JP5186347B2 - 差動排気システム - Google Patents

Description

本発明は、フォトリソグラフィー技術を利用して半導体ウエハ等を製造する際に用いて好適な差動排気システムに関するものである。

従来、半導体メモリ等の半導体素子を製造する際、縮小投影露光装置を使用してレチクルやマスクに描画されている回路パターンを投影光学系によってウエハ等に投影して回路パターンを転写する方法が用いられている。縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は露光に用いる光の波長に比例しているので、波長を短くすればするほど解像度はよくなる。このため半導体素子の微細化への要求に伴い露光の光の短波長化が進められ、ＫｒＦエキシマレーザ（波長約２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長約１９３ｎｍ）と、用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。そして半導体素子はさらに微細化しており、上記紫外線光を用いたフォトリソグラフィーでは限界が生じた。そこで近年、紫外線光よりもさらに波長が短い、波長１０ｎｍ〜１５ｎｍ程度の極端紫外線（ＥＵＶ： extreme ultraviolet）光を用いた縮小投影露光装置（以下「ＥＵＶ露光装置」という）が開発されている。

ＥＵＶ露光装置で用いるＥＵＶ光源としては例えばレーザ励起によるプラズマ（ＬＰＰ： Laser Produced Plasma）光源がある。これは真空チャンバー内に置かれたターゲット材に高強度のパルスレーザ光を照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される例えば波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用するものである。ターゲット材としては、キセノン（Ｘｅ）のガス、液滴、クラスタ等や、錫（Ｓｎ）、Ｌｉの液滴が用いられ、液滴生成等の手段で真空チャンバー内に供給される。

ところで前記ＥＵＶ光源を有する発光部と、発光部で発生したＥＵＶ光を用いて露光等の光学的処理を行う発光部より後段の部分とは、それぞれの使用条件が相違しており、ＬＰＰ光源装置はＥＵＶ光を発生する光発生チャンバー内でターゲットに高輝度のパルスレーザ光によりプラズマを発生させて、ＥＵＶ光を発生させる。ところが、レーザ照射時にターゲットのデブリと呼ばれる飛散粒子やイオンを発生してしまい、このデブリがＥＵＶ光を集光するミラーを汚染、損傷することにより、反射率が低下していた。そこで、このデブリによるＥＵＶ集光ミラーの反射率の低下を緩和するために、Ｈｅ等のバッファガスを流していた。したがって、発光チャンバー内の圧力は、１０Ｐa程度となっていた。

ところが、ＥＵＶ光をマスクに照射して露光する装置内の圧力は、１０^-7Ｐａ程度の圧力が求められている。そこでこの圧力差を実現する差動排気システムが特許文献１（図１２）に提案されている。この特許文献１のＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ光源を有する光発生チャンバーと、光発生チャンバーで生成された光を用いて露光等の光学的処理を行う照明光学チャンバーとの間にターボ分子ポンプを設置し、ターボ分子ポンプの回転軸を中空とすることでこの中空部を光が通るチャンバー連結通路とし、両チャンバーをそれぞれ真空排気すると同時にターボ分子ポンプを駆動することでチャンバー連結通路内を通って高圧側のチャンバーから低圧側のチャンバーに漏れる気体分子を排気して両チャンバー間の圧力差を大きく維持しながら、前記光発生チャンバーで生成された光をチャンバー連結通路を通して照明光学チャンバーに導入する構成としている。

このように両チャンバーの間に設置したターボ分子ポンプによってチャンバー連結通路内の真空排気を行うのは、それぞれ真空排気される両チャンバーを単にチャンバー連結通路で連結するだけでは両チャンバー間の大きな圧力差を維持できないからである。なおチャンバー連結通路はＥＵＶ光を通過させるので、フィルターで塞ぐことはできない（ＥＵＶ光の波長領域においては透過率の高いフィルター材料は製造が困難である）。

しかしながら下記特許文献１に示す差動排気システムにおいては、設置できるターボ分子ポンプは１台なので、必要とされる差圧が大きいような場合はターボ分子ポンプの外形を極めて大きくして大容量化するか、もしくはターボ分子ポンプ内部に設けたチャンバー連結通路のコンダクタンスを小さくする（すなわち通路径を小さくして気体分子の通過抵抗を大きくする）必要がある。しかしながら上記ターボ分子ポンプは特殊な構造なのでその製作コストが高いばかりか、これを大型化するとさらに製作コストが高くなってしまう。一方光路確保のためにはコンダクタンスを小さくすることは困難である。
特開２００４−１０３７３１号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、ＥＵＶ光源を有する光発生チャンバーと、光発生チャンバーで生成された光を用いて露光等の光学的処理を行う照明光学チャンバーとの間の大きな差圧を低コストで容易に維持でき、且つ十分な光路確保ができる差動排気システムを提供することにある。

