JP2010129687A - 真空装置、光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

真空装置、光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】チャンバ内の温度が変化することを抑制し、チャンバ内を真空雰囲気に減圧することができる真空装置、光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】内部が真空雰囲気となるチャンバ15に接続される真空装置において、該チャンバ15内又は該チャンバ15内に連通する連通部36内を減圧するターボ分子ポンプ34と、該ターボ分子ポンプ34の近傍に配置され、該ターボ分子ポンプ34から該チャンバ15内へ放射される熱輻射を低減する輻射熱吸収機構46と、該輻射熱吸収機構46の温度を予め設定された温度となるように調整する制御装置と、を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、チャンバ内を真空雰囲気に減圧させる真空装置、該真空装置を備える光源装置、該光源装置を備える露光装置、該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関する。
一般に、EUV(Extreme Ultraviolet)光やEB(Electron Beam)を露光光として用いて基板にパターン像を転写する露光装置には、露光光の減衰を抑制するために、チャンバ内を真空雰囲気に減圧させる真空ポンプが設けられている。このような露光装置において、例えば、真空ポンプとしてターボ分子ポンプを適用した場合、ターボ分子ポンプは、動翼が固定翼に向けて気体分子を弾く際に発熱することで、チャンバ内の部材よりも高温となる。そして、ターボ分子ポンプとチャンバ内の部材との間で温度差を生じた場合、チャンバ内の部材は、ターボ分子ポンプからの輻射熱を受熱することで(又はターボ分子から放射された熱輻射により)、予め設定した温度からズレを生じて、その動作に悪影響を及ぼす虞があった。特に、チャンバ内の光学素子に温度変化が生じた場合、その光学特性に悪影響を及ぼすため、それを回避することが望まれていた。そこで、通常、露光装置には、特許文献1に記載されるように、真空ポンプからの輻射熱をチャンバ内の部材が受熱して温度変化することを規制するための機構が設けられている。
すなわち、この特許文献1の露光装置では、ターボ分子ポンプによりチャンバ内の空気(気体)を吸引して排出するための通気口が、チャンバの内外を連通するように形成されている。そして、チャンバ内における通気口の近傍位置に、ターボ分子ポンプに対向するように配置されたシールドと、該シールドを外周から包囲するように通気口の端縁に沿って配置された輻射部材とを備えている。そして、ターボ分子ポンプから通気口を介してチャンバ内に放射された輻射熱は、輻射率の低いシールドにて、その一部がターボ分子ポンプ側に反射されるとともに、その他の部分が輻射部材側に反射されて輻射部材内を循環する冷媒により吸収される。そのため、ターボ分子ポンプから放射された輻射熱がチャンバ内の部材に到達することはほとんどなく、チャンバ内の部材に温度変化を生じることが抑制されるようになっている。
特開2007−311621号公報
ところで、一般的な露光装置では、真空ポンプとチャンバ内の部材との間に介在するシールドには、そのシールド自体の温度を調整するための温調機構が具備されていない。そのため、例えば、そのシールドが、真空ポンプから放射された熱輻射により温度が変化した場合には、そのシールド自体の温度変化を抑制することができず、例えば加熱されたシールドからチャンバ内に向けて新たに輻射熱が放射されることで、チャンバ内の部材に温度変化を生じるという問題があった。
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、チャンバ内の温度が変化することを抑制しつつ、チャンバ内を真空雰囲気に減圧することができる真空装置、光源装置、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14に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の第1の実施態様である真空装置は、内部が真空雰囲気となるチャンバ(15,28)に接続される真空装置(27,70)において、前記チャンバ(15,28)内又は前記チャンバ(15,28)内に連通する連通部(36,69,90)内を減圧する真空ポンプ(35,66)と、前記真空ポンプ(35,66)の近傍に配置され、前記真空ポンプ(35,66)から前記チャンバ(15,28)内に放射される熱輻射を低減する第1の受熱部(46,71,82,92,93)と、該第1の受熱部(46,71,82,92,93)の温度を予め設定された温度となるように調整する第1の温度調整部(79)と、を備えたことを要旨とする。
本発明の第2の実施態様である光源装置は、プラズマを生成し、該プラズマから放射される光を供給する光源装置(12)であって、第1の実施態様の真空装置を備えたことを要旨とする。
本発明の第3の実施態様である露光装置は、第2の実施態様の光源装置と、該光源装置(12)から出力される前記光で第1面を照明可能な照明光学系(16)と、所定のパターンの像を前記第1面とは異なる第2面上に投影可能な投影光学系(18)と、を備えたことを要旨とする。
本発明の第4の実施態様である露光装置は、第1の実施態様の真空装置と、プラズマを生成し、該プラズマから放射される光を供給する光源装置(12)と、前記光源装置から出力される光で第1面を照明可能な照明光学系(16)と、所定のパターンの像を前記第1面とは異なる第2面上に投影可能な投影光学系(18)と、を備えたことを要旨とする。
本発明の第5の実施態様であるデバイスの製造方法は、第3の実施態様又は第4の実施態様の露光装置を用いて基板を露光する工程と、前記露光された基板を処理する工程と、を含むことを要旨とする。
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付けて説明したが、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、チャンバ内の温度が変化することを抑制しつつ、チャンバ内を真空雰囲気に減圧することができる真空装置、光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態について図1〜図7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、光源装置12から射出される波長が100nm程度以下の軟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露光装置であって、フロア13上に支持台14を介して設置されるチャンバ15を備えている。チャンバ15内は、真空雰囲気に設定されており、その真空度は、チャンバ15内でEUV光を用いて露光処理を行うために適切な高真空となっている。
そして、チャンバ15内には、所定のパターンが形成された反射型のレチクルR及び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が収容され、光源装置12からの露光光ELが入射するようになっている。このようにチャンバ15内に入射した露光光ELは、該チャンバ15内に配置される照明光学系16を介してレチクルステージ17にて保持されるレチクルRを照明し、レチクルRで反射した露光光ELは、チャンバ15内に配置される投影光学系18を介してウエハステージ19に保持されるウエハWを照射するようになっている。
