WO2005022613A1

WO2005022613A1 - 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

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Publication number: WO2005022613A1
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Inventors: Keiichi Tanaka
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Abstract

　露光装置１００は、レチクルチャンバ１３５の外側に上真空チャンバ１４０を有するとともに、ウェハチャンバ１５５の外側に下真空チャンバ１６０を有する２重シェル構造を備えている。レチクルチャンバ１３５、ウェハチャンバ１５５のそれぞれには、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。露光装置１００の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。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ち、ステージ装置１３７、１５７の精度を一層確保することができるので、露光性能の悪化を一層低減することができる。

Description

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

技術分野

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、明原版上に形成したパターンを E U V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書

る。

背景技術

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、 1 3 n m程度の波長を有する E U V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 E U V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、 E U V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パ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、この真空チャンパ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、配管が榭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。ところ力 S、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、装置內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。発明の開示

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、チャンパ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目的とする。

前記目的を達成するための第 1の発明は、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べローズと、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內チャンパ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、外チヤ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。

前記目的を達成するための第 2の発明は、前記第 1の発明であって、前記内チャンバから装置の外部に出る配管を有し、該配管の前記内チヤンバから前記外チャンバに至る部分が、薄肉で柔軟なパィプ材からなることを特徴とするものである。

本発明においては、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。

前記目的を達成するための第 3の発明は、前記第 1の発明又は第 2の発明であって、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の発明のように、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、コンポ一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方式のクライォ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前記目的を達成するための第 4の発明は、前記第 1の発明であって、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である。

本発明においては、後記第 7の発明のような運転方法を採用することができ、前記第 3の発明に比して簡単な構成で、前記第 3の発明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。

前記目的を達成するための第 5の発明は、前記第 3の発明又は第 4の発明であって、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、前記内チヤ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である。

本発明においては、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。前記目的を達成するための第 6の発明は、前記第 3の発明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である。

本発明によれば、前記第 3の発明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、コンポ一ネントの精度を一層確保することができる。

前記目的を達成するための第 7の発明は、前記第 4の発明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である。本発明によれば、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。

前記目的を達成するための第 8の発明は、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パと、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。

本発明によれば、内チャンバ全体が外チャンパに収容された 2重シヱル構造となっているので、前記第 1の発明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。

前記目的を達成するための第 9の発明は、前記第 8の発明であって、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。

本発明によれば、前記第 3の発明の説明で述べたのと同じような理由により、露光動作中及びァ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方式のクライォポンプを用いることが好ましい。

前記目的を達成するための第 1 0の発明は、前記第 8の発明であって、前記内チャンパに付設された排気手段が、前記内チャンパ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である。

本発明によれば、前記第 4の発明の説明で述べたのと同じような理由により、露光動作中及びァ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方式のクライォポンプを用いることが好ましい。

前記目的を達成するための第 1 1の発明は、前記第 8の発明から第 1 0の発明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ヨン除去手段が設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、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——ン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ヨ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。前記目的を達成するための第 1 2の発明は、前記第 8の発明であって、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である。

本発明においては、防振台（例えばアクティブ防振台（略称 A V I S ) 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。これによつて、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。

前記目的を達成するための第 1 3の発明は、前記第 9の発明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ァラィメント中には、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である。

本発明によれば、前記第 6の発明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ァライメント中に、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。前記目的を達成するための第 1 4の発明は、前記第 1 0の発明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である。

本発明によれば、前記第 7の発明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ァライメント中に、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。図面の簡単な説明

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。

図 5は、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。

図 6は、本発明の他の実施例である露光装置の、図 5に対応する略図であ ·ο。発明を実施するための最良の形態

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、 EUV L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 EU V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 1 0 0は、ボディ 1 0 1を備えている。このボディ 1 0 1は、支柱 1 0 3を介して、建物床（底盤） 1 0 5上に配置されている。ボディ 1 0 1下面と支柱 1 0 3上面間には、防振台（ェァマウント等） 1 0 7が介装されている。ボディ 1 0 1は中空状の部材であって、中央に空洞 1 0 1 aが形成されている。ボディ 1 0 1の空洞 1 0 1 a周縁上には、防振台（エアマウント等） 1 1 1を介して、円盤状の鏡筒ベース 1 1 3が配置されている。この鏡筒ベース 1 1 3の側部と建物床 1 0 5間には、支脚 1 1 5が配置されている。鏡筒ベース 1 1 3側部と支脚 1 1 5上端間、ならびに、ボディ 1 0 1側部と支脚 1 1 5 内面間には、それぞれ防振装置 1 1 7、 1 1 9が介装されている。