本願請求項１に記載の発明は、光を生成する光発生チャンバーと、前記光発生チャンバーで生成された光を用いて光学的処理を行う照明光学チャンバーと、前記光発生チャンバーと照明光学チャンバーとを連結し、光発生チャンバーで生成された光を照明光学チャンバーに導く光の通路となるチャンバー連結通路と、を有し、前記チャンバー連結通路は、最小内径となる流路絞り部を有し、該流路絞り部より両チャンバー側の内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせて該両チャンバーに向ってテーパ形状に徐々に拡大している形状であり、このチャンバー連結通路の少なくとも前記流路絞り部よりも両チャンバーの内の内部圧力の高いチャンバー側の位置に１台又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の差動排気システムにおいて、前記チャンバー連結通路の少なくとも前記流路絞り部よりも両チャンバーの内の内部圧力の高いチャンバー側の位置に内径が拡大した径拡大部を設け、この径拡大部に前記１台又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。ここで径拡大部は、内径寸法をその両側のチャンバー連結通路の内径寸法よりも大きくした構造に構成されている。

本願請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の差動排気システムにおいて、前記径拡大部の側面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の差動排気システムにおいて、前記径拡大部の外周面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の差動排気システムにおいて、前記チャンバー連結通路の少なくとも前記流路絞り部よりも両チャンバーの内の内部圧力の高いチャンバー側の位置に１又は複数本の配管を接続し、各配管に前記真空ポンプを接続したことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項６に記載の発明は、光を生成する光発生チャンバーと、前記光発生チャンバーで生成された光を用いて光学的処理を行なう照明光学チャンバーと、前記光発生チャンバーと照明光学チャンバーとを連結し、光発生チャンバーで生成された光を照明光学チャンバーに導く光の通路となるチャンバー連結通路と、を有し、前記チャンバー連結通路は、最小内径となる流路絞り部を有し、該流路絞り部より両チャンバー側の内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせて該両チャンバーに向ってテーパ形状に徐々に拡大している形状であり、前記流路絞り部の両側の部分にそれぞれ１又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の差動排気システムにおいて、前記チャンバー連結通路の流路絞り部の両側の部分にそれぞれ内径が拡大した径拡大部を設け、それぞれの径拡大部に前記１又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の差動排気システムにおいて、前記径拡大部の側面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の差動排気システムにおいて、前記径拡大部の外周面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項１０に記載の発明は、請求項６に記載の差動排気システムにおいて、前記チャンバー連結通路の流路絞り部の両側の部分にそれぞれ１又は複数本の配管を接続し、各配管に前記真空ポンプを接続したことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項１１に記載の発明は、光を生成する光発生チャンバーと、前記光発生チャンバーで生成された光を用いて光学的処理を行う照明光学チャンバーと、前記光発生チャンバーと照明光学チャンバーとを連結し、光発生チャンバーで生成された光を照明光学チャンバーに導く光の通路となるチャンバー連結通路と、を有し、前記チャンバー連結通路は、最小内径となる流路絞り部を有し、該絞り部から両チャンバーの一方の側に向かって内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせてテーパ形状に徐々に拡大している形状であり、このチャンバー連結通路の途中に径拡大部を設け、この径拡大部に１又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の差動排気システムにおいて、前記径拡大部の側面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

本願請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の差動排気システムにおいて、前記径拡大部の外周面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システムにある。

請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、チャンバー連結通路は最小内径となる流路絞り部を有し、該流路絞り部より両チャンバー側の内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせて該両チャンバーに向ってテーパ形状に徐々に拡大している形状であるので、チャンバー連結通路のコンダクタンスを小さくできると共に、集光点の両側で広がっていく光路を十分に確保することができる。またチャンバー連結通路中の最適な位置で真空排気を行なうので、より効果的な真空ポンプによる排気が行える。

請求項２に記載の発明によれば、チャンバー連結通路の途中に設けた径拡大部に真空ポンプを取り付けたので、容易に複数台の真空ポンプを設置することができ、光発生チャンバーと照明光学チャンバーとの差圧を大きく取ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、真空ポンプを外方に張り出さないように設置することができ、差動排気システムの外形の小型化が図れる。特に径拡大部の側面に円周状に真空ポンプを設置すれば、真空ポンプの設置台数を容易に多くすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、径拡大部の径方向にはスペースがあるが、径拡大部の軸方向にはスペースがないような場合に好適な真空ポンプの配置とすることができる。

