WO2007129442A1 - 露光装置 - Google Patents

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Shintaro Kawata
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Nikon Corporation
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    • G03F7/70983—Optical system protection, e.g. pellicles or removable covers for protection of mask

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus operated in a vacuum environment.
  • EUV exposure apparatuses and charged particle beam exposure apparatuses are equipped with components such as a projection optical system, an original stage, and a sensitive substrate stage. These components are generally placed inside a chamber in a vacuum atmosphere to prevent absorption of EUV light or charged particle beams by air.
  • a dry pump for evacuation is connected to the chamber via an exhaust path.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0205 _ 2 0 3 7 5 4
  • the inventors of the present invention have analyzed various phenomena during exposure in the exposure apparatus. As a result, it was found that the infrared light generated by the dry pump entered the chamber through the exhaust path and heated the components in the chamber.
  • the present invention is for solving the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is
  • An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that suppresses the incidence of infrared rays from the dry pump into the chamber. Means for solving the problem
  • An exposure apparatus includes a chamber, a dry pump, an exhaust path, and an infrared ray shielding unit.
  • the chamber houses the components that make up the exposure apparatus.
  • the dry pump exhausts the gas in the chamber.
  • the exhaust path connects the chamber and the dry pump.
  • the infrared shielding part is formed at least one of the inlet part of the exhaust path in the chamber and the exhaust path, and prevents the infrared light from entering the chamber from the dry pump.
  • the exposure apparatus of the present invention it is possible to suppress the temperature rise of the component bowl of the exposure apparatus caused by the incidence of infrared rays from the dry pump into the chamber.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the main part of an exposure apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 Schematic diagram showing an enlarged surface condition of the exhaust duct
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the main part of the exposure apparatus in the second embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the main part of the exposure apparatus in the third embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the main part of the exposure apparatus in the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example of the configuration of a shielding member
  • FIG. 9 is a diagram showing a modification of the configuration of FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the main part of the exposure apparatus in the fifth embodiment.
  • FIG. 11 Schematic diagram showing the overall configuration of the charged particle beam exposure system
  • the EUV exposure apparatus 1 0 0 shown in FIG. 2 uses EUV light as exposure illumination light.
  • the The wavelength of light is in the range of 0.1 to 400 nm. In this embodiment, EUV light having a wavelength of about “! To 50 nm is used.
  • the projection optical system is an image optical system 1. 0 1 is used The pattern irradiated on the wafer 1 0 3 is determined by the reflective reticle 1 0 2. A reduced image of the pattern by the reticle 1 0 2 is formed on the wafer 1 0 3.
  • the above-mentioned reticle 1 0 2 is arranged below the reticle stage 1 0 4 via an electrostatic chuck (not shown)
  • the wafer 1 0 3 is arranged on the wafer stage 1 0 5.
  • the exposure is performed by step scan
  • the entire exposure apparatus is arranged in a clean room maintained within a predetermined temperature range, and the inside of the apparatus is controlled to be within the predetermined temperature range. .
  • EUV light used for illumination light at the time of exposure has low permeability to the atmosphere
  • the light path through which EUV light passes is to a vacuum chamber 1 0 6 maintained in a vacuum by a vacuum pump 1 0 7 being surrounded.
  • EUV light is generated by a laser plasma X-ray source.
  • the laser plasma X-ray source consists of a laser source 10 8 (acting as an excitation light source) and a xenon gas supply device 10 9. This laser plasma X-ray source is surrounded by a vacuum chamber 110, and EUV light generated by the laser plasma X-ray source passes through the window 11 1 1 of the vacuum chamber 1 10.
  • the parabolic mirror 1 1 3 is disposed in the vicinity of the xenon gas discharge portion.
  • the parabolic mirror 1 1 3 constitutes a condensing optical system that collects EUV light generated by the plasma.
  • the focal position of the parabolic mirror 1 1 3 is adjusted to be close to the position where the xenon gas from the nozzle 1 1 2 is emitted.
  • the EUV light is reflected by the multilayer film of the parabolic mirror 1 1 3 and reaches the collecting mirror 1 1 4 through the window 1 1 1 in the vacuum chamber 1 1 0.
  • the condensing mirror 1 1 4 collects and reflects the reflected light to the reticle 1 0 2.
  • the EUV light is reflected by the collecting mirror 1 1 4 and illuminates a predetermined portion of the reticle 1 0 2. That is, the parabolic mirror 1 1 3 and the condenser mirror 1 1 4 constitute an illumination system of this exposure apparatus.
  • the reticle 102 has a multilayer film that reflects EUV light and an absorber pattern layer for forming a pattern. EUV light is reflected by reticle 1 0 2 Thus EUV light is patterned. The patterned EUV light reaches the wafer 103 through the image optics system 101.
