JP4370924B2 - 真空装置、真空装置の運転方法、露光装置、及び露光装置の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、真空下において運転されるステージ装置等のコンポーネントを具備する真空装置、及び、原版上に形成したパターンをＥＵＶ光（Extreme Ultra Violet光：極端紫外光）等のエネルギ線を用いて感応基板に転写する露光装置、さらにはこれらの運転方法に関するものである。

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光を使用した投影リソグラフィー技術が開発されている。このようなＥＵＶ露光装置は、原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒や、原版を移動・位置決めする原版ステージ、感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージ等を具備している。これらのステージ等のコンポーネントは、ＥＵＶ光の空気による吸収を防ぐために、真空チャンバ内に配置されるのが一般的である。この真空チャンバには、真空引きのための真空ポンプや、電気ケーブルや排気管等を収容するための配管等が接続されている。

真空ポンプを作動して真空チャンバ内を真空引きすると、ポンプ自身の振動や大気圧変動の影響により、真空チャンバには静的・動的変形が生じる。すると、この真空チャンバの変形がステージ等のコンポーネントに伝わり、露光性能（ステージ同期精度や収差、バラツキ等）の悪化を引き起こす要因となる。

一方、高真空環境下においては、配管が樹脂製であると広帯域の分子量をもつガスが放出されるために好ましくない。そこで、配管の材質として、ガス透過率が低く、比較的剛性が高いものを採用する必要がある。ところが、剛性の高い材質からなる配管は、曲げ半径が大きくなるため、装置内部における引き回し設計が制限され、所望の装置仕様を実現しにくくなる。さらに、配管が高剛性であると、前述した真空ポンプの振動等が配管を経由して装置ユニット（ステージ系や光学系）に伝達され易くなり、この振動の影響によっても露光性能が悪化するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、チャンバの変形やステージ等への振動の伝達を抑制し、露光性能の悪化の低減を図ることができる、あるいは、所望の装置仕様を実現し易くなる等の利点を有する真空装置及び露光装置、及びこれらの運転方法を提供することを課題とする。

第１の関連形態は、真空下において運転される複数のコンポーネントと、これらの各コンポーネントをそれぞれ収容する複数の内チャンバと、これらの各内チャンバ間を連結するベローズと、前記複数の内チャンバ全体を収容する外チャンバと前記各内チャンバ及び前記外チャンバに付設された排気手段とを具備することを特徴とする真空装置である。

この真空装置によれば、内チャンバ全体が外チャンバに収容された２重シェル構造となっているので、真空引き時も大気圧変動時も内チャンバ内外の差圧をゼロに近くすることができる。そのため、内チャンバ内のコンポーネントにチャンバ変形の悪影響が及ばないようにすることができ、コンポーネントの精度を確保することができる。このような２重シェル構造によれば、外チャンバ部材を高真空対応とする必要がないので、装置価格を下げることにも寄与できる。さらに、内チャンバ内は外チャンバ内よりも高真空とすることで、コンタミネーション対策も容易となる。

第２の関連形態は、前記第１の関連形態であって、前記内チャンバから装置の外部に出る配管を有し、該配管の前記内チャンバから前記外チャンバに至る部分が、薄肉で柔軟なパイプ材からなることを特徴とするものである。

本関連形態においては、配管（真空排気管等）が薄肉で柔軟なパイプ材からなることで、配管から内チャンバへと加わる力や振動を少なくすることができる。そのため、内チャンバの変形や振動を小さくすることができるので、コンポーネントの精度を一層確保することができる。なお、配管が真空排気管の場合、内チャンバと外チャンバ間では配管の内外圧力差が小さいため、薄肉・柔軟なパイプ材であっても差圧で潰れるような事態は回避できる。そして、このようなパイプ材の使用が可能となることで、装置内部における配管引き回し設計自由度が増し、所望の装置仕様を実現し易くなる。

前記課題を解決するための第１の手段は、前記第１の関連形態であって、前記内チャンバに付設された排気手段が、並列に配置された、無振動型真空ポンプ及び有振動型真空ポンプを有することを特徴とするもの（請求項１）である。

本発明の真空装置においては、内チャンバに付設された排気手段が、並列に配置された、無振動型真空ポンプ及び有振動型真空ポンプを有しているので、内チャンバ内が高度の真空状態になるまでは両方のポンプ又は有振動型ポンプを運転して、急速に高度の真空状態を実現し、その後のコンポーネントの動作中には、後記第６の手段のように、無振動型真空ポンプのみを運転するようにすることができる。この場合、コンポーネントの動作中にポンプからの振動伝達を小さくすることができるので、コンポーネントの精度を一層確保することができる。なお、無振動型真空ポンプとしては、Pulse Tube方式のクライオポンプを用いることが好ましい。又、低振動型真空ポンプには、当然無振動型真空ポンプが含まれる。
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の関連形態であって、前記内チャンバに付設された排気手段が、前記内チャンバ内の気体を前記外チャンバ内に排気する低振動型真空ポンプと、前記内チャンバと前記外チャンバとを接続する開閉弁とを有することを特徴とするもの（請求項２）である。

