JP2004214527A - 差圧キャンセルベローズユニット及び露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】真空チャンバ内の移動機器の位置変動を低減できる差圧キャンセルベローズユニット等を提供する。
【解決手段】真空チャンバ３１の孔３１ａ周囲には差圧キャンセルベローズユニット４０が設けられている。同ベローズユニット４０のケーシング４１内には、封止板（連結板）４５が配置されている。ケーシング４１内面と封止板４５間は、３つのベローズ本体４７、４８及び４９で繋がれている。封止板４５において、真空チャンバ側を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２とは等しくなっている。そのため、封止板４５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ３１内外の圧力差に伴う各ベローズ４７、４８、４９の伸縮が低減される。したがって、封止板４５に接続される連結シャフト３５及び移動体３４の位置変動が低減される。
【選択図】 図１
【解決手段】真空チャンバ３１の孔３１ａ周囲には差圧キャンセルベローズユニット４０が設けられている。同ベローズユニット４０のケーシング４１内には、封止板（連結板）４５が配置されている。ケーシング４１内面と封止板４５間は、３つのベローズ本体４７、４８及び４９で繋がれている。封止板４５において、真空チャンバ側を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２とは等しくなっている。そのため、封止板４５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ３１内外の圧力差に伴う各ベローズ４７、４８、４９の伸縮が低減される。したがって、封止板４５に接続される連結シャフト３５及び移動体３４の位置変動が低減される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空チャンバ壁に取り付けられ、真空チャンバと大気とを隔離する差圧キャンセルベローズユニットと、そのようなベローズユニットを備える露光装置に関する。特には、真空チャンバ内外の差圧の変動に起因する真空チャンバ内の移動機器の位置変動を低減できる差圧キャンセルベローズユニット等に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図７を参照しつつ説明する。
図７は、従来の真空チャンバの一構成例を示す図である。
図７に示す真空チャンバは、真空チャンバ１０１を備えている。真空チャンバ１０１の内部は、図示せぬ真空ポンプ等で真空引きされている。真空チャンバ１０１内には、リニアスライダ等の直動装置１０２が配置されている。この直動装置１０２は、固定子１０２ａ上に可動子１０２ｂがスライド可能に組み合わされてなる。直動装置１０２の可動子１０２ｂ上には、ステージ等の移動体１０４が取り付けられている。
【０００３】
移動体１０４の側面には、連結シャフト１０５が取り付けられている。この連結シャフト１０５は、真空チャンバ１０１の孔１０１ａからチャンバ外に延び出ている。連結シャフト１０５の端部には、封止板１０６を介して、アクチュエータ１０３の駆動シャフト１０３ａが接続されている。このアクチュエータ１０３は、チャンバ外の大気中において、ベース１０８に固定されている。アクチュエータ１０３としては、エアシリンダや、ボイスコイルモータ等の電動アクチュエータを用いることができる。
【０００４】
真空チャンバ１０１の外面において、孔１０１ａ周囲には座板１０９が取り付けられている。そして、この座板１０９と前述の封止板１０６との間には、ベローズ１１０が介装されている。このベローズ１１０は、連結シャフト１０５が真空チャンバ１０１から移動可能な状態を保ちつつ、真空チャンバ１０１の孔１０１ａを封止するものである。
【０００５】
前述の通り、アクチュエータ１０３は、真空チャンバ１０１外の大気中に設置される。これは、アクチュエータ１０３から発生するアウトガスにより真空チャンバ１０１内の雰囲気が悪化するのを防止するためや、アクチュエータ１０３から出る電磁波が真空チャンバ１０１内の機器に悪影響を与えないようにするためである。あるいは、真空チャンバ１０１内にアクチュエータを設置するためのスペースが少ないという場合もある。
【０００６】
真空チャンバ１０１の内外部間には、チャンバ外の大気とチャンバ内の真空との差に相当する差圧がかかる。そのため、封止板１０６には、その面積と前記差圧との積に相当する力が、ベローズ１１０が収縮しようとする方向に加わる。この封止板１０６にかかる力が、連結シャフト１０５を介して真空チャンバ１０１内の移動体１０４に伝達されると、移動体１０４の位置変動が生じるおそれがある。また、大気圧変動によってもチャンバ内と大気との差圧は変化するので、この場合も同様に移動体１０４の位置変動が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、真空チャンバ内の移動機器の位置変動を低減できる差圧キャンセルベローズユニットを提供することを目的とする。
また、そのようなベローズユニットを備える露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の差圧キャンセルベローズユニットは、真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、 前記封止板を移動可能に収容する、前記真空チャンバ壁に取り付けられたケーシングと、前記真空チャンバ壁と前記封止板の第１の面との間に掛け渡された第１のベローズと、 前記ケーシングと前記封止板の第２の面（前記第１の面と反対側の面）との間に掛け渡された第２のベローズと、をさらに有し、 前記第１のベローズ内は、前記真空チャンバ内と連通しており、 前記第２のベローズ内は、１０Ｐａ以下の圧力、好ましくは、０．１Ｐａ以下の圧力に減圧されることを特徴とする。
この第１の差圧キャンセルベローズユニットでは、費用はかかるが、例えば第１のベローズと第２のベローズ間のスペースを別の真空ポンプで真空にすることもできる。真空度が０．１Ｐａ以下になると、圧力は１ｋｇ／ｃｍ２から１ｇ／ｃｍ２になり、実際上問題はなくなる。
【０００９】
本発明の第１の差圧キャンセルベローズユニットにおいては、前記封止板に、前記第１のベローズ内と前記第２のベローズ内を連通する開口が設けられており、該開口を通して前記第１のベローズと前記第２のベローズ間のスペースが真空にされるものとすることができる。
また、前記封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで、大気圧の加わる面積が等しいものとすることができる。
【００１０】
本発明の第２の差圧キャンセルベローズユニットは、真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、 前記封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで、大気圧の加わる面積が等しいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第３の差圧キャンセルベローズユニットは、真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、 前記封止板を移動可能に収容する、前記真空チャンバ壁に取り付けられたケーシングと、 前記真空チャンバ壁と前記封止板の第１の面との間に掛け渡された第１のベローズと、 前記ケーシングと前記封止板の第２の面（前記第１の面の反対側の面）との間に掛け渡された第２のベローズと、をさらに有し、 前記両ベローズ内は、前記真空チャンバ内と連通しており、 前記封止板の第１の面の前記第１のベローズに覆われている大気圧の加わる面の面積と、前記封止板の第２の面の前記第２のベローズに覆われている大気圧の加わる面の面積とが等しいことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで大気圧の加わる面積が等しいので、封止板には真空側と大気側とで等しい力が作用する。そのため、真空チャンバ内外の圧力差に伴うベローズ本体の伸縮が抑制される。