照明光学系16は、チャンバ15の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体20を備えている。この筐体20内には、光源装置12から筐体20内に入射された露光光ELを反射可能な複数枚の図示しない反射ミラーが設けられており、各反射ミラーによって順に反射された露光光ELは、後述する鏡筒21内に配置された折り返し用の反射ミラー22に入射し、該反射ミラー22で反射した露光光ELがレチクルステージ17に保持されるレチクルRに導かれる。なお、照明光学系16を構成する各反射ミラー(折り返し用の反射ミラー22も含む。)の反射面には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜である反射層がそれぞれ形成されている。
レチクルステージ17は、投影光学系18の物体面側に配置されており、レチクルRを静電吸着する吸着面23aを有する静電チャック23と、レチクルRをY軸方向(図1における左右方向)に所定ストロークで移動させる図示しないレチクルステージ駆動部と、静電チャック23を支持する支持ステージ24とを備えている。レチクルステージ駆動部は、レチクルRをX軸方向(図1において紙面と直交する方向)及びθz方向(Z軸周りの回転方向)にも移動可能に構成されている。なお、レチクルRの第1面としてのパターン面Raに露光光ELが照明される場合、該パターン面Raの一部には、X軸方向に延びる矩形状の照明領域が形成される。
投影光学系18は、露光光ELでレチクルRのパターン面Raを照射することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率(例えば1/4倍)に縮小させる光学系であって、チャンバ15の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒21を備えている。この鏡筒21内には、複数枚(一例としては6枚であって、図1では1枚のみ図示)の反射型のミラー25が収容されている。そして、物体面側であるレチクルR側から導かれた露光光ELは、各ミラー25に順に反射され、ウエハステージ19に保持されるウエハWの第2面としての被照射面Waに導かれる。なお、各ミラー25の反射面には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜である反射層がそれぞれ形成されている。
ウエハステージ19は、ウエハWを静電吸着する吸着面26aを有する静電チャック26と、ウエハWをY軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないウエハステージ駆動部とを備えている。このウエハステージ駆動部は、ウエハWをX軸方向及びZ軸方向(図1における上下方向)にも移動可能に構成されている。また、ウエハステージ19には、静電チャック26を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのZ軸方向における位置及びX軸周り、Y軸周りの傾斜角を調整する図示しないZレベリング機構とが組み込まれている。なお、チャンバ15における投影光学系18の鏡筒21の近傍位置には、チャンバ15内から気体を吸引して外部に排出することでチャンバ15内を真空雰囲気となるように減圧する真空装置27が接続されている。
なお、本実施形態の露光装置11にてウエハWにパターンの像を投影する場合、レチクルRは、上記レチクルステージ駆動部の駆動によって、Y軸方向に所定ストローク毎に移動する。すると、レチクルRにおける照明領域は、該レチクルRのパターン面Raの−Y軸方向側から+Y軸方向側(図1では左側から右側)に沿って移動する。すなわち、レチクルRのパターンが−Y方向側から+Y方向側に順にスキャンされる。また、ウエハWは、上記ウエハステージ駆動部の駆動によって、レチクルRのY軸方向への移動に対して投影光学系18の縮小倍率に応じた速度比で+Y方向に同期して移動する。その結果、ウエハWの一つのショット領域には、レチクルR及びウエハWの同期移動に伴って、レチクルR上のパターンが所定の縮小倍率だけ縮小された状態で形成される。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成処理が連続して行われる。
次に、光源装置12について図2に基づき説明する。
本実施形態の光源装置12は、波長が「5〜50nm(例えば13.5nm)」となるEUV光を露光光ELとしてチャンバ15内に射出するレーザ励起型プラズマ光源装置により構成されている。具体的には、図2に示すように、光源装置12は、内部が真空雰囲気に設定されたチャンバ28を備えており、チャンバ28内には、プラズマPLを発生させるプラズマ発生部29と、プラズマPLから放射させる露光光ELを集光させるための筒状の集光ミラー30とが収容されている。プラズマ発生部29は、EUV光発生物質(ターゲット)としての高密度のキセノン(Xe)ガスを高速で噴出するノズル31と、半導体レーザ励起を利用したYAGレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザ32とを備えている。そして、高出力レーザ32から射出されたレーザ光がノズル31から射出されるキセノンガスを照射することによりプラズマPLが生成され、該プラズマPLからはEUV光が露光光ELとして放出される。そして、放出された露光光ELは、集光ミラー30の入射側(−Y方向側であって、図2では左側)の開口から集光ミラー30内に入射する。なお、高出力レーザ32は、例えば、COレーザであってもよい。
集光ミラー30は、入射した露光光ELの光軸方向における各部位の断面形状が円環状をなすように形成されており、集光ミラー30の内周面には露光光ELを反射可能な反射層が形成されている。そして、プラズマPLからの露光光ELは、集光ミラー30の内周面に反射された後、集光ミラー30の射出側の開口(+Y方向側であって、図2では右側)から射出され、照明光学系16に向けて出力される。
次に、真空装置27について図3に基づき説明する。
図3に示すように、真空装置27は、チャンバ15を支持する支持台14の+Y方向側(図2では右側)に隣接する支持台33上に配置された真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ34を備えている。そして、ターボ分子ポンプ34は、ターボ分子ポンプ34で発生する振動を減衰させる減衰機構としての振動減衰部35を介して内部が中空の連通部36に連結されている。連通部36は、振動減衰部35との連結部位である−Z方向側の端部から鉛直上方に延びるとともに、その途中位置にてチャンバ15側となる−Y方向側に向けてほぼ直角に屈曲した略L字状の筒体をなすように構成され、チャンバ15の側壁(図2では右側壁)に開口形成された排気口37を覆うようにチャンバ15に接続される。
ターボ分子ポンプ34は、振動減衰部35との連結部位である+Z方向側の上壁面に連通口38aが形成された本体ケース38と、該本体ケース38内において−Z方向側(即ち、支持台33側)に配置されるモータ39とを備え、該モータ39は、Z軸方向に沿って延びる回転軸40を有している。また、ターボ分子ポンプ34には、本体ケース38の内周壁に支持される複数枚の固定翼41と、回転軸40に支持される複数枚の動翼42とが設けられている。そして、モータ39の駆動に基づき各動翼42が回転軸40の軸中心である回転軸線43を中心に回転する場合、各動翼42は、チャンバ15内から連通部36及び振動減衰部35を介して本体ケース38内に流入した気体分子を弾いて固定翼41に当て、最終的に気体分子を図示しない排気部を介して露光装置11外に押しやるようになっている。
