JP2009099723A

JP2009099723A - 露光装置

Info

Publication number: JP2009099723A
Application number: JP2007269031A
Authority: JP
Inventors: Yukiharu Okubo; 至晴大久保
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-05-07

Abstract

【課題】本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィに用いられる露光装置に関し、真空チャンバの変形による装置本体の位置の変動を低減あるいは解消することを目的とする。
【解決手段】基礎上に立設される柱部材と、装置本体を気密に内包する真空チャンバとを備え、前記柱部材に対する真空チャンバ上壁の変位が許容されるように、前記柱部材と前記真空チャンバ上壁とが弾性部材を介して弾性的に接続されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィに用いられる露光装置に関する。

近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、１３ｎｍ程度の波長を有するＥＵＶ光を使用したＥＵＶ露光装置が開発されている。このような露光装置では、ＥＵＶ光が大気により吸収されるため、真空中において露光を行う必要がある。そして、真空中において露光を行うため、レチクルステージ、投影光学系、ウエハステージ等を備えた装置本体を真空チャンバ内に収容し、真空チャンバ内を真空排気した状態でウエハへの露光が行われる。
特開２００２−１５９８９号公報

しかしながら、従来の露光装置では、真空チャンバ内を真空排気すると、大気圧により真空チャンバが変形し、真空チャンバの内面にブラケット等を介して支持されるレチクルステージ、投影光学系、ウエハステージ等の装置本体の位置が変動するという問題があった。

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、真空チャンバの変形による装置本体の位置の変動を低減あるいは解消することができる露光装置を提供することを目的とする。

第１の発明の露光装置は、基礎上に立設される柱部材と、装置本体を気密に内包する真空チャンバとを備え、前記柱部材に対する真空チャンバ上壁の変位が許容されるように、前記柱部材と前記真空チャンバ上壁とが弾性部材を介して弾性的に接続されることを特徴とする。

第２の発明の露光装置は、第１の発明の露光装置において、前記装置本体が前記真空チャンバの底面に設置されることを特徴とする。

第３の発明の露光装置は、第１の発明の露光装置において、前記真空チャンバ上壁は、前記弾性部材を介して前記柱部材に吊り下げ支持されることを特徴とする。

第４の発明の露光装置は、第３の発明の露光装置において、前記真空チャンバは前記柱部材の少なくとも一部を内包し、前記真空チャンバ上壁に設けられて前記柱部材が通過可能な開口と、前記柱部材と前記真空チャンバ上壁との間に延在して前記開口を覆う気密シートとを有することを特徴とする。

第５の発明の露光装置は、第４の発明の露光装置において、前記柱部材は複数の中空部材からなり、少なくとも前記開口を通過する中空部材を気密加工してなることを特徴とする。

第６の発明の露光装置は、第４の発明の露光装置において、前記弾性部材と前記気密シートとが統合されたベローズを備えることを特徴とする。

第７の発明の露光装置は、第１の発明の露光装置において、前記柱部材に対する前記真空チャンバ下壁の変位が許容されるように、前記柱部材と前記真空チャンバ下壁とが弾性部材を介して弾性的に接続されることを特徴とする。

第８の発明の露光装置は、第７の発明の露光装置において、前記装置本体は、前記柱部材に固定されたブラケット上に支持されることを特徴とする。

第９の発明の露光装置は、第８の発明の露光装置において、前記装置本体は、第１ユニットと、第２ユニットとを含み、前記ブラケットは、前記第１ユニットを支持する第１ブラケットと、前記第２ユニットを支持する第２ブラケットとを含むことを特徴とする。

第１０の発明の露光装置は、第７の発明の露光装置において、前記真空チャンバ下壁を支持する支持部材が前記柱部材とは別に設けられることを特徴とする。

第１１の発明の露光装置は、第１０の発明の露光装置において、前記真空チャンバ下壁を支持する支持部材は、前記真空チャンバ下壁の変位に応じて変形することを特徴とする。

本発明の露光装置では、真空チャンバの変形による装置本体の位置の変動を低減あるいは解消することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１および図２は本発明の露光装置の一実施形態を示している。この実施形態では、本発明がＥＵＶ光を使用したＥＵＶ露光装置に適用される。

