JP2009170792A - 露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンバの小型化を図り、装置全体の小型化及び装置のメンテナンス性の容易化に貢献できる露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】露光装置は、光学素子が収容された第２チャンバ１８と、第２チャンバ１８のＺ方向側に配置されたレチクルステージ１４とを備えている。第２チャンバ１８のＺ方向側の側面には、露光光ＥＬをレチクルＲに向けて射出させるための第２開口部２１が形成されている。また、第２チャンバ１８とレチクルステージ１４との間には、第１維持装置３６Ａが設けられている。第１維持装置３６Ａは、第２チャンバ１８に取着されたリング磁石４０Ａ及び各磁性部材４１Ａ，４２Ａに保持された磁性流体を含む包囲部４３Ａ，４４Ａを備えている。これら各包囲部４３Ａ，４４Ａにより、第２開口部２１からレチクルＲに向けて射出された露光光ＥＬの光路近傍の雰囲気は、第２チャンバ１８内と同一雰囲気に維持される。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ工程などに用いられる露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。

一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクを照射するための照明光学系と、該照明光学系がマスクを照射することにより形成されたパターン像を感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に投影するための投影光学系とを備えている。このような露光装置では、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターン像の微細化を図るために、投影光学系の更なる高解像度化が要望されている。そのため、露光装置に用いる露光光の短波長化が進み、近年では、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光として使用するＥＵＶ露光装置の開発が行われている。

ところで、現在、ＥＵＶ露光装置に搭載される照明光学系及び投影光学系は、反射型の光学素子にてそれぞれ構成されている。また、マスクについても反射型のマスクが採用される。さらに、ＥＵＶ光は、殆どの物質に吸収されることから、ＥＵＶ露光装置は、内部が真空雰囲気に設定されたチャンバ内に設置されていた（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−２７６９３２号公報

しかしながら、ＥＵＶ露光装置全体をチャンバ内に設置する構成では、装置全体が大型化すると共に、比較的大きな真空ポンプを使用しなければならない問題があった。また、ＥＵＶ露光装置のメンテナンスは、チャンバ内の真空雰囲気を一旦解消してから行わなければならず、また、メンテナンス終了後には、チャンバ内を再び真空雰囲気にする必要がある。したがって、ＥＵＶ露光装置のメンテナンスには、多大な労力や時間がかかってしまう問題もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャンバの小型化を図り、装置全体の小型化及び装置のメンテナンス性の容易化に貢献できる露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図１０に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置は、光源（１２）から射出された光（ＥＬ）が被照射面（２６，３１，２９，３４，Ｒａ，Ｗａ）を照射することにより、感光性材料が塗布された基板（Ｗ）にパターン像を転写する露光装置（１１）であって、前記光（ＥＬ）の光路である開口部（２１，２４）が前記被照射面（２６，３１，２９，３４，Ｒａ，Ｗａ）に対向する位置に配置されたチャンバ（１８）と、該チャンバ（１８）と前記被照射面（２６，３１，２９，３４，Ｒａ，Ｗａ）との間に配置され、磁力発生部（４０Ａ，４１Ａ，４２Ａ、４０Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂ）に保持される磁性流体を含む少なくとも１つの包囲部（４３Ａ，４４Ａ、４３Ｂ，４４Ｂ）により前記チャンバ（１８）内の雰囲気を維持する維持装置（３６Ａ、３６Ｂ）とを備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、チャンバと被照射面との間には、磁力発生部材に保持される磁性流体を含む包囲部が形成されており、該包囲部によりチャンバ内の雰囲気の維持が図られている。すなわち、本発明の露光装置は、装置の一部分のみがチャンバ内に収容された構成であるため、装置全体がチャンバ内に収容される従来の構成に比してチャンバを小型化することができる。また、チャンバの外部に配置された部分のメンテナンスは、チャンバ内の雰囲気を維持した状態で実行できる。したがって、チャンバの小型化を図り、装置全体の小型化及び装置のメンテナンス性の容易化に貢献できる。

なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態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、チャンバの小型化を図り、装置全体の小型化及び装置のメンテナンス性の容易化に貢献できる。

以下に、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図８に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、波長が「５ｎｍ〜１００ｎｍ」程度の軟Ｘ線領域である極端紫外光、即ちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を露光光ＥＬとして用いるＥＵＶ露光装置である。この露光装置１１は、露光光源１２と、照明光学系１３と、所定のパターンが形成された反射型のレチクルＲを保持するレチクルステージ１４と、投影光学系１５と、表面にレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷを保持するウエハステージ１６とを備えている。なお、本実施形態の露光光源１２としては、レーザ励起プラズマ光源が用いられており、該光源は、波長が「５〜２０ｎｍ（例えば１３．５ｎｍ）」となるＥＵＶ光を射出する。

また、露光装置１１には、露光光源１２のＹ方向側（図１における右側）に配置された第１チャンバ１７と、該第１チャンバ１７のＹ方向側に配置され、第１チャンバ１７内と内部が連通する第２チャンバ１８と、各チャンバ１７，１８内を真空雰囲気にするための真空ポンプ１９とが設けられている。そして、照明光学系１３は第１チャンバ１７内に収容されると共に、投影光学系１５は第２チャンバ１８内に収容されている。その一方で、レチクルステージ１４は、各チャンバ１７，１８の外部であって且つ第２チャンバ１８のＺ方向側（図１における上側）に配置されると共に、ウエハステージ１６は、各チャンバ１７，１８の外部であって且つ第２チャンバ１８の反Ｚ方向側（図１における下側）に配置されている。