  • the image optical system 101 in FIG. 2 includes a concave first mirror 1 15 a, a convex second mirror 1 1 5 b, a convex third mirror 1 1 5 c, and a concave fourth mirror 1 1 5 d. It consists of four reflective mirrors. Each mirror 1 1 5 a to 1 1 5 d is provided with a multilayer film that reflects EUV light.
  • EUV light reflected by the reticle 102 is sequentially reflected from the first mirror 1 15 a to the fourth mirror 1 15 d to reduce the pattern of the reticle 102 (for example, 1Z4, 1Z5, 1Z6 reduction ratio).
  • the image optics system 101 is set to be telecentric on the image side (wafer 103 side).
  • the reticle 102 is supported at least in the XY plane by a movable reticle stage 104.
  • the wafer 103 is preferably supported by a wafer stage 105 that is movable in the X, ⁇ , and Z directions.
  • EUV light is irradiated to a predetermined area of the reticle 102 by the illumination system.
  • the reticle 102 and the wafer 103 move at a predetermined speed according to the above reduction ratio with respect to the image optical system 101. In this way, the reticle pattern is exposed to a predetermined exposure range (with respect to the die) on the wafer 103.
  • the wafer 1 0 3 is partitioned so that the gas generated from the resist on the wafer 1 03 does not affect the mirrors 1 1 5 a to 1 1 5 d of the image optical system 1 01.
  • the partition 1 1 6 has an opening 1 1 6 a, and EU V light is irradiated from the mirror 1 1 5 d to the wafer 1 03 through the opening 1 1 6 a.
  • the space inside the partition 1 1 6 is evacuated by a vacuum pump 1 1 7. In this way, gaseous dust generated during exposure is prevented from adhering to the mirror 1 1 5 a to 1 1 5 d or reticle 1 02, and the optical performance is prevented from deteriorating. Yes.
  • FIG. 1 illustrates an example of a wafer chamber for accommodating a wafer and a wafer stage and its exhaust system (corresponding to 1 1 6 and 1 1 7 in FIG. 2).
  • a vacuum chamber for accommodating a reticle and an image optical system and its exhaust system corresponding to 10 6 and 10 7 in FIG. 2). May be.
  • the exposure apparatus in FIG. 1 includes a vacuum chamber 1 1, a turbo pump 1 2, a mechanical pump 1 3, an exhaust duct 1 4, a duct cooler 1 5, and a projection optical system 1 6, wafer 1 7, and wafer stage 1 8.
  • a wafer 17 and a wafer stage 18 are accommodated.
  • An opening for guiding EUV light from the projection optical system 16 to the wafer 17 is formed above the vacuum chamber 11.
  • one end of an exhaust duct 14 is connected to the lower side of the wafer stage 18 in the vacuum chamber 11.
  • the other end of the exhaust duct 4 1 4 is connected to the intake port of the turbo pump 1 2.
  • the exhaust duct 14 is cooled by a duct cooler 15 connected by a liquid cooling pipe 15 a.
  • a roughing mechanical pump 13 is connected in series to the exhaust port of the turbo pump 12. Then, by the drive of the vacuum pump 1 2, 1 3, the interior of the vacuum chamber 1 1 is kept at a high vacuum of about 1 0_ 5 P a.
  • the turbo pump 1 2 is cooled by a pump cooler 1 9 connected by a liquid cooling pipe 1 9 a.
  • the exhaust duct 14 of the first embodiment is bent in an L shape from one end side and communicates with the other end side.
  • Innumerable protrusions are formed on the inner surface of the exhaust duct 14 by roughening treatment such as roughening.
  • the inner surface of the exhaust duct 14 constitutes an antireflection surface that prevents reflection of infrared rays, which will be described later.
  • the height of the projection of the exhaust duct 14 (that is, the surface roughness of the inner surface of the exhaust duct 14) is appropriately set according to the wavelength of infrared rays that prevents reflection.
  • the height of the protrusion on the inner surface of the exhaust duct ⁇ 14 is about several m to several mm.
  • the protrusions may be formed by means such as threading the inner surface of the exhaust duct 14 or by applying silica sand or various ceramic powders to the base material. Good.
  • the turbo pump 1 2 is cooled by the pump cooler 19, but when the turbo pump 1 2 is operated, infrared rays are also generated from the motor built in the tap pump. This infrared ray is emitted to the exhaust duct 14 toward the vacuum chamber 11.