【００１３】
本発明の差圧キャンセルベローズユニットにおいては、前記封止板が、前記真空チャンバ外に配置されたアクチュエータと前記真空チャンバ内に配置された被駆動機器とを繋ぐ連結板を兼ねることができる。
また、本発明の差圧キャンセルベローズユニットにおいては、前記封止板が、前記真空チャンバ内に移動可能に配置された移動体と前記真空チャンバ外に配置された駆動反力減衰手段とを繋ぐ連結板を兼ねることができる。
【００１４】
本発明の露光装置は、真空雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、 請求項１〜７いずれか１項記載の差圧キャンセルベローズユニットを備えることを特徴とする。
なお、パターンを転写するエネルギ線が電子線やイオンビーム等の荷電粒子線、あるいはＥＵＶ光（軟Ｘ線）の場合は、真空雰囲気下での露光が想定されている。本発明の露光装置は、露光の方式は限定されず、縮小投影露光及び等倍近接転写、描画式等いずれであってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、電子線露光装置の概要を説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係る電子線露光装置の全体構成例を模式的に示す図である。
図６に示す電子線露光装置１００の上部には、照明光学系１０４を含む真空チャンバ１０１が配置されている。真空チャンバ１０１には真空ポンプ１０２が接続されており、同チャンバ１０１内を真空排気している。
【００１６】
真空チャンバ１０１の上部には、電子銃１０３が配置されており、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１０３の下方には、コンデンサレンズ１０４ａや電子線偏向器１０４ｂ等を含む照明光学系１０４、レチクルＲが配置されている。
【００１７】
電子銃１０３から放射された電子線は、コンデンサレンズ１０４ａによって収束されるとともに偏向器１０４ｂにより図の横方向に順次走査（スキャン）され、光学系１０４の視野内にあるレチクルＲの各小領域（サブフィールド）の照明が行われる。なお、図では一段のコンデンサレンズ１０４ａのみが示されているが、実際の照明光学系には、数段のレンズやビーム成形開口等が設けられている。
【００１８】
レチクルＲは、レチクルステージ１１１の上部に設けられたチャック１１０に静電吸着等により固定されている。レチクルステージ１１１は、定盤１１６に載置されている。
【００１９】
レチクルステージ１１１には、図の左方に示す駆動装置１１２が接続されている。駆動装置１１２及びステージ１１１の構造については後述する。駆動装置１１２は、ドライバ１１４を介して、制御装置１１５に接続されている。また、レチクルステージ１１１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計１１３が設置されている。レーザ干渉計１１３は、制御装置１１５に接続されている。レーザ干渉計１１３で計測されたレチクルステージ１１１の正確な位置情報が制御装置１１５に入力される。レチクルステージ１１１の位置を目標位置とすべく、制御装置１１５からドライバ１１４に指令が送出され、駆動装置１１２が駆動される。
【００２０】
定盤１１６の下方には、ウェハチャンバ（真空チャンバ）１２１が示されている。ウェハチャンバ１２１の側方（図の右側）には、真空ポンプ１２２が接続されており、ウェハチャンバ１２１内を真空排気している。ウェハチャンバ１２１内（又は別途の投影光学系鏡筒内）には、投影レンズ１２４ａや偏向器１２４ｂ等を含む投影光学系１２４、及びウェハステージ１３１が配置されている。
【００２１】
レチクルＲを通過した電子線は、投影レンズ１２４ａにより収束される。投影レンズ１２４ａを通過した電子線は、偏向器１２４ｂにより偏向され、ウェハＷ上の所定の位置にレチクルＲの像が結像される。なお、図中には投影レンズ１２４ａが一段示されているのみであるが、実際には、投影光学系中には複数段のレンズや収差補正用のレンズやコイルが設けられている。
【００２２】
ウェハＷは、ウェハステージ１３１の上部に設けられたチャック１３０に静電吸着等により固定されている。ウェハステージ１３１は、定盤１３６に載置されている。
【００２３】
ウェハステージ１３１には、図の左方に示す駆動装置１３２が接続されている。駆動装置１３２は、ドライバ１３４を介して、制御装置１１５に接続されている。また、ウェハステージ１３１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計１３３が設置されている。レーザ干渉計１３３は、制御装置１１５に接続されている。レーザ干渉計１３３で計測されたウェハステージ１３１の正確な位置情報が制御装置１１５に入力される。ウェハステージ１３１の位置を目標位置とすべく、制御装置１１５からドライバ１３４に指令が送出され、駆動装置１３２が駆動される。
【００２４】
以下、本発明に係る差圧キャンセルベローズユニットについて詳細に説明する。
［第１実施例］
図１は、本発明の第１実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
図２は、図１のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【００２５】
図２に示す真空チャンバ３１は、前述の図６の露光装置におけるレチクルチャンバやウェハチャンバ等に相当する。この真空チャンバ３１の内部は、図示せぬ真空ポンプ等で真空引きされている。真空チャンバ３１内には、リニアスライダ等の直動装置３２が配置されている。この直動装置３２は、固定子３２ａ上に可動子３２ｂがスライド可能に組み合わされてなる。直動装置３２の可動子３２ｂ上には、前述の図６の露光装置におけるレチクルステージ１１やウェハステージ２４に相当する移動体（ステージやテーブル）３４が取り付けられている。
【００２６】
移動体３４の側面には、連結シャフト３５が取り付けられている。この連結シャフト３５は、真空チャンバ３１の孔３１ａからチャンバ外に延び出ている。連結シャフト３５の端部には、後述する差圧キャンセルベローズユニット４０の封止板４５を介して、アクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａが接続されている。このアクチュエータ３３は、チャンバ外の大気中において、ベース３８に固定されている。このアクチュエータ３３としては、エアシリンダや、ボイスコイルモータ等の電動アクチュエータを用いることができる。
【００２７】
真空チャンバ３１の外面において、孔３１ａ周囲には差圧キャンセルベローズユニット４０が設けられている。図１にわかり易く示すように、この差圧キャンセルベローズユニット４０は、真空チャンバ３１の孔３１ａ周囲を覆うケーシング４１を備えている。このケーシング４１は箱状をしており、端部に真空チャンバ３１外面に固定される固定部４２が形成されている。ケーシング４１の周面には、複数の通気孔４３が形成されている。これら通気孔４３を介して、ケーシング４１内部と大気とが連通する。一方、ケーシング４１の端面（図中の右端面）には、前述のアクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａを通す貫通孔４４が形成されている。
【００２８】
ケーシング４１内には、封止板（連結板）４５が配置されている。ケーシング４１内面と封止板４５間は、この例では３つのベローズ本体４７、４８及び４９で繋がれている。ベローズ本体４７（第１のベローズ：真空側ベローズ）は、真空チャンバ３１側（図の左側）において封止板４５とケーシング４１の固定部４２間に取り付けられている。
【００２９】
一方、ベローズ本体４８と４９（第２のベローズ）は、大気側（図の右側）において封止板４５とケーシング４１内端面間に取り付けられている。これら大気側のベローズ本体４８（大気側外ベローズ）とベローズ本体４９（大気側内ベローズ）とは、２重に配置されている。封止板４５の真空チャンバ側中央部には、前述の連結シャフト３５が取り付けられている。封止板４５の大気側中央部には、前述のアクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａが取り付けられている。