第１チャンバ１７における露光光源１２側の側面には、該露光光源１２から出力された露光光ＥＬを内部に入射させるための図示しない入射用開口部が形成されている。また、第１チャンバ１７における第２チャンバ１８側の側面には、露光光ＥＬを第１チャンバ１７外に射出させるための図示しない射出用開口部が形成されている。すなわち、入射用開口部を介して第１チャンバ１７内に入射した露光光ＥＬは、照明光学系１３を構成する図示しない反射型の光学素子に反射され、射出用開口部から第１チャンバ１７外に射出される。なお、本実施形態の露光装置１１は、露光光源１２から第１チャンバ１７までの露光光ＥＬの光路が真空雰囲気となるように構成されている。

第２チャンバ１８における第１チャンバ１７側の側面には、第１チャンバ１７の射出用開口部から射出された露光光ＥＬを第２チャンバ１８内に入射させるための第１開口部２０が形成されている。また、第２チャンバ１８におけるレチクルステージ１４側の側面には、開口形状が略円形状をなす第２開口部２１が形成されている。また、第２チャンバ１８内における第２開口部２１近傍には、第２開口部２１を開閉させるための開閉装置２２が設けられている。この開閉装置２２の駆動に基づき第２開口部２１が開状態である場合、第１開口部２０を介して第２チャンバ１８内に入射した露光光ＥＬは、第２チャンバ１８内に収容された折り返し用の反射ミラー２３により第２開口部２１側に導かれ、該第２開口部２１から射出されてレチクルＲのパターン面Ｒａを照射する。そして、レチクルＲのパターン面Ｒａに反射された露光光ＥＬは、第２開口部２１を介して再び第２チャンバ１８内に入射する。

第２チャンバ１８におけるウエハＷ側の側面には、開口形状が略円形状をなす第３開口部２４が形成されている。また、第２チャンバ１８内における第３開口部２４近傍には、第３開口部２４を開閉させるための開閉装置２５が設けられている。この開閉装置２５の駆動に基づき第３開口部２４が開状態である場合、第２開口部２１を介して第２チャンバ１８内に入射した露光光ＥＬは、投影光学系１５を構成する図示しない複数枚（例えば６枚）の反射型の光学素子に順番に反射されて第３開口部２４から射出される。そして、この露光光ＥＬがウエハＷの被照射面Ｗａを照射することにより、該被照射面Ｗａ上には、レチクルＲ上の上記パターンを所定倍率に縮小したパターン像が投影転写される。

レチクルステージ１４は、レチクルＲを保持するための保持面２６を有するレチクルホルダ２７と、該レチクルホルダ２７をＹ方向に所定ストロークで移動させるための移動機構２８とを備えている。レチクルホルダ２７には、レチクルＲを真空吸着するための図示しない真空チャックが設けられている。また、レチクルホルダ２７における保持面２６のＹ方向側及び反Ｙ方向側には、保持面２６に保持されたレチクルＲのパターン面Ｒａと略面一となる退避時被照射面２９がそれぞれ形成されている。なお、略面一とは、真に面一であることだけではなく、ほぼ同一平面上であることも含む。また、レチクルホルダ２７の保持面２６及び退避時被照射面２９は、純鉄や珪素鋼板などの軟質磁性材料にてそれぞれ形成されている。

また、移動機構２８は、レチクルホルダ２７に保持されたレチクルＲをＸ方向、Ｚ方向、θｙ方向（即ち、Ｙ軸周りの回転方向）、θｘ方向（即ち、Ｘ軸周りの回転方向）及びθｚ方向（即ち、Ｚ軸周りの回転方向）にも微少量だけ移動させることが可能である。なお、本実施形態のレチクルＲは、シリコンウエハ、石英、低膨張ガラスなどの薄板、該薄板の表面側に形成された反射層及び該反射層上に形成された吸収層を備え、該吸収層に上記パターンが形成されている。

ウエハステージ１６は、図示しない気体静圧軸受などにより、ＸＹ平面に沿って配置されたウエハステージベース３０上で浮上した状態で配置されている。このようなウエハステージ１６は、ウエハＷを保持するための保持面３１を有するウエハホルダ３２と、該ウエハホルダ３２をＹ方向に所定ストロークで移動させるための移動機構３３とを備えている。ウエハホルダ３２には、ウエハＷを真空吸着するための図示しない真空チャックが設けられている。また、ウエハホルダ３２における保持面３１のＹ方向側及び反Ｙ方向側には、保持面３１に保持されたウエハＷの被照射面Ｗａと略面一となる退避時被照射面３４がそれぞれ形成されている。なお、ウエハホルダ３２の保持面３１及び退避時被照射面３４は、純鉄や珪素鋼板などの軟質磁性材料にてそれぞれ形成されている。