  • the exhaust duct 14 is bent in an L shape as described above, direct infrared radiation from the turbo pump 12 to the vacuum chamber 11 is blocked. Further, the inner surface of the exhaust duct 14 is an antireflection surface on which innumerable protrusions are formed as described above. In other words, as shown in FIG. 3, the infrared rays reflected by the inner surface of the exhaust duct 14 are violently scattered by the uneven surface formed by the protrusions. And the amount of infrared rays reaching the vacuum chamber 11 is remarkably reduced by repetition of reflection and absorption accompanying the scattering. Further, since the exhaust duct 14 is cooled by the duct cooler 15, the exhaust duct 14 does not become a secondary heat source.
  • the amount of infrared light incident on the vacuum chamber 11 from the turbo pump 12 is significantly reduced.
  • the thermal deformation of the wafer 17 due to the infrared rays from the turbo pump 12 is greatly suppressed.
  • FIG. 4 is a view for explaining the main part of the exposure apparatus of the second embodiment.
  • an antireflection film 20 that prevents reflection of infrared rays is formed on the inner surface of the exhaust duct 14.
  • This antireflection film 20 is formed of a known infrared antireflection material.
  • the antireflection film 20 is formed of a thin film material in which gold black, carbon black, or a metal oxide is dispersed in a polymer material.
  • the exhaust duct 14 is cooled by the duct cooler 15 Therefore, the exhaust duct 14 does not become a secondary heat source. Even with the configuration of the second embodiment, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 5 is a view for explaining the main part of the exposure apparatus of the third embodiment.
  • a circulating portion 14 a formed by bending a pipe line around the exhaust duct 14 is formed to form an infrared trap.
  • the exhaust duct 14 is cooled by a duct cooler 15. Even in the configuration of the third embodiment, since the incidence of infrared rays from the turbo pump 12 to the vacuum chamber 11 is blocked, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 6 is a view for explaining the main part of the exposure apparatus of the fourth embodiment.
  • a shielding member 2 1 for shielding infrared rays is disposed in the middle part of the exhaust duct 14.
  • the shielding member 21 is cooled by a cooler 2 2 connected by a liquid cooling pipe 2 2 a.
  • the turbo pump 1 2 is disposed immediately below the wafer stage 18, and the exhaust duct 14 is not formed with a curved portion.
  • FIG. 7 and FIG. 8 show an example of the configuration of the shielding member 21.
  • the shielding member 21 is a plate-like member formed by concentrically arranging a plurality of circumferential shielding blades 21 a having different sizes.
  • the shielding member 21 is set to a size that fits within the inner diameter of the exhaust duct 14.
  • a liquid cooling pipe 2 2 a is arranged in the shielding member 21 through the respective shielding blades 21 a.
  • Each shield blade 21a is formed so that the diameter on one end side is larger than the diameter on the other end side.
  • the angle extending from one end side to the other end side is set to the same angle. Note that one end side and the other end side of adjacent shielding blades 2 1 a are configured to overlap each other when viewed from a direction orthogonal to the shielding member 21 (upper side or lower side in FIG. 8). ing.
  • the configuration of the fourth embodiment can obtain substantially the same effect as that of the first embodiment.
  • the configuration of the shielding member 21 shown in FIGS. 7 and 8 is merely an example, and the arrangement of the shielding blade 21a can be changed as appropriate depending on the design.
  • FIG. 9 shows a modification of the configuration of FIG. 6 in the fourth embodiment.
  • a shielding member 23 is provided at the inlet of the exhaust duct 14 of the vacuum chamber 11.
  • the shielding member 23 in FIG. 9 is also cooled by the cooler 22 as in the case of FIG.
  • the shielding member 23 in FIG. 9 has a size capable of shielding the exhaust duct 14 and is constituted by a plate-like member having no opening.
  • a clearance is provided between the shielding member 23 and the inlet of the exhaust duct 14 to constitute a ventilation portion.
  • the shielding member 21 shown in FIGS. 7 and 8 is used, the shielding member 21 can be attached to the inlet of the exhaust duct 14 without clearance.
  • FIG. 10 is a view for explaining the main part of the exposure apparatus of the fifth embodiment.
  • a shielding structure having a plurality of projecting pieces 24 is formed in the exhaust duct 14.
  • Each protrusion piece 24 is arranged at a different position in the extending direction of the exhaust duct 14 and partially shields the exhaust duct 14.
  • the plurality of projecting pieces 2 4 are combined so as to shield the area not covered by any one of the projecting pieces 24, so that the entire exhaust duct 1 14 is shielded by the entire shielding structure.
  • each projection piece 2 4 shields an area slightly more than half of the exhaust duct ⁇ 14, and a plurality of projection pieces 2 4 are alternately arranged to form a shielding structure.
  • Each protrusion piece 24 is preferably cooled by a duct cooler 15 or the like.