この露光装置は、露光部１１、搬送部１３、光源部１５を有している。露光部１１、搬送部１３、光源部１５は、ペデスタル１７上に配置されている。

露光部１１は、柱部材１９、真空チャンバ２１を有している。

柱部材１９は、図２に示すように、ペデスタル１７上の矩形状の領域の頂点に４本配置されている。柱部材１９は、ステンレス鋼等の剛性の高い金属により形成されている。柱部材１９の上端および下端にはエンド部材２３，２５が固着されている。下端のエンド部材２５は、ペデスタル１７の上面に固定され、柱部材１９がペデスタル１７上に立設されている。柱部材１９の上部、中間部、下部には、ブラケット２７が固定されている。

真空チャンバ２１は直方体状をしており、上壁２９、側壁３１、下壁３３を有している。真空チャンバ２１の上壁２９には、柱部材１９の上部が挿通される開口部２９ａが形成されている。柱部材１９の上端のエンド部材２３と開口部２９ａとの間には円錐台状のベローズ３５が配置されている。真空チャンバ２１の上側では、ベローズ３５の上端はエンド部材２３に気密状態で固定され、ベローズ３５の下端は真空チャンバ２１の上壁２９に気密状態で固定されている。真空チャンバ２１の下壁３３には、柱部材１９の下部が挿通される開口部３３ａが形成されている。柱部材１９の下端のエンド部材２５と開口部３３ａとの間には円錐台状のベローズ３５が配置されている。真空チャンバ２１の下側では、ベローズ３５の上端は真空チャンバ２１の下壁３３に気密状態で固定され、ベローズ３５の下端はエンド部材２５に気密状態で接続されている。

真空チャンバ２１の下壁３３はペデスタル１７から浮き上がった状態となっており、真空チャンバ２１の下壁３３とペデスタル１７との間には、支持部材３７が配置され、支持部材３７により真空チャンバ２１の下壁３３が支持されている。なお、支持部材３７が真空チャンバ２１の下壁３３の変形に追従するように支持部材３７をバネ部材等で形成しても良い。真空チャンバ２１の内部は真空ポンプ(不図示)により真空引きされ真空に保たれる。

この実施形態では、各柱部材１９が３本の中空部材１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃを直列に継ぎ合わせて形成されている。そして、真空チャンバ２１の上壁２９の開口部２９ａを通過する上部の中空部材１９Ａの上端が、エンド部材２３により密閉されている。エンド部材２３は、中空部材１９Ａより大径とされている。また、真空チャンバ２１の下壁３３の開口部３３ａを通過する下部の中空部材１９Ｃの下端が、エンド部材２５により密閉されている。エンド部材２５は、中空部材１９Ｃより大径とされている。各中空部材１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃには、通気穴１９ａが形成されている。このように通気穴１９ａを形成することにより、真空チャンバ２１内を真空引きした際に、各中空部材１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの内部と各中空部材１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの外側の真空引きされた空間との間での気圧差をなくすことが可能となり、従って、中空部材１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの変形を防止することができる。

真空チャンバ２１内には、レチクルステージ３９、投影光学系４１、ウエハステージ４３が収容されている。レチクルステージ３９は、柱部材１９の上部に固定されるブラケット２７を介して柱部材１９に支持されている。投影光学系４１は、支持部材４５により支持されている。支持部材４５は、除振装置４７を介して、柱部材１９の中間部に固定されるブラケット２７に支持されている。ウエハステージ４３は、柱部材１９の下部に固定されるブラケット２７を介して柱部材１９に支持されている。投影光学系４１の側方には、照明光学系４９の後部４９ａが配置されている。ここで「照明光学系の後部」とは、照明光学系４９が複数の光学部材で構成され、照明光学系４９を通過する光の進行方向に応じて入射端側と射出端側とを想定した場合、射出端から所定数の光学部材、この光学部材を保持する保持構造、および、その周辺構造を含めた構成を指すものとする。照明光学系４９は、真空チャンバ２１の側壁３１を貫通する筒状部材９３を含む。この筒状部材９３は真空チャンバ２１と後述する真空チャンバ７３との間を連通しており、照明光学系４９の後部４９ａは筒状部材９３を介して真空チャンバ７３に収容される照明光学系４９の前部４９ｂと接続されている。照明光学系４９の前部４９ｂについては後述する。