また、移動機構３３は、ウエハホルダ３２に保持されたウエハＷをＸ方向、Ｚ方向、θｙ方向、θｘ方向及びθｚ方向にも微少量だけ移動させることが可能である。
第２チャンバ１８におけるＺ方向側の側面とレチクルホルダ２７との間のクリアランス３５ａ内には、第２チャンバ１８外の気体が第２開口部２１を介して第２チャンバ１８内に流入することを規制して第２チャンバ１８内の真空雰囲気を維持する第１維持装置３６Ａが設けられている。同様に、第２チャンバ１８における反Ｚ方向側の側面とウエハホルダ３２との間のクリアランス３５ｂ内には、第２チャンバ１８外の気体が第３開口部２４を介して第２チャンバ１８内に流入することを規制して第２チャンバ１８内の真空雰囲気を維持するための第２維持装置３６Ｂが設けられている。

次に、第１維持装置３６Ａについて図２〜図５に基づき説明する。なお、図２〜図５では、第１維持装置３６Ａの構成を詳細に図示するため、クリアランス３５ａが実際の大きさよりも大きく図示されている。

図２は、本実施形態における第１維持装置３６Ａの断面図である。図３は、本実施形態における第１維持装置３６Ａの上面図（一例として、図２におけるレチクルステージ１４及びレチクルＲがない状態で、図２の紙面の上側（Ｚ方向）から見た平面図）である。

図２及び図３に示すように、第１維持装置３６Ａは、第２開口部２１の開口形状に対応した形状のリング磁石４０Ａ（即ち、永久磁石）を備え、該リング磁石４０Ａは、その内郭形状が第２開口部２１の開口形状よりも大きくなるように形成されている。また、リング磁石４０Ａは、ラジアル（即ち、放射状）方向に磁気特性を強めたリング磁石であって、その径方向内側がＮ極になる一方、その径方向外側がＳ極になるように着磁されている。そして、リング磁石４０Ａは、第２チャンバ１８におけるＺ方向側の側面に取付けられている。

リング磁石４０Ａの径方向内側には、外郭形状がリング磁石４０Ａの内郭形状と略同一になると共に内郭形状が第２開口部２１の開口形状よりも大きいリング状の第１磁性部材４１Ａが設けられている。また、リング磁石４０Ａの径方向外側には、内郭形状がリング磁石４０Ａの外郭形状と略同一となるリング状の第２磁性部材４２Ａが設けられている。これら各磁性部材４１Ａ，４２Ａは、純鉄や珪素鋼板などの軟質磁性材料にてそれぞれ形成されており、それぞれの先端（Ｚ方向側の端部であって、図２における上端）がリング磁石４０Ａの先端よりもレチクルステージ１４側に配置されている。ただし、各磁性部材４１Ａ，４１Ｂの先端は、レチクルＲに当接しない。

そして、第２チャンバ１８とレチクルホルダ２７との間のクリアランス３５ａ内には、図２にて破線で示すように、第２開口部２１から射出された露光光ＥＬの光路を包囲する磁界が形成される。そのため、第１磁性部材４１Ａの先端がＮ極になる一方、第２磁性部材４２Ａの先端がＳ極になる。なお、クリアランス３５ａ内において磁界が形成された領域のことを、「磁性領域」というものとする。

上記クリアランス３５ａ内の磁性領域には、各磁性部材４１Ａ，４２Ａに個別に保持される磁性流体により、互いに大きさの異なる複数（本実施形態では２つ）の包囲部４３Ａ，４４Ａが構成されている。具体的には、各包囲部４３Ａ，４４Ａのうち径方向内側に位置する第１包囲部４３Ａは、第１磁性部材４１Ａに保持される磁性流体により構成される一方、径方向外側に位置する第２包囲部４４Ａは、第２磁性部材４２Ａに保持される磁性流体により構成されている。なお、「磁性流体」とは、極めて微細な強磁性体である酸化鉄などの粉体、界面活性剤及び有機溶媒などのベース液から構成されている。このような磁性流体内では、界面活性剤が粉体同士の凝集を拒む働きをするため、粉体がベース液内で安定して分散している。

そして、レチクルＲがレチクルホルダ２７に保持されている場合、各包囲部４３Ａ，４４Ａは、レチクルＲのパターン面Ｒａにそれぞれ密接する。その一方で、レチクルＲがレチクルホルダ２７に保持されていない場合、図４に示すように、各包囲部４３Ａ，４４Ａは、レチクルホルダ２７の保持面２６にそれぞれ密接する。また、移動機構２８の駆動に基づき保持面２６がＹ方向や反Ｙ方向に退避移動して退避時被照射面２９が露光光ＥＬに照射される場合、図５に示すように、各包囲部４３Ａ，４４Ａは、レチクルホルダ２７の退避時被照射面２９にそれぞれ密接する。すなわち、各包囲部４３Ａ，４４Ａは、第２開口部２１を介して射出された露光光ＥＬに照射される被照射領域よりも大きくなるように形成されている。