ボディ 1 0 1の空洞 1 0 1 a内には、投影光学系鏡筒 1 2 0下部が配置されている。この鏡筒 1 2 0は、中央部側面に張り出した端部 1 2 0 aを備えている。鏡筒 1 2 0は、端部 1 2 0 aが鏡筒ベース 1 1 3上に载置された状態で、全体がボディ 1 0 1 '支柱 1 0 3に支持されている。鏡筒 1 2 0の端部 1 2 0 a と鏡筒ベース 1 1 3間には、マウント 1 2 1 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 1 2 0には、直列接続されたターボ分子ポンプ TMP · ドライポンプ D P (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（ロータ一）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 D P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 T MP · ドライポンプ D Pにより、鏡筒 1 2 0内部が所定圧に減圧される。

ボディ 1 0 1上面には、ボッタス状の支持台 1 3 0が固定されている。この支持台 1 3 0は、鏡筒ベース 1 1 3 ·鏡筒 1 2 0上部の外側を覆つている。支持台 1 3 0の内部は、 1 0— 2〜 1 0— l P a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 1 3 0上面には、レチクルチャンバ 1 3 5 (内チャンバ）下端がボルト 1 3 5 bで固定されている。このレチクルチャンバ 1 3 5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 1 3 7が配置されている。

このレチクルステージ装置 1 3 7は、マウント 1 3 9を介して支持台 1 3 0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 1 3 5の内側において、支持台 1 3 0上端はべローズ 1 6 2を介して鏡筒 1 2 0の上端に接続されている。レチクルステージ装置 1 3 7の下面には、ブラインド装置 1 3 8が設けられている。このブラインド装置 1 3 8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 1 3 5には、クライォポンプ C P (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 D P (有振動型真空ポンプ）とが並列接続されている。クライォポンプ C P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 C Pにより、レチクルチヤンバ 1 3 5内部の気体分子が凝縮されて捕捉される。このクライォポンプは、 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 D Pは前述と同様のものであって、レチクルチヤンバ 1 3 5内部が 1 0— 4 P a程度に減圧される。

レチクルチヤンバ 1 3 5内において、クライオポンプ C P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 1 3 7側の面が鏡面金属面となっている。ヒ一トパネル HPにより、クライォポンプ C Pからレチクルステージ装置 1 3 7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 1 3 5内側において、支持台 1 3 0上面には孔 1 3 0 aが開けられている。このチャンバ孔 1 3 0 a内側には、鏡筒 1 2 0 の上端が配置されている。鏡筒 1 2 0の上端は、レチクルチャンバ 1 3 5内のブラインド装置 1 3 8直下に位置している。図 1に示すように、支持台 1 3 0及びレチクルチャンバ 1 3 5の外側は、さらに上真空チヤンバ（外チャンバ） 1 4 0で覆われている。この上真空チャンバ 1 4 0 はボックス状をしており、ボディ 1 0 1上面に固定されている。上真空チャンバ 1 4 0には、図 1 中右方に示すように、ターボ分子ポンプ TM Ρ · ドライポンプ D P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 D Pも前述と同様のものであって、上真空チャンパ 1 4 0 内部が所定圧に減圧される。