搬送部１３は、レチクルローダ５１、ウエハローダ５３を有している。

レチクルローダ５１およびウエハローダ５３はそれぞれが、搬送アーム５５と、搬送アーム５５を駆動する駆動部５７を有している。レチクルローダ５１およびウエハローダ５３は、それぞれがチャンバを備え、各チャンバに対応して設けられたゲートバルブ５９を介して真空チャンバ２１と接続されている。レチクルローダ５１およびウエハローダ５３のチャンバのいずれにも、ゲートバルブ５９とは別のゲートバルブ６１が個々に設けられ、ゲートバルブ６１を介してロードロック室６３に接続されている。個々のロードロック室６３には、ゲートバルブ６１とは別のゲートバルブ６５が配置されている。ウエハローダ５３のチャンバは、支柱６７を介してペデスタル１７上に支持されている。また、レチクルローダ５１のチャンバは、支柱６９を介してウエハローダ５３のチャンバ上に支持されている。

光源部１５は、柱部材７１、真空チャンバ７３を有している。

柱部材７１は、図２に示すように、ペデスタル１７上の矩形状領域の頂点に４本配置されている。柱部材７１の上端および下端にはエンド部材７５，７７が形成されている。下端のエンド部材７７は、ペデスタル１７の上面に固定され、柱部材７１がエンド部材７７を介してペデスタル１７上に立設されている。柱部材７１の下部には、ブラケット７９が固定されている。柱部材７１の上端のエンド部材７５の上には、ＥＵＶ光を発生するＥＵＶ光発生部８１が配置されている。

真空チャンバ７３は直方体状をしている。真空チャンバ７３の上壁８３には、柱部材７１の上部が挿通される開口部８３ａが形成されている。柱部材７１の上端のエンド部材７５と開口部８３ａとの間にはベローズ８５が配置されている。真空チャンバ７３の下壁８７には、柱部材７１の下部が挿通される開口部８７ａが形成されている。柱部材７１の下端のエンド部材７７と開口部８７ａとの間にはベローズ８５が配置されている。真空チャンバ７３は、柱部材７１とは別にペデスタル１７上に立設された支持部材８９によって、その（真空チャンバ７３の）外壁を支持されている。真空チャンバ７３の内部は真空ポンプ(不図示)により真空引きされ真空に保たれている。

真空チャンバ７３内には、照明光学系４９の前部４９ｂが収容されている。ここで「照明光学系の前部」とは、前述の「照明光学系の後部」に対して、照明光学系４９が複数の光学部材で構成され、照明光学系４９を通過する光の進行方向に応じて入射端側と射出端側とを想定した場合、入射端から所定数の光学部材、この光学部材を保持する保持構造、および、その周辺構造を含めた構成を指すものとする。照明光学系４９の前部４９ｂは、柱部材７１の下部に固定されるブラケット７９を介して柱部材７１に支持されている。照明光学系４９とＥＵＶ光発生部８１との間には、真空チャンバ７３の上壁８３との間の気密状態を維持しつつ上壁８３を貫通する筒状部材９１が配置されている。真空チャンバ７３の側壁には、前述した筒状部材９３の一端が貫通している。筒状部材９３の他端は、前述したとおり露光部１１の真空チャンバ２１の側壁３１に開口している。

光源部１５のＥＵＶ光発生部８１は、ターゲット材料をプラズマ化してＥＵＶ光を発生させる。発生したＥＵＶ光は筒状部材９１を介して照明光学系４９の前部４９ｂに導かれ、筒状部材９３を介して真空チャンバ７３から真空チャンバ３１へ渡り、照明光学系４９の後部４９ａを通ってレチクルＲの下面に導かれる。なお、筒状部材９１、前部４９ｂ、筒状部材９３、後部４９ｂを含む照明光学系４９は、各所に配置された複数の反射光学系で構成されている。レチクルＲの下面には、ＥＵＶ光を反射する多層膜とＥＵＶ光を吸収する吸収体層とが露光しようとするパターンに応じて配置されており、レチクルＲの多層膜でＥＵＶ光が反射され吸収体層でＥＵＶ光が吸収されることによりＥＵＶ光はパターン化される。パターン化されたＥＵＶ光は、投影光学系４１を構成する不図示の複数のミラーにより順次反射されて、レチクルＲ上のパターンの縮小された像をウエハＷ上に形成する。スキャン露光方式でウエハＷ上のダイを露光するときには、ＥＵＶ光がレチクルＲ上にスリット光が照射され、レチクルＲ上でスリット光が照射された領域のパターンの像が投影光学系４１を介してウエハＷ上に形成されることになる。この状態でレチクルＲとウエハＷとが同期して投影光学系４１に対して投影光学系４１の縮小率に従った所定の速度で動くことにより、レチクルパターンはウエハＷ上の所定の露光範囲（ダイに対して）に露光される。