【００３０】
前述の通り、ケーシング４１側面の通気孔４３を介して、ケーシング４１内部は大気と連通している。そのため、ケーシング４１内面とベローズ本体４７・封止板４５・外ベローズ４８とで囲まれるスペースＳ１内は、大気圧と等しくなる。一方、封止板４５には、複数の通気孔４６が形成されている。これら通気孔４６は、真空チャンバ側では真空側ベローズ４７の内側に位置し、大気側では大気側内外ベローズ４９、４８間に位置する。これら通気孔４６により、真空チャンバ３１内が内ベローズ４９と外ベローズ４８間のスペースＳ２と連通する。そのため、真空チャンバ３１内を真空引きした際には、スペースＳ２内は真空となる。
【００３１】
図１中に太く強調して示すように、封止板４５において、真空チャンバ側（図の左側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側（図の右側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２とは等しくなっている。より詳しくは、真空チャンバ側の面積Ａ１は、真空側ベローズ４７取り付け端部から端縁までの面積であり、大気側の面積Ａ２は、大気側内ベローズ４８取り付け端部よりも内側の面積から駆動シャフト３３ａの取り付け部分の面積を除いた面積のことである。
【００３２】
これら面積をＡ１＝Ａ２とすることにより、封止板４５には、真空チャンバ側を向いた面と大気側を向いた面とで等しい圧力が作用する。そのため、封止板４５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ３１内外の圧力差に伴う各ベローズ４７、４８、４９の伸縮が低減される。したがって、封止板４５に接続される連結シャフト３５及び移動体３４の位置変動が低減される。
【００３３】
［第２実施例］
図３は、本発明の第２実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
図４は、図３のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【００３４】
図４に示す真空チャンバ５１は、防振台５０上に搭載されている。この真空チャンバ５１は、前述の図６の露光装置におけるウェハチャンバに相当する。この真空チャンバ５１の内部は、図示せぬ真空ポンプ等で真空引きされている。真空チャンバ５１内底部には、ガイドバー５２ａと、その上をスライドするスライダ５２ｂからなるスライド装置５２が配置されている。このスライド装置５２のスライダ５２ｂ上には、ステージ５４が搭載されている。このステージ５４は、前述の図６のウェハステージ１３１（又は図２の移動体３４）に相当する。
【００３５】
ステージ５４の側面には、連結シャフト５５が取り付けられている。この連結シャフト５５は、真空チャンバ５１の孔５１ａからチャンバ外に延び出ている。連結シャフト５５の端部には、後述する差圧キャンセルベローズユニット６０の封止板６５を介して、ショックアブソーバ５３のシャフト５３ａが接続されている。このショックアブソーバ５３は、チャンバ外の大気中において、フレーム５８に固定されている。このショックアブソーバ５３は、フレーム５８からステージ５４に振動が伝わらないようにする役割を果たす。露光装置においてこの種のショックアブソーバ５３を用いて反力処理を行なうと、高精度で微細なパターン形成を行なうことができ、スループットも向上できる。なお、ショックアブソーバの代わりに電磁ダンパ等を用いることもできる。
【００３６】
真空チャンバ５１の外面において、孔５１ａ周囲には差圧キャンセルベローズユニット６０が設けられている。図３にわかり易く示すように、この差圧キャンセルベローズユニット６０は、真空チャンバ５１の孔５１ａ周囲を覆うケーシング６１を備えている。このケーシング６１は箱状をしており、端部に真空チャンバ５１外面に固定される固定部６２が形成されている。
【００３７】
ケーシング６１内には、封止板（連結板）６５が配置されている。ケーシング６１内面と封止板６５間は、この例では４つのベローズ本体７１、７２、７３及び７４で繋がれている。ベローズ本体７１（第１のベローズ：真空側ベローズ）は、真空チャンバ５１側（図の左側）において封止板６５とケーシング６１の固定部６２間に取り付けられている。封止板６５の真空チャンバ側中央部（真空側ベローズ７１内側）には、前述の連結シャフト５５が取り付けられる。
【００３８】
一方、ベローズ本体７２、７３、７４（第２のベローズ）は、大気側（図の右側）において封止板６５とケーシング６１内端面間に取り付けられている。ベローズ本体７２、７３、７４は３重になっており、内側（大気側内ベローズ７２）、中間（大気側中ベローズ７３）、外側（大気側外ベローズ７４）にそれぞれ配置されている。なお、大気圧は常に一定ではないので、封止板６５・中ベローズ７３・外ベローズ７４で囲まれるスペースＳ２を閉じてしまうと圧力バランスを一定に保つことができないこと、及び、封止板６５は図中左右方向に可動するため、スペースＳ２を閉じてしまうと封止板６５の変位に応じてスペースＳ２の内圧が変動し、圧力バランスを一定に保つことができないことから、外ベローズ７４と孔６８は必要である。
【００３９】
ケーシング６１の周面には、複数の通気孔６３が形成されている。これら通気孔６３を介して、ケーシング６１内部と大気とが連通する。そのため、ケーシング６１内面と真空側ベローズ７１・封止板６５・大気側外ベローズ７４とで囲まれるスペースＳ１内は、大気圧と等しくなる。
【００４０】
ケーシング６１の端面（図中の右端面）中央には、貫通孔６４が形成されている。この貫通孔６４を通して、封止板４５の大気側面の中央部には、前述のショックアブソーバ５３のシャフト５３ａが取り付けられる。ケーシング６１の端面において、貫通孔６４外側には複数の通気孔６８が形成されている。これら通気孔６８を介して、ケーシング６１内部と大気とが連通する。そのため、封止板６５と、中ベローズ７３と、外ベローズ７４とで囲まれるスペースＳ２内は、大気圧と等しくなる。
【００４１】
封止板６５には、複数の通気孔６６が形成されている。これら通気孔６６は、真空チャンバ側では真空側ベローズ７１の内側に位置し、大気側では内ベローズ７２と中ベローズ７３との間に位置する。封止板６５の通気孔６６により、真空チャンバ５１内が内ベローズ７２と中ベローズ７３間のスペースＳ３と連通する。そのため、真空チャンバ５１内を真空引きした際には、スペースＳ３内は真空圧となる。
【００４２】
図３中に太く強調して示すように、封止板６５において、真空チャンバ側（図の左側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側（図の右側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２及びＡ３とは等しくなっている。より詳しくは、真空チャンバ側の面積Ａ１は、真空側ベローズ７１取り付け端部から封止板６５端縁までの面積である。大気側の面積Ａ２は、大気側内ベローズ７２取り付け端部よりも内側の面積からシャフト５３ａの取り付け部分の面積を除いた面積である。大気側の面積Ａ３は、大気側中ベローズ７３と大気側外ベローズ７４の両取り付け端部間の面積である。
【００４３】
これら面積をＡ１＝Ａ２＋Ａ３とすることにより、封止板６５には、真空チャンバ側を向いた面と大気側を向いた面とで等しい圧力が作用する。そのため、封止板６５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ５１内外の圧力差に伴う各ベローズ７１〜７４の伸縮が低減される。
【００４４】
この第２実施の形態で述べたように、ショックアブソーバ５３を備える露光装置において差圧キャンセルベローズユニット６０を用いる場合は、真空チャンバ５１内のステージ５４の移動方向に伴う反力処理特性に方向差が生じにくくなる。そのため、ステージ５４の移動方向の違いに基づく露光の精度誤差を低減できる。
【００４５】
