JP2011023427A - 減圧装置、加圧装置、露光装置、デバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空チャックの減圧源又は加圧源に生じうる不具合による影響を小さく抑える。
【解決手段】減圧装置１００は、第１装置１１０と第１減圧源１１２とを接続するように構成され、正常状態において第１減圧源１１２により第１絶対圧力に制御される第１ライン１３０と、第２装置１１４と第２減圧源１１６とを接続するように構成され、正常状態において第２減圧源１１６により第１絶対圧力よりも低い第２絶対圧力に制御される第２ライン１４０と、第１ライン１３０の第１点１３６と第２ライン１４０の第２点１４６との間に配置された第１逆止弁１１８と、第２点１４６と第２減圧源との間に配置された第２逆止弁１２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧装置、加圧装置、露光装置、デバイス製造方法に関する。

半導体デバイスや液晶デバイス等のデバイスを製造するための露光装置は、原版（レチクル）のパターンを投影光学系によって基板（ウエハ、ガラス基板等）に投影して該基板を露光する。原版は、真空チャックによって保持されて高速に駆動されうる。真空チャックに真空ラインを通して接続された真空ポンプに不具合が発生すると、原版の保持が不完全になり、真空チャックによって保持されていた原版が落下し、原版や、露光装置の構成要素が破損しうる。

特許文献１には、減圧チャンバーと、該減圧チャンバーを減圧する雰囲気排気ラインと、吸着ハンドおよびウエハチャックに接続された吸着排気ラインと、雰囲気排気ラインと吸着排気ラインとの間に配置された逆止弁とを有する減圧装置が開示されている。雰囲気排気ラインは第１の真空ポンプに接続され、吸着排気ラインは第２の真空ポンプに接続されている。逆止弁は、雰囲気排気ラインから吸着排気ラインへ向かうガス流を遮断する方向に配置されている。特許文献１に記載された技術では、第２の真空ポンプによる真空吸引力の不足が逆止弁を介して第１の真空ポンプによって補われうる。

特開平５−１４４７０９号公報

本発明は、例えば、減圧源又は加圧源に生じうる不具合による影響を小さく抑えることを目的とする。

本発明の１つの側面は、減圧装置に係り、該減圧装置は、第１装置と第１減圧源とを接続するように構成され、正常状態において前記第１減圧源により第１絶対圧力に制御される第１ラインと、第２装置と第２減圧源とを接続するように構成され、正常状態において前記第２減圧源により前記第１絶対圧力よりも低い第２絶対圧力に制御される第２ラインと、前記第２ラインから前記第１ラインに向かう方向には気体が流れるが前記第１ラインから前記第２ラインに向かう方向には気体が流れないように前記第１ラインの第１点と前記第２ラインの第２点との間に配置された第１逆止弁と、前記第２点から前記第２減圧源に向かう方向には気体が流れるが前記第２減圧源から前記第２点に向かう方向には気体が流れないように前記第２点と前記第２減圧源との間に配置された第２逆止弁とを備える。

本発明によれば、例えば、減圧源又は加圧源に生じうる不具合による影響を小さく抑えることができる。

本発明の好適な実施形態の減圧装置の構成を示す図である。 本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を示す図である。 本発明の好適な実施形態の減圧装置の他の構成を示す図である。 本発明の好適な実施形態の加圧装置の他の構成を示す図である。

［第１実施形態］
図１を参照しながら本発明の好適な実施形態の減圧装置１００について説明する。本発明の好適な実施形態の減圧装置１００は、第１ライン１３０と、第２ライン１４０と、第１逆止弁１１８と、第２逆止弁１２０とを備えている。