  • a turbo pump was arranged at a position 1 m directly below the wafer stage, and a shielding member was arranged in the exhaust duct. Then, vacuuming was performed by a turbo pump under the condition of 2550 L Zmin. Also, the wafer management target temperature was set to 23 ° C, and the shielding member was cooled to 23 ° C. In this example, even if the wafer was left in the vacuum chamber for 10 minutes, the temperature rise of the wafer was kept at 0.1 ° C. or lower.
  • the temperature of the wafer was measured by evacuation under the same conditions as described above except that no shielding member was provided. In this case, if the wafer was left in the vacuum chamber for 10 minutes, the temperature of the wafer rose significantly to 23.9 ° C.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the overall configuration of the charged particle beam exposure apparatus.
  • the entire exposure apparatus is arranged in a clean room maintained in a predetermined temperature range, and the inside of the apparatus is controlled to be in a predetermined temperature range.
  • An optical column (vacuum chamber) 2 0 1 is disposed on the charged particle beam exposure apparatus 2 0 0.
  • a vacuum pump 20 2 is connected to the optical column 20 1, and the inside of the optical column 2 0 1 is evacuated.
  • An electron gun 2 0 3 is disposed on the upper part of the optical barrel 2 0 1.
  • the electron gun 2 0 3 emits an electron beam downward.
  • a condenser lens 20 4 Under the electron gun 20 3, a condenser lens 20 4, an electron beam deflector 2 0 5, and a mask M are arranged in this order.
  • Electron gun The electron beam emitted from 2 0 3 is converged by the condenser lens 2 0 4. Subsequently, scanning is sequentially performed in the horizontal direction in the drawing by the deflector 205, and each small area of the mask M in the field of view of the optical system is illuminated.
  • the mask M is fixed by re-electrostatic adsorption or the like by a chuck 2 10 provided on the upper part of the mask stage 2 1 1.
  • the mask stage 2 1 1 is placed on the surface plate 2 1 6.
  • the driving device 2 1 2 shown on the left side of the figure is connected to the mask stage 2 1 1.
  • the drive device 2 1 2 is connected to the control device 2 1 5 via a driver 2 1 4.
  • a laser interferometer 2 1 3 is installed on the side of the mask stage 2 1 1 (right side of the figure).
  • the laser interferometer 2 1 3 is connected to the control device 2 1 5.
  • a wafer chamber (vacuum chamber) 2 2 1 is disposed below the surface plate 2 1 6.
  • a vacuum pump 2 2 2 is connected to the side of the wafer chamber 2 2 1 (right side in the figure), and the inside of the wafer chamber 2 2 1 is evacuated.
  • a condenser lens 2 2 4, a deflector 2 2 5, and a wafer W are arranged from the upper side.
  • the electron beam that has passed through the mask M is converged by the condenser lens 2 24.
  • the electron beam that has passed through the condenser lens 2 2 4 is deflected by the deflector 2 2 5.
  • an image of the mask M is formed at a predetermined position on the surface.
  • the wafer W is fixed by electrostatic chucking or the like by a chuck 2 3 0 provided on the upper part of the wafer stage 2 3 1.
  • Wafer stage 2 3 1 is mounted on surface plate 2 3 6.
  • the wafer stage 2 3 1 is connected to a driving device 2 3 2 shown on the left side of the figure.
  • the drive device 2 3 2 is connected to the control device 2 15 via the driver 2 3 4.
  • a laser interferometer 2 3 3 is installed on the side of the wafer stage 2 3 1 (right side in the figure).
  • the laser interferometer 2 3 3 is connected to the control device 2 1 5.
  • control device 2 15 has the mask stage 2 1 1 and the wafer stage 2 3 1, respectively, based on the position information obtained by the laser interferometers 2 1 3 and 2 3 3. Is driven to the target position at the time of exposure by the driving devices 2 1 2 and 2 3 2 corresponding to.
  • the configuration of the above embodiment is applied to the vacuum chamber 20.1 and the vacuum pump 20.2 or the vacuum chamber 2 2 1 and the vacuum pump 2 2 2 can do.
  • the above embodiment is an example of the present invention, and the configurations of the first to fifth embodiments may be arbitrarily combined.
  • the shielding member shown in the fourth embodiment may be arranged and applied in multiple stages.
  • the present invention can naturally be applied to a vacuum chamber other than a wafer chamber in an EUV exposure apparatus or a charged particle beam exposure apparatus. In this case, the thermal deformation of the mask, reticle, and optical element can be suppressed by blocking the infrared rays that enter the vacuum chamber from the vacuum pump.