［第３実施例］
図５は、本発明の第３実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
図５に示す差圧キャンセルベローズユニット８０は、前述の第１実施例と同様に、真空チャンバ３１の外面において、孔３１ａ周囲を覆うように設けられている。この差圧キャンセルベローズユニット８０は、第１実施例とほぼ同様の箱状をしたケーシング４１を備えている。このケーシング４１の周面（図５の上下）には、長孔４３´が形成されている。これらの長孔４３´は、第１実施例における通気孔４３と同様に、通気孔としての役割を果たす。これら長孔４３´を介して、ケーシング４１内部と大気とが連通する。
【００４６】
ケーシング４１内には、封止板（連結板）４５が配置されている。この封止板４５は、第１実施例のものと同様である。封止板４５の図５における上下端部には、鉤枠状をした連結部材９１が連結されている。封止板４５は、連結部材９１の連結端部９１ａ、９１ｂ間に挟まれた状態で固定されている。連結部材９１の連結端部９１ａ、９１ｂは、ケーシング４１の長孔４３´内に挿通されている。封止板４５と連結部材９１は、図５中左右方向に一体に摺動可能であり、連結端部９１ａ、９１ｂは、長孔４３´にガイドされつつ摺動する。連結部材９１の図５における右端には、シャフト９２が設けられている。このシャフト９２の先には、前述のアクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａ（図２参照）やショックアブソーバ５３のシャフト５３ａ（図４参照）が連結される。
【００４７】
ケーシング４１内面と封止板４５間は、この例では２つのベローズ本体８１、８２で繋がれている。ベローズ本体８１（第１のベローズ：真空側ベローズ）は、真空チャンバ３１側（図の左側）において封止板４５とチャンバ外壁間に取り付けられている。一方、ベローズ本体８２（第２のベローズ：大気側ベローズ）は、封止板４５とケーシング４１内端面間に取り付けられている。封止板４５の真空チャンバ側中央部には、前述と同様の連結シャフト３５（図２参照）が取り付けられている。
【００４８】
前述の通り、ケーシング４１側面の長孔４３´を介して、ケーシング４１内部は大気と連通している。そのため、ケーシング４１内面と両ベローズ本体８１・８２外側間のスペースＳ１内は、大気圧と等しくなる。一方、封止板４５の通気孔４６は、この例では両ベローズ８１、８２の内側に位置している。これら通気孔４６により、真空チャンバ３１内が両ベローズ８１、８２の内側のスペースＳ２と連通する。そのため、真空チャンバ３１内を真空引きした際には、スペースＳ２内は真空となる。
【００４９】
図５中に太く強調して示すように、封止板４５において、真空チャンバ側（図の左側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側（図の右側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２とは等しくなっている。より詳しくは、真空チャンバ側の面積Ａ１は、真空側ベローズ８１取り付け端部から封止板４５端縁までの面積であり、大気側の面積Ａ２は、大気側内ベローズ８２取り付け端部から封止板４５端縁までの面積のことである。
【００５０】
これら面積をＡ１＝Ａ２とすることにより、封止板４５には、真空チャンバ側を向いた面と大気側を向いた面とで等しい大気圧が作用する。そのため、封止板４５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ３１内外の圧力差に伴う両ベローズ８１、８２の伸縮が低減される。したがって、封止板４５に接続される連結シャフト３５及び移動体３４の位置変動が低減される。
このような差圧キャンセルベローズユニット８０は、使用するベローズが２つで済み（ベローズ８１、８２）、それらの配置・取り付け構造も簡単であるという利点がある。
【００５１】
【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、真空チャンバ内の移動機器の位置変動を低減できる差圧キャンセルベローズユニット等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
【図２】図１のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
【図４】図３のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電子線露光装置の全体構成例を模式的に示す図である。
【図７】従来の真空チャンバの一構成例を示す図である。
【符号の説明】
３１ 真空チャンバ ３１ａ 孔
３２ 直動装置
３３ アクチュエータ ３３ａ 駆動シャフト
３４ 移動体 ３５ 連結シャフト
４０ 差圧キャンセルベローズユニット
４１ ケーシング ４３ 通気孔
４５ 封止板（連結板） ４６ 通気孔
４７ ベローズ本体（第１のベローズ：真空側ベローズ）
４８ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側外ベローズ）
４９ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側内ベローズ）
５１ 真空チャンバ ５１ａ 孔
５２ スライド装置
５３ ショックアブソーバ ５３ａ シャフト
５４ ステージ ５５ 連結シャフト
６０ 差圧キャンセルベローズユニット
６１ ケーシング ６３、６８ 通気孔
６５ 封止板（連結板） ６６ 通気孔
７１ ベローズ本体（第１のベローズ：真空側ベローズ）
７２ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側内ベローズ）
７３ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側中ベローズ）
７４ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側外ベローズ）
８０ 差圧キャンセルベローズユニット
８１ ベローズ本体（第１のベローズ：真空側ベローズ）
８２ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側ベローズ）
９１ 連結部材 ９２ シャフト
１００ 電子線露光装置
１０１ 光学鏡筒（真空チャンバ）
１０２ 真空ポンプ １０３ 電子銃
１０４ 照明光学系 １１０ チャック
１１１ レチクルステージ １１２ 駆動装置
１１３ レーザ干渉計 １１４ ドライバ
１１５ 制御装置 １１６ 定盤
１２１ ウェハチャンバ １２２ 真空ポンプ
１２４ 投影光学系 １３０ チャック
１３１ ウェハステージ １３２ 駆動装置
１３３ レーザ干渉計 １３４ ドライバ
１３６ 定盤 １５１ 固定ガイド
１５３ Ｘ軸スライダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空チャンバ壁に取り付けられ、真空チャンバと大気とを隔離する差圧キャンセルベローズユニットと、そのようなベローズユニットを備える露光装置に関する。特には、真空チャンバ内外の差圧の変動に起因する真空チャンバ内の移動機器の位置変動を低減できる差圧キャンセルベローズユニット等に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図７を参照しつつ説明する。
図７は、従来の真空チャンバの一構成例を示す図である。
図７に示す真空チャンバは、真空チャンバ１０１を備えている。真空チャンバ１０１の内部は、図示せぬ真空ポンプ等で真空引きされている。真空チャンバ１０１内には、リニアスライダ等の直動装置１０２が配置されている。この直動装置１０２は、固定子１０２ａ上に可動子１０２ｂがスライド可能に組み合わされてなる。直動装置１０２の可動子１０２ｂ上には、ステージ等の移動体１０４が取り付けられている。
【０００３】
