JP2006287159A - 気体供給装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 一定温度に温調された空気を一定方向に、かつ均一な圧力で送気することが可能な気体供給装置、それを用いた露光装置等を提案する。
【解決手段】 気体供給装置１００ａ，１００ｂが、気体供給源から供給される気体Ａを所定方向に向けて送気する羽根車１２２と、気体Ａとは異なる流体Ｃの流れによって回転力を発生し、回転力を羽根車１２２に付与する駆動源１５０と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、気体供給装置、露光装置、及びデバイスの製造方法に関する。

半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などの露光装置が用いられている。
これらの露光装置では、半導体素子等の高集積化に伴って、感光基板上に形成する回路パターンの微細化が要請されているため、マスクや感光基板の位置を高精度に検出する必要がある。このため、マスクステージや基板ステージの座標計測装置として、レーザ光波干渉式測長器（以下、「レーザ干渉計」と呼ぶ）が使用されている。
更に、レーザ干渉計を用いた測定システムによる計測精度の低下を防ぐために、レーザ干渉計からのレーザビームの光路空間に、一定温度に温調された空気を一定方向に送風することにより、空気の揺らぎを防止する技術が用いられている（特許文献１参照）
特開平８−２８５５２０号公報

ところで、レーザ干渉計からのレーザビームの光路空間に一定温度に温調された空気を送風するに際しては、すべての領域に対して均一な風速で送風することが好ましい。しかしながら、空気を供給する気体供給源から近い領域と遠い領域とで均一な風速を保つことは困難である。また、広い領域で均一な風速を確保するため、吹出し口近傍にファンを設けることが考えられるが、ファンが熱源となってしまい、ファンより上流で高度に温調された気体の温度を変化させてしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、一定温度に温調された気体を一定方向に、かつ均一な圧力で送気することが可能な気体供給装置、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法を提案することを目的とする。

本発明に係る気体供給装置、露光装置、及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第一の発明は、気体供給装置（１００ａ，１００ｂ）が、気体供給源（７０）から供給される気体（Ａ）を所定方向に向けて送気する羽根車（１２２）と、その気体とは異なる流体（Ｃ）の流れによって回転力を発生し、回転力を羽根車に付与する駆動源（１５０）と、を備えるようにした。
この発明によれば、気体を送気する羽根車を流体の流れを利用して回転させるので、駆動源からの熱の発生が殆どなく、したがって、気体供給源から供給される気体に温度変化を生じさせることなく、一定温度で送気することができる。

また、駆動源（１５０）が、羽根車（１２２）とは異なる第二羽根車（１５２）を有し、第二羽根車は、流体（Ｃ）の流れによって回転力を発生させるものでは、流体の流れから容易に回転力を得ることができる。
また、駆動源（１５０）が、磁力により羽根車（１２２）に対して回転力を伝達する非接触動力伝達部（１２６，１５６）を備えるものでは、気体を送気する羽根車と、羽根車に回転力を付与する駆動源とが分離されるので、駆動源において発生しやすい熱が、気体供給源から供給される気体に悪影響を及ぼす事態を回避することができる。
また、流体（Ｃ）が流動する配管部（９４）を備え、配管部の少なくとも一部が気体（Ａ）の流路（１０２）に配置されているものでは、気体を配管部に接触させて熱交換を行わせることにより、流体による気体の温調が可能となる。

第二の発明は、エネルギビーム（ＥＬ）を感光基板（Ｗ）に照射して、所定パターンを感光基板上に形成する露光部（１０）と、露光部の少なくとも一部を収容する露光室（４２）と、露光室内に温度制御された気体を供給する気体供給部（１００ａ，１００ｂ）と、を備える露光装置（ＥＸ）において、気体供給部として、第一の発明の気体供給装置を用いるようにした。
この発明によれば、露光室に均一な圧力の温調気体が供給されるので、気体のよどみや揺らぎの発生が抑えられ、これにより、露光室内を高精度に温調することができる。
また、気体供給部（７０）が、二次元配置された複数の気体供給装置（１００ａ，１００ｂ）を備え、感光基板（Ｗ）の被露光面に対して略直交する方向に沿って気体（Ａ）を供給するものでは、露光室内に均一な圧力の温調気体がダウンフローにて供給されるので、感光基板の位置を計測する干渉計システムの周辺から気体の揺らぎ等が排除され、これにより、干渉計システムを用いた感光基板の位置決めを高精度に行うことができる。