振動減衰部35は、円筒形状をなすステンレス製の蛇腹部材44を備え、該蛇腹部材44は、Z軸方向に伸縮自在とされている。こうした蛇腹部材44は、その−Z方向側の端部がターボ分子ポンプ34における本体ケース38の上壁面に対して連通口38aを覆うように固定されるとともに、その+Z方向側の端部が連通部36の−Z方向側の端部に固定されている。また、蛇腹部材44の外周側には、該蛇腹部材44をZ軸方向における伸縮を可能にした状態で保護するゴム製の保護部材45が設けられている。そして、ターボ分子ポンプ34が駆動した場合、ターボ分子ポンプ34は、チャンバ15内から排気口37、連通部36、振動減衰部35の蛇腹部材44、及び連通口38aを介して気体を本体ケース38内に吸引した後、露光装置11外に排気させる。
なお、ターボ分子ポンプ34が駆動する際、各動翼42は、気体分子を固定翼41に当てるために気体分子を弾くようになっている。そのため、各動翼42、特に各動翼42の回転軸線43を中心とした径方向外側には、気体分子を弾いた際の発熱によって、熱エネルギーがそれぞれ蓄熱される。もし仮に動翼42のうち熱エネルギーが蓄熱される部分(動翼42の径方向外側部)とチャンバ15内に配置される部材(例えば反射ミラー)との間に介在する部材が何もなかったとすると、動翼42からの輻射熱によって反射ミラーの温度が上昇する虞がある。そこで、本実施形態では、連通部36内においてターボ分子ポンプ34とチャンバ15の排気口37とを結んだ直線上には、ターボ分子ポンプ34から直線状に放射される輻射熱を吸収することで、その輻射熱が排気口37を介してチャンバ15内の部材に到達することを規制する第1の受熱部としての輻射熱吸収機構46が配置されている。
図4〜図6に示すように、輻射熱吸収機構46は、互いに径の異なる複数(本実施形態では7つ)の略円筒状をなす受熱部材としての輻射熱吸収部材47が、連通部36の−Z方向側の端部が延びる方向(即ち、Z軸方向)に沿う軸線48を中心として径方向に等間隔となるように同心状に配置された多層フィン構造をなす環状部49を有している。そして、各輻射熱吸収部材47は、軸線48と直交する径方向(即ち、X軸方向及びY軸方向)において互いに隣り合う輻射熱吸収部材47同士の間に間隙50を形成することで、これらの間隙50が、ターボ分子ポンプ34の駆動に伴ってチャンバ15内から連通部36内に流入した空気流(気体流)(図3では点線で示す)をターボ分子ポンプ34側に向けて流動させる流動部として機能する。なお、各輻射熱吸収部材47の表面には、輻射率の高い材質からなる輻射膜が形成されており、ターボ分子ポンプ34から輻射された輻射熱を連通部36の内壁面に向けて反射させることなく高効率に吸収することで、連通部36の内壁面がターボ分子ポンプ34からの輻射熱により加熱されることを抑制している。その結果、連通部36が、その温度上昇に伴って、排気口37を介してチャンバ15内の部材に向けて新たに輻射する輻射熱は極めて小量となる。
輻射熱吸収機構46において環状部49の外側には、熱媒体としての冷媒が流動する管路51を内部に中空状に形成した略円環状の管部材としての冷却部52が軸線48周りに環状部49を外周から包囲するように配置されている。また、冷却部52の内周面には、径方向に延びる2枚の平板状の金属板53が互いに直角に交差するように架設されている。すなわち、環状部49を構成する各輻射熱吸収部材47には、2枚の金属板53を軸線48と直交するX軸方向及びY軸方向に沿うように配置した状態で挿通可能とする挿通孔54が形成されており、これらの各挿通孔54に挿通されることで各金属板53は環状部49の各輻射熱吸収部材47に連結されている。また、冷却部52における+Y方向側の端部及び−Y方向側の端部には、冷却装置55から延設された冷媒供給流路56が、連通孔57(図6参照)を介して管路51内に連通するようにそれぞれ接続されている。そして、冷却装置55から冷媒供給流路56を介して冷却部52の管路51内に冷媒が流動した場合、管路51の内壁面を介して冷却部52から冷媒に向けて熱が伝播して冷却部52が冷却され、冷媒により冷却された冷却部52には、各金属板53を介して環状部49から熱が伝播して環状部49が冷却される。
なお、冷却装置55から冷媒供給流路56を介して冷却部52の管路51内に流入した冷媒は、+X軸方向側の管路と−X軸方向側の管路とをほぼ同一距離だけ流動した後に、冷媒供給流路56を介して冷却装置55内に回収される。そのため、冷媒が+X軸方向側を流動する際の管路51の流路抵抗と、冷媒が−X軸方向側を流動する際の管路51の流路抵抗とがほぼ均一となる。そのため、一方側の管路51を流動する際の流路抵抗が相対的に大きくなることで、冷媒の流速が低下して冷媒の冷却効率が低下する場合と比較して、冷却部52による環状部49の冷却効率が領域毎にばらつくことが抑制される。
また、環状部49には、輻射熱吸収部材47の温度を検出する第1の温度センサ58が配置されている。そして、本実施形態では、第1の温度センサ58は、複数の輻射熱吸収部材47のうち、径方向内側から数えて2番目の位置に配置された輻射熱吸収部材47の温度を検出するようになっている。なお、輻射熱吸収部材47は、熱伝導率の高い材質により構成されており、その全域が均一な温度分布となるように、冷却部52から金属板53を介して冷却される。すなわち、環状部49は、冷却部52により均一に冷却された金属板53を介して、その全域が均一な温度分布となるように冷却される。そのため、第1の温度センサ58は、環状部49全域の温度を検出する温度センサとして機能する。また、第1の温度センサ58は、その大きさが環状部49の大きさと比して極めて小さな構造となっており、ターボ分子ポンプ34が各輻射熱吸収部材47間の間隙50を介して空気(気体)を吸引する際の吸引力に影響を及ぼすことが抑制される。
また、図1及び図3に示すように、連通部36においてターボ分子ポンプ34と対向する位置には、ターボ分子ポンプ34から直線状に放射された輻射熱が、各輻射熱吸収部材47間の間隙50を通過して連通部36の内壁面に到達した場合に、その輻射熱により加熱された連通部36の内壁面から新たに放射された輻射熱が排気口37を介してチャンバ15内の部材に到達することを規制する第2の受熱部としてのヒートシンク59が配置されている。このヒートシンク59内には、冷却装置60から冷媒供給流路61を介して供給される冷媒が流動する冷媒流路62が形成されており、冷媒流路62内を流動する冷媒は、ヒートシンク59から熱エネルギーを吸熱するようになっている。
また、連通部36内におけるヒートシンク59の近傍位置には、連通部36の内壁面の温度を検出する第2の温度センサ63が配置されている。また、連通部36内における排気口37の近傍位置であって且つ排気口37と輻射熱吸収部材47とを結ぶ直線上には、連通部36内の温度を検出する第3の温度センサ64が配置されている。なお、第2の温度センサ63及び第3の温度センサ64は、その大きさが連通部36の内部と比して極めて小さな構造となっており、ターボ分子ポンプ34が連通部36を介して空気を吸引する際の吸引力に影響を及ぼすことが抑制されるようになっている。