請求項６〜請求項１０に記載の発明によれば、チャンバー連結通路は最小内径となる流路絞り部を有し、該流路絞り部より両チャンバー側の内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせて該両チャンバーに向ってテーパ形状に徐々に拡大している形状であるので、上記請求項１〜請求項５に記載の発明と同様、チャンバー連結通路のコンダクタンスを小さくできると共に、集光点の両側で広がっていく光路を十分に確保することができる。またチャンバー連結通路の流路絞り部の両側の部分に真空ポンプを設置するので、多数の真空ポンプを容易に設置でき、光発生チャンバーと照明光学チャンバーとの差圧を容易に大きく取ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、チャンバー連結通路の途中に設けた径拡大部に真空ポンプを取り付けたので、容易に複数台の真空ポンプを設置することができ、光発生チャンバーと照明光学チャンバーとの差圧を大きく取ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、真空ポンプを外方に張り出さないように設置することができ、差動排気システムの外形の小型化が図れる。特に径拡大部の側面に円周状に真空ポンプを設置すれば、真空ポンプの設置台数を容易に多くすることができる。

請求項９に記載の発明によれば、径拡大部の径方向にはスペースがあるが、径拡大部の軸方向にはスペースがないような場合に好適な真空ポンプの配置とすることができる。

請求項１１に記載の発明によれば、チャンバー連結通路は最小内径となる流路絞り部を有し、該絞り部から両チャンバーの一方の側に向かって内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせてテーパ形状に徐々に拡大している形状であるので、上記請求項１〜請求項５に記載の発明と同様、チャンバー連結通路のコンダクタンスを小さくできると共に、集光点の両側で広がっていく光路を十分に確保することができる。またチャンバー連結通路の途中に設けた径拡大部に真空ポンプを取り付けたので、容易に複数台の真空ポンプを設置することができ、光発生チャンバーと照明光学チャンバーとの差圧を大きくとることができる。

請求項１２に記載の発明によれば、真空ポンプを外方に張り出さないように設置することができ、差動排気システムの外形の小型化が図れる。特に径拡大部の側面に円周状に真空ポンプを設置すれば、真空ポンプの設置台数を容易に多くすることができる。

請求項１３に記載の発明によれば、径拡大部の径方向にはスペースがあるが、径拡大部の軸方向にはスペースがないような場合に好適な真空ポンプの配置とすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第一実施形態にかかる差動排気システム１−１の要部概略構成図である。同図に示すように差動排気システム１−１は、ＥＵＶ光を生成（発光）する光源であるプラズマ１１を収納する光発生チャンバー１０と、前記光発生チャンバー１０で生成されたＥＵＶ光を用いて光学的処理（例えば半導体製造のための露光処理）を行う照明光学チャンバー１００と、前記光発生チャンバー１０と照明光学チャンバー１００とを連結し光発生チャンバー１０で生成された光を照明光学チャンバー１００に導く光の通路となるチャンバー連結通路１５０と、を具備して構成されている。

光発生チャンバー１０は、ターゲット材（例えばキセノン（Ｘｅ）のガス、液滴、クラスタ等や、錫、Ｌｉ等の液滴等）をプラズマ１１の位置に向けて供給するノズル（ターゲット材供給手段）１３と、凹状の反射面を有する集光ミラー１５と、光発生チャンバー１０の外部に設置されヘリウム（Ｈｅ）等のバッファガスを充填したバッファガス導入タンク１７と、バッファガス導入タンク１７内のバッファガスを集光ミラー１５の表面近傍に吹きつけるノズル１８と、光発生チャンバー１０の外周壁に取り付けられレーザ光を透過する透過窓１９と、光発生チャンバー１０に取り付けられ光発生チャンバー１０内を所定の低圧力に維持する真空ポンプ２１とを有して構成されている。集光ミラー１５の中央には前記透過窓１９から導入されるレーザ光を通過させる光通過孔１５ａが設けられている。この光発生チャンバー１０内はＥＵＶ光を発生させ、かつ、集光ミラー１５に到達するデブリによる劣化を緩和する必要があるので、真空ポンプ２１を駆動することでその内部は約数Ｐａ程度の圧力に維持される。

照明光学チャンバー１００は、その内部に反射ミラー等の光学素子１０１及び図示しない複数の照明用ミラーを設置し、その後段には図示はしないが、ＥＵＶ光により照明されるマスクのパターンをウエハ上に転写する半導体製造用の露光装置等が設置されている。露光装置としては例えば露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば波長１３．４ｎｍ）を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式や、ステップ・アンド・リピート方式でマスクに形成された回路パターンを被処理体に露光する投影露光装置等がある。照明光学チャンバー１００には照明光学チャンバー１００内を所定の真空度に維持する真空ポンプ１０３が取り付けられている。照明光学チャンバー１００内は光学素子１０１等のコンタミ防止、ＥＵＶ用のミラーの反射率維持及びＥＵＶ光の光路中での減衰防止のため、前記真空ポンプ１０３によって１×１０^-3Ｐａ以下の真空に維持され、Ｈｅ等のバッファガス雰囲気に維持される。Ｈｅ等のバッファガスは低圧力ではＥＵＶ光を遮らない。