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Abstract

　露光装置は、チャンバと、ドライポンプと、排気路と、赤外線遮蔽部とを備える。チャンバは、露光装置を構成するコンポーネントを収容する。ドライポンプは、チャンバ内の気体を排気する。排気路は、チャンバとドライポンプとを接続する。赤外線遮蔽部は、チャンバ内の排気路の入口部および排気路内の少なくとも一方に形成され、ドライポンプからチャンバへの赤外線の入射を妨げる。

Description

明 細 書
露光装置
技術分野
[0001 ] 本発明は、 真空環境下で運転される露光装置に関する。
背景技術
[0002] 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、 1〜5 0 n m程度の波長を有する E U V光を使用した E U V露光装置や、 荷電粒子線を使用した荷電粒子線露光装 置が開発されている （なお、 上記の露光装置の一例として特許文献 1を示す
) o
[0003] E U V露光装置や荷電粒子線露光装置は、 投影光学系、 原版ステージ、 感 応基板ステージ等のコンポーネントを具備している。 これらのコンポーネン 卜は、 E U V光や荷電粒子線の空気による吸収を防ぐために真空雰囲気のチ ヤンバの内部に配置されることが一般的である。 そして、 チャンバには真空 引きのためのドライポンプが排気路を介して接続されている。
[0004] また、 上記の露光装置では、 露光時においてウェハ、 レチクルおよび光学 素子などに熱変形が生じると露光精度が低下する。 そのため、 チャンバ内の 各コンポーネン卜については温度管理を非常に高い精度で行う必要がある。 特許文献 1 ：特開 2 0 0 5 _ 2 0 3 7 5 4号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明の発明者は上記露光装置における露光時の諸現象を解析した。 その 結果、 ドライポンプの生じる赤外線が排気路を介してチャンバ内に入射し、 チャンバ内のコンポーネントを加熱することを突き止めた。
[0006] 本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものであって、 その目的は
、 ドライポンプからチャンバへの赤外線の入射を抑制する露光装置を提供す ることにある。 課題を解決するための手段
[0007] 本発明に係る露光装置は、 チャンバと、 ドライポンプと、 排気路と、 赤外 線遮蔽部とを備える。 チャンバは、 露光装置を構成するコンポーネントを収 容する。 ドライポンプは、 チャンバ内の気体を排気する。 排気路は、 チャン バとドライポンプとを接続する。 赤外線遮蔽部は、 チャンバ内の排気路の入 口部および排気路内の少なくとも一方に形成され、 ドライポンプからチャン バへの赤外線の入射を妨げる。
発明の効果
[0008] 本発明の露光装置では、 ドライポンプからチャンバへの赤外線の入射に起 因する露光装置のコンポーネン卜の温度上昇を抑制できる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1 ]第 1実施形態における露光装置の主要部の説明図
[図 2] E U V露光装置の全体構成を示す模式図
[図 3]排気ダク卜の表面状態を拡大して示す模式図
[図 4]第 2実施形態における露光装置の主要部の説明図
[図 5]第 3実施形態における露光装置の主要部の説明図
[図 6]第 4実施形態における露光装置の主要部の説明図
[図 7]遮蔽部材の構成の一例を示す平面図
[図 8]図 7の A _ A断面図
[図 9]図 6の構成の変形例を示す図
[図 10]第 5実施形態における露光装置の主要部の説明図
[図 11 ]荷電粒子線露光装置の全体構成を示す模式図
発明を実施するための最良の形態
[0010] (第 1実施形態の説明）
以下、 第 1実施形態の露光装置の構成を説明する。 まず、 図 2を参照しつ つ本発明の一例に係る E U V露光装置の全体構成を模式化して説明する。
[0011 ] 図 2に示す E U V露光装置 1 0 0は、 露光の照明光として E U V光を用い る。 巳リ 光の波長は0 . 1〜4 0 0 n mの範囲であるが、 この実施形態で は"!〜 5 0 n m程度の波長の E U V光が用いられる。 投影光学系は像光学シ ステム 1 0 1を用いたものである。 ウェハ 1 0 3上に照射されるパターンは 反射型のレチクル 1 0 2により決められる。 ウェハ 1 0 3上にはレチクル 1 0 2によるパターンの縮小像が形成されることとなる。 上記のレチクル 1 0 2はレチクルステージ 1 0 4の下側に静電チャック （不図示） を介して配置 される。 ウェハ 1 0 3はウェハステージ 1 0 5上に配置される。 典型的には 、 露光はステップ■スキャンによりなされる。 露光装置全体は所定の温度範 囲に保たれたクリーンルームに配置されており、 装置内部も所定の温度範囲 となるように制御されている。