第１磁性部材４１Ａの径方向内側には、外郭形状が第１磁性部材４１Ａの内郭形状と略同一となると共に内郭形状が第２開口部２１の開口形状よりも大きいリング状の第１調整部材４５Ａが設けられている。また、第２磁性部材４２Ａの径方向外側には、内郭形状が第２磁性部材４２Ａの外郭形状と略同一となるリング状の第２調整部材４６Ａが設けられている。また、リング磁石４０Ａの先端上には、断面略「コ」字状をなす第３調整部材４７Ａが設けられている。これら各調整部材４５Ａ〜４７Ａは、それぞれの先端が各磁性部材４１Ａ，４２Ａよりもレチクルステージ１４側に位置するようにそれぞれ形成されている。なお、各調整部材４５Ａ〜４７Ａの先端は、レチクルホルダ２７に保持されるレチクルＲに当接しない。

第２チャンバ１８のＺ方向側の側面上であって且つ第１調整部材４５Ａの径方向内側には、図示しない電源回路から電圧が印加された場合に磁力を発生する複数（本実施形態では４つ）の電磁石４８Ａが周方向に沿って等間隔をおいて配設されている。同様に、第２チャンバ１８におけるＺ方向側の側面上であって且つ第２調整部材４６Ａの径方向外側には、図示しない電源回路から電圧が印加された場合に磁力を発生する複数（本実施形態では４つ）の電磁石４８Ａが周方向に沿って等間隔をおいて配設されている。すなわち、各電磁石４８Ａは、電源回路から電圧が印加された場合、例えば、レチクルステージ１４の移動によってレチクルＲに付着した磁性流体を吸引回収可能にそれぞれ形成されている。

次に、第２維持装置３６Ｂについて図６〜図８に基づき説明する。なお、図６〜図８では、第２維持装置３６Ｂの構成を詳細に図示するため、クリアランス３５ｂが実際の大きさよりも大きく図示されている。

図６に示すように、第２維持装置３６Ｂは、第１維持装置３６Ａと略同一構成を有している。すなわち、第２維持装置３６Ｂは、第３開口部２４の開口形状に対応した形状のリング磁石４０Ｂを備え、該リング磁石４０Ｂは、その内郭形状が第３開口部２４の開口形状よりも大きくなるように形成されている。例えば、このリング磁石４０Ｂは、その径方向内側がＮ極になる一方、その径方向外側がＳ極になるように着磁されている。そして、リング磁石４０Ｂは、第２チャンバ１８における反Ｚ方向側の側面に取付けられている。

リング磁石４０Ｂの径方向内側には、外郭形状がリング磁石４０Ｂの内郭形状と略同一となると共に内郭形状が第３開口部２４の開口形状よりも大きいリング状の第１磁性部材４１Ｂが設けられている。また、リング磁石４０Ｂの径方向外側には、内郭形状がリング磁石４０Ｂの外郭形状と略同一となるリング状の第２磁性部材４２Ｂが設けられている。そのため、第２チャンバ１８とウエハホルダ３２との間のクリアランス３５ｂ内において第３開口部２４から射出された露光光ＥＬの光路外であって且つ該光路を包囲する領域（「磁性領域」ともいう。）には、図６にて破線で示されるような磁界が形成される。このようなクリアランス３５ｂ内の磁性領域には、第１磁性部材４１Ｂに保持される磁性流体により第１包囲部４３Ｂが形成されると共に、第２磁性部材４２Ｂに保持される磁性流体により第２包囲部４４Ｂが形成されている。

そして、ウエハＷがウエハホルダ３２に保持されている場合、各包囲部４３Ｂ，４４Ｂは、ウエハＷの被照射面Ｗａにそれぞれ密接する。その一方で、ウエハＷがウエハホルダ３２に保持されていない場合、図７に示すように、各包囲部４３Ｂ，４４Ｂは、ウエハホルダ３２の保持面３１にそれぞれ密接する。また、移動機構３３の駆動に基づき保持面３１がＹ方向や反Ｙ方向に退避移動して退避時被照射面３４が露光光ＥＬに照射される場合、図８に示すように、各包囲部４３Ｂ，４４Ｂは、ウエハホルダ３２の退避時被照射面３４にそれぞれ密接する。すなわち、各包囲部４３Ｂ，４４Ｂは、第３開口部２４を介して射出された露光光ＥＬに照射される被照射領域よりも大きくなるようにそれぞれ形成されている。

第１磁性部材４１Ｂの径方向内側には、リング状の第１調整部材４５Ｂが設けられると共に、第２磁性部材４２Ｂの径方向外側には、リング状の第２調整部材４６Ｂが設けられている。また、リング磁石４０Ｂ上には、第３調整部材４７Ｂが設けられている。これら各調整部材４５Ｂ〜４７Ｂは、それぞれの先端がウエハホルダ３２に保持されるウエハＷに当接しない程度に接近するようにそれぞれ形成されている。

また、第２チャンバ１８の反Ｚ方向側の側面上であって且つ第１磁性部材４１Ｂの径方向内側には、図示しない電源回路から電圧が印加された場合に磁力を発生する複数（本実施形態では４つ）の電磁石４８Ｂが周方向に沿って等間隔をおいて設けられている。同様に、第２チャンバ１８の反Ｚ方向側の側面上であって且つ第２磁性部材４２Ｂの径方向外側には、図示しない電源回路から電圧が印加された場合に磁力を発生する複数（本実施形態では４つ）の電磁石４８Ｂが周方向に沿って等間隔をおいて設けられている。すなわち、各電磁石４８Ｂは、電源回路から電圧が印加された場合、例えば、ウエハステージ１６の移動によってウエハＷに付着した磁性流体を吸引回収可能にそれぞれ形成されている。