本手段においては、後記第６の手段のような運転方法を採用することができ、前記第１の手段に比して簡単な構成で、前記第１の手段と同様の作用効果を奏することが可能である。なお、低振動型真空ポンプとしては、ターボ分子ポンプを用いることが好ましい。又、本明細書及び請求の範囲で言う「低振動型真空ポンプ」には、当然無振動型真空ポンプが含まれ、この場合には、Pulse Tube方式のクライオポンプを用いることが好ましい。

前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段であって、前記内チャンバ内の各コンポーネントと前記無振動型真空ポンプとが互いに対面し合わない位置関係となっており、前記内チャンバ内で前記コンポーネントと前記無振動型真空ポンプとの間に熱遮蔽板が配置されており、該熱遮蔽板の前記コンポーネント側の面が鏡面金属面となっていることを特徴とするもの（請求項４）である。

本手段においては、熱遮蔽板により、ポンプからコンポーネントへの冷熱輻射を遮蔽することができる。

前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段である真空装置の運転方法であって、前記コンポーネントの動作中には、前記無振動型真空ポンプのみを運転することを特徴とするもの（請求項５）である。

本手段によれば、前記第１の手段の説明で述べたように、コンポーネントの動作中にポンプからの振動伝達を小さくすることができるので、コンポーネントの精度を一層確保することができる。

前記課題を解決するための第６の手段は、前記第２の手段である真空装置の運転方法であって、前記内チャンバ内の排気に当たり、当初は前記開閉弁を開いた状態として前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記内チャンバと前記外チャンバ内の気体を同時に排気して真空度を高め、その後前記開閉弁を閉じて前記低振動型真空ポンプを運転すると共に、前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記外チャンバ内の気体の排気を継続することを特徴とするもの（請求項６）である。

本手段によれば、当初は、開閉弁を開いた状態としてチャンバに設けられた前記排気手段により、内チャンバと外チャンバ内の気体を、同時に排気して真空度を高めているので、高速に真空度を高めることができる。真空度が高まった時点で、開閉弁を閉じて内チャンバと外チャンバとを隔離し、外チャンバの排気は外チャンバに設けられた排気手段で行うと共に、内チャンバと外チャンバとの間に設けられた低振動型真空ポンプを運転して、内チャンバ内の気体を外チャンバに排気する。よって、コンポーネントの動作中にポンプからの振動伝達を小さくすることができるので、コンポーネントの精度を一層確保することができる。

前記課題を解決するための第３の関連形態は、原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージをそれぞれ収容する複数の内チャンバと、これらの各内チャンバと前記鏡筒間を連結するベローズと、前記複数の内チャンバ及び前記鏡筒を収容する外チャンバと、前記各内チャンバ及び前記外チャンバに付設された排気手段とを具備することを特徴とする露光装置である。

本関連形態によれば、内チャンバ全体が外チャンバに収容された２重シェル構造となっているので、前記第１の関連形態の説明で述べたのと同じような理由により、ステージの精度を確保することができ、露光性能の悪化を低減することができる。

前記課題を解決するための第７の手段は、前記第３の関連形態であって、前記内チャンバに付設された排気手段が、並列に配置された、無振動型真空ポンプ及び有振動型真空ポンプを有することを特徴とするものである。

本手段によれば、前記第１の手段の説明で述べたのと同じような理由により、露光動作中及びアライメント中にポンプからの振動伝達を少なくすることができるので、ステージの精度を一層確保し、露光性能の悪化を一層低減することができる。なお、無振動型真空ポンプとしては、Pulse Tube方式のクライオポンプを用いることが好ましい。

前記課題を解決するための第８の手段は、前記第３の関連形態であって、前記内チャンバに付設された排気手段が、前記内チャンバ内の気体を前記外チャンバ内に排気する低振動型真空ポンプと、前記内チャンバと前記外チャンバとを接続する開閉弁とを有することを特徴とするもの（請求項８）である。

本手段によれば、前記第２の手段の説明で述べたのと同じような理由により、露光動作中及びアライメント中にポンプからの振動伝達を少なくすることができるので、ステージの精度を一層確保し、露光性能の悪化を一層低減することができる。なお、低振動型真空ポンプとしては、ターボ分子ポンプを用いることが好ましい。又、無振動型真空ポンプを用いる場合には、Pulse Tube方式のクライオポンプを用いることが好ましい。

