却機構50からの排気を行うときには、チャック用排出管53に組み込まれた真空バルブ57を開ければ、このバルブ57までの管部は予め真空引きされているため排気時間を短縮できる。また、ガイドバー33からの排気量が多いときには、ガイドバー33からの気体の逆流を防止できる効果もある。
【0027】
以下、本発明の変形例について説明する。
図2は、本発明の第2実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
図3は、本発明の第3実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【0028】
図2の例では、図1で述べたウェハ冷却機構50と異なり、供給側の配管51と排出側の配管53が静電チャック37に入る前で一体に統合されている。これら配管51、53のそれぞれに樹脂製等の真空バルブ59、57が組み込まれている。この場合、給気側のバルブ59を開けると、供給管51から送られたガスが静電チャック37に供給される。一方、排気側のバルブ57を開けると、静電チャック37内のガスは、排出管53・ガイドバー33のエアガイド用排気管43を経てチャンバー30外に排気される。このような配管構成は、静電チャック37内部の管路が簡単になる利点がある。
【0029】
図3の例では、図2で述べたウェハ冷却機構50と同様に、供給側の配管51と排出側の配管53が静電チャック37に入る前で一体に統合されている。しかし、図2の例において供給管51と排出管53にそれぞれ組み込まれていた真空バルブ59、57がなく、図3の例では両管51、53の分岐部に三方弁58が組み込まれている。この三方弁58の樹脂等の非金属製である。このような配管構成は、図2に比べてバルブ構成がさらに簡単になる利点がある。
【0030】
【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、真空チャンバー内で使用される気体を短時間に排気することができる、あるいは、真空チャンバー内の真空度の悪化を抑制できる等の利点を有する排気装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【図3】本発明の第3実施例に係る露光装置のウェハステージ周辺、及び、同ステージの給気系・排気系の構成を示す断面図である。
【図4】特開2001−196290号公報に開示された露光装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
23 ウェハ
30 ウェハチャンバー 31 サポート
32 エアガイド 33 ガイドバー
35 スライダ 37 静電チャック
41 エアガイド用供給管
41a 本管 41b 分枝管
43 エアガイド用排出管
43a 本管 43b 分枝管
50 冷却機構
51 チャック用供給管 53 チャック用排出管
55 溝 57、59 真空バルブ
58 三方弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust device that exhausts a gas used in a vacuum chamber such as an electron beam exposure apparatus or a CVD. In particular, the present invention relates to an exhaust device and the like having an advantage that the degree of vacuum in a vacuum chamber can be improved.
[0002]
[Prior art]
A conventional technique will be described using an exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-196290 as an example.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-196290. In this figure, the
[0003]
This charged particle beam exposure apparatus includes a wafer chamber (vacuum chamber) 101 and an
A
A charged particle beam
[0004]
A
[0005]
The
[0006]
Subsequently, a heat transfer gas supply system will be described.
A
[0007]
A
[0008]
Next, the heat transfer gas exhaust system will be described.
[0009]
Next, the operation of the gas supply system and the exhaust system in the
First, when there is no
[0010]
Next, the gas is filled into the
After the start of the exposure, the leaked gas is continuously supplied from the
[0011]
When exchanging the
First, the
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described charged particle beam exposure apparatus has the following problems regarding the gas exhaust structure used in the
(1) Since the exhaust pumps 129 and 141 are structurally attached to the outside of the
(2) Since the air is exhausted through the
(3) The degree of vacuum in the
[0013]
The present invention has been made to solve such a problem, and can exhaust gas used in a vacuum chamber in a short time, or can suppress deterioration of the degree of vacuum in the vacuum chamber. It is an object of the present invention to provide an exhaust device having the advantages described above and an exposure apparatus having the exhaust device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an exhaust device of the present invention is a device for exhausting gas in a vacuum chamber provided with a gas bearing guide (air guide) therein, and uses gas used in other devices other than the air guide. The air is discharged out of the chamber through an exhaust system of the air guide.