第三の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第二の発明の露光装置（ＥＸ）を用いるようにした。
この発明によれば、感光基板の位置決めが高精度に行われるので、微細なパターンを有するデバイスを製造することができる。
なお、上記各発明をわかりやすく説明するために一実施例を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第一の発明によれば、羽根車を駆動する駆動源の発熱が低く抑えられるので、供給する気体の温度変動を抑制することができ、気体のよどみや気体の揺らぎの発生を抑えることが可能となる。
第二の発明によれば、露光室を、高精度に温調しつつ、気体のよどみや気体の揺らぎの発生を抑えることができるので、露光部による露光処理を高精度に行うことができる。
第三の発明によれば、微細なパターンを有するデバイスを製造することができるので、高機能、高品質の電子機器を提供することが可能となる。

以下、本発明の気体供給装置、露光装置、及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの構成を示す模式図である。
露光装置ＥＸは、レチクルＲとウエハＷとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成されたパターンを投影光学系１６を介してウエハＷ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。
露光装置ＥＸは、露光装置本体１０と、クリーンルーム内の床面Ｆ上に設置されると共に露光装置本体１０を収容する本体チャンバ４０と、本体チャンバ４０に隣接して配置された機械室７０とを備える。

露光装置本体１０は、露光光ＥＬによりレチクルＲを照明する照明光学系１２、レチクルＲを保持して移動可能なレチクルステージ１４、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系１６、ウエハＷを保持して移動可能なウエハステージ２０と、投影光学系１６等を保持すると共にウエハステージ２０が搭載される本体コラム３０、露光装置ＥＸを統括的に制御する不図示の制御装置等を備える。

照明光学系１２は、レチクルステージ１４に支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明するものであり、不図示の露光用光源から射出された露光光ＥＬの照度を均一化するオプティカルインテグレータ、コンデンサレンズ、リレーレンズ系、レチクルＲ上の露光光ＥＬによる照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等（いずれも不図示）を有している。
このような構成により、照明光学系１２は、レチクルＲ上の所定の照明領域を、より均一な照度分布の露光光ＥＬで照明可能となっている。
なお、露光用光源から射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等の紫外光が用いられる。

レチクルステージ１４は、レチクルＲを支持しつつ、投影光学系１６の光軸ＡＸに垂直な平面内の２次元移動及び微小回転を行うものである。なお、レチクルＲは、レチクルステージ１４に形成された矩形開口の周囲に設けられたレチクル吸着機構により真空吸着等される。
レチクルステージ１４上のレチクルＲの２次元方向の位置及び回転角は、不図示のレーザ干渉計によりリアルタイムで計測され、その計測結果は制御装置に出力される。そして、制御装置がレーザ干渉計の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することで、レチクルステージ１４に支持されているレチクルＲの位置決めが行われる。
なお、レチクルステージ１４は、サポートコラム３６により支持される。

投影光学系１６は、レチクルＲに形成されたパターンを所定の投影倍率でウエハＷに投影露光するものであって、複数の光学素子で構成される。本実施形態において、投影光学系１６は、投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系１６は等倍系及び拡大系のいずれでもよい。
そして、投影光学系１６は、メインコラム３４の天板に設けられた不図示の穴部に挿入されて、支持される。