前記課題を解決するための第９の手段は、前記第７の手段または第８の手段のいずれかであって、前記各内チャンバにコンタミネーション除去手段が設けられていることを特徴とするもの（請求項９）である。

本手段によれば、コンタミネーション除去手段（例えばイオン化装置・イオンポンプ等）によりコンタミネーションを回収することができるので、鏡筒内の投影光学系を構成する反射ミラー等にコンタミネーションが付着して反射率が低下する等の問題を起こりにくくすることができる。

前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第７の手段または第８の手段のいずれかであって、前記鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持するボディと、当該ボディに支持されたステージ計測基準器取付部材とをさらに具備し、前記ボディと前記建物床との間、又は前記ボディと前記鏡筒との間の少なくとも一方に、防振台が設けられていることを特徴とするもの（請求項１０）である。

本手段においては、防振台（例えばアクティブ防振台（略称ＡＶＩＳ）等）により鏡筒の振動を低減することができるので、鏡筒内外の各種部品（例えばミラーや測長計、ステージ計測器等）を支持する部材のゆれを低減できる。これによって、各種部品の精度を確保することができるので、露光性能の悪化を低減することができる。

前記課題を解決するための第１１の手段は、前記第７の手段である露光装置の運転方法であって、露光装置の露光動作中及びアライメント中には、前記無振動型真空ポンプのみを運転することを特徴とするもの（請求項１１）である。

本手段によれば、前記第５の手段で述べたのと同様の理由により、露光装置の露光動作中及びアライメント中に、鏡筒内外の各種部品（例えばミラーや測長計、ステージ計測器等）へのポンプからの振動伝達を小さくすることができるので、露光性能の悪化を低減することができる。

前記課題を解決するための第１２の手段は、前記第８の手段の運転方法であって、前記内チャンバ内の排気に当たり、当初は前記開閉弁を開いた状態として前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記内チャンバと前記外チャンバ内の気体を同時に排気して真空度を高め、その後前記開閉弁を閉じて前記低振動型真空ポンプを運転すると共に、前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記外チャンバ内の気体の排気を継続することを特徴とするもの（請求項１２）である。

本手段によれば、前記第６の手段で述べたのと同様の理由により、露光装置の露光動作中及びアライメント中に、鏡筒内外の各種部品（例えばミラーや測長計、ステージ計測器等）へのポンプからの振動伝達を小さくすることができるので、露光性能の悪化を低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、チャンバの変形やステージ等への振動の伝達を抑制し、露光性能の悪化の低減を図ることができる、あるいは、所望の装置仕様を実現し易くなる等の利点を有する真空装置及び露光装置、およびこれらの運転方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である露光装置の機械構造例を示す断面図である。図２は、図１の露光装置の上部構成を示す詳細図である。図３は、図１の露光装置の下部構成を示す詳細図である。図４は、図１の露光装置の投影光学系鏡筒内に配置されたイオンポンプ近傍の構成を模式的に示す図である。

なお、本実施の形態では、ＥＵＶＬ露光装置を例に採って説明する。ＥＵＶ露光装置は、各図中には図示しないが、ＥＵＶ光を放射するＥＵＶ源を含む照明光学系を備えている。

これらの図に示す露光装置１００は、ボディ１０１を備えている。このボディ１０１は、支柱１０３を介して、建物床（底盤）１０５上に配置されている。ボディ１０１下面と支柱１０３上面間には、防振台（エアマウント等）１０７が介装されている。ボディ１０１は中空状の部材であって、中央に空洞１０１ａが形成されている。ボディ１０１の空洞１０１ａ周縁上には、防振台（エアマウント等）１１１を介して、円盤状の鏡筒ベース１１３が配置されている。この鏡筒ベース１１３の側部と建物床１０５間には、支脚１１５が配置されている。鏡筒ベース１１３側部と支脚１１５上端間、ならびに、ボディ１０１側部と支脚１１５内面間には、それぞれ防振装置１１７、１１９が介装されている。

ボディ１０１の空洞１０１ａ内には、投影光学系鏡筒１２０下部が配置されている。この鏡筒１２０は、中央部側面に張り出した端部１２０ａを備えている。鏡筒１２０は、端部１２０ａが鏡筒ベース１１３上に載置された状態で、全体がボディ１０１・支柱１０３に支持されている。鏡筒１２０の端部１２０ａと鏡筒ベース１１３間には、マウント１２１が介装されている。