また、図1に示すように、光源装置12には、上記の真空装置27と同様に、支持台65上に配置された真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ66と、該ターボ分子ポンプ66に対して減衰機構としての振動減衰部67を介して接続され且つ排気口68を覆うようにチャンバ28に接続される連通部69とにより構成される真空装置70が配置されている。そして、連通部69内には、ターボ分子ポンプ66からの輻射熱を吸収する第1の受熱部としての輻射熱吸収機構71が配置されている。また、連通部69においてターボ分子ポンプ66と対向する位置には、ターボ分子ポンプ66からの輻射熱を吸収する第2の受熱部としてのヒートシンク72が配置されている。ヒートシンク72内には、冷却装置73から冷媒供給流路74を介して供給される冷媒が流動する冷媒流路75が形成されており、冷媒流路75内を流動する冷媒は、ヒートシンク72から熱エネルギーを吸熱するようになっている。また、連通部69内には、輻射熱吸収機構71の温度を検出する第1の温度センサ76(図7参照)、ヒートシンク72の温度を検出する第2の温度センサ77、及び、連通部69内の温度を検出する第3の温度センサ78が配置されている。
次に、本実施形態の露光装置11における制御構成について説明する。
図7に示すように、露光装置11における装置全体の駆動状態を制御する制御装置79は、CPU80などを備えたコントローラと、各装置を駆動させるための駆動回路(図示略)とを主体として構成されている。制御装置79の入力側インターフェース(図示略)には、連通部36,69内に設けられた温度センサ58,63,64,76,77,78がそれぞれ接続されており、温度センサ58,63,64,76,77,78からの入力信号を受信するようになっている。一方、制御装置の出力側インターフェース(図示略)には、輻射熱吸収機構46,71を冷却するための冷却装置55,81、及びヒートシンク59,72を冷却するための冷却装置60,73がそれぞれ接続されている。そして、制御装置79は、温度センサ58,63,64,76,77,78からの入力信号に基づき、冷却装置55,60,73,81から供給される冷媒の温度を個別に制御するようになっている。
次に、上記のように構成された露光装置11の作用について、特に、チャンバ15内を減圧する際の作用に着目して以下説明する。
さて、露光装置11において、ターボ分子ポンプ34によりチャンバ15内を高効率に吸引するには、チャンバ15内とターボ分子ポンプ34とを連結する連通部36を、十分な流路面積を維持しつつ短縮することで、連通部36内を流動する空気の流路抵抗を低減する必要がある。しかしながら、そのような場合、チャンバ15の排気口37とターボ分子ポンプ34とが連通部36内を介して直線上に結ばれる位置に配置されることで、ターボ分子ポンプ34から直線状に放射された輻射熱が、排気口37を介してチャンバ15内の部材に到達して、それらの部材が加熱されてその動作に悪影響を及ぼす虞があった。特に、チャンバ15内のミラー22,25が加熱された場合には、その光学特性に影響を及ぼすため、回避することが望まれていた。
この点、本実施形態の露光装置11では、連通部36内において、ターボ分子ポンプ34と排気口37とを結んだ直線上に輻射熱吸収部材47が配置されており、ターボ分子ポンプ34から輻射熱吸収部材47の間隙50が延びる方向(すなわち、Z軸方向)と交差する方向に放射された輻射熱は、輻射熱吸収部材47に吸収されることになるため、輻射熱吸収部材47の間隙50を通過してチャンバ15内の部材に到達することはない。また、ターボ分子ポンプ34から輻射熱吸収部材47の間隙50が延びる方向と平行な方向に放射された輻射熱は、輻射熱吸収部材47の間隙50を通過するものの、ヒートシンク59により冷却される連通部36の内壁面に吸収されることになるため、ターボ分子ポンプ34からの輻射熱の照射により連通部36が温度上昇することはなく、かかる連通部36から排気口37を介してチャンバ15内の部材に向けて新たに輻射熱を輻射することはない。
ところで、露光装置11において、光源装置12からの露光光ELの出力強度を増大させた場合には、チャンバ15内のミラー22,25の反射面に堆積するカーボンコンタミの量が増大する。そこで、通常、そのカーボンコンタミをガス化するプロセスガスの導入量を増大させることで、カーボンコンタミの増大を抑制する。このとき、プロセスガスの導入量の増大に伴ってチャンバ15内の圧力が増大するため、チャンバ15内の圧力を一定値に維持するために、真空装置27の吸引力を増大させるべく、ターボ分子ポンプ34の回転数を増大させる。
その結果、ターボ分子ポンプ34には、より高量の熱が蓄熱されることで、ターボ分子ポンプ34から放射される輻射熱が増大する。そして、この増大した熱量分だけ、輻射熱吸収部材47は、ターボ分子ポンプ34から輻射される輻射熱の熱量が冷却部52を介して放出される熱量を上回ることで温度が上昇し、加熱された輻射熱吸収部材47から排気口37を介してチャンバ15内の部材に向けて新たに輻射熱が輻射されることで、チャンバ15内の部材が加熱されることが有り得る。なお、連通部36におけるヒートシンク59の近接位置でも、ターボ分子ポンプ34から放射される輻射熱が増大することに伴って、同様の問題を含有していた。
この点、本実施形態の露光装置11では、CPU80は、第1の温度センサ58が輻射熱吸収部材47の温度が予め設定した値を上回ったことを検出した時点で、ターボ分子ポンプ34から輻射される輻射熱が増大したことに起因して、輻射熱吸収部材47がチャンバ15内の部材との間で、チャンバ15内の部材の動作に悪影響を及ぼす程度の温度変化を生じ得る輻射熱の授受を行っていると判断し、輻射熱吸収部材47の温度を低下させるべく、冷却装置55から冷却部52に供給される冷媒の温度を低下させる。すなわち、本実施形態では、CPU80は、第1の温度センサ58の検出結果に基づき、輻射熱吸収部材47の温度を調整する第1の温度調整部として機能する。
また同時に、CPU80は、第2の温度センサ63がヒートシンク59に近接する連通部36の内壁面の温度が予め設定した値を上回ったことを検出した時点で、ターボ分子ポンプ34から放射される輻射熱が増大したことに起因して、連通部36の内壁面がチャンバ15内の部材との間で、チャンバ15内の部材の動作に悪影響を及ぼす程度の温度変化を生じ得る輻射熱の授受を行っていると判断し、連通部36の内壁面の温度を低下させるべく、冷却装置60からヒートシンク59に供給される冷媒の温度を低下させる。すなわち、本実施形態では、CPU80は、第2の温度センサ63の検出結果に基づき、ヒートシンク59の温度を調整する第2の温度調整部としても機能する。
また同時に、CPU80は、第3の温度センサ64が、連通部36内における排気口37の近傍位置での温度が予め設定した値を上回ったことを検出した時点で、輻射熱吸収部材47の温度が上昇したことに起因して、連通部36内における排気口37の近傍位置での温度が、輻射熱吸収部材47とチャンバ15内の部材との間で排気口37を介して輻射熱が授受されることで上昇していると判断し、輻射熱吸収部材47の温度を低下させるべく、冷却装置55から冷却部52に供給される冷媒の温度を低下させる。
その結果、輻射熱吸収部材47及び連通部36の内壁面は、チャンバ15内の部材との間で予め設定された所望の温度差を満たすことになり、排気口37を介して輻射熱が授受されることはほとんどなくなるため、ターボ分子ポンプ34の吸引力の変化に伴って、チャンバ15内の部材が温度変化を生じることが抑制される。