チャンバー連結通路１５０は管状に形成され、最小内径となっている流路絞り部１５１の両側の内径が拡大している形状、具体的には流路絞り部１５１の両側が錐管状に内径を拡大していく形状になっている。錐管状とはチャンバー連結通路１５０の内径が小さい部分から大きい部分に向けて徐々に変化していく形状（ラッパ管形状）を言い、下記するＥＵＶ光２０３の集光角（ＮＡ：開口数）に合わせたテーパ形状になっている。そしてチャンバー連結通路１５０の途中（チャンバー連結通路１５０の流路絞り部１５１近傍であって、この流路絞り部１５１よりも、光発生チャンバー１０側の位置）には内径寸法をその両側のチャンバー連結通路１５０の内径寸法よりも大きくした径拡大部１６０が設けられている。図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図である。同図及び図１に示すように径拡大部１６０は、円形箱状で内部が密閉された空間となっており、径拡大部１６０の中心軸がチャンバー連結通路１５０の中心軸と一致するように取り付けられている。また径拡大部１６０の対向する左右両側面の内の一方の側面（光発生チャンバー１０と対向する側）には複数台（４台）の真空ポンプ１７０が径拡大部１６０の中心軸を中心とする円周上に等間隔に設置されている。

各真空ポンプ１７０は何れも市販の同一構造のターボ分子ポンプである。各真空ポンプ１７０の回転軸は何れもチャンバー連結通路１５０の中心軸と平行になるように径拡大部１６０に取り付けられている。このような向きに真空ポンプ１７０を設置すれば、真空ポンプ１７０が外方に張り出さず省スペースに配置でき、差動排気システム１−１の外形の小型化が図れる。また径拡大部１６０に周方向に容易に多数台真空ポンプ１７０を設置することができ、チャンバー１０，１００間の差圧を容易に大きくすることができる。

以上のように構成された差動排気システム１−１において、図示しないレーザ発生装置から出射され集光レンズを透過したパルスレーザ２０１は、透過窓１９と光通過孔１５ａとを通過し、ノズル１３から供給されるターゲット材（例えば錫）上に集光され、プラズマ１１を生成する。プラズマ１１からはＥＵＶ光２０３が放射され、利用効率を向上させるために集光ミラー１５にて反射・集光し、この光をチャンバー連結通路１５０に導入する。上述したプラズマ１１からはＥＵＶ光とともにデブリと呼ばれる飛散粒子が飛び散るが、ノズル１８から噴き出されるバッファガスを集光ミラー１５の表面に流すことにより、この飛散粒子の集光ミラー１５の表面への付着は抑制され、集光ミラー１５の汚染及び損傷は緩和される。

チャンバー連結通路１５０に導入されたＥＵＶ光は、その集光点がチャンバー連結通路１５０の流路絞り部１５１の中央に位置するように集光され、これによってチャンバー連結通路１５０がＥＵＶ光を遮らないようにしている。チャンバー連結通路１５０を通過して照明光学チャンバー１００内に導入されたＥＵＶ光は光学素子１０１によって反射された後、図示しない半導体製造用の露光装置等に導入される。

ところで前述のようにこの実施形態においては、光発生チャンバー１０内は真空ポンプ２１によって数Ｐａの低圧に維持されたＨｅ等のバッファガス雰囲気であり、一方照明光学チャンバー１００内は真空ポンプ１０３によって１×１０^-3Ｐａ以下の真空に維持されている。このためチャンバー連結通路１５０内は光発生チャンバー１０から照明光学チャンバー１００方向に向けて気体分子が移動する。そして照明光学チャンバー１００内の圧力が上昇してしまうと、照明光学チャンバー１００及び図示しない露光装置中のＥＵＶ光の光路長が長くなるのでＥＵＶ光の減衰が大きくなりウエハ上に露光ができなくなる。これに対してこの差動排気システム１−１においては、チャンバー連結通路１５０の途中に内径を絞った流路絞り部１５１を設けているので、チャンバー連結通路１５０のコンダクタンスが小さく気体分子が通過しにくい。同時に真空ポンプ１７０を駆動することでチャンバー連結通路１５０内を移動する気体分子の一部が排気される。これらのことから光発生チャンバー１０から照明光学チャンバー１００方向に向けてチャンバー連結通路１５０内を通過していく気体分子を効果的に少なくでき、両チャンバー１０，１００の差圧を大きく取ることができ、照明光学チャンバー１００内の圧力をより低く維持でき、これにより照明光学チャンバー１００及び図示しない露光装置内部でのＥＵＶ光の減衰がほとんどなくなり、ウエハ上に露光することが可能となる。