図１及び図２中右方に示すように、この鏡筒１２０には、直列接続されたターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰ（有振動型真空ポンプ）が連結されている。ターボ分子ポンプＴＭＰは、薄い金属の羽（ローター）を分子の運動速度程度となるように高速で回転させ、吸気側から通り抜ける分子の数よりも排気側から通り抜ける分子の数を多くすることで排気する機械ポンプである。ドライポンプＤＰは、水や油を使用せず蒸気のない低真空を得るためのポンプである。このターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰにより、鏡筒１２０内部が所定圧に減圧される。

ボディ１０１上面には、ボックス状の支持台１３０が固定されている。この支持台１３０は、鏡筒ベース１１３・鏡筒１２０上部の外側を覆っている。支持台１３０の内部は、１０^−２〜１０^−１Ｐａ程度に減圧されている。図２にわかり易く示すように、支持台１３０上面には、レチクルチャンバ１３５（内チャンバ）下端がボルト１３５ｂで固定されている。このレチクルチャンバ１３５内には、レチクルＲを静電吸着して移動・位置決めするレチクルステージ装置１３７が配置されている。

このレチクルステージ装置１３７は、マウント１３９を介して支持台１３０上面に配置されている。図２にわかり易く示すように、レチクルチャンバ１３５の内側において、支持台１３０上端はベローズ１６２を介して鏡筒１２０の上端に接続されている。レチクルステージ装置１３７の下面には、ブラインド装置１３８が設けられている。このブラインド装置１３８は、レチクルＲの露光領域を制限するためのものである。

図１及び図２中右方に示すように、レチクルチャンバ１３５には、クライオポンプＣＰ（無振動型真空ポンプ）と、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰ（有振動型真空ポンプ）とが並列接続されている。クライオポンプＣＰは、気体分子を極低温面に凝縮させて捕捉するためこみ式真空ポンプである。このクライオポンプＣＰにより、レチクルチャンバ１３５内部の気体分子が凝縮されて捕捉される。このクライオポンプは、Pulse Tube方式のものを用いることが好ましい。一方、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰは前述と同様のものであって、レチクルチャンバ１３５内部が１０^−４Ｐａ程度に減圧される。

レチクルチャンバ１３５内において、クライオポンプＣＰの対向位置には、ヒートパネルＨＰが立ち上げられている。このヒートパネルＨＰは、レチクルステージ装置１３７側の面が鏡面金属面となっている。ヒートパネルＨＰにより、クライオポンプＣＰからレチクルステージ装置１３７への冷熱輻射を遮蔽することができる。

レチクルチャンバ１３５内側において、支持台１３０上面には孔１３０ａが開けられている。このチャンバ孔１３０ａ内側には、鏡筒１２０の上端が配置されている。鏡筒１２０の上端は、レチクルチャンバ１３５内のブラインド装置１３８直下に位置している。図１に示すように、支持台１３０及びレチクルチャンバ１３５の外側は、さらに上真空チャンバ（外チャンバ）１４０で覆われている。この上真空チャンバ１４０はボックス状をしており、ボディ１０１上面に固定されている。上真空チャンバ１４０には、図１中右方に示すように、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰが連結されている。このターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰも前述と同様のものであって、上真空チャンバ１４０内部が所定圧に減圧される。

ボディ１０１下面には、ボックス状の支持台１５０が固定されている。この支持台１５０の内側には、さらにウエハチャンバ１５５（内チャンバ）が配置されている。図３にわかり易く示すように、ウエハチャンバ１５５下端は、支持台１５０内側底面にボルト１５５ｂで固定されている。このウエハチャンバ１５５の内側には、ウエハＷを載置して移動・位置決めするウエハステージ装置１５７が配置されている。このウエハステージ装置１５７は、マウント１５９を介して支持台１５０上面に配置されている。

図１及び図３中右方に示すように、ウエハチャンバ１５５には、クライオポンプＣＰと、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰとが並列接続されている。クライオポンプＣＰは前述と同様のものであって、ウエハチャンバ１５５内部の気体分子が極低温面に凝縮されて捕捉される。一方、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰも前述と同様のものであって、ウエハチャンバ１５５内部が１０^−４Ｐａ程度に減圧される。ウエハチャンバ１５５内において、クライオポンプＣＰの対向位置には、ヒートパネルＨＰが立ち上げられている。このヒートパネルＨＰも前述と同様のものであって、クライオポンプＣＰからの冷熱輻射が遮蔽される。

図３にわかり易く示すように、支持台１５０の内側において、ウエハチャンバ１５５上端はベローズ１６１を介して鏡筒１２０の下端に接続されている。鏡筒１２０の下端は、ウエハチャンバ１５５内のウエハステージ装置１５７に載置されたウエハＷ直上に位置している。支持台１５０及びウエハチャンバ１５５の外側は、さらに下真空チャンバ１６０（外チャンバ）で覆われている。この下真空チャンバ１６０はボックス状をしており、ボディ１０１下面に固定されている。この下真空チャンバ１６０内も、前述の上真空チャンバ１４０と同様に所定圧に減圧されている。