第１ライン１３０は、第１装置１１０と第１減圧源（例えば、真空ポンプ）１１２とを接続するように構成され、正常状態において第１減圧源１１２により第１絶対圧力Ｐ１に制御される。第１ライン１３０は、分岐点として第１点１３６を有する。第１減圧源１１２は、減圧装置１００の一部の構成要素であると考えられてもよいし、減圧装置１００とは別の構成要素であると考えられてもよい。第２ライン１４０は、第２装置１１４と第２減圧源１１６とを接続するように構成され、正常状態において第２減圧源（例えば、真空ポンプ）１１６により第１絶対圧力Ｐ１よりも低い第２絶対圧力Ｐ２に制御される。第２ライン１４０は、第２逆止弁１２０によって互いに隔てられた第１部分１４２と第２部分１４４とを含む。第２ライン１４０の第１部分１４２は、分岐点として第２点１４６を含む。第２減圧源１１６は、減圧装置１００の一部の構成要素であると考えられてもよいし、減圧装置１００とは別の構成要素であると考えられてもよい。ここで、絶対圧力とは、完全真空を基準とする圧力である。第１減圧源１１２および第２減圧源１１６は、典型的には、正常状態において第１ライン１３０および第２ライン１４０を１気圧よりも低い圧力に制御する能力を有する。

第１逆止弁１１８は、第２ライン１４０から第１ライン１３０に向かう方向には気体が流れるが第１ライン１３６から第２ライン１４０に向かう方向には気体が流れないように第１ライン１３６の第１点１３６と第２ライン１４０の第２点１４６との間に配置される。第２逆止弁１２０は、第２点１４６から第２減圧源１１６に向かう方向には気体が流れるが第２減圧源１１６から第２点１４６に向かう方向には気体が流れないように第２点１４６と第２減圧源１１６との間に配置されている。

次いで、図２を参照しながら本発明の好適な実施形態の減圧装置１００が適用されうる露光装置２００について説明する。露光装置２００は、照明光学系１６によって原版（レチクル）６を照明し、投影光学系１５によって原版６のパターンを基板（例えば、ウエハ、ガラスプレート）７に投影する。これによって、基板７が露光される。露光装置２００は、チャンバー２３を備えていて、以下で説明する構成要素はチャンバー２３の内部空間に配置されている。照明光学系１６は、チャンバー２３の内部または外部に配置されうる光源から提供される光を用いて、原版ステージ１８の原版チャック２４によって保持された原版６を照明する。原版６から出た光は、構造体１４によって支持された投影光学系１５によって、基板ステージ１７の基板チャック２５によって保持された基板７に入射し、原版６のパターンの像を形成する。露光装置２００は、この実施形態では、走査露光装置として構成され、原版ステージ１８（原版６）および基板ステージ１７（基板７）を走査しながら基板を露光する。

本発明の好適な実施形態の減圧装置１００は、図２に例示する露光装置２００においては、真空チャック（吸着機構）に対して吸引力（負圧）を提供する装置として使用されうる。真空チャックは、この実施形態では、搬送ロボット１９、２０、原版ステージ１８に搭載された原版チャック２４、基板ステージ１７に搭載された基板チャック２５に組み込まれ、減圧装置１００は、それらに対して吸引力を提供する。第１減圧源１１２は、例えば、露光装置２００が設置された工場の減圧源（真空ポンプ）（不図示）でありうる。第２減圧源１１６は、第１減圧源１１２よりも低い絶対圧力（換言すると、高い真空度）を生成する能力を有する減圧源（真空ポンプ）２６でありうる。

投影光学系１５が縮小光学系である場合において、典型的には、搬送ロボット１９、２０、原版ステージ１８、基板ステージ１７の中で最も高速に動作するものは、原版ステージ１８である。例えば、投影光学系１５が原版６のパターンを１／４倍の倍率で縮小投影する場合には、原版ステージ１８は、基板ステージ１７の４倍の速度で走査駆動される。搬送ロボット１９、２０による搬送速度は、スループットの向上の観点においては速い方が好ましいものの、一般には、原版ステージ１８のような走査速度までは要求されない。原版６の吸着不良による位置ずれや脱落等を防止するためには、原版ステージ１８に搭載される原版チャック２４の吸着力を強くするべきである。そこで、第１絶対圧力Ｐ１（例えば、３０［ＫＰａ］）に制御される第１ライン１３０は、搬送ロボット１９、２０、および、基板ステージ１７に搭載された基板チャック２５に接続されうる。また、第１絶対圧力Ｐ１よりも低い第２絶対圧力Ｐ２（例えば、１０［ＫＰａ］）に制御される第２ライン１４０は、原版ステージ１８に搭載された原版チャック２４に接続されうる。このような例では、搬送ロボット１９、２０および基板チャック２５が第１装置１１０であり、原版チャック２４が第２装置１１４でありうる。