移動体１０４の側面には、連結シャフト１０５が取り付けられている。この連結シャフト１０５は、真空チャンバ１０１の孔１０１ａからチャンバ外に延び出ている。連結シャフト１０５の端部には、封止板１０６を介して、アクチュエータ１０３の駆動シャフト１０３ａが接続されている。このアクチュエータ１０３は、チャンバ外の大気中において、ベース１０８に固定されている。アクチュエータ１０３としては、エアシリンダや、ボイスコイルモータ等の電動アクチュエータを用いることができる。
【０００４】
真空チャンバ１０１の外面において、孔１０１ａ周囲には座板１０９が取り付けられている。そして、この座板１０９と前述の封止板１０６との間には、ベローズ１１０が介装されている。このベローズ１１０は、連結シャフト１０５が真空チャンバ１０１から移動可能な状態を保ちつつ、真空チャンバ１０１の孔１０１ａを封止するものである。
【０００５】
前述の通り、アクチュエータ１０３は、真空チャンバ１０１外の大気中に設置される。これは、アクチュエータ１０３から発生するアウトガスにより真空チャンバ１０１内の雰囲気が悪化するのを防止するためや、アクチュエータ１０３から出る電磁波が真空チャンバ１０１内の機器に悪影響を与えないようにするためである。あるいは、真空チャンバ１０１内にアクチュエータを設置するためのスペースが少ないという場合もある。
【０００６】
真空チャンバ１０１の内外部間には、チャンバ外の大気とチャンバ内の真空との差に相当する差圧がかかる。そのため、封止板１０６には、その面積と前記差圧との積に相当する力が、ベローズ１１０が収縮しようとする方向に加わる。この封止板１０６にかかる力が、連結シャフト１０５を介して真空チャンバ１０１内の移動体１０４に伝達されると、移動体１０４の位置変動が生じるおそれがある。また、大気圧変動によってもチャンバ内と大気との差圧は変化するので、この場合も同様に移動体１０４の位置変動が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、真空チャンバ内の移動機器の位置変動を低減できる差圧キャンセルベローズユニットを提供することを目的とする。
また、そのようなベローズユニットを備える露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の差圧キャンセルベローズユニットは、真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、 前記封止板を移動可能に収容する、前記真空チャンバ壁に取り付けられたケーシングと、前記真空チャンバ壁と前記封止板の第１の面との間に掛け渡された第１のベローズと、 前記ケーシングと前記封止板の第２の面（前記第１の面と反対側の面）との間に掛け渡された第２のベローズと、をさらに有し、 前記第１のベローズ内は、前記真空チャンバ内と連通しており、 前記第２のベローズ内は、１０Ｐａ以下の圧力、好ましくは、０．１Ｐａ以下の圧力に減圧されることを特徴とする。
この第１の差圧キャンセルベローズユニットでは、費用はかかるが、例えば第１のベローズと第２のベローズ間のスペースを別の真空ポンプで真空にすることもできる。真空度が０．１Ｐａ以下になると、圧力は１ｋｇ／ｃｍ２から１ｇ／ｃｍ２になり、実際上問題はなくなる。
【０００９】
本発明の第１の差圧キャンセルベローズユニットにおいては、前記封止板に、前記第１のベローズ内と前記第２のベローズ内を連通する開口が設けられており、該開口を通して前記第１のベローズと前記第２のベローズ間のスペースが真空にされるものとすることができる。
また、前記封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで、大気圧の加わる面積が等しいものとすることができる。
【００１０】
本発明の第２の差圧キャンセルベローズユニットは、真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、 前記封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで、大気圧の加わる面積が等しいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第３の差圧キャンセルベローズユニットは、真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、 前記封止板を移動可能に収容する、前記真空チャンバ壁に取り付けられたケーシングと、 前記真空チャンバ壁と前記封止板の第１の面との間に掛け渡された第１のベローズと、 前記ケーシングと前記封止板の第２の面（前記第１の面の反対側の面）との間に掛け渡された第２のベローズと、をさらに有し、 前記両ベローズ内は、前記真空チャンバ内と連通しており、 前記封止板の第１の面の前記第１のベローズに覆われている大気圧の加わる面の面積と、前記封止板の第２の面の前記第２のベローズに覆われている大気圧の加わる面の面積とが等しいことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで大気圧の加わる面積が等しいので、封止板には真空側と大気側とで等しい力が作用する。そのため、真空チャンバ内外の圧力差に伴うベローズ本体の伸縮が抑制される。
【００１３】
本発明の差圧キャンセルベローズユニットにおいては、前記封止板が、前記真空チャンバ外に配置されたアクチュエータと前記真空チャンバ内に配置された被駆動機器とを繋ぐ連結板を兼ねることができる。
また、本発明の差圧キャンセルベローズユニットにおいては、前記封止板が、前記真空チャンバ内に移動可能に配置された移動体と前記真空チャンバ外に配置された駆動反力減衰手段とを繋ぐ連結板を兼ねることができる。
【００１４】
本発明の露光装置は、真空雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、 請求項１〜７いずれか１項記載の差圧キャンセルベローズユニットを備えることを特徴とする。
なお、パターンを転写するエネルギ線が電子線やイオンビーム等の荷電粒子線、あるいはＥＵＶ光（軟Ｘ線）の場合は、真空雰囲気下での露光が想定されている。本発明の露光装置は、露光の方式は限定されず、縮小投影露光及び等倍近接転写、描画式等いずれであってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、電子線露光装置の概要を説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係る電子線露光装置の全体構成例を模式的に示す図である。
図６に示す電子線露光装置１００の上部には、照明光学系１０４を含む真空チャンバ１０１が配置されている。真空チャンバ１０１には真空ポンプ１０２が接続されており、同チャンバ１０１内を真空排気している。
【００１６】
真空チャンバ１０１の上部には、電子銃１０３が配置されており、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１０３の下方には、コンデンサレンズ１０４ａや電子線偏向器１０４ｂ等を含む照明光学系１０４、レチクルＲが配置されている。
【００１７】
電子銃１０３から放射された電子線は、コンデンサレンズ１０４ａによって収束されるとともに偏向器１０４ｂにより図の横方向に順次走査（スキャン）され、光学系１０４の視野内にあるレチクルＲの各小領域（サブフィールド）の照明が行われる。なお、図では一段のコンデンサレンズ１０４ａのみが示されているが、実際の照明光学系には、数段のレンズやビーム成形開口等が設けられている。
【００１８】
レチクルＲは、レチクルステージ１１１の上部に設けられたチャック１１０に静電吸着等により固定されている。レチクルステージ１１１は、定盤１１６に載置されている。
【００１９】
レチクルステージ１１１には、図の左方に示す駆動装置１１２が接続されている。駆動装置１１２及びステージ１１１の構造については後述する。駆動装置１１２は、ドライバ１１４を介して、制御装置１１５に接続されている。また、レチクルステージ１１１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計１１３が設置されている。レーザ干渉計１１３は、制御装置１１５に接続されている。レーザ干渉計１１３で計測されたレチクルステージ１１１の正確な位置情報が制御装置１１５に入力される。レチクルステージ１１１の位置を目標位置とすべく、制御装置１１５からドライバ１１４に指令が送出され、駆動装置１１２が駆動される。