図１に示すように、支持台１３０内の鏡筒１２０上端近傍、ならびに、ボディ１０１の孔１０１ａ内の鏡筒１２０下端近傍には、それぞれステージメトロロジーリング１７１、１７２が配置されている。これらのリング１７１、１７２は、それぞれ鏡筒ベース１１３から延びる脚１７１ａ、１７２ａにより支持されている。リング１７１、１７２は、鏡筒１２０とレチクルステージ装置１３７、ウエハステージ装置１５７との相対位置を測定する測定器が取り付けられるフレーム部材である。

この実施の形態の投影光学系鏡筒１２０は、６枚のミラーＭ１〜Ｍ６を備える６枚投影系である（図１参照：図４では第６ミラーＭ６のみを示す）。なお、実際には、各ミラーＭ１〜Ｍ６はミラーホルダーとミラー本体からなるが、図示は省略してある。各ミラーＭ１〜Ｍ６は、上流側から順に番号が付されている。照明光学系（図示されず）から放射されたＥＵＶ光（図１中一点鎖線で示す）は、レチクルＲで反射した後、鏡筒１２０内の第１〜第６ミラーＭ１〜Ｍ６で順次反射し、ウエハＷ上に至る。

鏡筒１２０内において、第５ミラーＭ５と第６ミラーＭ６との間には、イオンポンプＩＰが配置されている。図４にわかり易く示すように、イオンポンプＩＰは、内面にアブソーバ５３を有する筒状の磁石５１を有するものであって、気体をイオン化して磁石５１の内側のアブソーバ５３にインプラントするとともに、イオン化した気体を収着して排気するものである。このイオンポンプＩＰの下端には、イオン化装置５５が設けられている。

ウエハＷのレジストにＥＵＶ光が照射されると、化学反応によってコンタミネーションが発生する。このコンタミネーションが投影光学系鏡筒１２０内に放出されてミラーに付着すると、ミラーの反射率の低下等が起こる。本実施の形態では、イオン化装置５５によりコンタミネーションをイオン化し、このイオン化されたコンタミネーションをイオンポンプＩＰで収着することにより、ミラーへのコンタミネーションの付着を低減することができる。なお、コンタミネーションが既に電荷を帯びている場合には、イオンポンプＩＰの代わりに前述したクライオポンプを用い、コンタミネーションを磁場で収着させることも可能である。

図１〜図３に示すように、露光装置１００には、装置内から外部に延び出る複数の配管１、３、５、７、１１、１３を有している。配管１は、鏡筒１２０上部の図中左方から装置外部に延び出ている。この配管１は、鏡筒１２０内を排気する際の真空排気管である。配管３は、ブラインド装置１３８から装置外部に延び出ている。この配管３は、ブラインド装置１３８の電気ケーブル等を収容する管である。配管５（１１）は、レチクルステージ装置１３７（ウエハステージ装置１５７）からチャンバ外に延び出ている。この配管５（１１）は、ステージ装置の電気ケーブル等を収容する管である。配管７（１３）は、レチクルチャンバ１３５（ウエハチャンバ１５５）のクライオポンプＣＰからチャンバ外に延び出ている。この配管７（１３）は、チャンバ内を排気する際の真空排気管である。

これら各配管は、薄肉で柔軟なパイプ材からなる。このような材質の配管を用いることで、配管からチャンバ１３５、１５５へと加わる力や振動を少なくすることができる。そのため、チャンバ１３５、１５５の変形や振動を小さくすることができるので、ステージ装置１３７、１５７の精度を一層確保することができる。

なお、本実施の形態のようなチャンバの２重シェル構造を採用したことにより、レチクルチャンバ１３５と上真空チャンバ１４０、ウエハチャンバ１５５と下真空チャンバ１６０間では配管の内外圧力差が小さいので、真空排気管としての配管７、１３が薄肉・柔軟なパイプ材であっても、差圧で潰れるような事態は回避できる。そして、このようなパイプ材の使用が可能となることで、装置内部における配管引き回し設計自由度が増し、所望の装置仕様を実現し易くなる。

そして、このようなチャンバの２重シェル構造を有する露光装置１００は、真空引き時も大気圧変動時もレチクルチャンバ１３５、ウエハチャンバ１５５内外の差圧をゼロに近くすることができる。そのため、ステージ装置１３７、１５７等のコンポーネントにチャンバ１３５、１５５の変形の悪影響が及ばないようにすることができ、ステージ装置１３７、１５７等の精度を確保することができる。