ウエハステージ２０は、ウエハＷを保持しつつ、不図示のリニアモータ等の駆動装置によって、光軸ＡＸに垂直な平面内の２次元移動及び微小回転を行うものである。ウエハＷは、ウエハステージ２０の上面に、真空吸着等によって保持されている。
また、ウエハステージ２０上には移動鏡２２が設けられ、これに対向する位置にはレーザ干渉計２４が設けられる。そして、ウエハステージ２０の２次元方向の位置及び回転角は、レーザ干渉計２４によりリアルタイムで計測され、計測結果が制御装置に出力される。そして、制御装置がレーザ干渉計２４の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することで、ウエハステージ２０に保持されているウエハＷの位置決めが行われる。
なお、ウエハステージ２０は、メインコラム３４の底板を構成するステージベース上に支持される。

本体コラム３０は、本体チャンバ４０の底面上に設置されたベースプレート３８の上方に、複数の防振台３２を介して支持されている。本体コラム３０は、防振台３２によって支持されたメインコラム３４と、このメインコラム３４上部に立設されたサポートコラム３６とを有している。
そして、メインコラム３４の天井部となるメインフレームには、投影光学系１６が支持されている。また、サポートコラム３６には、レチクルステージ１４、照明光学系１２が支持されている。

本体チャンバ４０は、環境条件（清浄度、温度、圧力等）がほぼ一定に維持された露光室４２と、この露光室４２の側部に配置された不図示のレチクルローダ室及びウエハローダ室とを有するように形成されている。なお、露光室４２は、その内部に露光装置本体１０が配置される。
露光室４２の上部側面には、本体チャンバ４０内に温調した空気（気体）Ａを供給する機械室７０に接続される噴出口５０が設けられる。そして、機械室７０から送気される温調された空気（気体）Ａが噴出口５０からサイドフローにて露光室４２の上部空間４２ａに送り込まれるようになっている。
また、露光室４２の底部には、リターン部５２が設けられ、このリターン部５２の下方には、リターンダクト５４の一端が接続される。そして、リターンダクト５４の他端は、機械室７０に接続される。すなわち、露光室４２内の空気Ａがリターン部５２からリターンダクト５４を介して機械室７０に戻されるようになっている。

露光室４２の側面には、機械室７０に接続された給気管路６０が接続され、更に、露光室４２内に延設されている。その内部には、ヒータ６２、送風機６４、ケミカルフィルタＣＦ、フィルタボックスＡＦが順次配置されている。
更に、給気管路６０は、２つの分岐路６６ａ，６６ｂに分岐される。一方の分岐路６６ａは、温度安定化流路装置８０ａを介して気体噴出ユニット１００ａに接続されている。他方の分岐路６６ｂは、温度安定化流路装置８０ｂを介して気体噴出ユニット１００ｂが接続されている。
なお、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂは、機械室７０から送気された空気Ａとの間で熱交換を行うことにより、更に空気Ａを高精度に温調する装置である。具体的には、特表２００２−１０１８０４号公報に記載された温度安定化流路装置を用いられる。
そして、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂのそれぞれには、供給管９２及び排出管９４を介して温調装置９０が接続されている。これにより、温調装置９０、供給管９２、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂ、排出管９４とからなる温調用媒体Ｃの循環経路が構成される。
なお、温調用媒体Ｃとしては、例えばフロリナート（登録商標）が用いられ、温調装置９０により略一定温度に温度調整される。これにより、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂは、その温度が一定に維持される。

気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂは、メインコラム３４の天板の下方に、それぞれ固定されている。気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの下面には、温調された空気Ａを下方に向かって噴き出す噴出口がそれぞれ形成されている。これにより、機械室７０から送気される温調された空気Ａが気体噴出ユニット１００ａ、１００ｂを経由した後に、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂからダウンフローにてメインコラム３４の内側空間４２ｂに送り込まれるようになっている。
また、メインコラム３４の下端側面（或いは底面）には、リターンダクト５６が接続され、このリターンダクト５６の他端は機械室７０に接続されている。なお、図示は省略されているが、リターンダクト５６は複数の分岐路を備え、それぞれの分岐路がメインコラム３４の底部（或いは底面）の複数箇所に接続されている。