[0012] 露光時の照明光に使用される E U V光は大気に対する透過性が低いので、 E U V光が通過する光経路は、 真空ポンプ 1 0 7で真空に保たれた真空チヤ ンバ 1 0 6に囲まれている。 また、 E U V光はレーザプラズマ X線源によつ て生成される。 レーザプラズマ X線源はレーザ源 1 0 8 (励起光源として作 用） とキセノンガス供給装置 1 0 9からなつている。 このレーザプラズマ X 線源は真空チャンバ 1 1 0で取り囲まれており、 レーザプラズマ X線源で生 成された E U V光は真空チャンバ 1 1 0の窓 1 1 1を通過する。
[0013] 放物面ミラー 1 1 3は、 キセノンガス放出部の近傍に配置されている。 放 物面ミラー 1 1 3はプラズマによって生成された E U V光を集光する集光光 学系を構成する。 この放物面ミラー 1 1 3の焦点位置は、 ノズル 1 1 2から のキセノンガスが放出される位置の近傍にくるように調節されている。 E U V光は放物面ミラー 1 1 3の多層膜で反射し、 真空チャンバ 1 1 0内の窓 1 1 1を通じて集光ミラー 1 1 4へと達する。 集光ミラー 1 1 4はレチクル 1 0 2へ巳リ 光を集光、 反射させる。 E U V光は集光ミラー 1 1 4で反射さ れ、 レチクル 1 0 2の所定の部分を照明する。 すなわち、 放物面ミラー 1 1 3と集光ミラー 1 1 4はこの露光装置の照明システムを構成する。
[0014] レチクル 1 0 2は、 E U V光を反射する多層膜とパターンを形成するため の吸収体パターン層を有している。 レチクル 1 0 2で E U V光が反射される ことで E U V光はパターン化される。 パターン化された E U V光は像光学シ ステム 1 01を通じてウェハ 1 03に達する。
[0015] 図 2での像光学システム 1 01は、 凹面第 1ミラー 1 1 5 a、 凸面第 2ミ ラー 1 1 5 b、 凸面第 3ミラー 1 1 5 c、 凹面第 4ミラー 1 1 5 dの 4つの 反射ミラーからなっている。 各々のミラー 1 1 5 a〜 1 1 5 dは EUV光を 反射する多層膜が備えられている。
[0016] レチクル 1 02で反射された EUV光は、 第 1ミラー 1 1 5 aから第 4ミ ラー 1 1 5 dまで順次反射されて、 レチクル 1 02のパターンの縮小像 （例 えば、 1Z4、 1Z5、 1Z6の縮小率） を形成する。 像光学システム 1 0 1は、 像の側 （ウェハ 1 03の側） でテレセントリックになるように設定さ れている。
[0017] レチクル 1 02は可動のレチクルステージ 1 04によって少なくとも X— Y平面内で支持されている。 ウェハ 1 03は、 好ましくは X， Υ, Z方向に 可動のウェハステージ 1 05によって支持されている。 ウェハ 1 03上のダ ィを露光するときには、 照明システムにより EUV光がレチクル 1 02の所 定の領域に照射される。 そして、 レチクル 1 02とウェハ 1 03とは像光学 システム 1 01に対して上記の縮小率に従った所定の速度で動く。 このよう にして、 レチクルパターンはウェハ 1 03上の所定の露光範囲 （ダイに対し て） に露光される。
[0018] 露光の際には、 ウェハ 1 03上のレジストから生じるガスが像光学システ ム 1 01のミラー 1 1 5 a〜 1 1 5 dに影響を与えないように、 ウェハ 1 0 3はパーティション 1 1 6の後ろのウェハチャンバに配置されることが好ま しい。 パーティション 1 1 6は開口 1 1 6 aを有しており、 開口 1 1 6 aを 通じて EU V光がミラー 1 1 5 dからウェハ 1 03へと照射される。 パーテ イシヨン 1 1 6内の空間は真空ポンプ 1 1 7により真空排気されている。 こ のようにして、 露光時に生じるガス状のゴミがミラー 1 1 5 a〜 1 1 5 dあ るいはレチクル 1 02に付着するのを防ぎ、 これらの光学性能が悪化するこ とを防止している。 [0019] 図 1に戻って、 第 1実施形態の露光装置での主要部を説明する。 説明の便 宜上、 図 1ではウェハおよびウェハステージを収容するウェハチャンバとそ の排気系 （図 2では 1 1 6および 1 1 7に対応する） の例を説明する。 勿論 、 第 1実施形態の構成を、 例えば、 レチクルおよび像光学システムを収容す る真空チャンバとその排気系 （図 2では 1 0 6および 1 0 7に対応する） な どのその他の箇所に適用してもよい。