露光装置１００の作動時において、露光動作中及びアライメント中は、クライオポンプＣＰ（無振動型真空ポンプ）のみを運転し、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰ（有振動型真空ポンプ）は停止する。一方、非露光時又は装置立ち上げ時には、ターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰで上下真空チャンバ１４０、１６０内を真空排気する。こうすることで、露光装置１００の露光動作中及びアライメント中に有振動真空ポンプからの振動伝達を断つことができるので、ステージ装置１３７、１５７の精度を一層確保し、露光性能の悪化を一層低減することができる。

なお、図１に示す本実施の形態の露光装置１００のボディ１０１は、防振台１０７、１１７、１１９により建物床（底盤）１０５に対して防振支持されている。そして、鏡筒１２０が防振台１１１、マウント１２１によりボディ１０１に対して防振支持されている。そのため、鏡筒１２０内部の各ミラーＭ１〜Ｍ６等のゆれが低減され、計測精度の悪化を低減でき、これによっても露光性能の悪化を一層低減することができる。

以下、本発明の他の実施の形態の例を図５、図６を用いて説明する。以下の説明においては、本発明の特徴部を強調して示すために、図５、図６として略図を用いているが、詳細な機械構成は、図６の場合、図１に示すものと同じである。よって、図５、図６においては、図１に示された構成要素と対応する構成要素には同じ符号を付している。

図１に示された露光装置は、図６に示すように、支脚１１５に支えられた外チャンバである上真空チャンバ１４０と下真空チャンバ１６０とを有している（これら上真空チャンバ１４０と下真空チャンバ１６０は連通している）。又、支脚１１５には、投影光学系鏡筒１２０が支持されると共に、支持台１３０，１５０が支持され、支持台１３０にはレチクルステージ装置１３７が、支持台１５０にはウエハステージ装置１５７が支持されている。レチクルステージ１３７はレチクルチャンバ１３５内に、ウエハステージ１５７はウエハチャンバ１５５内にそれぞれ収納されている。

外チャンバ、レチクルチャンバ１３５、ウエハチャンバ１５５には、ターボ分子ポンプＴＭＰとドライポンプＤＰ（有振動型真空ポンプ）が直列接続されたラインと、クライオポンプ（無振動型真空ポンプ）のラインが並列接続された排気手段が設けられており、それぞれ別々に排気を行っている。

なお、図６における低コンダクタンス絞り２０１は、図１における投影光学系鏡筒１２０とレチクルチャンバ１３５の間の狭い連通部に相当し、低コンダクタンス絞り２０２は、図１における投影光学系鏡筒１２０とウエハチャンバ１５５の間の狭い連通部に相当する。これらの連通部は、露光装置に必要な範囲で最小の大きさとされている。図１に示されているベローズや防震台については、図６において図示を省略している。また、投影光学系鏡筒１２０中の５つの矩形は、ミラー等の光学系を簡略化して図示したものである。

このように図６（図１）に示す露光装置においては、それぞれの真空チャンバにターボ分子ポンプＴＭＰ・ドライポンプＤＰとクライオポンプＣＰが並列接続された排気手段が別々に設けられているので、ポンプの台数が非常に多くなっている。

又、このような構成の排気手段においては、以下のような問題が発生することが考えられる。

第１は、ターボ分子ポンプＴＭＰが外チャンバの外部に設けられるため、ターボ分子ポンプＴＭＰと内チャンバである投影光学系鏡筒１２０、レチクルチャンバ１３５、ウエハチャンバ１５５との間の配管が長くなり、その分配管のコンダクタンスが低くなって、ターボ分子ポンプＴＭＰの実効排気速度が低下することである。実効排気速度を上げるためには、その分配管を太くしてコンダクタンスを大きくすればよいが、そうすると振動伝達率が高まり、ターボ分子ポンプＴＭＰの振動が内チャンバに伝達されてしまうことになる。

第２は、ドライポンプＤＰの振動がターボ分子ポンプＴＭＰを経由して内チャンバまで伝達されることである。前述のように、露光動作中及びアライメント中にはターボ分子ポンプＴＭＰのみを運転する場合にはこうした問題はあまり大きな問題とはならないが、こうした運転ができない場合もあり、又、露光動作中及びアライメント中以外のときにも、これら内チャンバに振動を与えることが好ましくない場合もある。このような問題は、ドライポンプＤＰの振動の内チャンバへの伝達が回避されるように、ドライポンプＤＰとターボ分子ポンプＴＭＰの間に振動絶縁対策を施すことによって解決可能であるが、その場合、コンダクタンスの低下、リーク等の問題が別に発生する可能性がある。