特にこの実施形態においては、真空ポンプ１７０を径拡大部１６０に取り付けているので容易に複数台の市販の（特殊構造でない）真空ポンプ１７０を設置することができて排気容量を容易に大きくでき、たとえ光発生チャンバー１０と照明光学チャンバー１００との間の差圧が大きくてもこれに容易に対応することができる。なおチャンバー連結通路１５０は流路絞り部１５１の両側の内径を拡大している形状、具体的には錐管状に内径を拡大していく形状なので、チャンバー連結通路１５０を通過する光の集光点を流路絞り部１５１に合わせることで、集光点の両側で広がっていく光路を十分に確保することができる。

またこの実施形態においては、径拡大部１６０を、チャンバー連結通路１５０中の流路絞り部１５１近傍であって、しかも両チャンバー１０，１００の内の圧力の高い光発生チャンバー１０側の位置に設置したので、より効果的な真空ポンプ１７０による排気が行える。一般にターボ分子ポンプは、数Ｐａ以下の圧力領域では吸気圧力のいかんによらず一定の排気速度を有する。このため、圧力の高い箇所にポンプを設置することにより、小さい排気速度でより多くの漏れガス量を排気できる。また漏れガス量は光発生チャンバー１０と径拡大部１６０間のチャンバー連結流路のコンダクタンスと差圧により決定されるので、真空ポンプ１７０で排気する漏れガス量を少なくする（光発生チャンバーの圧力が影響を受けないようにする）ために、径拡大部１６０は絞り部１５１近傍の位置に配置している。つまり、必要な差圧を出来るだけ小容量（少台数）の真空ポンプで得るためには、漏れガス量とポンプ必要排気速度を考慮しながら、光発生チャンバー１０と絞り部１５０との間で径拡大部１６０の最適な設置位置を決めると良い。また流路コンダクタンスは流路の圧力に相関を有しているので圧力が下がるとコンダクタンスは小さくなり、ついには分子流領域にて圧力によらず一定の値となる。よって配管途中で真空排気することにより真空排気した箇所より下流側の配管は圧力が低くなって、コンダクタンスが小さくなる。このため真空排気箇所、即ち径拡大部１６０の設置位置は高圧側のチャンバーである光発生チャンバー１０に近い位置であって、且つ径拡大部１６０からのガス排気によって光発生チャンバー１０の圧力が影響を受けない範囲に設置するのが好ましく、このため径拡大部１６０の設置位置を上記位置にしたのである。

図３は本発明の第２実施形態にかかる差動排気システム１−２の要部概略構成図である。同図に示す差動排気システム１−２において、前記図１，図２に示す差動排気システム１−１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１，図２に示す実施形態と同じである（以下の第３〜第８実施形態においても同様）。

同図に示す差動排気システム１−２において上記差動排気システム１−１と相違する点は、チャンバー連結通路１５０に設置する径拡大部１６０及び４台の真空ポンプ１７０に加えて、もう１組の径拡大部１６０−２及び４台の真空ポンプ１７０−２を設置した点のみである。径拡大部１６０−２及び４台の真空ポンプ１７０−２は前記径拡大部１６０及び４台の真空ポンプ１７０と同一の形状・構造を有しており、径拡大部１６０−２はチャンバー連結通路１５０の途中、具体的にはチャンバー連結通路１５０の流路絞り部１５１近傍であって、この流路絞り部１５１よりも照明光学チャンバー１００側の位置に取り付けられている。

このように構成すれば、排気できる真空ポンプ１７０，１７０−２の台数が倍増するのでより効果的な排気が行え、光発生チャンバー１０と照明光学チャンバー１００との差圧が大きくてもこれに容易に対応することができる。なおこの実施形態を含め、以下の各実施形態において「−２」を付する径拡大部１６０−２と真空ポンプ１７０−２は、流路絞り部１５１から見て両チャンバー１０，１００の内の圧力の低い側に設置する径拡大部と真空ポンプを指すものとする。

図４は本発明の第３実施形態にかかる差動排気システム１−３の要部概略構成図である。同図に示す差動排気システム１−３において上記差動排気システム１−１と相違する点は、チャンバー連結通路１５０に設置する径拡大部１６０の位置を、チャンバー連結通路１５０の流路絞り部１５１近傍であって、この流路絞り部１５１よりも照明光学チャンバー１００側の位置に取り付けた点と、集光ミラー１５の反射率低下の緩和のために、バッファガスを集光ミラー１５の表面に吹きつける代わりに、２つの超電導磁石２３により、イオン等のデブリを防ぐ点にある。この実施形態では磁場を集光ミラー１５の光軸に対して垂直方向に発生させている。イオンからなるデブリを破線で示す磁場方向に移動させることにより、集光ミラー１５表面にイオンが到達するのを防いでいる。このような大きな磁場を効率よく発生させるためには、１×１０^-5Ｐａ以下の高い真空状態を維持する必要がある。このような構成の場合は、光発生チャンバー１０の方が照明光学チャンバー１００よりも圧力を低く維持する必要がある。