図２は、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの構成を示す縦断面図である。
気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂは、直方体状の形状を有した筐体１０２からなり、内部に温調された空気Ａが流動する空間が形成される。また、筐体１０２の内部及び底面にはメッシュ部材１０４ａ，１０４ｂが配置されると共に、筐体１０２の一方の側面上部には分岐路６６ａ，６６ｂが接続される。したがって、機械室７０から送気された空気Ａは、分岐路６６ａ，６６ｂを介して気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの筐体１０２内の上部空間（天井とメッシュ部材１０４ａとの間に形成される空間）に導入され、更に、メッシュ部材１０４ａを通過して、メッシュ部材１０４ａとメッシュ部材１０４ｂとの間に形成される空間に導入され、そして、メッシュ部材１０４を通してダウンフローにて外部に排出されるようになっている。このように、メッシュ部材１０４ａ，１０４ｂを配置することにより、筐体１０２内の内部空間を移動する際に、気体Ａの圧力が均一化されるようにしている。

筐体１０２の内部空間には、複数のファン１２０が配置される。ファン１２０は、羽根車１２２と、Ｚ方向に平行な回転軸１２４と、回転軸１２４の上端に配置された磁石部１２６とから構成され、略同一の水平面（ＸＹ方向）に略均一の間隔で配置されている。
羽根車１２２は、例えば３〜４枚の羽根を有し、回転軸１２４回りに回転することにより、周囲の空気Ａを下方に向けて送気可能に構成されている。なお、回転軸１２４は、不図示の軸受部を介してメッシュ部材１０４ａに固着される。
磁石部１２６は、円板形の永久磁石からなり、円板形の中心に回転軸１２４が接続されると共に、筐体１０２の天井から僅かに離間して配置される。
そして、ファン１２０は、筐体１０２の外部上方に配置された後述の水車部１５０から、磁石部１２６に対して非接触に回転力が付与されることにより、回転するようになっている。すなわち、水車部１５０と磁石部１２６とは、磁力により非接触に連結され、回転力が伝達可能となっている。したがって、筐体１０２としては、磁力が透過可能な常磁性体（非磁性体）で形成される必要があり、少なくとも磁石部１２６が対向する部分は、非磁性体・非導電体の樹脂等で形成されている。

図３は、水車部１５０の構成を示す横断面図である。
気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの上方には、温調装置９０に接続する冷媒排出管（配管部）９４が配置される。排出管９４のうち、少なくとも気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの上方に配置される部分の底面は、非磁性体・非導電体の材料、例えば、樹脂材により形成される。また、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂと温調装置９０との間には、数ミリ程度の厚みの断熱部材を配置してもよい。
排出管９４には、排出管９４の側面方向に突出するように形成された複数の収容部９４ａを有している。そして、排出管９４の側面に突出した収容部９４ａ内に、水車部１５０が配置される（図３参照）。
水車部１５０は、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの筐体１０２内に配置された複数のファン１２０に回転力を付与する装置であって、羽根車１５２と、Ｚ方向に平行な回転軸１５４と、回転軸１５４の下端に配置された磁石部１５６とから構成される。
羽根車（第二羽根車）１５２は、例えば８枚の羽根を有し、排出管９４内を流動する温調用媒体Ｃにより回転力を付与されて、回転軸１５４回りに回転可能に構成される。なお、回転軸１５４は、不図示の軸受部を介して排出管９４に固着される。
磁石部（非接触動力伝達部）１５６は、円板形の永久磁石からなり、円板形の中心に回転軸１５４が接続されると共に、排出管９４の底面から僅かに離間して配置される。
また、水車部１５０は、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの筐体１０２内に配置された複数のファン１２０の上方に位置するように、それぞれ配置される。つまり、水車部１５０の回転軸１５４とファン１２０の回転軸１２４とが、略同一線上に配置される。
これにより、水車部１５０の羽根車１５２が排出管９４内の温調用媒体Ｃの流動を受けて回転し、磁石部１５６に回転力が付与されると、磁石部１５６の回転力は、磁石部１５６と磁石部１２６の磁力を介して（排出管９４、断熱部材、筐体１０２を透過して）、磁石部１２６に非接触に伝達される。これにより、ファン１２０が回転軸１２４回りに回転して、周囲の空気Ａを下方に向けて送気するようになっている。