図５に示す実施の形態はこのような問題点を回避したものである。すなわち、この実施の形態は、最近のターボ分子ポンプＴＭＰに代表される高性能ポンプにおいて、磁気軸受制御等の発達により、著しく低振動化（例えば、１００Hz以下において100nm以下、さらには、10nm以下、さらに高性能の場合は１nm以下）が可能となっていることに着目したものである。

すなわち、図５に示すように、ターボ分子ポンプＴＭＰとドライポンプＤＰが直列接続された排気手段を、上真空チャンバ１４０と下真空チャンバ１６０とからなる外真空チャンバのみに設け、レチクルチャンバ１３５と外チャンバの間には、ターボ分子ポンプ２０３と開閉弁２０４とを設け、投影光学系鏡筒１２０と外チャンバの間には、ターボ分子ポンプ２０５と開閉弁２０６とを設け、ウエハチャンバ１５５と外チャンバの間には、ターボ分子ポンプ２０７と開閉弁２０８とを設けている（なお、図５において、支持台１３０，１５０の内側と外側との空間は隔離されているように見えるが、支持台１３０，１５０は隔離壁ではないので、これらの空間はつながっており、共に外チャンバの内側空間となっている）。

図５に示す露光装置の運転の開始に先立ち、まず、開閉弁２０４，２０６，２０８を開とし、外チャンバと、レチクルチャンバ１３５、投影光学系鏡筒１２０、ウエハチャンバ１５５を連通させる。そして、外チャンバの排気手段中のターボ分子ポンプ、ドライポンプＤＰを運転し、外チャンバと、レチクルチャンバ１３５、投影光学系鏡筒１２０、ウエハチャンバ１５５内の気体を一体として排気し、これらのチャンバ内の真空度を高める。

所定の真空度まで真空度が高まったら（例えば数[Torr]となったとき）、開閉弁２０４，２０６，２０８を開じて、外チャンバ、レチクルチャンバ１３５、投影光学系鏡筒１２０、ウエハチャンバ１５５を独立した空間とする。そして、ターボ分子ポンプ２０３，２０５，２０７の運転を開始し、それぞれ、これらのターボ分子ポンプにより、レチクルチャンバ１３５、投影光学系鏡筒１２０、ウエハチャンバ１５５の気体を、外チャンバ内に排気する。すなわち、レチクルチャンバ１３５、投影光学系鏡筒１２０、ウエハチャンバ１５５の気体は、一端、それぞれターボ分子ポンプ２０３，２０５，２０７により、これらのチャンバの外側で、外チャンバの内側の空間に排気され、続いてターボ分子ポンプＴＭＰにより大気中に排気されることになる。

図５と図６を比べると分かるように、図５に示す実施の形態においては、ドライポンプＤＰの台数が４台から１台に減少しており、クライオポンプＣＰが無くなっている。又、ターボ分子ポンプとレチクルチャンバ１３５、投影光学系鏡筒１２０、ウエハチャンバ間の距離がほとんど無くなっているので、前述のような配管のコンダクタンスの問題を解消できる。さらに、レチクルチャンバ１３５、投影光学系鏡筒１２０、ウエハチャンバ１５５の排気手段にドライポンプを使用していないので、この振動がこれらのチャンバに伝わることを防止できる。なお、本実施の形態においては、図１においてドライポンプＤＰと接続されたターボ分子ポンプＴＭＰを省略することも可能である。
低振動型真空ポンプとしては、使用される装置で問題とならないような振動のみを発生するポンプであれば、適宜選択して使用することができる。

本発明の一実施の形態である露光装置の機械構造例を示す断面図である。 図１の露光装置の上部構成を示す詳細図である。 図１の露光装置の下部構成を示す詳細図である。 図１の露光装置の投影光学系鏡筒内に配置されたイオンポンプ近傍の構成を模式的に示す図である。 本発明の他の実施例である露光装置の、図６に対応する略図である。 図１に示す露光装置を、本発明の要部を強調して示した略図である。

符号の説明

１，３，５，７，１１，１３…配管、Ｍ１〜Ｍ６…ミラー、ＨＰ…ヒートパネル、ＩＰ…イオンポンプ、５１…磁石、５３…アブソーバ、５５…イオン化装置、ＣＰ…クライオポンプ、ＴＭＰ…ターボ分子ポンプ、ＤＰ…ドライポンプ、１００…露光装置、１０１…ボディ、１０３…支柱、１０５…建物床（底盤）、１０７，１１１…防振台、１１３…鏡筒ベース、１１５…支脚、１１７，１１９…防振装置、１２０…投影光学系鏡筒、１２１，１３９，１５９…マウント、１３０…支持台、１３５…レチクルチャンバ、１３７…レチクルステージ装置、１４０…上真空チャンバ、１５０…支持台、１５５…ウエハチャンバ、１５７…ウエハステージ装置、１６０…下真空チャンバ、１６１，１６２…ローズ、１７１，１７２…ステージメトロロジーリング、２０１，２０２…低コンダクタンス絞り、２０３，２０５，２０７…ターボ分子ポンプ、２０４，２０６，２０８…開閉弁