次に、各維持装置３６Ａ，３６Ｂの作用について、移動機構２８，３３の駆動に基づきレチクルＲ及びウエハＷがＹ方向に移動する際の作用を中心に以下説明する。
さて、レチクルＲのパターン面Ｒａ及びウエハＷの被照射面Ｗａが露光光ＥＬに照射されている場合、レチクルＲのパターン面Ｒａにおける露光光ＥＬの被照射領域は、各包囲部４３Ａ，４４Ａによって２重に包囲される。同様に、ウエハＷの被照射面Ｗａにおける露光光ＥＬの被照射領域は、各包囲部４３Ｂ，４４Ｂによって２重に包囲される。そのため、第２開口部２１からレチクルＲに向けて射出された露光光ＥＬ及びレチクルＲにて反射された露光光ＥＬの各光路は、それぞれの雰囲気が第２チャンバ１８内の真空雰囲気と同等になる。同様に、第３開口部２４からウエハＷに向けて照射された露光光ＥＬの光路は、その雰囲気が第２チャンバ１８内の雰囲気と同等になる。

この状態で各移動機構２８，３３の駆動に基づきレチクルステージ１４及びウエハステージ１６が同期してＹ方向に移動したとする。すると、第１維持装置３６Ａでは、各包囲部４３Ａ，４４Ａを構成する磁性流体は、レチクルＲのＹ方向への移動に関係なく、各磁性部材４１Ａ，４２Ａに保持され続ける。また、各調整部材４５Ａ〜４７Ａにより各包囲部４３Ａ，４４Ａの形状が不必要に変形することが抑制される。さらに、各調整部材４５Ａ〜４７Ａにより各包囲部４３Ａ，４４Ａを構成する磁性流体の一部が各包囲部４３Ａ，４４Ａから離脱することが、抑制される。そのため、レチクルＲが第２チャンバ１８に対してＹ方向に相対移動しても、第２開口部２１から射出された露光光ＥＬの光路近傍の雰囲気は、真空雰囲気に維持される。

また、第２維持装置３６Ｂでは、各包囲部４３Ｂ，４４Ｂを構成する磁性流体は、ウエハＷのＹ方向への移動に関係なく、各磁性部材４１Ｂ，４２Ｂに保持され続ける。また、各調整部材４５Ｂ〜４７Ｂにより各包囲部４３Ｂ，４４Ｂの形状が不必要に変形することが抑制される。そのため、ウエハＷが第２チャンバ１８に対してＹ方向に相対移動しても、第３開口部２４から射出された露光光ＥＬの光路近傍の雰囲気は、真空雰囲気に維持される。すなわち、本実施形態の露光装置１１を用いたリソグラフィ工程中では、レチクルＲ及びウエハＷの各被照射領域近傍の雰囲気が各維持装置３６Ａ，３６Ｂによって真空雰囲気に維持されるため、ウエハＷには適切なパターン像が投影転写される。

しかも、レチクルＲやウエハＷを交換するためにレチクルＲやウエハＷをＹ方向に退避移動させた場合、レチクルホルダ２７やウエハホルダ３２において保持面２６，３１よりも反Ｙ方向側に形成された退避時被照射面２９，３４に各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂが密接する。そのため、第２チャンバ１８内の真空雰囲気が確実に維持される。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）第２チャンバ１８とレチクルＲのパターン面Ｒａとの間には、磁性部材４１Ａ，４２Ａに保持される磁性流体を含む包囲部４３Ａ，４４Ａが形成されており、該包囲部４３Ａ，４４Ａにより第２チャンバ１８内の雰囲気の維持が図られている。また、第２チャンバ１８とウエハＷの被照射面Ｗａとの間には、磁性部材４１Ｂ，４２Ｂに保持される磁性流体を含む包囲部４３Ｂ，４４Ｂが形成されており、該包囲部４３Ｂ，４４Ｂにより第２チャンバ１８内の雰囲気の維持が図られている。すなわち、本実施形態の露光装置１１は、装置の一部分のみがチャンバ１７，１８内に収容された構成であるため、装置全体がチャンバ内に収容される従来の構成に比してチャンバを小型化することができる。また、チャンバ１７，１８の外部に配置されたレチクルステージ１４及びウエハステージ１６のメンテナンスは、チャンバ１７，１８内の真空雰囲気を維持した状態で実行できる。したがって、チャンバ１７，１８の小型化を図り、装置全体の小型化及び装置のメンテナンス性の容易化に貢献できる。

（２）また、レチクルＲやウエハＷがチャンバ１７，１８外に配置された構成であっても、レチクルＲやウエハＷを照射する露光光ＥＬの光路近傍の雰囲気は、維持装置３６Ａ，３６Ｂによって真空雰囲気に維持される。そのため、ウエハＷの被照射面Ｗａに対して適切なパターン像を投影転写できる。

（３）各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂは、それぞれの内郭形状が開口部２１，２４の開口形状よりも大きくなるように形成される。そのため、第２チャンバ１８内の雰囲気を確実に維持できる。