次に、露光装置ＥＸの作用、特に空調方法について説明する。
まず、制御装置により機械室７０が作動され、温調された空気Ａが、露光室４２に向けて送気される。これにより、露光室４２内では、噴出口５０から露光室４２の上部空間４２ａに、温調された空気Ａが均一なサイドフローにて送り込まれる。また、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂからメインコラム３４の内側空間４２ｂに、温調された空気Ａが均一なダウンフローにて送り込まれる。
そして、露光室４２及びメインコラム３４の内側空間４２ｂに送り込まれた空気Ａは、それぞれリターンダクト５４，５６に排気され、機械室７０に戻される。
このようにして、露光室４２及びメインコラム３４の内側空間４２ｂが空調される。

ここで、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの作用について詳述する。
まず、メインコラム３４の内側空間４２ｂに送り込まれる空気Ａは、機械室７０において略一定の温度に温調された後に、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂを通過する際に更に高精度に温調される。すなわち、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂに流入する温調用媒体Ｃと空気Ａとの間で熱交換が行われて、空気Ａが温調用媒体Ｃの温度と略同一温度に温調される。
そして、温調用媒体Ｃは、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂから排出管９４に排出され、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの上方を通過して、温調装置９０に流入する。そして、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの上方を通過する際に、排出管９４の複数の収容部９４ａのそれぞれに配置された水車部１５０の羽根車１５２を回転させる。
なお、温調装置９０から排出及び流入する温調用媒体Ｃの流速は、略一定に維持されている。したがって、温調用媒体Ｃにより回転力を付与される複数の羽根車１５２の回転速度も略一定となる。そして、各羽根車１５２が略同一速度で回転すると、その回転力は、磁石部１５６から、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂ内に配置された各ファン１２０の磁石部１２６に、磁力を介して非接触に伝達される。これにより、複数のファン１２０の各羽根車１２２が略同一速度で回転する。
一方、温度安定化流路装置８０ａ，８０ｂから分岐路６６ａ，６６ｂに排出された空気Ａは、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの筐体１０２内に導入される。そして、筐体１０２内において、温調用媒体Ｃによって回転力が付与されたファン１２０によって、下方に向けて、一定の圧力を付与されて送気される。つまり、筐体１０２の底部に配置されたメッシュ部材１０４を介して、ダウンフローにてメインコラム３４の内側空間４２ｂに送り込まれる。
気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの下方には、ウエハステージ２０が配置されている。特に、ウエハステージ２０上の移動鏡２２と、これに対向するレーザ干渉計２４との間の空間は、測長レーザ光の光路空間であり、この光路空間を気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂから送気される一定温度で一定圧力のダウンフローの空気Ａで満たすことにより、レーザ干渉計２４による高精度な測長を実現することができる。なぜならば、光路空間から、レーザ干渉計２４の誤差原因となる空気のよどみや空気の揺らぎが排除されるからである。

そして、このような温調を行った状態で、露光装置本体１０による露光処理が行われる。具体的には、不図示の露光用光源から射出された露光光ＥＬが、各種レンズやミラー等からなる照明光学系１２において、必要な大きさ及び照度均一性に整形された後にパターンが形成されたレチクルＲを照明し、このレチクルＲに形成されたパターンが投影光学系１６を介して、ウエハステージ２０上に保持されたウエハＷ上の各ショット領域に、縮小転写される。これにより、高精度なパターンをウエハＷ上に形成することが可能となる。