また、各輻射熱吸収部材47の間には、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、排気口37を介して連通部36内を流動する空気流の流動方向に沿うように間隙50が形成されている。そのため、空気流が各輻射熱吸収部材47の間隙50を通過する際の流路抵抗が低減されることで、連通部36内に輻射熱吸収機構46を配置することに伴って、ターボ分子ポンプ34が連通部36を介してチャンバ15内に作用させる吸引力が低下することが抑制される。
また、ターボ分子ポンプ34が駆動した場合には、その駆動に基づく振動が発生するが、本実施形態の露光装置11では、ターボ分子ポンプ34の+Z方向側の端部は、振動減衰部35を介して連通部36に接続されているため、ターボ分子ポンプ34から振動が発生しても、該振動は、振動減衰部35の蛇腹部材44の伸縮動作によりほとんど吸収される。すなわち、ターボ分子ポンプ34の駆動に基づく振動がチャンバ15に伝達されることはほとんどない。
なお、本実施形態では、光源装置12についても、上記の真空装置27と同様の真空装置70を備えているため、チャンバ28内に連通する連通部69内を減圧するターボ分子ポンプ66からの輻射熱を輻射熱吸収機構71及びヒートシンク72により吸収することができるようになっている。そして、各温度センサ76〜78の検出結果に基づき輻射熱吸収機構71及びヒートシンク72の温度を調整することができるようになっている。
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)本実施形態では、制御装置79は、ターボ分子ポンプ34,66から放射された輻射熱を吸収する輻射熱吸収機構46,71が、チャンバ15,28内の部材との間で、チャンバ15,28内の部材の動作に悪影響を及ぼさない程度の輻射熱を授受し得る温度差となるように、冷却装置55,81から輻射熱吸収機構46,71に供給される冷媒の温度を制御する。そのため、輻射熱吸収機構46,71は、チャンバ15内の部材との間で、排気口37,68を介して輻射熱が授受されることはほとんどなく、ターボ分子ポンプ34,66の駆動に伴って、チャンバ15,28内の部材が温度変化を生じることが抑制される。
(2)本実施形態では、制御装置79は、第1の温度センサ58,76により検出される輻射熱吸収機構46,71の温度に基づき、冷却装置55,81から輻射熱吸収機構46,71に供給される冷媒の温度を制御する。そのため、ターボ分子ポンプ34,66から輻射熱吸収機構46,71に放射される輻射熱の熱量が変化して、輻射熱吸収機構46,71が温度変化を伴う場合であっても、その輻射熱吸収機構46,71の温度を、チャンバ15,28内の部材との間で、輻射熱の授受がほとんどない温度差となるように精密に制御することができる。
(3)本実施形態では、連通部36,69内において、ターボ分子ポンプ34,66と対向する位置にヒートシンク59,72が配置されている。そのため、ターボ分子ポンプ34,66から連通部36,69の延びる方向に沿うように直線状に輻射熱が放射された場合に、その輻射熱により連通部36,69の内壁面が加熱されることが抑制される。したがって、加熱された連通部36,69の内壁面から排気口37,68を介してチャンバ15,28内に新たに輻射熱が放射されることを回避でき、チャンバ15,28内の部材に好ましくない温度変化を生じさせることが抑制される。
(4)本実施形態では、制御装置79は、第2の温度センサ63,77により検出されるヒートシンク59,72近傍の連通部36,69の内壁面の温度に基づき、冷却装置60,73からヒートシンク59,72に供給される冷媒の温度を制御する。そのため、ターボ分子ポンプ34,66から連通部36,69の内壁面に放射される輻射熱の熱量が変化して、連通部36,69の内壁面が温度変化を伴う場合であっても、その連通部36,69の内壁面の温度を、チャンバ15,28内の部材との間で、輻射熱の授受がほとんどない温度差となるように精密に制御することができる。
(5)本実施形態では、制御装置79は、第3の温度センサ64,78により検出される連通部36,69内における排気口37,68近傍の温度に基づき、冷却装置55,81から輻射熱吸収機構46,71に供給される冷媒の温度を制御する。そのため、連通部36,69内における排気口37,68近傍の温度を検出することにより、輻射熱吸収機構46,71とチャンバ15,28内の部材との間で排気口37,68を介して授受される輻射熱の熱量をより正確に把握することができ、輻射熱吸収機構46,71の温度を精密に制御することができる。
(6)本実施形態では、各輻射熱吸収機構46には、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、排気口37を介して連通部36内を流動する空気流の流動方向に沿うように間隙50が形成されている。そのため、空気流が各輻射熱吸収機構46の間隙50を通過する際の流路抵抗が低減されることになり、連通部36内に輻射熱吸収機構46を配置した場合でも、ターボ分子ポンプ34が連通部36を介してチャンバ15内に作用させる吸引力が低下することを抑制できる。
(7)本実施形態では、輻射熱吸収機構46の環状部49は、輻射熱吸収部材47が、連通部36の延びる方向に沿う軸線48を中心として、該軸線48と直交する径方向に等間隔となるように同心状に配置された多層フィン構造をなすように構成されている。そのため、輻射熱吸収部材47は、連通部36内において軸線48と直交する断面全域に均等に分散して配置されることになり、ターボ分子ポンプ34から放射された輻射熱を高効率に吸収することができる。
(8)本実施形態では、輻射熱吸収機構46の冷却部52には、冷却装置55から供給された冷媒が流動する管路51が形成されている。そのため、冷却部52は、管路51の内壁面を介して冷媒との間で高効率に熱交換をすることができ、迅速に温度調整を行うことができる。
(9)本実施形態では、ターボ分子ポンプ34,66の端部は、振動減衰部35,67を介して連通部36,69に接続されている。そのため、ターボ分子ポンプ34,66から振動が発生しても、該振動は、振動減衰部35,67の伸縮動作によりほとんど吸収される。したがって、ターボ分子ポンプ34,66の駆動に基づく振動がチャンバ15,28に伝達されることを抑制することができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図8及び図9に従って説明する。なお、第2の実施形態は、ターボ分子ポンプから放射された輻射熱を吸収する輻射熱吸収機構の構成が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図8及び図9に示すように、本実施形態の第1の受熱部としての輻射熱吸収機構82は、互いに径の異なる複数(本実施形態では7つ)の略半円筒状の受熱部材としての輻射熱吸収部材83が、連通部36の−Z方向側の端部が延びる方向(即ち、Z軸方向)に沿う軸線48を中心として、該軸線48と直交する径方向に等間隔となるように同心状に配置された多層フィン構造をなす円弧部84を有している。そして、本実施形態では、円弧部84は、その円弧面が、連通部36内において、ターボ分子ポンプ34と排気口37とを結んだ直線上となるチャンバ15側(図8では左側)に位置するように配置されている。