[0015]
In other words, the exhaust of equipment used for purposes other than the air guide in the chamber is integrated into the exhaust system of the air guide. By exhausting using a thick and short exhaust path, the gas used in the chamber can be exhausted in a short time. In addition, since a large number of exhaust tubes are not routed into the vacuum chamber, deterioration of the degree of vacuum in the chamber due to outgas from the tubes can be suppressed.
[0016]
In the exhaust device of the present invention, a vacuum valve may be provided between the other device and the air guide exhaust system.
When evacuating from the other device, opening the vacuum valve can shorten the evacuation time because the piping to the valve is evacuated in advance. When the amount of exhaust from the air guide is large, backflow of gas from the air guide can be prevented.
[0017]
An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus that selectively irradiates an energy beam on a sensitive substrate in a vacuum to form a pattern, comprising: a vacuum chamber; and the sensitive substrate or the pattern disposed in the vacuum chamber. A stage device having a gas bearing guide (air guide) for moving and positioning the original; and an exhaust device for exhausting gas used in the vacuum chamber, wherein the exhaust device is other than the air guide. The gas used in the device is discharged out of the chamber through an exhaust system of the air guide.
[0018]
In the exposure apparatus of the present invention, the other device may be a wafer temperature adjusting mechanism of the electrostatic chuck for fixing a wafer.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing the periphery of a wafer stage of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention, and the configuration of an air supply system and an exhaust system of the stage.
FIG. 1 shows the inside of the
[0020]
A
[0021]
Inside the
An end 42 (the right end in FIG. 1) of the air
An end 44 (the right end in FIG. 1) of the air
[0022]
The air sent from the air source passes through the
[0023]
In FIG. 1, a
[0024]
An end 52 (right end in FIG. 1) of the
[0025]
According to such an air supply / discharge system, since the
[0026]
Further, when exhausting from the
[0027]
Hereinafter, modified examples of the present invention will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the periphery of a wafer stage of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention and the configuration of an air supply system and an exhaust system of the stage.
FIG. 3 is a sectional view showing the periphery of a wafer stage of an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention, and the configuration of an air supply system and an exhaust system of the stage.
[0028]
In the example of FIG. 2, unlike the
[0029]
In the example of FIG. 3, similarly to the
[0030]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the gas used in the vacuum chamber can be evacuated in a short time, or the advantage that the deterioration of the degree of vacuum in the vacuum chamber can be suppressed can be suppressed. Exhaust device and the like can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the periphery of a wafer stage of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention and the configuration of an air supply system and an exhaust system of the stage.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the periphery of a wafer stage of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention and the configuration of an air supply system and an exhaust system of the stage.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the periphery of a wafer stage of an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention and the configuration of an air supply system and an exhaust system of the stage.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-196290.
[Explanation of symbols]
23
Claims (4)
前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする排気装置。An apparatus for exhausting gas from a vacuum chamber provided with a gas bearing guide (air guide) inside,
An exhaust device, wherein a gas used in equipment other than the air guide is exhausted out of the chamber through an exhaust system of the air guide.
真空チャンバーと、
該真空チャンバー内に配置された、前記感応基板又はパターン原版を移動・位置決めするための、気体軸受けガイド(エアガイド)を有するステージ装置と、
前記真空チャンバー内で用いる気体を排気する排気装置と、を備え、
該排気装置が、前記エアガイド以外の他の機器で用いる気体を、前記エアガイドの排気系統を通して前記チャンバー外に排出することを特徴とする露光装置。An exposure apparatus for selectively irradiating an energy ray on a sensitive substrate in a vacuum to form a pattern,
A vacuum chamber;
A stage device having a gas bearing guide (air guide) for moving and positioning the sensitive substrate or the pattern master placed in the vacuum chamber;
An exhaust device for exhausting gas used in the vacuum chamber,
An exposure apparatus, wherein the exhaust device discharges a gas used by another device other than the air guide to the outside of the chamber through an exhaust system of the air guide.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002192945A JP2004039768A (en) | 2002-07-02 | 2002-07-02 | Exhaust apparatus and aligner |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=31702033
Family Applications (1)
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2002
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