第２減圧源１１６に異常が生じて、第２ライン１４０の第２部分１４４の圧力が第１絶対圧力Ｐ１よりも高くなると、第２ライン１４０の第１部分１４２の圧力が第１絶対圧力Ｐ１よりも高くなる。第２ライン１４０の第１部分１４２の圧力が第１絶対圧力Ｐ１よりも高くなると、第１逆止弁１１８が開く。したがって、第１部分１４２の圧力は、第１減圧源１１２によって第１絶対圧力Ｐ１に制御されうる。このとき、第２部分１４４の圧力は、第１絶対圧力Ｐ１よりも高いので、第２逆止弁１２０は閉じている。

したがって、第２減圧源１１６に異常が生じた場合には、原版ステージ１８に搭載された原版チャック２４には、第２減圧源１１６に代わって、速やかに第１減圧源１１２によって吸引力が提供される。ここで、第１減圧源１１２によって原版チャック２４に提供される吸引力（或いは、第１絶対圧力Ｐ１）は、原版ステージ１８の移動によって原版６が原版チャック２４から脱落しないように決定される。

制御部ＣＮＴは、第２減圧源１１６に異常が生じたことに応じて原版ステージ１８および基板ステージ１７の走査速度を低下させるように構成されうる。これにより、原版チャック２４からの原版６の脱落のほか、原版６の位置ずれをより確実に防止しながら基板７の露光を続行することができる。第２減圧源１１６における異常の発生は、例えば、第２ライン１４０の第２要素における圧力を圧力センサ（不図示）でモニタし、その圧力が基準圧力よりも高くなったことによって検知することができる。

図３を参照しながら他の構成例としての減圧装置１００’について説明する。減圧装置１００’は、図１に示す減圧装置１００に対して、第３ライン１７０、第３逆止弁１８０、第４逆止弁１５０を追加した構成を有する。第３ライン１７０は、第３装置１６０と第３減圧源１６４とを接続するように構成され、正常状態において第３減圧源１６４により第１絶対圧力Ｐ１よりも高い第３絶対圧力Ｐ３に制御される。第３減圧源１６４は、減圧装置１００’の一部の構成要素であると考えられてもよいし、減圧装置１００’とは別の構成要素であると考えられてもよい。一例において、第１絶対圧力Ｐ１を３０［ＫＰａ］、第２絶対圧力Ｐ２と１０［ＫＰａ］、第３絶対圧力Ｐ３を５０［ＫＰａ］とすることができる。

第３逆止弁１８０は、第１ライン１７０から第３ライン１３０に向かう方向には気体が流れるが第３ライン１７０から第１ライン１３０に向かう方向には気体が流れないよう第１ライン１３０の第１点１３６と第３ライン１７０の第３点１７６との間に配置される。第４逆止弁１５０は、第１点１３６から第１減圧源１１２に向かう方向には気体が流れるが第１減圧源１１２から第１点１３６に向かう方向には気体が流れないように第１点１３６と第１減圧源１１２との間に配置される。第１ライン１３０は、第４逆止弁１５０によって互いに隔てられた部分１３２と部分１３４とを含む。

第１減圧源１１２に異常が生じて、第１ライン１３０の第１減圧源１１２側の部分１３４の圧力が第３絶対圧力Ｐ３よりも高くなると、第１ライン１３０の第１装置１１０側の部分１３２の圧力が第３絶対圧力Ｐ３よりも高くなる。第１ライン１３０の部分１３２の圧力が第３絶対圧力Ｐ３よりも高くなると、第３逆止弁１８０が開く。したがって、部分１３２の圧力は、第３減圧源１６４によって第３絶対圧力Ｐ３に制御されうる。このとき、部分１３４の圧力は、第３絶対圧力Ｐ３よりも高いので、第４逆止弁１５０は閉じている。