（４）レチクルＲやウエハＷを照射する露光光ＥＬの光路は、包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂによって２重に包囲される。そのため、１つの包囲部にて包囲する場合に比して効果的に第２チャンバ１８外に射出された露光光ＥＬの光路近傍の真空雰囲気の維持を図ることができる。

（５）調整部材４５Ａ〜４７Ａ，４５Ｂ〜４７Ｂにより磁性流体の磁性部材４１Ａ，４２Ａ，４１Ｂ，４２Ｂに対する不必要な移動（磁性流体の一部が離脱することを含む）が抑制され、各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂの形状の維持が好適に図られる。そのため、各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂが包囲する空間内に、各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂの不必要な変形に起因して気体が流入してしまうことを回避できる。

（６）また、径方向で互いに隣り合う包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂの間に第３調整部材４７Ａ，４７Ｂが配置されているため、包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂ間での磁性流体の移動を抑制できる。

（７）各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂの径方向内側及び径方向外側には、複数の電磁石４８Ａ，４８Ｂがそれぞれ配置されている。そのため、移動機構２８，３３の駆動に基づくレチクルＲやウエハＷの移動時に各電磁石４８Ａ，４８Ｂに電圧を印加することにより、包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂから離脱してレチクルＲやウエハＷに付着してしまった磁性流体を各電磁石４８Ａ，４８Ｂによって吸引回収できる。したがって、磁性流体が付着した状態のレチクルＲやウエハＷが露光光ＥＬに照射されることを回避でき、ウエハＷへの適切なパターン像の投影転写に貢献できる。

（８）レチクルホルダ２７やウエハホルダ３２がレチクルＲやウエハＷを保持していない場合には、レチクルホルダ２７の保持面２６やウエハホルダ３２の保持面３１が被照射面となり、これら保持面２６に各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂが密接することになる。そのため、レチクルホルダ２７やウエハホルダ３２がレチクルＲやウエハＷを保持していない場合であっても、各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂによって第２チャンバ１８内の真空雰囲気を維持できる。

（９）移動機構２８，３３の駆動に基づき保持面２６，３１がＹ方向や反Ｙ方向に退避移動した場合、レチクルホルダ２７やウエハホルダ３２の退避時被照射面２９，３４に各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂが密接することになる。そのため、レチクルホルダ２７やウエハホルダ３２の保持面２６，３１が被照射領域からＹ方向や反Ｙ方向に退避移動した場合であっても、各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂによって第２チャンバ１８内の真空雰囲気を維持できる。

（１０）レチクルホルダ２７及びウエハホルダ３２の各保持面２６，３１は、磁性材料にて形成されている。そのため、各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂを構成する磁性流体は、磁性を帯びているため、対向する保持面２６，３１側に引き寄せられる。その結果、磁性流体を含む各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂは、磁性部材４１Ａ，４２Ａ，４１Ｂ，４２Ｂと保持面２６，３１との間に配置されるレチクルＲやウエハＷに密接する。したがって、各包囲部４３Ａ，４４Ａ，４３Ｂ，４４Ｂによって囲まれた空間の真空雰囲気を確実に保持できる。

（１１）また、レチクルホルダ２７及びウエハホルダ３２は、各チャンバ１７，１８外に配置されている。そのため、レチクルホルダ２７及びウエハホルダ３２には、静電チャックよりも強力にレチクルＲやウエハＷを吸引可能な真空チャックを設けることができる。そのため、リソグラフィ工程でレチクルＲやウエハＷがレチクルホルダ２７やウエハホルダ３２に対して不必要に移動することが回避され、ウエハＷに対してパターン像を的確に投影転写できる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、レチクルホルダ２７やウエハホルダ３２の保持面２６，３１は、強磁性体から形成されたものであってもよい。同様に、退避時被照射面２９，３４についても、強磁性体から形成されたものであってもよい。

・また、レチクルホルダ２７及びウエハホルダ３２の保持面２６，３１は、非磁性材料から形成されたものであってもよい。同様に、退避時被照射面２９，３４についても、非磁性材料から形成されたものであってもよい。

・実施形態において、レチクルホルダ２７は、退避時被照射面２９を設けない構成であってもよい。この場合、保持面２６を被照射領域から退避させる場合には、開閉装置２２によって第２開口部２１を閉塞させることが望ましい。

同様に、ウエハホルダ３２は、退避時被照射面３４を設けない構成であってもよい。この場合、保持面３１を被照射領域から退避させる場合には、開閉装置２５によって第３開口部２４を閉塞させることが望ましい。

・実施形態において、移動機構２８，３３は、Ｙ方向及び反Ｙ方向にレチクルホルダ２７やウエハホルダ３２を移動可能な構成であれば、レチクルホルダ２７やウエハホルダ３２を他の方向に移動させることが不能な構成であってもよい。

また、移動機構２８，３３を設けない構成であってもよい。この場合、レチクルＲやウエハＷを交換する場合、作業者による手動で交換を行うことが望ましい。
・実施形態において、レチクルＲやウエハＷが軟質磁性材料にて形成されたものである場合には、リング磁石４０Ａ，４０Ｂ及び各磁性部材４１Ａ，４１Ａ，４２Ｂ，４２Ｂをレチクルホルダ２７やウエハホルダ３２側に設けてもよい。この場合、第２チャンバ１８のＺ方向側の側面や反Ｚ方向側の側面を軟質磁性材料にて形成することが望ましい。

