JP2005032505A

JP2005032505A - 磁気シールド構造及び露光装置

Info

Publication number: JP2005032505A
Application number: JP2003194853A
Authority: JP
Inventors: Motohide Ishikawa; 元英石川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】二重、三重等の大掛かりなシールドルームを用いることなく、充分な磁気シールド効果を期待できる磁気シールド構造等を提供する。
【解決手段】この露光装置は、パーマロイ等の磁性材料からなるボディ３０の外部３１、両チャンバ３５、３６、照明光学系鏡筒４１により、チャンバ内空間（投影光学系鏡筒４２やステージ装置が設置される空間）を磁気的にクローズする磁気シールド構造（磁場経路）が構成される。そのため、チャンバ内空間に向かう外乱磁場は、ボディ３０の外部３１、両チャンバ３５、３６、照明光学系鏡筒４１を通過して外部に至る。さらに、磁場が通過して外部に至る際には、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料からなるボディ３０の内部３２で遮断されるので、チャンバ内空間側、特に投影光学系鏡筒４２へと磁場が伝わるのを低減できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外乱磁場の影響を抑えることのできる磁気シールド構造、及び、このような磁気シールド構造を備える露光装置に関する。特には、二重、三重等の大掛かりなシールドルームを用いることなく、充分な磁気シールド効果を期待できる磁気シールド構造等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子線等の荷電粒子線を用いた露光装置においては、外部（地球（地磁気）、電源設備やケーブル、エレベータ等）の静電場や変動磁場の影響により、荷電粒子線光学系の特性が劣化しないようにしなければならない。そのため、露光装置の光学系鏡筒や真空チャンバ等には、磁気シールドがなされている。さらに、露光装置周辺の部品（ウェハローダやレチクルローダ、電磁レンズ、真空ポンプ等）から発生する磁場についても、様々な対策を施している。
【０００３】
このような磁気シールドの従来例としては、露光装置の照明光学系鏡筒や投影光学系鏡筒、真空チャンバ等を、パーマロイ等の初透磁率の高い材料で一重、二重又は三重に覆うことが行われている。あるいは、鏡筒や真空チャンバ等を支えるボディを非磁性材料で作製し、鏡筒−ボディ間の磁場経路を遮断することも行われている。
【０００４】
図５は、磁気シールド構造を有する露光装置の一例を示す模式図である。
図５に示す露光装置１００は、電子線を下方に向けて放射する電子銃（荷電粒子源）１０１を備えている。この電子銃１０１の下方には、ウェハステージ１０３が配置されている。このウェハステージ１０３上には、電子銃１０１から放射された電子線ｅが照射されるウェハ（感応基板）が載置される。電子銃１０１や電子線ｅの投影経路に位置する光学系等は電子鏡筒１０５内に配置されており、ウェハステージ１０３等はウェハチャンバ１０７内に配置されている。
【０００５】
電子鏡筒１０５はインバーや軟鉄製であり、一部に真空配管１０６が接続されている。一方、ウェハチャンバ１０７は、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼製である。電子鏡筒１０５とウェハチャンバ１０７とは基本的には接続されており、これら両者の内部は連通しているが、図５に示すように、接続構造によっては両者間に隙間１１１が開いてしまうこともある。なお、図５には図示されていないが、露光装置１００には、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、偏向器等が具備されている。
【０００６】
この例の露光装置１００は、磁気シールド１１０で囲まれて設置されている。この磁気シールド１１０は、初透磁率の高い材料で作製された容器であって、同容器内に露光装置１００の電子鏡筒１０５とウェハチャンバ１０７が格納されている。電子鏡筒１０５には、前述の真空配管１０６を接続する開口１０５ａや、配線用及びレチクルステージ出し入れ用等の開口１０５ｂが開けられている。さらに、図５には図示されないが、ウェハチャンバ１０７にもウェハステージ出し入れ用等の開口が開けられている。
【０００７】
ところで、前述の磁気シールド１１０には、電子鏡筒１０５の開口１０５ａ、１０５ｂに対応する位置に開口１１０ａ、１１０ｂを開けたり、この位置でシールド材を分割したりする場合がある。このように、シールド材に孔を開けたり分割したりすると、一般に、磁気シールド１１０全体のシールド特性が劣化し、十分なシールド効果が得られないこともある。そのため、これら全体をさらにシールドルーム１１５で覆って、二重にシールドすることが行われている。
【０００８】