[0020] 図 1での露光装置は、 真空チャンバ 1 1と、 ターボポンプ 1 2と、 メカ二 カルポンプ 1 3と、 排気ダク卜 1 4と、 ダク卜用冷却器 1 5と、 投影光学系 1 6と、 ウェハ 1 7と、 ウェハステージ 1 8とを有する。
[0021 ] 真空チャンバ 1 1内にはウェハ 1 7およびウェハステージ 1 8が収容され ている。 真空チャンバ 1 1の上方には投影光学系 1 6からウェハ 1 7に E U V光を導く開口が形成されている。 また、 真空チャンバ 1 1においてウェハ ステージ 1 8の下方には排気ダク卜 1 4の一端が接続されている。 排気ダク 卜 1 4の他端はターボポンプ 1 2の吸気口に接続されている。 さらに、 排気 ダク卜 1 4は、 液冷配管 1 5 aで接続されたダク卜用冷却器 1 5によって冷 却されている。
[0022] 一方、 ターボポンプ 1 2の排気口には、 あら引き用のメカニカルポンプ 1 3が直列に接続されている。 そして、 これらの真空ポンプ 1 2、 1 3の駆動 によって、 真空チャンバ 1 1の内部は 1 0_5 P a程度の高真空に保たれる。 な お、 ターボポンプ 1 2は、 液冷配管 1 9 aで接続されたポンプ用冷却器 1 9 によって冷却される。
[0023] ここで、 第 1実施形態の排気ダク卜 1 4は、 一端側から L字状に屈曲して 他端側に連絡している。 また、 排気ダク卜 1 4の内面には、 目荒らしなどの 粗面化処理によって無数の突起が形成されている。 そのため、 排気ダクト 1 4の内面は、 後述の赤外線の反射を妨げる反射防止面を構成している。 この 排気ダク卜 1 4の突起の高さ （すなわち、 排気ダク卜 1 4の内面の表面粗さ ) は、 反射を防止する赤外線の波長に応じて適宜設定される。 一例として、 第 1実施形態では、 排気ダク卜 1 4の内面の突起高さが数 m〜数 mm程度 となるように設定される。 なお、 排気ダク卜 1 4の内面にネジ切り等の表面 加工を施したり、 けい砂や各種セラミック粉などを基材に混入して塗布する などの手段によって上記の突起を形成するようにしてもよい。
[0024] 以下、 第 1実施形態の露光装置の作用を説明する。 ターボポンプ 1 2はポ ンプ用冷却器 1 9によって冷却されるが、 ターボポンプ 1 2の動作時にはタ ーポポンプに内蔵されたモータからも赤外線が発生する。 この赤外線は真空 チャンバ 1 1に向けて排気ダク卜 1 4に放射されることとなる。
[0025] しかし、 上記のように排気ダク卜 1 4は L字状に屈曲しているため、 ター ポポンプ 1 2から真空チャンバ 1 1への赤外線の直射は遮られる。 また、 排 気ダク卜 1 4の内面は、 上記のように無数の突起が形成された反射防止面と なっている。 すなわち、 図 3に示すように、 排気ダク卜 1 4の内面で反射す る赤外線は、 突起のなす凹凸面で激しく散乱する。 そして、 この散乱に伴う 反射と吸収との繰り返しで真空チャンバ 1 1に到達する赤外線量は著しく低 減することとなる。 さらに、 排気ダク卜 1 4はダク卜用冷却器 1 5によって 冷却されるため、 排気ダク卜 1 4が二次熱源となることもない。
[0026] 以上のように、 第 1実施形態の構成によれば、 ターボポンプ 1 2から真空 チャンバ 1 1に入射する赤外線量が著しく低減する。 その結果、 ターボボン プ 1 2からの赤外線に起因するウェハ 1 7の熱変形が大幅に抑制されること となる。
[0027] (第 2実施形態の説明）
図 4は第 2実施形態の露光装置での主要部を説明する図である。 ここで、 以下の実施形態での露光装置の構成要素について、 図 1に示す第 1実施形態 の構成と共通のものについては同一符号を付して重複説明を省略する。
[0028] この第 2実施形態では、 排気ダク卜 1 4の内面に赤外線の反射を防止する 反射防止膜 2 0が形成されている。 この反射防止膜 2 0は公知の赤外線反射 防止材で形成される。 一例として、 反射防止膜 2 0は、 ゴールドブラック、 カーボンブラックまたは金属酸化物を高分子材料に分散させた薄膜材料など で形成される。 また、 排気ダク卜 1 4はダク卜用冷却器 1 5によって冷却さ れるため、 排気ダク卜 1 4が二次熱源となることはない。 この第 2実施形態 の構成によっても、 第 1実施形態の場合とほぼ同様の効果を得ることができ る。
[0029] (第 3実施形態の説明）