第１実施形態では照明光学チャンバー１００の方が光発生チャンバー１０よりも圧力が低いので、径拡大部１６０を流路絞り部１５１よりも光発生チャンバー１０側の位置に取り付けたが、この実施形態のように光発生チャンバー１０の方が照明光学チャンバー１００よりも圧力が低い場合は、この実施形態の位置に径拡大部１６０を設置した方が好適である。なお場合によっては、第１実施形態のように照明光学チャンバー１００の方が光発生チャンバー１０よりも圧力が低い場合でも、この実施形態の位置に径拡大部１６０を設置してもよい。

また図示はしないが、図３に示す２組の径拡大部１６０，１６０−２の両者を、何れも流路絞り部１５１よりも光発生チャンバー１０側の位置に取り付けてもよいし、逆に照明光学チャンバー１００側の位置に取り付けてもよい。

図５は本発明の第４実施形態にかかる差動排気システム１−４の要部概略構成図である。同図に示す差動排気システム１−４において上記図３に示す差動排気システム１−２と相違する点は、チャンバー連結通路１５０に２つ設置した径拡大部１６０，１６０−２の内、一方の径拡大部１６０を、チャンバー連結通路１５０の錐管状の壁から略垂直に突出するように略傘形状（略円錐形状）で箱型に形成し、この径拡大部１６０に取り付けている４台の真空ポンプ１７０の回転軸をいずれもチャンバー連結通路１５０の壁（外周側壁）と略平行になるように設置した点のみである。このような向きに真空ポンプ１７０を設置しても、上記各実施形態と同様に、真空ポンプ１７０が外方に張り出さず省スペースに配置でき、差動排気システム１−４の外形の小型化が図れ、また径拡大部１６０に周方向に容易に多数台真空ポンプ１７０を設置することができる。なおこの実施形態では、一方の側の真空ポンプ１７０の回転軸のみをチャンバー連結通路１５０の壁と略平行になるように設置したが、もう１方の側の真空ポンプ１７０−２の回転軸についても同様にチャンバー連結通路１５０の壁と略平行になるように設置してもよい。また第１，第３実施形態の差動排気システム１−１，１−３の真空ポンプ１７０においてもそれらの回転軸の向きをチャンバー連結通路１５０の壁と略平行になるように設置してもよい。

図６は本発明の第５実施形態にかかる差動排気システム１−５の要部概略構成図、図７は図６のＢ−Ｂ断面矢視図である。両図に示す差動排気システム１−５において上記図４に示す差動排気システム１−３と相違する点は、チャンバー連結通路１５０の流路絞り部１５１の両側の部分にそれぞれ径拡大部１６０，１６０−２を設け、各径拡大部１６０，１６０−２の外周面にそれぞれ複数台（この実施形態では等間隔に４台）の真空ポンプ１７０，１７０−２を取り付けた点である。このように構成しても、前記各実施形態と同様に、チャンバー連結通路１５１のコンダクタンスを小さくでき、焦光点の両側で広がっていく光路を十分に確保でき、また径拡大部１６０，１６０−２に容易に多数台の真空ポンプ１７０，１７０−２を設置することができる。さらにこの差動排気システム１−５は、径拡大部１６０，１６０−２の径方向にはスペースがあるが、径拡大部１６０，１６０−２の軸方向（チャンバー連結通路１５０の中心軸方向）にはスペースがないような場合に用いて好適となる。なお第１〜第４実施形態の差動排気システム１−１〜１−４においてもこの実施形態のように、径拡大部１６０（１６０−２）の外周面に真空ポンプ１７０（１７０−２）を取り付けても良い。

図８は本発明の第６実施形態にかかる差動排気システム１−６の要部概略構成図、図９は図８のＣ−Ｃ断面矢視図である。両図に示す差動排気システム１−６において上記図３に示す差動排気システム１−２と相違する点は、チャンバー連結通路１５０の流路絞り部１５１の両側の部分に、前記差動排気システム１−２のような径拡大部１６０，１６０−２を設けず、複数本（この実施形態では等間隔に４本）の配管２５，２５−２を径方向に向けて放射状に接続し、各配管２５，２５−２に各真空ポンプ１７０，１７０−２を接続した点である。このように構成した場合、径拡大部１６０，１６０−２を設けることによる効果は生じないが、前記各実施形態と同様に、チャンバー連結通路１５１のコンダクタンスを小さくでき、焦光点の両側で広がっていく光路を十分に確保できる。なお流路絞り部１５１の一方の側のみに真空ポンプ１７０を設置する場合は、第１実施形態のように圧力の高いチャンバー側に設置するのが好適である。またこの実施形態では真空ポンプ１７０（又は１７０−２）を複数台（４台）設置したが、必要に応じて他の複数台又は１台設置しても良い。