あるいは、図５に示す二重シールド以外の磁気シールド方法として、電子鏡筒やウェハチャンバからある程度離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って外部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。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すような二重シールド（磁気シールド１１０＋シールドルーム１１５）を用いる場合は、装置全体が大型化し、重量が重くなり、コスト高も引き起こされる。さらに、電子鏡筒を磁場環境の悪い場所に設置する場合や、鏡筒が磁気に対して特に敏感である場合（例えば電子線露光装置の投影光学系鏡筒）等は、三重以上のシールド構造を適用しなければならず、装置の大型化、高重量化、高コスト化がより一層引き起こされることとなる。
【００１０】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、二重、三重等の大掛かりなシールドルームを用いることなく、充分な磁気シールド効果を期待できる磁気シールド構造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構造を備える露光装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の磁気シールド構造は、外乱磁場から遮蔽された装置設置空間を内部に有する磁気シールド構造であって、該磁気シールド構造を構成する構成部材により、前記空間を磁気的に閉じつつ外乱磁場を逃がす磁場経路が構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、装置設置空間に向かう外乱磁場は、構成部材を伝って外部に至るので、装置設置空間内に磁場が漏れるのを低減することができる。このような磁気シールド構造を用いると、二重、三重等の大掛かりなシールドルームを用いることなく、充分な磁気シールド効果を確保することができる。
【００１３】
本発明の磁気シールド構造においては、前記構成部材の内側（装置設置空間側）が非磁性材料からなるとともに、外側（反装置設置空間側）が磁性材料からなるものとすることができる。
この場合、磁場は外側の磁性材料を伝って外部に至り、且つ、この際に非磁性材料で装置設置空間側への漏れが遮断される。そのため、磁場が装置設置空間内に漏れる可能性を一層低減できる。
【００１４】
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、ボディと、該ボディに組み付けられた、内部が真空圧とされる真空チャンバと、該真空チャンバに組み付けられた、前記荷電粒子線を照射する照明光学系鏡筒と、を備え、前記ボディの一部、前記真空チャンバ及び前記照明光学系鏡筒により、前記真空チャンバ内空間を磁気的に閉じつつ外乱磁場を逃がす磁場経路が構成されていることを特徴とする。
【００１５】
この露光装置によれば、外乱磁界による影響を受けにくく、高精度のパターン形成を実現できる。装置の製作に当っては、ボディや真空チャンバ等の構造材料を安価に入手できる利点がある。さらに、ボディと真空チャンバとの接続に磁性材料からなるボルトを用いることができるので、ネジのかじりを低減できる利点もある。オーステナイト系ステンレス鋼製等のボルトはかじり易い欠点があるが、ボルトを鉄又はパーマロイ等の磁性材料製とすることで、このようなかじりを低減できるのである。
【００１６】
本発明の露光装置においては、前記ボディの一部、前記真空チャンバ及び前記照明光学系鏡筒が磁性材料からなるとともに、前記真空チャンバ内空間に位置する前記ボディの一部が非磁性材料からなるものとすることができる。
【００１７】
【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。
図４に示す露光装置の最上流には、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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装置１１に載置されている。レチクルステージ装置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。
【００２０】
レチクル１０の下方には第１投影レンズ１５、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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装置２４上に載置されている。レチクルステージ装置１１とウェハステージ装置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。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態に係る磁気シールド構造を適用した露光装置の機械的構造例について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る磁気シールド構造を適用した露光装置の機械的構造例を示す模式図である。
図２は、図１の分解図である。
図３は、図１の露光装置のボディの平面図である。
【００２４】
図１及び図２に示す露光装置は、ボディ３０を備えている。このボディ３０の上面にはレチクルチャンバ３５が接続されており、下面にはウェハチャンバ３６が接続されている。レチクルチャンバ３５上面には、照明光学系鏡筒４１が上下に貫通するように固定されている。この照明光学系鏡筒４１は、パーマロイやフェライト等の磁性材料からなり、内部には図４を参照しつつ前述した電子銃やレンズ等が配置されている。照明光学系鏡筒４１の下方において、ボディ３０の中央部には、投影光学系鏡筒４２が上下に貫通するように固定されている。この投影光学系鏡筒４２内には、図４を参照しつつ前述した投影レンズや偏向器等が配置されている。