・実施形態において、第１調整部材４５Ａ，４５Ｂの径方向内側には、４つ以外の任意数（例えば６つ）の電磁石４８Ａ，４８Ａを設けてもよい。また、第２調整部材４６Ａ，４６Ｂの径方向内側には、４つ以外の任意数（例えば１つ）の電磁石４８Ｂ，４８Ｂを設けてもよい。

・実施形態において、レチクルＲやウエハＷに付着した磁性流体を回収するための回収装置は、例えば、リング状をなす電磁石４８Ａ，４８Ｂであってもよい。すなわち、包囲部４４Ａと第２開口部２１との間に配置される電磁石４８Ａは、図９に示すように、第２開口部２１の外郭を囲むように形成された電磁石であってもよい。また、包囲部４４Ａの外周領域に配置される電磁石４８Ａは、包囲部４４Ａの外郭を囲むように形成された電磁石であってもよい。同様に、電磁石４８Ｂについても、図９に示す電磁石４８Ａと略同一に形成される。

また、回収装置は、永久磁石であってもよい。
・実施形態において、第２チャンバ１８のＺ方向側の側面や反Ｚ方向側の側面には、レチクルＲやウエハＷに付着した磁性流体を回収するための回収装置を設けなくてもよい。

・実施形態において、径方向において互いに隣り合う包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂ同士の間には、第３調整部材４７Ａ，４７Ｂを設けなくてもよい。
・また、第１包囲部４３Ａ，４３Ｂの径方向内側には、第１調整部材４５Ａ，４５Ｂを設けなくてもよい。

・また、第２包囲部４４Ａ，４４Ｂの径方向外側には、第２調整部材４６Ａ，４６Ｂを設けなくてもよい。
・実施形態において、各維持装置３６Ａ，３６Ｂは、互いに大きさの異なる３つ以上の複数（例えば４つ）の包囲部を設けた構成であってもよい。

また、各維持装置３６Ａ，３６Ｂは、包囲部を１つだけ設けた構成であってもよい。
・実施形態において、包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂは、第２チャンバ１８内の真空雰囲気を維持可能であると共に、チャンバ１８外に射出された露光光ＥＬの光路近傍の雰囲気を真空雰囲気に設定可能で、かつ、その露光光ＥＬの光路外であれば、それぞれの内郭形状が第２開口部２１や第３開口部２４の開口形状よりも小さくてもよい。

・実施形態において、各包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂの形状は、第２開口部２１や第３開口部２４の形状に対応した形状であれば、任意の形状であってもよい。例えば、第２開口部２１や第３開口部２４の開口形状が四角形状である場合、各包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂは、四角環状であることが望ましい。

・実施形態において、各包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂの形状は、第２開口部２１や第３開口部２４の形状に対応していなくてもよい。例えば、各包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂは、第２開口部２１や第３開口部２４の開口形状が円形状であっても、四角環状をなすものであってもよい。

・実施形態において、リング磁石４０Ａ，４０Ｂは、それぞれの径方向内側がＳ極である一方、それぞれの径方向外側がＮ極となるように着磁されたものであってもよい。
・実施形態において、維持装置３６Ａ，３６Ｂは、リング磁石４０Ａ，４０Ｂが磁性流体を直接保持して包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂを形成可能な構成であってもよい。

・実施形態において、磁力発生部を構成する磁石は、包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂを環状に形成可能であれば、任意の形状であってもよい。すなわち、磁力発生部は、複数の磁石からなる構成であってもよい。

・実施形態において、リング磁石４０Ａ，４０Ｂは、電磁石であってもよい。
・実施形態において、各チャンバ１７，１８を、一体のチャンバに置き換えてもよい。
・実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、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などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）など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、薄膜磁気ヘッド等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等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などであってもよい。

・実施形態の露光装置１１は、マスクと基板とが相対移動した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパ、及び、マスクと基板とが静止した状態でマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパを問わず適用することができる。

・実施形態において、ＥＵＶ光を出力可能な露光光源１２として、放電型プラズマ光源を用いてもよい。
・実施形態において、露光装置１１は、ＥＢ（Electron Beam ）を露光光ＥＬとして用いる露光装置であってもよい。この場合、チャンバ１７，１８内には、光学素子として電子光学系（例えば、電磁レンズや静電レンズなど）が配置されるか、又は一つも光学素子を配置しないこともある。

・実施形態において、露光光源１２は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を出力可能な光源であってもよい。また、露光光源１２は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、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出力可能な光源であってもよい。これらのような露光光源１２を用いた場合には、各チャンバ１７，１８内を、窒素などの不活性ガスが充填された雰囲気に設定してもよい。

また、各チャンバ１７，１８内が非真空雰囲気に設定されている場合には、チャンバ１７，１８内の雰囲気を維持可能であれば、各包囲部４３Ａ，４３Ａ，４４Ｂ，４４Ｂの先端と被照射面（レチクルＲのパターン面ＲａやウエハＷの被照射面Ｗａ）との間に隙間があってもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造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１０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Ｓ１０１（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Ｓ１０２（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Ｒなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板とを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５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Ｓ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５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１１は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板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。