【００２０】
定盤１１６の下方には、ウェハチャンバ（真空チャンバ）１２１が示されている。ウェハチャンバ１２１の側方（図の右側）には、真空ポンプ１２２が接続されており、ウェハチャンバ１２１内を真空排気している。ウェハチャンバ１２１内（又は別途の投影光学系鏡筒内）には、投影レンズ１２４ａや偏向器１２４ｂ等を含む投影光学系１２４、及びウェハステージ１３１が配置されている。
【００２１】
レチクルＲを通過した電子線は、投影レンズ１２４ａにより収束される。投影レンズ１２４ａを通過した電子線は、偏向器１２４ｂにより偏向され、ウェハＷ上の所定の位置にレチクルＲの像が結像される。なお、図中には投影レンズ１２４ａが一段示されているのみであるが、実際には、投影光学系中には複数段のレンズや収差補正用のレンズやコイルが設けられている。
【００２２】
ウェハＷは、ウェハステージ１３１の上部に設けられたチャック１３０に静電吸着等により固定されている。ウェハステージ１３１は、定盤１３６に載置されている。
【００２３】
ウェハステージ１３１には、図の左方に示す駆動装置１３２が接続されている。駆動装置１３２は、ドライバ１３４を介して、制御装置１１５に接続されている。また、ウェハステージ１３１の側方（図の右方）にはレーザ干渉計１３３が設置されている。レーザ干渉計１３３は、制御装置１１５に接続されている。レーザ干渉計１３３で計測されたウェハステージ１３１の正確な位置情報が制御装置１１５に入力される。ウェハステージ１３１の位置を目標位置とすべく、制御装置１１５からドライバ１３４に指令が送出され、駆動装置１３２が駆動される。
【００２４】
以下、本発明に係る差圧キャンセルベローズユニットについて詳細に説明する。
［第１実施例］
図１は、本発明の第１実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
図２は、図１のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【００２５】
図２に示す真空チャンバ３１は、前述の図６の露光装置におけるレチクルチャンバやウェハチャンバ等に相当する。この真空チャンバ３１の内部は、図示せぬ真空ポンプ等で真空引きされている。真空チャンバ３１内には、リニアスライダ等の直動装置３２が配置されている。この直動装置３２は、固定子３２ａ上に可動子３２ｂがスライド可能に組み合わされてなる。直動装置３２の可動子３２ｂ上には、前述の図６の露光装置におけるレチクルステージ１１やウェハステージ２４に相当する移動体（ステージやテーブル）３４が取り付けられている。
【００２６】
移動体３４の側面には、連結シャフト３５が取り付けられている。この連結シャフト３５は、真空チャンバ３１の孔３１ａからチャンバ外に延び出ている。連結シャフト３５の端部には、後述する差圧キャンセルベローズユニット４０の封止板４５を介して、アクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａが接続されている。このアクチュエータ３３は、チャンバ外の大気中において、ベース３８に固定されている。このアクチュエータ３３としては、エアシリンダや、ボイスコイルモータ等の電動アクチュエータを用いることができる。
【００２７】
真空チャンバ３１の外面において、孔３１ａ周囲には差圧キャンセルベローズユニット４０が設けられている。図１にわかり易く示すように、この差圧キャンセルベローズユニット４０は、真空チャンバ３１の孔３１ａ周囲を覆うケーシング４１を備えている。このケーシング４１は箱状をしており、端部に真空チャンバ３１外面に固定される固定部４２が形成されている。ケーシング４１の周面には、複数の通気孔４３が形成されている。これら通気孔４３を介して、ケーシング４１内部と大気とが連通する。一方、ケーシング４１の端面（図中の右端面）には、前述のアクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａを通す貫通孔４４が形成されている。
【００２８】
ケーシング４１内には、封止板（連結板）４５が配置されている。ケーシング４１内面と封止板４５間は、この例では３つのベローズ本体４７、４８及び４９で繋がれている。ベローズ本体４７（第１のベローズ：真空側ベローズ）は、真空チャンバ３１側（図の左側）において封止板４５とケーシング４１の固定部４２間に取り付けられている。
【００２９】
一方、ベローズ本体４８と４９（第２のベローズ）は、大気側（図の右側）において封止板４５とケーシング４１内端面間に取り付けられている。これら大気側のベローズ本体４８（大気側外ベローズ）とベローズ本体４９（大気側内ベローズ）とは、２重に配置されている。封止板４５の真空チャンバ側中央部には、前述の連結シャフト３５が取り付けられている。封止板４５の大気側中央部には、前述のアクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａが取り付けられている。
【００３０】
前述の通り、ケーシング４１側面の通気孔４３を介して、ケーシング４１内部は大気と連通している。そのため、ケーシング４１内面とベローズ本体４７・封止板４５・外ベローズ４８とで囲まれるスペースＳ１内は、大気圧と等しくなる。一方、封止板４５には、複数の通気孔４６が形成されている。これら通気孔４６は、真空チャンバ側では真空側ベローズ４７の内側に位置し、大気側では大気側内外ベローズ４９、４８間に位置する。これら通気孔４６により、真空チャンバ３１内が内ベローズ４９と外ベローズ４８間のスペースＳ２と連通する。そのため、真空チャンバ３１内を真空引きした際には、スペースＳ２内は真空となる。
【００３１】
図１中に太く強調して示すように、封止板４５において、真空チャンバ側（図の左側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側（図の右側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２とは等しくなっている。より詳しくは、真空チャンバ側の面積Ａ１は、真空側ベローズ４７取り付け端部から端縁までの面積であり、大気側の面積Ａ２は、大気側内ベローズ４８取り付け端部よりも内側の面積から駆動シャフト３３ａの取り付け部分の面積を除いた面積のことである。
【００３２】
これら面積をＡ１＝Ａ２とすることにより、封止板４５には、真空チャンバ側を向いた面と大気側を向いた面とで等しい圧力が作用する。そのため、封止板４５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ３１内外の圧力差に伴う各ベローズ４７、４８、４９の伸縮が低減される。したがって、封止板４５に接続される連結シャフト３５及び移動体３４の位置変動が低減される。
【００３３】
［第２実施例］
図３は、本発明の第２実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
図４は、図３のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【００３４】
図４に示す真空チャンバ５１は、防振台５０上に搭載されている。この真空チャンバ５１は、前述の図６の露光装置におけるウェハチャンバに相当する。この真空チャンバ５１の内部は、図示せぬ真空ポンプ等で真空引きされている。真空チャンバ５１内底部には、ガイドバー５２ａと、その上をスライドするスライダ５２ｂからなるスライド装置５２が配置されている。このスライド装置５２のスライダ５２ｂ上には、ステージ５４が搭載されている。このステージ５４は、前述の図６のウェハステージ１３１（又は図２の移動体３４）に相当する。
【００３５】
ステージ５４の側面には、連結シャフト５５が取り付けられている。この連結シャフト５５は、真空チャンバ５１の孔５１ａからチャンバ外に延び出ている。連結シャフト５５の端部には、後述する差圧キャンセルベローズユニット６０の封止板６５を介して、ショックアブソーバ５３のシャフト５３ａが接続されている。このショックアブソーバ５３は、チャンバ外の大気中において、フレーム５８に固定されている。このショックアブソーバ５３は、フレーム５８からステージ５４に振動が伝わらないようにする役割を果たす。露光装置においてこの種のショックアブソーバ５３を用いて反力処理を行なうと、高精度で微細なパターン形成を行なうことができ、スループットも向上できる。なお、ショックアブソーバの代わりに電磁ダンパ等を用いることもできる。