上述した露光装置では、レチクルステージ３９、投影光学系４１、ウエハステージ４３等のユニットを、ブラケット２７を介して柱部材１９に支持し、真空チャンバ２１をベローズ３５を介して柱部材１９に接続したので、真空チャンバ２１の上壁２９や側壁３１や下壁３３が変形しても、各ユニットの位置が変動することはない。

すなわち、真空チャンバ２１内を真空排気すると、大気圧により真空チャンバ２１が変形するが、例えば真空チャンバ２１の上壁２９と柱部材１９とはベローズ３５を介して接続されており、柱部材１９に対する上壁２９の変位量は上部のベローズ３５によって吸収されて柱部材１９まで及ばない。このため、柱部材１９に対する上壁２９の変位によって柱部材１９の位置が変動することは殆どない。また、例えば真空チャンバ２１の下壁３３と柱部材１９ともベローズ３５を介して接続されており、柱部材に対する下壁３３の変位量は下部のベローズ３５によって吸収されて柱部材１９まで及ばない。よって、柱１９に対する下壁２９の変位によって柱部材１９の位置が変動することも殆どない。さらに、レチクルステージ３９、投影光学系４１、ウエハステージ４３はチャンバ２１の側壁３１に支持されておらず、ブラケット２７を介して柱部材１９に支持されている。このため、側壁３１が変形しても、側壁３１の変形がレチクルステージ３９、投影光学系４１、ウエハステージ４３の位置を変動させることはない。

(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、ＥＵＶ光を用いた露光装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、真空チャンバ内で露光を行う露光装置に広く適用することができる。

本発明の露光装置の一実施形態を縦断面で示す説明図である。図１の露光装置を横断面で示す説明図である。

符号の説明

１７…ペデスタル、１９，１９Ｄ…柱部材、１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ…中空部材、２１，２１Ａ…真空チャンバ、２７…ブラケット、２９，２９Ａ…上壁、３３，３３Ａ…下壁、２９ａ，３３ａ…開口部、３５…ベローズ、３７…支持部材、３９…レチクルステージ、４１…投影光学系、４３…ウエハステージ、９５，１０１…弾性部材、９９，１０３…気密シート。

Claims

基礎上に立設される柱部材と、
装置本体を気密に内包する真空チャンバと、を備え、
前記柱部材に対する真空チャンバ上壁の変位が許容されるように、前記柱部材と前記真空チャンバ上壁とが弾性部材を介して弾性的に接続されることを特徴とする露光装置。
請求項１記載の露光装置において、
前記装置本体が前記真空チャンバの底面に設置されることを特徴とする露光装置。
請求項１記載の露光装置において、
前記真空チャンバ上壁は、前記弾性部材を介して前記柱部材に吊り下げ支持されることを特徴とする露光装置。
請求項３記載の露光装置において、
前記真空チャンバは前記柱部材の少なくとも一部を内包し、
前記真空チャンバ上壁に設けられて前記柱部材が通過可能な開口と、
前記柱部材と前記真空チャンバ上壁との間に延在して前記開口を覆う気密シートとを有することを特徴とする露光装置。
請求項４記載の露光装置において、
前記柱部材は複数の中空部材からなり、
少なくとも前記開口を通過する中空部材を気密加工してなることを特徴とする露光装置。
請求項４記載の露光装置において、
前記弾性部材と前記気密シートとが統合されたベローズを備えることを特徴とする露光装置。
請求項１記載の露光装置において、
前記柱部材に対する前記真空チャンバ下壁の変位が許容されるように、前記柱部材と前記真空チャンバ下壁とが弾性部材を介して弾性的に接続されることを特徴とする露光装置。
請求項７記載の露光装置において、
前記装置本体は、前記柱部材に固定されたブラケット上に支持されることを特徴とする露光装置。
請求項８記載の露光装置において、
前記装置本体は、第１ユニットと、第２ユニットとを含み、
前記ブラケットは、前記第１ユニットを支持する第１ブラケットと、前記第２ユニットを支持する第２ブラケットとを含むことを特徴とする露光装置。
請求項７記載の露光装置において、
前記真空チャンバ下壁を支持する支持部材が前記柱部材とは別に設けられることを特徴とする露光装置。
請求項１０記載の露光装置において、
前記真空チャンバ下壁を支持する支持部材は、前記真空チャンバ下壁の変位に応じて変形することを特徴とする露光装置。