さらに、第２減圧源１１６にも異常が生じて、第２ライン１４０の第２部分１４４の圧力も第３絶対圧力Ｐ３よりも高くなると、第１逆止弁１１８も開く。これによって、第１部分１４２の圧力も、第３減圧源１６４によって第３絶対圧力Ｐ３に制御されうる。このとき、第２部分１４４の圧力は、第３絶対圧力Ｐ３よりも高いので、第２逆止弁１２０は閉じている。

以上の説明における各ラインとしては、例えば、ＳＵＳ管、蓚酸アルマイト表面処理等が施された金属管、樹脂管、または、これらの全部又は一部が混合された管等、あらゆる管を利用することができる。

逆止弁によって気体の流れを制御する構成は、圧力センサによって圧力を検知し、その圧力に基づいて電磁弁を駆動する構成に比べて、発熱量が少なく、応答性が高く、また、複雑な制御を必要としないためにコストや信頼性の面でも有利である。

［第２実施形態］
図４を参照しながら本発明の好適な実施形態の加圧装置３００について説明する。本発明の好適な実施形態の加圧装置３００は、第１ライン２３０と、第２ライン２４０と、第１逆止弁２１８と、第２逆止弁２２０とを備えている。

第１ライン２３０は、第１装置２１０と第１加圧源（例えば、コンプレッサ）２１２とを接続するように構成され、正常状態において第１加圧源２１２により第１絶対圧力Ｐ１１に制御される。第１ライン２３０は、分岐点として第１点２３６を有する。第１加圧源２１２は、加圧装置３００の一部の構成要素であると考えられてもよいし、加圧装置３００とは別の構成要素であると考えられてもよい。第１ライン２３０は、分岐点として第１点２３６を有する。第２ライン２４０は、第２装置２１４と第２加圧源（例えば、コンプレッサ）２１６とを接続するように構成され、正常状態において第２加圧源２１６により第１絶対圧力Ｐ１１よりも高い第２絶対圧力Ｐ１２に制御される。第２ライン２４０は、第２逆止弁２２０によって互いに隔てられた第１部分２４２と第２部分２４４とを含む。第２ライン２４０の第１部分２４２は、分岐点として第２点２４６を含む。第２加圧源１１６は、加圧装置３００の一部の構成要素であると考えられてもよいし、加圧装置３００とは別の構成要素であると考えられてもよい。一例において、第１絶対圧力Ｐ１１を０．５［ＭＰａ］とし、第１絶対圧力Ｐ１１を０．６［ＭＰａ］とすることができる。第１加圧源２１２および第２加圧源２１６は、典型的には、正常状態において第１ライン２３０および第２ライン２４０を１気圧よりも高い圧力に制御する能力を有する。

第１逆止弁２１８は、第１ライン２３０から第２ライン２４０に向かう方向には気体が流れるが第２ライン２４０から第１ライン２３０に向かう方向には気体が流れないように第１ライン２３０の第１点２３６と第２ライン２４０の第２点２４６との間に配置される。第２逆止弁２２０は、第２加圧源２１６から第２点２４６に向かう方向には気体が流れるが第２点２４６から第２加圧源２１６に向かう方向には気体が流れないように第２点２４６と第２加圧源２１６との間に配置される。第１装置２１０および第２装置は、図２に例示される露光装置２００や工作機械などの製造装置の構成要素でありうる。第１装置２１０および第２装置２１４は、例えば、エアーガイド、エアーベアリング、エアーオペレートバルブ、エアシリンダのいずれかであり、例えば、原版ステージや基板ステージなどのステージを含む位置決め装置の構成要素として使用されうる。