【００３６】
真空チャンバ５１の外面において、孔５１ａ周囲には差圧キャンセルベローズユニット６０が設けられている。図３にわかり易く示すように、この差圧キャンセルベローズユニット６０は、真空チャンバ５１の孔５１ａ周囲を覆うケーシング６１を備えている。このケーシング６１は箱状をしており、端部に真空チャンバ５１外面に固定される固定部６２が形成されている。
【００３７】
ケーシング６１内には、封止板（連結板）６５が配置されている。ケーシング６１内面と封止板６５間は、この例では４つのベローズ本体７１、７２、７３及び７４で繋がれている。ベローズ本体７１（第１のベローズ：真空側ベローズ）は、真空チャンバ５１側（図の左側）において封止板６５とケーシング６１の固定部６２間に取り付けられている。封止板６５の真空チャンバ側中央部（真空側ベローズ７１内側）には、前述の連結シャフト５５が取り付けられる。
【００３８】
一方、ベローズ本体７２、７３、７４（第２のベローズ）は、大気側（図の右側）において封止板６５とケーシング６１内端面間に取り付けられている。ベローズ本体７２、７３、７４は３重になっており、内側（大気側内ベローズ７２）、中間（大気側中ベローズ７３）、外側（大気側外ベローズ７４）にそれぞれ配置されている。なお、大気圧は常に一定ではないので、封止板６５・中ベローズ７３・外ベローズ７４で囲まれるスペースＳ２を閉じてしまうと圧力バランスを一定に保つことができないこと、及び、封止板６５は図中左右方向に可動するため、スペースＳ２を閉じてしまうと封止板６５の変位に応じてスペースＳ２の内圧が変動し、圧力バランスを一定に保つことができないことから、外ベローズ７４と孔６８は必要である。
【００３９】
ケーシング６１の周面には、複数の通気孔６３が形成されている。これら通気孔６３を介して、ケーシング６１内部と大気とが連通する。そのため、ケーシング６１内面と真空側ベローズ７１・封止板６５・大気側外ベローズ７４とで囲まれるスペースＳ１内は、大気圧と等しくなる。
【００４０】
ケーシング６１の端面（図中の右端面）中央には、貫通孔６４が形成されている。この貫通孔６４を通して、封止板４５の大気側面の中央部には、前述のショックアブソーバ５３のシャフト５３ａが取り付けられる。ケーシング６１の端面において、貫通孔６４外側には複数の通気孔６８が形成されている。これら通気孔６８を介して、ケーシング６１内部と大気とが連通する。そのため、封止板６５と、中ベローズ７３と、外ベローズ７４とで囲まれるスペースＳ２内は、大気圧と等しくなる。
【００４１】
封止板６５には、複数の通気孔６６が形成されている。これら通気孔６６は、真空チャンバ側では真空側ベローズ７１の内側に位置し、大気側では内ベローズ７２と中ベローズ７３との間に位置する。封止板６５の通気孔６６により、真空チャンバ５１内が内ベローズ７２と中ベローズ７３間のスペースＳ３と連通する。そのため、真空チャンバ５１内を真空引きした際には、スペースＳ３内は真空圧となる。
【００４２】
図３中に太く強調して示すように、封止板６５において、真空チャンバ側（図の左側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側（図の右側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２及びＡ３とは等しくなっている。より詳しくは、真空チャンバ側の面積Ａ１は、真空側ベローズ７１取り付け端部から封止板６５端縁までの面積である。大気側の面積Ａ２は、大気側内ベローズ７２取り付け端部よりも内側の面積からシャフト５３ａの取り付け部分の面積を除いた面積である。大気側の面積Ａ３は、大気側中ベローズ７３と大気側外ベローズ７４の両取り付け端部間の面積である。
【００４３】
これら面積をＡ１＝Ａ２＋Ａ３とすることにより、封止板６５には、真空チャンバ側を向いた面と大気側を向いた面とで等しい圧力が作用する。そのため、封止板６５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ５１内外の圧力差に伴う各ベローズ７１〜７４の伸縮が低減される。
【００４４】
この第２実施の形態で述べたように、ショックアブソーバ５３を備える露光装置において差圧キャンセルベローズユニット６０を用いる場合は、真空チャンバ５１内のステージ５４の移動方向に伴う反力処理特性に方向差が生じにくくなる。そのため、ステージ５４の移動方向の違いに基づく露光の精度誤差を低減できる。
【００４５】
［第３実施例］
図５は、本発明の第３実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
図５に示す差圧キャンセルベローズユニット８０は、前述の第１実施例と同様に、真空チャンバ３１の外面において、孔３１ａ周囲を覆うように設けられている。この差圧キャンセルベローズユニット８０は、第１実施例とほぼ同様の箱状をしたケーシング４１を備えている。このケーシング４１の周面（図５の上下）には、長孔４３´が形成されている。これらの長孔４３´は、第１実施例における通気孔４３と同様に、通気孔としての役割を果たす。これら長孔４３´を介して、ケーシング４１内部と大気とが連通する。
【００４６】
ケーシング４１内には、封止板（連結板）４５が配置されている。この封止板４５は、第１実施例のものと同様である。封止板４５の図５における上下端部には、鉤枠状をした連結部材９１が連結されている。封止板４５は、連結部材９１の連結端部９１ａ、９１ｂ間に挟まれた状態で固定されている。連結部材９１の連結端部９１ａ、９１ｂは、ケーシング４１の長孔４３´内に挿通されている。封止板４５と連結部材９１は、図５中左右方向に一体に摺動可能であり、連結端部９１ａ、９１ｂは、長孔４３´にガイドされつつ摺動する。連結部材９１の図５における右端には、シャフト９２が設けられている。このシャフト９２の先には、前述のアクチュエータ３３の駆動シャフト３３ａ（図２参照）やショックアブソーバ５３のシャフト５３ａ（図４参照）が連結される。
【００４７】
ケーシング４１内面と封止板４５間は、この例では２つのベローズ本体８１、８２で繋がれている。ベローズ本体８１（第１のベローズ：真空側ベローズ）は、真空チャンバ３１側（図の左側）において封止板４５とチャンバ外壁間に取り付けられている。一方、ベローズ本体８２（第２のベローズ：大気側ベローズ）は、封止板４５とケーシング４１内端面間に取り付けられている。封止板４５の真空チャンバ側中央部には、前述と同様の連結シャフト３５（図２参照）が取り付けられている。
【００４８】
前述の通り、ケーシング４１側面の長孔４３´を介して、ケーシング４１内部は大気と連通している。そのため、ケーシング４１内面と両ベローズ本体８１・８２外側間のスペースＳ１内は、大気圧と等しくなる。一方、封止板４５の通気孔４６は、この例では両ベローズ８１、８２の内側に位置している。これら通気孔４６により、真空チャンバ３１内が両ベローズ８１、８２の内側のスペースＳ２と連通する。そのため、真空チャンバ３１内を真空引きした際には、スペースＳ２内は真空となる。
【００４９】
図５中に太く強調して示すように、封止板４５において、真空チャンバ側（図の左側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ１と、大気側（図の右側）を向いた、大気圧が加わる面の面積Ａ２とは等しくなっている。より詳しくは、真空チャンバ側の面積Ａ１は、真空側ベローズ８１取り付け端部から封止板４５端縁までの面積であり、大気側の面積Ａ２は、大気側内ベローズ８２取り付け端部から封止板４５端縁までの面積のことである。
【００５０】
これら面積をＡ１＝Ａ２とすることにより、封止板４５には、真空チャンバ側を向いた面と大気側を向いた面とで等しい大気圧が作用する。そのため、封止板４５の両面に作用する圧力がキャンセルされ、真空チャンバ３１内外の圧力差に伴う両ベローズ８１、８２の伸縮が低減される。したがって、封止板４５に接続される連結シャフト３５及び移動体３４の位置変動が低減される。