図１０は本発明の第７実施形態にかかる差動排気システム１−７の要部概略構成図、図１１は図１０のＤ−Ｄ断面矢視図である。両図に示す差動排気システム１−７において上記図８に示す差動排気システム１−６と相違する点は、光発生チャンバー１０の構成を前記図４に示す光発生チャンバー１０の構成と同一にした点と、各配管２５，２５−２を軸方向（チャンバー連結通路１５０の中心軸方向）に屈曲させてその先端に各真空ポンプ１７０，１７０−２を取り付けることで、ターボ分子ポンプである各真空ポンプ１７０，１７０−２の回転軸をチャンバー連結通路１５０の中心軸と平行になるように設置した点とである。このような向きに真空ポンプ１７０，１７０−２を設置すれば、前記第１実施形態で説明したのと同様に、真空ポンプ１７０，１７０−２が外方（径方向）に張り出さず、差動排気システム１−７の外形の小型化が図れる。

図１２は本発明の第８実施形態にかかる差動排気システム１−８の要部概略構成図である。同図に示す差動排気システム１−８において上記図１に示す差動排気システム１−１と相違する点は、チャンバー連結通路１５０の形状を、管状であって、最小内径となっている流路絞り部１５１から一方の側に向かって内径が拡大している形状、具体的には流路絞り部１５１の一方の側が錐管状に内径を拡大していく形状（流路絞り部１５１が照明光学チャンバー１００に接続され光発生チャンバー１０に向かって錐管状に広がっていく形状）とした点である。そしてチャンバー連結通路１５０の途中（チャンバー連結通路１５０の流路絞り部１５１近傍）に、内径寸法をその両側のチャンバー連結通路１５０の内径寸法よりも大きくした径拡大部１６０を設けている。径拡大部１６０及びこれに取り付けられている複数台（４台）の真空ポンプ１７０の構成は第１実施形態の構成と同一である。この差動排気システム１−８のように構成しても第１実施形態と同様に、流路絞り部１５１によってチャンバー連結通路１５０のコンダクタンスを小さくでき、またチャンバー連結通路１５０を通過する光の集光点を流路絞り部１５１に合わせることで、集光点の両側で広がっていく光路を十分に確保することができ、またチャンバー連結通路１５０の途中に設けた径拡大部１６０に真空ポンプ１７０を取り付けることで容易に複数台の真空ポンプ１７０を設置することができ、光発生チャンバー１０と照明光学チャンバー１００との差圧を大きく取ることができる。またこの差動排気システム１−８の場合も径拡大部１６０の側面に複数台の真空ポンプ１７０を取り付けているので、真空ポンプ１７０を外方に張り出さないように設置することができ、差動排気システム１−８の外形の小型化が図れる。なお図６，図７に示す差動排気システム１−５のように、真空ポンプ１７０は径拡大部１６０の外周面に取り付けても良く、その場合は差動排気システム１−５と同様に、径拡大部１６０の径方向にはスペースがあるが、径拡大部１６０の軸方向にはスペースがないような場合に好適となる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では本発明を半導体製造用の露光装置に用いる場合を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば反射率計測器、波面計測器、顕微鏡、形状計測器、医療器、組成分析器、構造解析器等にも利用可能である。また上記実施形態では真空ポンプとしてターボ分子ポンプを用いたが、他の各種構造の真空ポンプを用いてもよい。また径拡大部１６０の設置位置や設置数、真空ポンプ１７０の設置位置や設置数に種々の変更が可能であることは言うまでもない。たとえば径拡大部１６０（１６０−２）の左右両側面に真空ポンプ１７０（１７０−２）を取り付けてもよい。また上記各実施形態で用いたチャンバー連結通路１５０はいずれも錐管状であるが、その代わりにたとえば円筒管の内径を所定長さ毎に拡大していく（つまり階段状に内径を拡大していく）形状等、他の各種形状であっても良く、要は流路絞り部１５１から内径を拡大している形状であれば、どのような形状であっても良い。さらに、集光ミラー１５の反射率の劣化を防止するために、集光ミラー１５の表面にバッファガスとしてＨｅガスの例を示したが、この実施形態に限定されるものでなく、ＥＵＶ光の透過率が高いガス（Ａｒ，Ｎｅ等）であればなんでもよい。また、集光ミラーの表面に付着したＳｎをエッチングし、かつ、ＥＵＶ光の透過率の高いガス（例えば、ＨＢｒ、ＨＣｌ等）のガスであれば何でもよい。

差動排気システム１−１の要部概略構成図である。 図１のＡ−Ａ断面矢視図である。 差動排気システム１−２の要部概略構成図である。 差動排気システム１−３の要部概略構成図である。 差動排気システム１−４の要部概略構成図である。 差動排気システム１−５の要部概略構成図である。 図６のＢ−Ｂ断面矢視図である。 差動排気システム１−６の要部概略構成図である。 図８のＣ−Ｃ断面矢視図である。 差動排気システム１−７の要部概略構成図である。 図１０のＤ−Ｄ断面矢視図である。 差動排気システム１−８の要部概略構成図である。