このように、本実施形態の気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂによれば、筐体１０２内の空気Ａを送気する羽根車１２２を、温調用媒体Ｃの流れを利用して回転させるので、水車部１５０からの熱の発生が殆どなく、したがって、機械室７０から供給される温調された空気Ａに温度変化を生じさせることなく、一定温度で送気することができる。また、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂは、動作時にも発熱がないので、高度に温度管理が必要なメインコラム３４の内側空間４２ｂ内にも設置することができ、温調された空気Ａの風速の均一性を向上することができる。特に、複数のファン１２０を内部空間４２ｂ内に二次元的に配列することにより、メインコラム３４内の広い領域で風速均一性を確保することができる。
また、水車部１５０が発生した回転力を、磁力により羽根車１２２に伝達することにより、空気Ａを送気する羽根車１２２と、羽根車１２２に回転力を付与する水車部１５０とが分離されるので、水車部１５０において発生しやすい熱が、機械室７０から供給される温調された空気Ａに悪影響を及ぼす事態を回避することができる。
そして、このような気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂを露光装置ＥＸが収容される露光室４２に配置したので、露光室４２に高精度に温調された均一圧力の空気Ａが供給され、空気のよどみや揺らぎの発生が抑えられる。特に、メインコラム３４の内側空間４２ｂの天井部に気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂを配置したので、ウエハＷの位置を計測するレーザ干渉計２４の周辺を、一定温度で一定圧力のダウンフローの空気Ａで満たすことができ、これにより、レーザ干渉計２４による高精度な測長を実現することができる。
したがって、露光装置ＥＸにより、微細なパターンをウエハＷ上に形成することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
本発明は、例えば、以下のような変更をも含むものとする。

上述した実施形態では、ファン１２０と水車部１５０とが共に磁石部１２６，１５６を備える場合について説明したが、一方を鉄やニッケル等の強磁性体で構成してもよい。
また、ファン１２０と水車部１５０とが非接触に接続する場合について説明したが、共通の回転軸等により物理的に連結された構成であってもよい。この場合には、例えば、排出管９４と筐体１０２とを貫く回転軸が必要となることから、排出管９４からの温調用媒体Ｃの漏出防止と、回転軸と筐体１０２との摩擦熱の発生を抑制可能なシール部を用いる。

水車部１５０を収容する配管としては、排出管９４に限らず、供給管９２であってもよい。また、排出管９４と供給管９２の両方を用いてもよい。
また、水車部１５０をＸＹ方向に複数配置する場合には、排出管９４等を蛇行させて対応してもよいし、排出管９４等を複数の支管に分岐して各支管に収容部９４ａを設けて対応してもよい。
また、水車部１５０を収容する配管は、一体構造である必要はなく、複数の収容部９４ａを連結させて構成してもよい。

また、水車部１５０に回転力を付加する流体として、空気Ａを温調する温調用媒体Ｃを利用したが、これに限らない。例えば、ウエハステージ２０等を温調する冷媒であってもよい。また、温調用の冷媒に限らず、水車部１５０を回転させるだけの専用の液体をもちいてもよい。つまり、空気Ａとは異なる他の流体であればよい。したがって、液体に限らず気体であってもよい。

気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの筐体１０２の外部上方に排出管９４を配置する場合について説明したが、これに限らない。例えば、排出管９４の一部が筐体１０２の内部に配管される場合であってもよい。この場合には、筐体１０２内に導入された空気Ａが排出管９４を介して温調用媒体Ｃにより温調されるようにしてもよい。
また、水車部１５０がファン１２０の上方に配置される場合について説明したが、水車部１５０がファン１２０の下方に配置されてもよい。すなわち、ファン１２０の下方に排出管９４を配置することにより、ファン１２０から気送される空気Ａが排出管９４の周辺を下方に向けて流れ、これにより、温調用媒体Ｃにより温調されるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ファン１２０から気送される空気Ａが下方に向けて流れる場合、すなわち、ダウンフローの場合について説明したが、サイドフローやアップフローであってもよい。
例えば、サイドフローの場合には、水車部１５０に回転力を付加する流体を流す配管（排出管９４）を、筐体１０２の側方に設けてもよい。又は、回転軸１２４，１５４を柔軟性のある素材により形成して湾曲させたり、回転軸１２４，１５４の一部に直交軸ギアを配置させる構造を用いてもよい。