ボディ 1 0 1下面には、ボックス状の支持台 1 5 0が固定されている。この支持台 1 5 0の内側には、さらにウェハチャンバ 1 5 5 (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、ウェハチャンバ 1 5 5下端は、支持台 1 5 0内側底面にボルト 1 5 5 bで固定されている。このウェハチャンバ 1 5 5の内側には、ウェハ Wを載置して移動 . 位置決めするウェハステージ装置 1 5 7が配置されている。このウェハステージ装置 1 5 7は、マウント 1 5 9を介して支持台 1 5 0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、ウェハチャンバ 1 5 5には、クラィォポンプ C Pと、ターボ分子ポンプ TMP · ドライポンプ D Pとが並列接続されている。クライオポンプ C Pは前述と同様のものであって、ウェハチャンバ 1 5 5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 D Pも前述と同様のものであって、ウェハチャンバ 1 5 5内部が 1 0 _ 4 P a程度に減圧される。ウェハチャンバ 1 5 5内において、クライオポンプ C Pの対向位置には、ヒートパネル H Pが立ち上げられている。このヒートパネル H Pも前述と同様のものであって、クライォポンプ C P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 1 5 0の内側において、ウェハチャンバ 1 5 5上端はべローズ 1 6 1を介して鏡筒 1 2 0の下端に接続されている。鏡筒 1 2 0の下端は、ウェハチャンバ 1 5 5内のウェハステージ装置 1 5 7に載置されたウェハ W直上に位置している。支持台 1 5 0及びウェハチャンパ 1 5 5の外側は、さらに下真空チヤンバ 1 6 0 (外チャンバ）で覆われている。この下真空チャンパ 1 6 0はボックス状をしており、ボディ 1 0 1下面に固定されている。この下真空チャンバ 1 6 0内も、前述の上真空チャンバ 1 4 0 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 1 3 0内の鏡筒 1 2 0上端近傍、ならびに、ボディ 1 0 1の孔 1 0 1 a内の鏡筒 1 2 0下端近傍には、それぞれステ —ジメトロロジーリング 1 7 1、 1 7 2が配置されている。これらのリング 1 7 1、 1 7 2は、それぞれ鏡筒ベース 1 1 3から延びる脚 1 7 1 a、 1 7 2 aにより支持されている。リング 1 7 1、 1 7 2は、鏡筒 1 2 0 とレチクルステージ装置 1 3 7、ウェハステージ装置 1 5 7 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 1 2 0は、 6枚のミラー M l .〜M 6 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 M 6のみを示す）。なお、実際には、各ミラー M 1〜M 6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 M l〜M 6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 E U V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 1 2 0内の第 1〜第 6 ミラー M 1〜M 6で順次反射し、ウェハ W上に至る。

鏡筒 1 2 0内において、第 5 ミラー M 5 と第 6 ミラー M 6 との間には、イオンポンプ I Pが配置されている。図 4にわかり易く示すように、ィオンポンプ I Pは、内面にァブソーバ 5 3を有する筒状の磁石 5 1 を有するものであって、気体をイオン化して磁石 5 1の内側のァブソーバ 5 3にィ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 I Pの下端には、イオン化装置 5 5が設けられている。

ウェハ Wのレジストに E U V光が照射されると、化学反応によってコンタミネーシヨンが発生する。このコンタミネーシヨンが投影光学系鏡筒 1 2 0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 5 5によりコンタミネーションをィオン化し、このィオン化されたコンタミネーシヨンをイオンポンプ I P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、コンタミネーシヨンが既に電荷を帯びている場合には、イオンポンプ I Pの代わりに前述したクライォポンプを用い、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 1 0 0には、装置内から外部に延び出る複数の配管 1、 3、 5、 7、 1 1、 1 3を有している。配管 1は、鏡筒 1 2 0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 1 2 0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 1 3 8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 1 3 8の電気ケーブル等を収容する管である。配管 5 ( 1 1 ) は、レチクルステージ装置 1 3 7 (ウェハステージ装置 1 5 7 ) からチャンバ外に延び出ている。この配管 5 ( 1 1 ) は、ステージ装置の電気ケープル等を収容する管である。配管 7 ( 1 3 ) は、レチクルチャンバ 1 3 5 (ウェハチャンバ 1 5 5 ) のクライオポンプ C Pからチャンバ外に延び出ている。この配管 7 ( 1 3) 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 1 3 5、 1 5 5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 1 3 5、 1 5 5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 1 3 7、 1 5 7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 1 3 5 と上真空チャンバ 1 4 0、ウェハチヤンバ 1 5 5 と下真空チャンバ 1 6 0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、 1 3が薄肉 · 柔軟なパイプ材であつても、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 1 0 0は、真空引き時も大気圧変動時もレチクルチャンバ 1 3 5、ウェハチヤンパ 1 5 5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 1 3 7、 1 5 7等のコンポーネントにチャンバ 1 3 5、 1 5 5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 1 3 7、 1 5 7等の精度を確保することができる。