輻射熱吸収機構82において円弧部84の外側には、熱媒体としての冷媒が流動する管路51を内部に中空状に形成した略半環状の冷却部85が軸線48周りに円弧部84を外周から包囲するように配置されている。また、冷却部85の内周面には、径方向に延びる2枚の平板状の金属板53が互いに直角に交差するように架設されている。すなわち、円弧部84を構成する各輻射熱吸収部材83には、2枚の金属板53を軸線48と直交するX軸方向及びY軸方向に沿うように配置した状態で挿通可能とする挿通孔(図示略)が形成されており、これらの各挿通孔に挿通されることで各金属板53は円弧部84の各輻射熱吸収部材83に連結されている。また、冷却部85における+Y方向側の端部には、冷却装置55側を基端として複数(本実施形態では2つ)に分岐した冷媒供給流路86の先端部がそれぞれ接続されるとともに、冷却部85における−Y方向側の端部には、冷却装置55から延設された冷媒供給流路87が接続されている。
そして、ターボ分子ポンプ34の駆動時には、チャンバ15内から排気口37を介して連通部36内に流入した空気流(図8では点線で示す)は、その流動方向に沿うように形成された各輻射熱吸収部材83の間隙50を通過するとともに、輻射熱吸収機構82と連通部36の右側壁面(即ち、連通部36においてチャンバ15の排気口37と対向する壁面)との間の間隙88を通過する。そのため、空気流が連通部36内を通過する際の流路抵抗が更に低減されることにより、連通部36内に輻射熱吸収部材83を配置した場合でも、ターボ分子ポンプ34が連通部36を介してチャンバ15内に作用させる吸引力が低下することが更に抑制されるようになっている。
また同時に、ターボ分子ポンプ34から輻射熱吸収部材83の間隙50が延びる方向と交差する方向に斜状に放射された輻射熱は、連通部36内において、ターボ分子ポンプ34と排気口37とを結んだ直線上に位置する輻射熱吸収部材83に吸収されることになり、排気口37を介してチャンバ15内の部材に到達することはない。また、ターボ分子ポンプ34から輻射熱吸収部材83の間隙50が延びる方向と平行な方向に放射された輻射熱は、輻射熱吸収部材83の間隙50、及び輻射熱吸収機構46と連通部36の右側壁面との間の間隙88を通過するものの、ヒートシンク59により冷却される連通部36の内壁面に吸収されることになるため、ターボ分子ポンプ34からの輻射熱の照射により連通部36が温度上昇することはなく、かかる連通部36から排気口37を介してチャンバ15内の部材に向けて新たに輻射熱を輻射することはない。
したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1)〜(6)、(8)、(9)に加えて以下に示す効果を得ることができる。
(10)本実施形態では、輻射熱吸収機構82の円弧部84は、その円弧面が、連通部36内において、ターボ分子ポンプ34と排気口37とを結んだ直線上となる位置に配置されている。そのため、輻射熱吸収機構82と連通部36との間には、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、排気口37を介して連通部36内を流動する空気流が通過する間隙88が形成されている。したがって、空気流が連通部36内を通過する際の流路抵抗が更に低減されることで、連通部36内に輻射熱吸収機構46を配置することに伴って、ターボ分子ポンプ34が連通部36を介してチャンバ15内に作用させる吸引力が低下することを抑制できる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図10及び図11に従って説明する。なお、第3の実施形態は、ターボ分子ポンプとチャンバとを連通する連通部の構成、及び、ターボ分子ポンプから放射された輻射熱を吸収する輻射熱吸収機構の構成が第1の実施形態及び第2の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態及び第2の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態及び第2の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図10に示すように、本実施形態の真空装置89は、略直円筒状の連通部90が、振動減衰部35との連結部位から鉛直上方(+Z方向側)に延びるとともに、チャンバ15の底面に形成された排気口91を覆うようにチャンバ15に接続される。そして、連通部90内におけるZ軸方向の両端側には、第1の受熱部としての輻射熱吸収機構92,93が、連通部90の延びる方向に沿うように並列してそれぞれ配置されている。
図11(a)に示すように、連通部90内における+Z方向側に配置された輻射熱吸収機構92は、冷却装置94から供給される冷媒が流動する管路を内部に形成した中空状の管部材95により構成されている。具体的には、管部材95は、連通部90の+Y方向及び−Y方向の端面にて、連通部90の内外を貫通するように形成された挿通孔96にそれぞれ挿通されることで連通部90に固定されている。また、管部材95は、連通部90内における挿通孔96の近傍位置にて、該連通部90の延びる方向(即ち、Z軸方向)と直交する+X方向側に湾曲して、連通部90の内壁面に当接する位置に至るまで直線状に延びる。続いて、管部材95は、−X方向側に湾曲して、連通部90の内壁面に当接する位置に至るまで直線状に延びる。そして、管部材95は、このようにX軸方向に沿うように湾曲しながら連通部90内において連通部90の−Z方向側の端部が延びる方向(即ち、Z軸方向)と直交する面全域に分散するように蛇行した形状となっている。
また、図11(b)に示すように、連通部90内における−Z方向側に配置された輻射熱吸収機構93も同様に、冷却装置97から供給される冷媒が流動する管路を内部に形成した中空状の管部材98により構成されている。具体的には、管部材98は、Y軸方向に沿うように湾曲しながら連通部90内において連通部90の−Z方向側の端部が延びる方向(即ち、Z軸方向)と直交する面全域に分散するように蛇行した形状となっている。なお、これらの管部材95,98と連通部90の内壁面との間の隙間99,100は、ターボ分子ポンプ34を駆動した場合に、排気口91を介して連通部90内に流入した空気がターボ分子ポンプ34側に流動するための流動部として機能する。
そして、図11(c)に示すように、これらの上下2つの管部材95,98は、+Z軸方向側から見た場合に、連通部90内において、Z軸方向と直交する断面全域に均等に分散された網目状をなすように交差して配置されている。そのため、ターボ分子ポンプ34からZ軸方向に沿うように直線状に放射された輻射熱は、これらの管部材95,98内を流動する冷媒により高効率に吸熱される。したがって、この輻射熱が、排気口91を介してチャンバ15内の部材に到達することが抑制され、チャンバ15内の部材の動作に影響を及ぼすことはほとんどない。
また、これらの管部材95,98は、連通部90内において、Z軸方向に十分に離間した位置に配置されている。そのため、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、チャンバ15内から排気口91を介して連通部90内に流動する空気流は、+Z方向側の管部材95の隙間99を通過した後に、−Z方向側の管部材98の隙間100に向けて流動方向を変化させる場合にも、十分な空間域を確保して流動することになる。したがって、この空気流が、これらの管部材95,98を通過する際の流路抵抗は低減されることになり、ターボ分子ポンプ34が連通部90を介してチャンバ15内に作用させる吸引力が低下することを抑制できる。
したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1)〜(5)、(9)に加えて以下に示す効果を得ることができる。