基板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Ｓ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（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１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（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Ｓ１１９（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感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。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、基板上に多重に回路パターンが形成される。

本実施形態における露光装置を示す概略構成図。 本実施形態における第１維持装置を模式的に示す側単面図。 本実施形態における第１維持装置を模式的に示す平面図。 レチクルホルダがレチクルを保持していない状態を模式的に示す側単面図。 レチクルホルダがＹ方向に退避移動した状態を模式的に示す側単面図。 本実施形態における第２維持装置を模式的に示す側単面図。 ウエハホルダがウエハを保持していない状態を模式的に示す側単面図。 ウエハホルダがＹ方向に退避移動した状態を模式的に示す側単面図。 別の実施形態における第１維持装置を模式的に示す平面図。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。

符号の説明

１１…露光装置、１２…露光光源、１４…保持装置としてのレチクルステージ、１６…保持装置としてのウエハステージ、１８…第２チャンバ、２１…第２開口部、２２，２５…開閉装置、２３…光学素子としての反射ミラー、２４…第３開口部、２６，３１…被照射面としての保持面、２８，３３…移動機構、２９，３４…被照射面としての退避時被照射面、３６Ａ，３６Ｂ…維持装置、４０Ａ，４０Ｂ…磁力発生部としてのリング磁石、４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ…磁力発生部としての磁性部材、４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ…包囲部、４５Ａ〜４７Ａ，４５Ｂ〜４７Ｂ…調整部材、４８Ａ，４８Ｂ…回収装置としての電磁石、ＥＬ…露光光、Ｒ…被照射物体、マスクとしてのレチクル、Ｒａ…被照射面としてのパターン面、Ｗ…基板、被照射物体としてのウエハ、Ｗａ…被照射面。

Claims (22)

1. 光源から射出された光が被照射面を照射することにより、感光性材料が塗布された基板にパターン像を転写する露光装置であって、
   前記光の光路である開口部が前記被照射面に対向する位置に配置されたチャンバと、
   該チャンバと前記被照射面との間に配置され、磁力発生部に保持される磁性流体を含む少なくとも１つの包囲部により前記チャンバ内の雰囲気を維持する維持装置と
   を備えた露光装置。
2. 前記包囲部は、前記開口部から前記被照射面に向けて射出された前記光の光路外に配置され、該光路を包囲する請求項１に記載の露光装置。
3. 前記包囲部は、その内郭形状が前記被照射面の被照射領域より大きい形状である請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 前記包囲部は、その内郭形状が前記開口部の開口形状より大きい形状である請求項２又は請求項３に記載の露光装置。
5. 前記維持装置は、互いに大きさの異なる複数の前記包囲部を有する請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の露光装置。
6. 前記維持装置は、前記包囲部を構成する磁性流体の流動を調整する調整部材を有する請求項１〜５のうち何れか一項に記載の露光装置。
7. 前記包囲部の近傍に配置され、前記磁性流体を回収するための回収装置をさらに備えた請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の露光装置。
8. 前記回収装置は、前記開口部と前記包囲部との間に配置され、前記開口部の外郭を囲むように形成される請求項７に記載の露光装置。
9. 前記回収装置は、前記包囲部の外周領域に配置され、前記包囲部の外郭を囲むように形成される請求項７又は請求項８に記載の露光装置。
10. 前記磁力発生部は、前記チャンバに取付けられている請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の露光装置。
11. 前記被照射面を有する被照射物体を保持するための保持面を有する保持装置をさらに備えた請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の露光装置。
12. 前記保持面は、前記保持装置が前記被照射物体を非保持状態である場合に、前記被照射面として機能する請求項１１に記載の露光装置。
13. 前記保持面を前記チャンバに対して相対移動させる移動機構をさらに備えた請求項１１又は請求項１２に記載の露光装置。
14. 前記保持装置は、前記移動機構の駆動に基づき前記開口部から射出された前記光の光路から該光路外に前記保持面が退避移動した場合に、前記被照射面として機能する退避時被照射面を有する請求項１３に記載の露光装置。
15. 前記保持面は、磁性材料にて形成されている請求項１１〜請求項１４のうち何れか一項に記載の露光装置。
16. 前記保持装置は、所定のパターンが形成されたマスクを前記被照射物体として保持する請求項１１〜請求項１５のうち何れか一項に記載の露光装置。
17. 前記保持装置は、前記基板を前記被照射物体として保持する請求項１１〜請求項１５のうち何れか一項に記載の露光装置。
18. 前記チャンバ内の雰囲気は、真空雰囲気に設定されている請求項１〜請求項１７のうち何れか一項に記載の露光装置。
19. 前記チャンバの前記開口部を開閉させるための開閉装置をさらに備えた請求項１〜請求項１８のうち何れか一項に記載の露光装置。
20. 前記チャンバ内には、少なくとも１つの光学素子が収容されている請求項１〜請求項１９のうち何れか一項に記載の露光装置。
21. 前記光は、ＥＵＶ光である請求項１〜請求項２０のうち何れか一項に記載の露光装置。
22. 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は、請求項１〜請求項２１のうち何れか一項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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