露光装置 1 0 0の作動時において、露光動作中及びァライメント中は、クライオポンプ C P (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 D P (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 D Pで上下真空チャンバ 1 4 0、 1 6 0内を真空排気する。こうすることで、露光装置 1 0 0の露光動作中及びァ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

1 3 7、 1 5 7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 1 0 0のボディ 1 0 1は、防振台 1 0 7、 1 1 7、 1 1 9により建物床（底盤） 1 0 5に対して防振支持されている。そして、鏡筒 1 2 0が防振台 1 1 1、マウント 1 2 1によりボディ 1 0 1に対して防振支持されている。そのため、鏡筒 1 2 0内部の各ミラー M 1〜M 6等のゆれが低減され、計測精度の悪化を低減でき、これによつ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 5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 5に示すように、支脚 1 1 5に支えら W

16 れた外チャンパである上真空チャンパ 1 4 0 と下真空チャンバ 1 6 0 とを有している（これら上真空チャンバ 1 4 0 と下真空チャンバ 1 6 0は連通している）。又、支脚 1 1 5には、投影光学系鏡筒 1 2 0が支持されると共に、支持台 1 3 0 , 1 5 0が支持され、支持台 1 3 0にはレチクルステージ装置 1 3 7力 S、支持台 1 5 0にはウェハステージ装置 1 5 7 が支持されている。レチクルステージ 1 3 7はレチクルチヤンバ 1 3 5 内に、ウェハステージ 1 5 7はウェハチヤンバ 1 5 5内にそれぞれ収納されている。

外チャンバ、レチクノレチャンノ 1 3 5、ウェハチャンノ 1 5 5には、ターボ分子ポンプ T M Pとドライポンプ D P (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）のラィ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 5における低コンダクタンス絞り 2 0 1は、図 1 における投影光学系鏡筒 1 2 0 とレチクルチャンバ 1 3 5の間の狭い連通部に相当し、低コンダクタンス絞り 2 0 2は、図 1における投影光学系鏡筒 1 2 0 とウェハチャンバ 1 5 5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 5において図示を省略している。また、投影光学系鏡筒 1 2 0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 5 (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 T M P · ドライポンプ D Pとクライオボンプ C P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つている。

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が外チャンパの外部に設けられるため、ターボ分子ポンプ TMPと内チャンパである投影光学系鏡筒 1 2 0、レチクルチャンバ 1 3 5、ウェハチヤンバ 1 5 5 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 TM P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 D P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、露光動作中及ぴァ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、露光動作中及びァ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 D P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 D P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 6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、著しく低振動ィ匕（例えば、 1 0 0 Hz以下において lOOnm以下、さらには、 10nm以下、さらに高性能の場合は 1 nm 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 6に示すように、ターボ分子ポンプ TMPとドライポンプ D Pが直列接続された排気手段を、上真空チャンバ 1 4 0 と下真空チャンパ 1 6 0 とからなる外真空チャンパのみに設け、レチクルチャンバ 1 3 5 と外チャンバの間には、ターボ分子ポンプ 2 0 3 と開閉弁 2 0 4 とを設け、投影光学系鏡筒 1 2 0

ターボ分子ポ

55 ンンププ 22 00 55 とと開開閉閉弁弁 22 00 66 ととをを設設けけ、、ウウェェハハチチャャンンババ 11 55 55 とと外外チチャャンンババのの間間ににはは、、タターーボボ分分子子ポポンンププ 22 00 77 とと開開閉閉弁弁 22 00 88 ととをを設設けけてていいるる（（ななおお、、図図 66ににおおいいてて、、支支持持台台 11 33 00 ,, 11 55 00のの内内側側とと外外側側ととのの空空間間はは隔隔離離さされれてていいるるよよううにに見見ええるるがが、、支支持持台台 11 33 00 ,, 11 55 00はは隔隔離離壁壁ででははなないいののでで、、ここれれららのの空空間間ははつつななががっってておおりり、、共共にに外外チチャャンンババのの内内側側空空間間ととななつつ 1100 てていいるる））。。