【００２５】
図３にわかり易く示すように、ボディ３０は直方体状をしている。ボディ３０は、投影光学系鏡筒４２が固定される内部３２がオーステナイト系ステンレス鋼やセラミックス等の非磁性材料からなるとともに、この内部３２の外周側の外部３１がパーマロイ等の磁性材料からなる。これら内部３２及び外部３１は、図示せぬボルトや溶接等で一体化されている。なお、本実施例のボディ３０は直方体状をしているが、これは、直方体に限られるものではなく、どのような形状でも構わない。例えば、ボディ３０は円筒状でも構わない。その場合、内部３２はリング状となる。
【００２６】
レチクルチャンバ３５及びウェハチャンバ３６内部は、図示せぬ真空ポンプ等で真空に引かれている。両チャンバ３５、３６は、ともに鉄等の磁性材料製である。図１及び図２に示すように、両チャンバ３５、３６は、ボディ３０の外部３１上下面においてそれぞれ組み付けられている。両チャンバ３５、３６は、それぞれフランジ部３５ａ、３６ａを備え、このフランジ部３５ａ、３６ａがボルトＢでボディ３０の外部３１に固定されている。
【００２７】
このボルトＢ自体は、鉄等の磁性材料からなる。オーステナイト系ステンレス鋼製等のボルトはかじり易い欠点があるが、このボルトＢは鉄等の磁性材料製であるためかじりにくい。
なお、図１及び図２では、フランジ部３５ａ、３６ａやボルトＢは上下各一箇所のみ描かれているが、実際には両チャンバ３５、３６外周縁の複数箇所に設けられている。
【００２８】
レチクルチャンバ３５内において、ボディ３０の内部３２上には、ガイド４３やテーブル４４等を備えるウェハステージ装置（図４の符号１１参照）が配置されている。このウェハステージ装置のテーブル４４に、レチクルＲ（図４のレチクル１０と同様のもの）が載置される。一方、ウェハチャンバ３６内には、ガイド４７やテーブル４８等を備えるウェハステージ装置（図４の符号２４参照）が配置されている。このウェハステージ装置のテーブル４８に、ウェハＷ（図４のウェハ２３と同様のもの）が載置される。
【００２９】
このような露光装置によれば、鉄等の磁性材料からなるボディ３０の外部３１、両チャンバ３５、３６、照明光学系鏡筒４１により、チャンバ内空間（投影光学系鏡筒４２やステージ装置が設置される空間）を磁気的にクローズする磁気シールド構造（磁場経路）が構成される。そのため、チャンバ内空間に向かう外乱磁場（図１の右下の矢印参照）は、ボディ３０の外部３１、両チャンバ３５、３６、照明光学系鏡筒４１を通過して外部に至る。さらに、磁場が通過して外部に至る際には、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性材料からなるボディ３０の内部３２で遮断されるので、チャンバ内空間側、特に投影光学系鏡筒４２へと磁場が伝わるのを低減できる。
【００３０】
このような磁気シールド構造を用いると、二重、三重等の大掛かりなシールドルームを用いることなく、充分な磁気シールド効果を確保することができる。そのため、本発明に係る露光装置は、外乱磁界による影響を受けにくく、高精度のパターン形成を実現できる。
【００３１】
【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、二重、三重等の大掛かりなシールドルームを用いることなく、充分な磁気シールド効果を期待できる磁気シールド構造、及び、それを備える露光装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る磁気シールド構造を適用した露光装置の機械的構造例を示す模式図である。
【図２】図１の分解図である。
【図３】図１の露光装置のボディの平面図である。
【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】磁気シールド構造を有する露光装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０（Ｒ）レチクル１１レチクルステージ装置
２３（Ｗ）ウェハ２４ウェハステージ装置
３０ボディ
３１外部３２内部
３５レチクルチャンバ３６ウェハチャンバ
４１照明光学系鏡筒Ｂボルト

Claims

外乱磁場から遮蔽された装置設置空間を内部に有する磁気シールド構造であって、
該磁気シールド構造を構成する構成部材により、前記空間を磁気的に閉じつつ外乱磁場を逃がす磁場経路が構成されていることを特徴とする磁気シールド構造。
前記構成部材の内側（装置設置空間側）が非磁性材料からなるとともに、外側（反装置設置空間側）が磁性材料からなることを特徴とする請求項１記載の磁気シールド構造。
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、
ボディと、
該ボディに組み付けられた、内部が真空圧とされる真空チャンバと、
該真空チャンバに組み付けられた、前記荷電粒子線を照射する照明光学系鏡筒と、
を備え、
前記ボディの一部、前記真空チャンバ及び前記照明光学系鏡筒により、前記真空チャンバ内空間を磁気的に閉じつつ外乱磁場を逃がす磁場経路が構成されていることを特徴とする露光装置。
前記ボディの一部、前記真空チャンバ及び前記照明光学系鏡筒が磁性材料からなるとともに、前記真空チャンバ内空間に位置する前記ボディの一部が非磁性材料からなることを特徴とする請求項３記載の露光装置。