(11)本実施形態では、各管部材95,98は、ターボ分子ポンプ34側から見た場合に、連通部90内において、該連通部90の延びる方向と直交する断面全域に均等に分散された網目状をなすように交差して配置されている。そのため、ターボ分子ポンプ34から放射された輻射熱を高効率に吸収することができる。
(12)本実施形態では、各管部材95,98は、連通部90内において、該連通部90の延びる方向に十分に離間した位置に配置されている。そのため、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、チャンバ15内から排気口91を介して連通部90内に流動する空気流は、排気口91側の管部材95の隙間99を通過した後に、ターボ分子ポンプ34側の管部材98の隙間100に向けて流動方向を変化させる場合にも、十分な空間域を確保して流動することになる。したがって、この空気流が、これらの管部材95,98を通過する際の流路抵抗は低減されることになり、ターボ分子ポンプ34が連通部90を介してチャンバ15内に作用させる吸引力が低下することを抑制できる。
(13)本実施形態では、各管部材95,98は、ターボ分子ポンプ34から放射された輻射熱を吸収する輻射熱吸収機構としての機能と、輻射熱を受熱することで生じる温度上昇を抑制するための冷却部としての機能を兼備している。そのため、これらの部材を個別に設ける場合と比較して、部品点数が削減されることで、装置の小型化を図ることができる。
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。
・上記第3の実施形態において、輻射熱吸収機構92,93は、振動減衰部35内に配置してもよい。この場合、振動減衰部35がチャンバ15とターボ分子ポンプ34とを接続する連通部として機能することになり、実施形態での連通部90を省略することができる。なお、この場合、輻射熱吸収機構92,93は、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、チャンバ15内から排気口91を介して流動する空気流の流路抵抗を低減するために、振動減衰部35の伸縮方向の十分に離間した位置に配置することが望ましい。
・上記第1の実施形態において、連通部36は、振動減衰部35との連結部位から直線状に延びるように構成してもよい。この場合、輻射熱吸収部材47は、連通部36内において、該連通部36の延びる方向と直交する断面全域に均等に分散して配置されることで、ターボ分子ポンプ34から放射された輻射熱を高効率に吸収する。そのため、この輻射熱が、排気口37を介してチャンバ15内の部材に到達することはほとんどなく、チャンバ15内の部材の動作に影響を及ぼすことが抑制される。
・上記第1の実施形態及び第2の実施形態において、輻射熱吸収機構46,82の冷却部52,85は、冷媒が流動する管路を内部に有さない構成としてもよい。この場合、冷却部52,85は、熱伝導率の高い金属等の材質により構成することが望ましい。
・上記第1の実施形態及び第2の実施形態において、輻射熱吸収機構46,82の環状部49及び円弧部84の形状は、略円筒形状及び略半円筒状に限定されない。すなわち、ターボ分子ポンプ34の駆動時における空気流の流路抵抗が過大とならず、且つターボ分子ポンプ34からの輻射熱を十分に吸収できる形状であれば、任意の形状であってもよい。
・上記第1の実施形態及び第2の実施形態において、制御装置79は、連通部36内の温度を検出する第3の温度センサ64の検出結果に基づき、冷却装置60からヒートシンク59に供給される冷媒の温度を調整するようにしてもよい。
・上記各実施形態において、連通部36,90内の温度を検出する第3の温度センサ64は、連通部36,90内の任意の位置に配置してもよい。
・上記各実施形態において、真空装置27,89は、チャンバ15内において、ウエハWの近傍位置、レチクルRの近傍位置、照明光学系16の筐体20の近傍位置に接続する構成としてもよい。
・上記各実施形態において、真空ポンプとして、チャンバ15内に連通する領域に極低温面を晒すことで、その表面に気体を凝縮させて捕捉するクライオポンプを適用してもよい。この場合、クライオポンプが、その駆動に伴って極低温となると、クライオポンプからチャンバ15内の部材に向けて輻射熱が放射されることで、チャンバ15内の部材の温度が予め設定した温度よりも低温になることが有り得る。
しかしながら、チャンバ15内の部材とクライオポンプとの間に輻射熱吸収機構46,82,92,93を配置して、輻射熱吸収機構46,82,92,93からクライオポンプに向けて放射される輻射熱に相当する熱量分だけ輻射熱吸収機構46,82,92,93を加熱する加熱装置を冷却装置55に代えて第1の温度調整部として設けることで、輻射熱吸収機構46,82,92,93とチャンバ15内の部材との間の温度差を予め設定した所望の値に維持して、チャンバ15内の部材から輻射熱吸収機構46,82,92,93に向けて輻射熱が放射されることを抑制することができる。
・上記各実施形態において、輻射熱吸収機構46,82,92,93は、真空ポンプ(例、ターボ分子ポンプ34等)と振動減衰部35との間に配置される構成としてもよい。
・上記各実施形態において、真空ポンプは、チャンバの排気口と対向する位置に配置される構成としてもよい。
・上記各実施形態において、輻射熱吸収部材47,83は、真空ポンプから放出される熱輻射を遮蔽する部材であればよく、熱輻射の少なくとも一部を反射する部材であってもよい。
・上記各実施形態において、ヒートシンク59は、真空ポンプから放出される熱輻射を遮蔽する部材であればよく、熱輻射の少なくとも一部を反射する部材であってもよい。
・上記各実施形態において、複数の輻射熱吸収部材47,83は、環状の多層構造となるよう配置されてもよく、多角状の多層構造又は格子状構造となるように配置されてもよい。
・上記第1の実施形態において、複数の輻射熱吸収部材47は、図12(a)に示すように、輻射熱の熱伝播方向に沿って屈曲した形状をなすように構成されてもよい。なお、図12(a)は、本実施形態における複数の輻射熱吸収部材47を+X方向から見た断面図である。
・上記第1の実施形態において、複数の輻射熱吸収部材47は、図12(b)に示すように、輻射熱の熱伝播方向に沿って湾曲した形状をなすように構成されてもよい。なお、図12(b)は、本実施形態における複数の輻射熱吸収部材47を+X方向から見た断面図である。
・上記第2の実施形態において、複数の輻射熱吸収部材83は、輻射熱の熱伝播方向に沿って屈曲した形状、又は湾曲した形状をなすように構成されてもよい。
・上記各実施形態において、光源装置12は、例えばArFエキシマレーザ(193nm)、Fレーザ(157nm)、Krレーザ(146nm)、Arレーザ(126nm)、EB光等の短波長の光を出力可能な光源であってもよい。また、光源装置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。
・上記各実施形態において、ターゲットは、キセノンに限定されずに、例えば、気体状、固体状又は液体状の錫、或いは、その錫を含む化合物、などを用いてもよい。
・上記各実施形態において、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。また、露光装置11は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