羽根車１２２，１５２の形状としては、回転軸方向に流体が流れるタイプ（スクリュー型）に限らず、回転軸と直交する方向に流体が流れるタイプ（水車型）であってもよい。

また、上記実施形態では、メインコラム３４内部のウエハステージ２０の移動空間内に、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂを配置した場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、レチクルステージ１４が配置される空間等に、気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂを配置してもよい。これにより、例えば、レチクルステージ１４の位置を計測する不図示のレーザ干渉計による計測誤差を抑制することが可能となる。なお、温調された空気Ａの供給は、ダウンフローであっても、サイドフローであってもよい。

上記実施形態では、光源としてＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等を用いる場合について説明したが、これに限らず、光源としてＦ２レーザ、Ａｒ２レーザを用いても良く、あるいは金属蒸気レーザやＹＡＧレーザを用い、これらの高調波を露光用照明光としても良い。あるいは、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を、露光用照明光として用いても良い。

また、上記実施形態ではステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置にも本発明を適用することができる。更に、本発明は半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも適用することができる。
また、投影光学系１６は、屈折系、反射屈折系、及び反射系のいずれでも良いし、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでも良い。
更には、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。

また、本発明は、投影光学系と基板（ウエハ）との間に供給された液体を介して基板上に所定のパターンを形成する液浸露光装置にも、必要な液体対策を適宜施したうえで適用可能である。液浸露光装置の構造及び露光動作は、例えば、国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、特開平６−１２４８７３号、及び特開平１０−３０３号に開示されている。また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば、特開平１０−１６３０９９号、特開平１０−２１４７８３号、特表２０００−５０５９５８号或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。また、本発明は、特開平１１−１３５４００号に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種計測部材やセンサを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

また、本発明が適用される露光装置は、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（または位相パターン・減光パターン）が形成された光透過型マスク、或いは光反射性の基板上に所定の反射パターンが形成された光反射型マスクを用いるものに限らず、例えば、米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているような、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、或いは発光パターンを形成する電子マスクを用いる露光装置であってもよい。

レチクルステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（対応ＵＳＰ５，８７４，８２０）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
また、ウエハステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（対応ＵＳＰ５，５２８，１２６）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図４は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図５は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクの製造にも本発明を適用できる。

本実施形態に係る露光装置ＥＸの構成を示す模式図である。 本実施形態に係る気体噴出ユニット１００ａ，１００ｂの構成を示す縦断面図である。 水車部１５０の構成を示す横断面図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。 図４におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。

符号の説明

１０…露光装置本体
４２…露光室
７０…機械室
９４…冷媒排出管
１００ａ，１００ｂ…気体噴出ユニット
１０２…筐体
１２２…羽根車
１２６…磁石部
１５０…水車部
１５２…羽根車
１５６…磁石部
Ａ…空気
Ｃ…温調用冷体
ＥＬ…露光光
ＥＸ…露光装置

Claims (7)

1. 気体供給源から供給される気体を所定方向に向けて送気する羽根車と、
   前記気体とは異なる流体の流れによって回転力を発生し、該回転力を前記羽根車に付与する駆動源と、
   を備えることを特徴とする気体供給装置。
2. 前記駆動源は、前記羽根車とは異なる第二羽根車を有し、該第二羽根車は、前記流体の流れによって回転力を発生させることを特徴とする請求項１に記載の気体供給装置。
3. 前記駆動源は、磁力により前記羽根車に対して回転力を伝達する非接触動力伝達部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の気体供給装置。
4. 前記流体が流動する配管部を備え、前記配管部の少なくとも一部が前記気体の流路に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の気体供給装置。
5. エネルギビームを感光基板に照射して、所定パターンを前記感光基板上に形成する露光部と、
   前記露光部の少なくとも一部を収容する露光室と、
   前記露光室内に温度制御された気体を供給する気体供給部と、を備える露光装置において、
   前記気体供給部として、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の気体供給装置を用いることを特徴とする露光装置。
6. 前記気体供給部は、二次元配置された複数の前記気体供給装置を備え、前記感光基板の被露光面に対して略直交する方向に沿って前記気体を供給することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項５又は請求項６に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
   
   
   

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