図図 66にに示示すす露露光光装装置置のの運運転転のの開開始始にに先先立立ちち、、ままずず、、開開閉閉弁弁 22 00 44，， 22 00 66 ,, 22 00 88をを開開ととしし、、外外チチャャンンババとと、、レレチチククルルチチャャンンババ 11 33 55、、投投影影光光学学系系鏡鏡筒筒 11 22 00、、ウウェェハハチチャャンンババ 11 55 55をを連連通通ささせせるる。。そそししてて、、外外チチャャンンババのの排排気気手手段段中中ののタターーボボ分分子子ポポンンププ、、ドドラライイポポンンププ DD PPをを運運転転しし、、 1155 外外チチャャンンパパとと、、レレチチククルルチチヤヤンンババ 11 33 55、、投投影影光光学学系系鏡鏡筒筒 11 22 00、、ゥゥェェハハチチヤヤンンババ 11 55 55内内のの気気体体をを一一体体ととししてて排排気気しし、、ここれれららののチチヤヤンンババ内内のの真真空空度度をを高高めめるる。。

所所定定のの真真空空度度ままでで真真空空度度がが高高ままっったたらら（（例例ええばば数数 [[TToorrrr]]ととななっったたとときき））開開閉閉弁弁 22 00 44 ,, 22 00 66 ,, 22 00 88をを開開じじてて、、外外チチャャンンババ、、レレチチククルルチチヤヤンン

2200 ババ 11 33 55、、投投影影光光学学系系鏡鏡筒筒 11 22 00、、ウウェェハハチチャャンンババ 11 55 55をを独独立立ししたた空空間間ととすするる。。そそししてて、、タターーボボ分分子子ポポンンププ 22 00 33 ,, 22 00 55，， 22 00 77のの運運転転をを開開始始しし、、そそれれぞぞれれ、、ここれれららののタターーボボ分分子子ポポンンププにによよりり、、レレチチククルルチチヤヤンンババ 11 33 55、、投投影影光光学学系系鏡鏡筒筒 11 22 00、、ウウェェハハチチャャンンババ 11 55 55のの気気体体をを、、外外チチャャンンババ内内にに排排気気すするる。。すすななわわちち、、レレチチククルルチチャャンンババ 11 33 55、、投投影影光光学学

2255 系系鏡鏡筒筒 11 22 00、、ウウェェハハチチャャンンパパ 11 55 55のの気気体体はは、、一一端端、、そそれれぞぞれれタターーボボ分分子子ポポンンププ 22 00 33 ,, 22 00 55 ,, 22 00 77にによよりり * 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 T M P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 6に示す実施の形態においては、ドライポンプ D Pの台数が 4台から 1台に減少しており、クライオポンプ C Pが無くなつている。又、ターボ分子ポンプとレチクルチヤンバ 1 3 5、投影光学系鏡筒 1 2 0、ウェ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 1 3 5、投影光学系鏡筒 1 2 0、ゥェハチャンバ 1 5 5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 D Pと接続されたターボ分子ポンプ T M P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。

Claims

請求の範囲

1 . 真空下において運転される複数のコンポーネントと、これらの各コンボーネントをそれぞれ収容する複数の内チヤンバと、これらの各内チャンバ間を連結するべローズと、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。

2 . 前記内チャンパ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パに至る部分が、薄肉で柔軟なパイプ材からなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の真空装置。

3 . 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請求の範囲第 1項に記載の真空装置。

4 . 前記内チャンパ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請求の範囲第 1項に記載の真空装置。

5 . 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の範囲第 3項に記載の真空装置。

6 . 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の範囲第 3項に記載の真空装置の運転方法。

7 . 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、前記内チヤンパ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の範囲第 4項に記載の真空装置の運転方法。

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べローズと、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ヤ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。

9 . 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請求の範囲第 8項に記載の露光装置。

1 0 . 前記内チャンパ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パ内に排気する低振動型真空ポンプと、前記内チヤンパと前記外チャンパとを接続する開閉弁とを有することを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の露光装置。

1 1 . 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の範囲第 8項に記載の露光装置。

1 2 . 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の範囲第 8項に記載の露光装置。

1 3 . 露光装置の露光動作中及びァライメント中には、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の範囲第 9項に記載の露光装置の運転方法。

1 4 . 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の範囲第 1 0項に記載の露光装置の運転方法。