第２加圧源２１６に異常が生じて、第２ライン２４０の第２部分２４４の圧力が第１絶対圧力Ｐ１よりも低くなると、第２ライン２４０の第１部分２４２の圧力が第１絶対圧力Ｐ１よりも低くなる。第２ライン２４０の第１部分２４２の圧力が第１絶対圧力Ｐ１よりも低くなると、第１逆止弁２１８が開く。したがって、第１部分２４２の圧力は、第１加圧源２１２によって第１絶対圧力Ｐ１１に制御されうる。このとき、第２部分２４４の圧力は、第２絶対圧力Ｐ１よりも低いので、第２逆止弁２２０は閉じている。したがって、第２加圧源２１６に異常が生じた場合に、第２装置２１４には、第２加圧源２１６に代わって、速やかに、第１加圧源２１２によって加圧気体が供給される。よって、第２装置２１４の動作速度は遅くなるが、第２装置２１４（あるいは、それを含む装置（例えば、露光装置）を完全に停止させることなく、稼動状態を維持することができる。

［デバイス製造方法］
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイスの製造に好適であり、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の露光装置を用いて原版のパターンを転写する工程と、該感光剤を現像する工程とを含みうる。さらに、他の周知の工程（エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を経ることによりデバイスが製造される。

Claims (7)

1. 第１装置と第１減圧源とを接続するように構成され、正常状態において前記第１減圧源により第１絶対圧力に制御される第１ラインと、
   第２装置と第２減圧源とを接続するように構成され、正常状態において前記第２減圧源により前記第１絶対圧力よりも低い第２絶対圧力に制御される第２ラインと、
   前記第２ラインから前記第１ラインに向かう方向には気体が流れるが前記第１ラインから前記第２ラインに向かう方向には気体が流れないように前記第１ラインの第１点と前記第２ラインの第２点との間に配置された第１逆止弁と、
   前記第２点から前記第２減圧源に向かう方向には気体が流れるが前記第２減圧源から前記第２点に向かう方向には気体が流れないように前記第２点と前記第２減圧源との間に配置された第２逆止弁と、
   を備えることを特徴とする減圧装置。
2. 第３装置と第３減圧源とを接続するように構成され、正常状態において前記第３減圧源により前記第１絶対圧力よりも高い第３絶対圧力に制御される第３ラインと、
   前記第１ラインから前記第３ラインに向かう方向には気体が流れるが前記第３ラインから前記第１ラインに向かう方向には気体が流れないように前記第１ラインの第１点と前記第３ラインの第３点との間に配置された第３逆止弁と、
   前記第１点から前記第１減圧源に向かう方向には気体が流れるが前記第１減圧源から前記第１点に向かう方向には気体が流れないように前記第１点と前記第１減圧源との間に配置された第４逆止弁と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の減圧装置。
3. 原版のパターンを投影光学系によって基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
   請求項１又は２に記載の減圧装置と、
   前記第１ラインに接続された前記第１装置としての第１要素と、
   前記第２ラインに接続された前記第２装置としての第２要素と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
4. デバイスを製造する製造方法であって、
   請求項３に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   該露光された基板を現像する工程と、
   を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
5. 第１装置と第１加圧源とを接続するように構成され、正常状態において前記第１加圧源により第１絶対圧力に制御される第１ラインと、
   第２装置と第２加圧源とを接続するように構成され、正常状態において前記第２加圧源により前記第１絶対圧力よりも高い第２絶対圧力に制御される第２ラインと、
   前記第１ラインから前記第２ラインに向かう方向には気体が流れるが前記第２ラインから前記第１ラインに向かう方向には気体が流れないように前記第１ラインの第１点と前記第２ラインの第２点との間に配置された第１逆止弁と、
   前記第２加圧源から前記第２点に向かう方向には気体が流れるが前記第２点から前記第２加圧源に向かう方向には気体が流れないように前記第２点と前記第２加圧源との間に配置された第２逆止弁と、
   を備えることを特徴とする加圧装置。
6. 原版のパターンを投影光学系によって基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
   請求項５に記載の加圧装置と、
   前記第１ラインに接続された前記第１装置としての第１要素と、
   前記第２ラインに接続された前記第２装置としての第２要素と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
7. デバイスを製造する製造方法であって、
   請求項６に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   該露光された基板を現像する工程と、
   を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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