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13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14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。
第1の実施形態の露光装置を示す概略構成図。 第1の実施形態の光源装置を示す概略構成図。 第1の実施形態の真空装置を示す断面図。 第1の実施形態の輻射熱吸収機構を示す斜視図。 第1の実施形態の輻射熱吸収機構を示す平面図。 図5の6−6線矢視断面図。 第1の実施形態の制御装置のブロック図。 第2の実施形態の真空装置を示す断面図。 第2の実施形態の真空装置を示す平面図。 第3の実施形態の真空装置を示す断面図。 (a)はチャンバ側に配置された輻射熱吸収機構の平面図、(b)はターボ分子ポンプ側に配置された輻射熱吸収機構の平面図、(c)は(a)(b)をチャンバ側から見た平面図。 (a)は本実施形態における輻射熱吸収部材の変形例を示す断面図、(b)は本実施形態における輻射熱吸収部材の変形例を示す断面図。 デバイスの製造例を示すフローチャート。 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…光源装置、15…チャンバ、16…照明光学系、18…投影光学系、27…真空装置、28…チャンバ、34…ターボ分子ポンプ、35…振動減衰部、36…連通部、46…輻射熱吸収機構、47…輻射熱吸収部材、50…間隙、51…管路、52…冷却部、58…第1の温度センサ、59…ヒートシンク、63…第2の温度センサ、64…第3の温度センサ、66…ターボ分子ポンプ、67…振動減衰部、69…連通部、70…真空装置、71…輻射熱吸収機構、72…ヒートシンク、76…第1の温度センサ、77…第2の温度センサ、78…第3の温度センサ、80…CPU、82…輻射熱吸収機構、83…輻射熱吸収部材、85…管部材、89…真空装置、90…連通部、92…輻射熱吸収機構、93…輻射熱吸収機構、95…管部材、98…管部材、99…間隙、100…間隙、PL…プラズマ、Ra…パターン面、W…ウエハ。

Claims (18)

  1. 内部が真空雰囲気となるチャンバに接続される真空装置において、
    前記チャンバ内又は前記チャンバ内に連通する連通部内を減圧する真空ポンプと、
    前記真空ポンプの近傍に配置され、前記真空ポンプから前記チャンバ内へ放射される熱輻射を低減する第1の受熱部と、
    前記第1の受熱部の温度を予め設定された温度となるように調整する第1の温度調整部と、を備えたことを特徴とする真空装置。
  2. 請求項1に記載の真空装置において、
    前記第1の受熱部の温度を検出する第1の温度センサを備え、
    前記第1の温度調整部は、前記第1の温度センサの検出結果に基づき、前記第1の受熱部の温度を調整することを特徴とする真空装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の真空装置において、
    前記連通部内における前記真空ポンプと対向する位置であって且つ前記第1の受熱部よりも前記真空ポンプから遠い位置に配置されて前記熱輻射を低減する第2の受熱部を備えることを特徴とする真空装置。
  4. 請求項3に記載の真空装置において、
    前記第2の受熱部の温度を調整する第2の温度調整部を備えたことを特徴とする真空装置。
  5. 請求項4に記載の真空装置において、
    前記第2の受熱部の温度を検出する第2の温度センサを備え、
    前記第2の温度調整部は、前記第2の温度センサの検出結果に基づき、前記第2の受熱部の温度を調整することを特徴とする真空装置。
  6. 請求項4又は請求項5に記載の真空装置において、
    前記連通部内の温度を検出する第3の温度センサを備え、
    前記第1の温度調整部及び前記第2の温度調整部の少なくとも一方は、前記第3の温度センサの検出結果に基づき、前記第1の受熱部及び前記第2の受熱部のうち各々が対応する受熱部の温度を調整することを特徴とする真空装置。
  7. 請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の真空装置において、
    前記第1の受熱部には、前記真空ポンプの駆動に伴い前記連通部内に流入した気体が前記真空ポンプ側に向けて流動する流動部が形成されていることを特徴とする真空装置。
  8. 請求項7に記載の真空装置において、
    前記流動部は、前記連通部内において前記真空ポンプ側に向けて延びるように形成されており、
    前記第1の受熱部は、前記連通部内において前記流動部が延びる方向と交差する方向に間隙を介して隣り合うように配置された複数の受熱部材を含んで構成されていることを特徴とする真空装置。
  9. 請求項8に記載の真空装置において、
    前記受熱部材には、熱媒体が流動する管路を内部に有した管部材が接続されていることを特徴とする真空装置。
  10. 請求項8又は9に記載の真空装置において、
    前記複数の受熱部材は、多層構造となるようにそれぞれ配置されていることを特徴とする真空装置。
  11. 請求項7に記載の真空装置において、
    前記流動部は、前記連通部内において前記真空ポンプ側に向けて延びるように形成されており、
    前記第1の受熱部は、前記連通部内において前記流動部が延びる方向と交差する面全域に分散するように蛇行した形状であって且つ熱媒体が流動する管路を内部に有した管部材により構成されていることを特徴とする真空装置。
  12. 請求項1〜請求項11のうち何れか一項に記載の真空装置において、
    前記真空ポンプの駆動に伴って生じる振動を減衰させる減衰機構を備えたことを特徴とする真空装置。
  13. 請求項1〜請求項12のうち何れか一項に記載の真空装置において、
    前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプであることを特徴とする真空装置。
  14. 請求項1〜請求項12のうち何れか一項に記載の真空装置において、
    前記真空ポンプは、クライオポンプであることを特徴とする真空装置。
  15. プラズマを生成し、該プラズマから放射される光を供給する光源装置であって、
    請求項1〜請求項14のうち何れか一項に記載の真空装置を備えたことを特徴とする光源装置。
  16. 請求項15に記載の光源装置と、
    該光源装置から出力される前記光で第1面を照明可能な照明光学系と、
    所定のパターンの像を前記第1面とは異なる第2面上に投影可能な投影光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置。
  17. 請求項1〜請求項14のうち何れか一項に記載の真空装置と、
    プラズマを生成し、該プラズマから放射される光を供給する光源装置と、
    前記光源装置から出力される光で第1面を照明可能な照明光学系と、
    所定のパターンの像を前記第1面とは異なる第2面上に投影可能な投影光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置。
  18. デバイスの製造方法において、
    請求項16又は請求項17に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記露光された基板を処理する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
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