Claims (12)

1. 真空下において運転される複数のコンポーネントと、これらの各コンポーネントをそれぞれ収容する複数の内チャンバと、これらの各内チャンバ間を連結するベローズと、前記複数の内チャンバ全体を収容する外チャンバと、前記各内チャンバ及び前記外チャンバに付設された排気手段とを具備し、前記内チャンバに付設された排気手段が、並列に配置された、無振動型真空ポンプ及び有振動型真空ポンプを有することを特徴とする真空装置。
2. 真空下において運転される複数のコンポーネントと、これらの各コンポーネントをそれぞれ収容する複数の内チャンバと、これらの各内チャンバ間を連結するベローズと、前記複数の内チャンバ全体を収容する外チャンバと、前記各内チャンバ及び前記外チャンバに付設された排気手段とを具備し、前記内チャンバに付設された排気手段が、前記内チャンバ内の気体を前記外チャンバ内に排気する低振動型真空ポンプと、前記内チャンバと前記外チャンバとを接続する開閉弁とを有することを特徴とする真空装置。
3. 前記内チャンバから装置の外部に出る配管を有し、当該配管の前記内チャンバから前記外チャンバに至る部分が、薄肉で柔軟なパイプ材からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空装置。
4. 前記内チャンバ内の各コンポーネントと前記無振動型真空ポンプとが互いに対面し合わない位置関係となっており、前記内チャンバ内で前記コンポーネントと前記無振動型真空ポンプとの間に熱遮蔽板が配置されており、当該熱遮蔽板の前記コンポーネント側の面が鏡面金属面となっていることを特徴とする請求項１に記載の真空装置。
5. 前記コンポーネントの動作中には、前記無振動型真空ポンプのみを運転することを特徴とする請求項１に記載の真空装置の運転方法。
6. 前記内チャンバ内の排気に当たり、当初は前記開閉弁を開いた状態として前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記内チャンバと前記外チャンバ内の気体を同時に排気して真空度を高め、その後前記開閉弁を閉じて前記低振動型真空ポンプを運転すると共に、前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記外チャンバ内の気体の排気を継続することを特徴とする請求項２に記載の真空装置の運転方法。
7. 原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージをそれぞれ収容する複数の内チャンバと、これらの各内チャンバと前記鏡筒間を連結するベローズと、前記複数の内チャンバ及び前記鏡筒を収容する外チャンバと、前記各内チャンバ及び前記外チャンバに付設された排気手段とを具備し、前記内チャンバに付設された排気手段が、並列に配置された、無振動型真空ポンプ及び有振動型真空ポンプを有することを特徴とする露光装置。
8. 原版上のパターンを感応基板上に投影する投影光学系を収めた鏡筒と、前記原版を移動・位置決めする原版ステージと、前記感応基板を移動・位置決めする感応基板ステージと、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージをそれぞれ収容する複数の内チャンバと、これらの各内チャンバと前記鏡筒間を連結するベローズと、前記複数の内チャンバ及び前記鏡筒を収容する外チャンバと、前記各内チャンバ及び前記外チャンバに付設された排気手段とを具備し、前記内チャンバに付設された排気手段が、前記内チャンバ内の気体を前記外チャンバ内に排気する低振動型真空ポンプと、前記内チャンバと前記外チャンバとを接続する開閉弁とを有することを特徴とする露光装置。
9. 前記各内チャンバにコンタミネーション除去手段が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の露光装置。
10. 前記鏡筒、前記原版ステージ及び前記感応基板ステージを建物床上で支持するボディと、当該ボディに支持されたステージ計測基準器取付部材とをさらに具備し、前記ボディと前記建物床との間、又は前記ボディと前記鏡筒との間の少なくとも一方に、防振台が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の露光装置。
11. 露光装置の露光動作中及びアライメント中には、前記無振動型真空ポンプのみを運転することを特徴とする請求項７に記載の露光装置の運転方法。
12. 前記内チャンバ内の排気に当たり、当初は前記開閉弁を開いた状態として前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記内チャンバと前記外チャンバ内の気体を同時に排気して真空度を高め、その後前記開閉弁を閉じて前記低振動型真空ポンプを運転すると共に、前記外チャンバに設けられた前記排気手段により、前記外チャンバ内の気体の排気を継続することを特徴とする請求項８に記載の露光装置の運転方法。

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