このような差圧キャンセルベローズユニット８０は、使用するベローズが２つで済み（ベローズ８１、８２）、それらの配置・取り付け構造も簡単であるという利点がある。
【００５１】
【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、真空チャンバ内の移動機器の位置変動を低減できる差圧キャンセルベローズユニット等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
【図２】図１のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
【図４】図３のベローズユニットを備える真空チャンバの構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る差圧キャンセルベローズユニットの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電子線露光装置の全体構成例を模式的に示す図である。
【図７】従来の真空チャンバの一構成例を示す図である。
【符号の説明】
３１ 真空チャンバ ３１ａ 孔
３２ 直動装置
３３ アクチュエータ ３３ａ 駆動シャフト
３４ 移動体 ３５ 連結シャフト
４０ 差圧キャンセルベローズユニット
４１ ケーシング ４３ 通気孔
４５ 封止板（連結板） ４６ 通気孔
４７ ベローズ本体（第１のベローズ：真空側ベローズ）
４８ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側外ベローズ）
４９ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側内ベローズ）
５１ 真空チャンバ ５１ａ 孔
５２ スライド装置
５３ ショックアブソーバ ５３ａ シャフト
５４ ステージ ５５ 連結シャフト
６０ 差圧キャンセルベローズユニット
６１ ケーシング ６３、６８ 通気孔
６５ 封止板（連結板） ６６ 通気孔
７１ ベローズ本体（第１のベローズ：真空側ベローズ）
７２ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側内ベローズ）
７３ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側中ベローズ）
７４ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側外ベローズ）
８０ 差圧キャンセルベローズユニット
８１ ベローズ本体（第１のベローズ：真空側ベローズ）
８２ ベローズ本体（第２のベローズ：大気側ベローズ）
９１ 連結部材 ９２ シャフト
１００ 電子線露光装置
１０１ 光学鏡筒（真空チャンバ）
１０２ 真空ポンプ １０３ 電子銃
１０４ 照明光学系 １１０ チャック
１１１ レチクルステージ １１２ 駆動装置
１１３ レーザ干渉計 １１４ ドライバ
１１５ 制御装置 １１６ 定盤
１２１ ウェハチャンバ １２２ 真空ポンプ
１２４ 投影光学系 １３０ チャック
１３１ ウェハステージ １３２ 駆動装置
１３３ レーザ干渉計 １３４ ドライバ
１３６ 定盤 １５１ 固定ガイド
１５３ Ｘ軸スライダ
Claims (8)
- 真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、
前記封止板を移動可能に収容する、前記真空チャンバ壁に取り付けられたケーシングと、
前記真空チャンバ壁と前記封止板の第１の面との間に掛け渡された第１のベローズと、
前記ケーシングと前記封止板の第２の面（前記第１の面と反対側の面）との間に掛け渡された第２のベローズと、
をさらに有し、
前記第１のベローズ内は、前記真空チャンバ内と連通しており、
前記第２のベローズ内は、１０Ｐａ以下の圧力、好ましくは、０．１Ｐａ以下の圧力に減圧されることを特徴とする差圧キャンセルベローズユニット。 - 前記封止板に、前記第１のベローズ内と前記第２のベローズ内を連通する開口が設けられており、該開口を通して前記第１のベローズと前記第２のベローズ間のスペースが真空にされることを特徴とする請求項１記載の差圧キャンセルベローズユニット。
- 前記封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで、大気圧の加わる面積が等しいことを特徴とする請求項１又は２記載の差圧キャンセルベローズユニット。
- 真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、
前記封止板の真空側を向いた面と大気側を向いた面とで、大気圧の加わる面積が等しいことを特徴とする差圧キャンセルベローズユニット。 - 真空チャンバ壁に取り付けられ、該真空チャンバと大気とを隔離しつつ、大気側・真空側に移動可能な封止板を有するベローズユニットであって、
前記封止板を移動可能に収容する、前記真空チャンバ壁に取り付けられたケーシングと、
前記真空チャンバ壁と前記封止板の第１の面との間に掛け渡された第１のベローズと、
前記ケーシングと前記封止板の第２の面（前記第１の面と反対側の面）との間に掛け渡された第２のベローズと、
をさらに有し、
前記両ベローズ内は、前記真空チャンバ内と連通しており、
前記封止板の第１の面の前記第１のベローズに覆われている大気圧の加わる面の面積と、前記封止板の第２の面の前記第２のベローズに覆われている大気圧の加わる面の面積とが等しいことを特徴とする差圧キャンセルベローズユニット。 - 前記封止板が、前記真空チャンバ外に配置されたアクチュエータと前記真空チャンバ内に配置された被駆動機器とを繋ぐ連結板を兼ねることを特徴とする請求項４又は５記載の差圧キャンセルベローズユニット。
- 前記封止板が、前記真空チャンバ内に移動可能に配置された移動体と前記真空チャンバ外に配置された駆動反力減衰手段とを繋ぐ連結板を兼ねることを特徴とする請求項４又は５記載の差圧キャンセルベローズユニット。
- 真空雰囲気下で感応基板上にエネルギ線を選択的に照射してパターン形成する露光装置であって、
請求項１〜７いずれか１項記載の差圧キャンセルベローズユニットを備えることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003001921A JP2004214527A (ja) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | 差圧キャンセルベローズユニット及び露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003001921A JP2004214527A (ja) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | 差圧キャンセルベローズユニット及び露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004214527A true JP2004214527A (ja) | 2004-07-29 |
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ID=32819819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003001921A Pending JP2004214527A (ja) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | 差圧キャンセルベローズユニット及び露光装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
- 2003-01-08 JP JP2003001921A patent/JP2004214527A/ja active Pending
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