符号の説明

１−１ 差動排気システム
１０ 光発生チャンバー
１１ プラズマ
１３ ノズル
１５ 集光ミラー
１５ａ 光通過孔
１７ バッファガス導入タンク
１８ ノズル
１９ 透過窓
２１ 真空ポンプ
２３ 超伝導磁石
１００ 照明光学チャンバー
１０１ 光学素子
１０３ 真空ポンプ
１５０ チャンバー連結通路
１５１ 流路絞り部
１６０ 径拡大部
１６０−２ 径拡大部
１７０ 真空ポンプ
１７０−２ 真空ポンプ
２０３ ＥＵＶ光
１−２ 差動排気システム
１−３ 差動排気システム
１−４ 差動排気システム
１−５ 差動排気システム
１−６ 差動排気システム
２５，２５−２ 配管
１−７ 差動排気システム
１−８ 差動排気システム

Claims (13)

1. 光を生成する光発生チャンバーと、
   前記光発生チャンバーで生成された光を用いて光学的処理を行う照明光学チャンバーと、
   前記光発生チャンバーと照明光学チャンバーとを連結し、光発生チャンバーで生成された光を照明光学チャンバーに導く光の通路となるチャンバー連結通路と、を有し、
   前記チャンバー連結通路は、最小内径となる流路絞り部を有し、該流路絞り部より両チャンバー側の内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせて該両チャンバーに向ってテーパ形状に徐々に拡大している形状であり、このチャンバー連結通路の少なくとも前記流路絞り部よりも両チャンバーの内の内部圧力の高いチャンバー側の位置に１台又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
2. 請求項１に記載の差動排気システムにおいて、
   前記チャンバー連結通路の少なくとも前記流路絞り部よりも両チャンバーの内の内部圧力の高いチャンバー側の位置に内径が拡大した径拡大部を設け、この径拡大部に前記１又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
3. 請求項２に記載の差動排気システムにおいて、
   前記径拡大部の側面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
4. 請求項２に記載の差動排気システムにおいて、
   前記径拡大部の外周面に、前記複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
5. 請求項１に記載の差動排気システムにおいて、
   前記チャンバー連結通路の少なくとも前記流路絞り部よりも両チャンバーの内の内部圧力の高いチャンバー側の位置に１又は複数本の配管を接続し、各配管に前記真空ポンプを接続したことを特徴とする差動排気システム。
6. 光を生成する光発生チャンバーと、
   前記光発生チャンバーで生成された光を用いて光学的処理を行う照明光学チャンバーと、
   前記光発生チャンバーと照明光学チャンバーとを連結し、光発生チャンバーで生成された光を照明光学チャンバーに導く光の通路となるチャンバー連結通路と、を有し、
   前記チャンバー連結通路は、最小内径となる流路絞り部を有し、該流路絞り部より両チャンバー側の内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせて該両チャンバーに向ってテーパ形状に徐々に拡大している形状であり、前記流路絞り部の両側の部分にそれぞれ１又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
7. 請求項６に記載の差動排気システムにおいて、
   前記チャンバー連結通路の流路絞り部の両側の部分にそれぞれ内径が拡大した径拡大部を設け、それぞれの径拡大部に前記１又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
8. 請求項７に記載の差動排気システムにおいて、
   前記径拡大部の側面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
9. 請求項７に記載の差動排気システムにおいて、
   前記径拡大部の外周面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
10. 請求項６に記載の差動排気システムにおいて、
    前記チャンバー連結通路の流路絞り部の両側の部分にそれぞれ１又は複数本の配管を接続し、各配管に前記真空ポンプを接続したことを特徴とする差動排気システム。
11. 光を生成する光発生チャンバーと、
    前記光発生チャンバーで生成された光を用いて光学的処理を行う照明光学チャンバーと、
    前記光発生チャンバーと照明光学チャンバーとを連結し、光発生チャンバーで生成された光を照明光学チャンバーに導く光の通路となるチャンバー連結通路と、を有し、
    前記チャンバー連結通路は、最小内径となる流路絞り部を有し、該絞り部から両チャンバーの一方の側に向かって内径が該チャンバー連結通路を通る光の集光角に合わせてテーパ形状に徐々に拡大している形状であり、このチャンバー連結通路の途中に径拡大部を設け、この径拡大部に１又は複数台の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
12. 請求項１１に記載の差動排気システムにおいて、
    前記径拡大部の側面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。
13. 請求項１１に記載の差動排気システムにおいて、
    前記径拡大部の外周面に、前記複数の真空ポンプを取り付けたことを特徴とする差動排気システム。

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