図 5は第 3実施形態の露光装置での主要部を説明する図である。 この第 3 実施形態では、 排気ダク卜 1 4の中間に管路を曲げて周回させた周回部 1 4 aを形成し、 赤外線のトラップを形成している。 また、 排気ダク卜 1 4はダ ク卜用冷却器 1 5によって冷却されている。 この第 3実施形態の構成でも、 ターボポンプ 1 2から真空チャンバ 1 1への赤外線の入射が遮られるため、 第 1実施形態の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
[0030] (第 4実施形態の説明）
図 6は第 4実施形態の露光装置での主要部を説明する図である。 第 4実施 形態では、 排気ダク卜 1 4の中間部に赤外線を遮蔽するための遮蔽部材 2 1 が配置されている。 この遮蔽部材 2 1は液冷配管 2 2 aで接続された冷却器 2 2によって冷却される。 なお、 図 6の例ではウェハステージ 1 8の直下に ターボポンプ 1 2を配置し、 排気ダク卜 1 4には曲部を形成していない。
[0031 ] 図 7および図 8に遮蔽部材 2 1の構成の一例を示す。 遮蔽部材 2 1は、 大 きさが異なる複数の円周形の遮蔽羽根 2 1 aを同心円状に配置して形成され た板状部材である。 この遮蔽部材 2 1は排気ダク卜 1 4の内径に収まる大き さに設定されている。 また、 遮蔽部材 2 1には各々の遮蔽羽根 2 1 aを貫い て液冷配管 2 2 aが配置されている。
[0032] また、 各々の遮蔽羽根 2 1 aは一端側の径が他端側の径よりも拡がるよう に形成されている。 各々の遮蔽羽根 2 1 aにおいて一端側から他端側へ拡が る角度はいずれも同じ角度に設定されている。 なお、 遮蔽部材 2 1と直交す る方向 （図 8の上側または下側） から見て、 それぞれ隣接する遮蔽羽根 2 1 aの一端側と他端側とは互いに重なリ合うように構成されている。
[0033] すなわち、 遮蔽部材 2 1の組立状態では、 ルーバー状に配置された複数の 遮蔽羽根 2 1 aによって赤外線の通過が遮られる。 一方、 遮蔽羽根 2 1 aの 間にはスリッ卜状の通気部が形成されて、 排気ダク卜 1 4を流れる気体は遮 蔽部材 2 1を通過することができる。 また、 遮蔽部材 2 1は冷却器 2 2によ つて冷却されるので、 遮蔽部材 2 1が二次熱源となることもない。 したがつ て、 第 4実施形態の構成でも第 1実施形態の場合とほぼ同様の効果を得るこ とができる。 なお、 図 7、 図 8に示した遮蔽部材 2 1の構成はあくまで一例 であって、 遮蔽羽根 2 1 aの配置などは設計により適宜変更することができ る。
[0034] 第 4実施形態において図 6の構成の変形例を図 9に示す。 図 9では遮蔽部 材 2 3を真空チャンバ 1 1の排気ダクト 1 4の入口に設けている。 図 9の遮 蔽部材 2 3も図 6の場合と同様に冷却器 2 2で冷却されている。 また、 図 9 での遮蔽部材 2 3は、 排気ダク卜 1 4を遮蔽できる大きさで、 開口のない板 状部材で構成されている。 そして、 図 9の場合には、 遮蔽部材 2 3と排気ダ ク卜 1 4の入口との間にクリアランスを設けて通気部を構成している。 勿論 、 図 9の場合にも上記の図 7、 図 8に示す遮蔽部材 2 1を使用すれば、 排気 ダク卜 1 4の入口に遮蔽部材 2 1をクリアランスなしに取り付けることがで さる。
[0035] (第 5実施形態の説明）
図 1 0は第 5実施形態の露光装置での主要部を説明する図である。 第 5実 施形態では、 排気ダク卜 1 4内に複数の突起片 2 4を有する遮蔽構造が形成 されている。 各々の突起片 2 4は排気ダク卜 1 4の延長方向の、 異なる位置 に配置されており、 それぞれ排気ダク卜 1 4を部分的に遮蔽している。 そし て、 複数の突起片 2 4は、 いずれかの突起片 2 4が遮蔽していない領域を遮 蔽するように組み合わせられており、 遮蔽構造全体で排気ダク卜 1 4の全体 を遮蔽するように設定されている。 図 1 0の例では、 各突起片 2 4が排気ダ ク卜 1 4の半分強の領域を遮蔽し、 複数の突起片 2 4を交互に嚙み合うよう に配置して遮蔽構造を構成している。 なお、 各々の突起片 2 4は、 ダク卜用 冷却器 1 5などで冷却することが好ましい。
[0036] また、 各突起片 2 4の間にはクリアランスが確保され、 突起片 2 4が排気 ダク卜 1 4を完全に遮蔽していないので排気ダク卜 1 4の通気は確保されて いる。 かかる第 5実施形態の構成でも第 1実施形態の場合とほぼ同様の効果 を得ることができる。
[0037] (実施例および比較例の説明）
ここで、 図 6に示した第 4実施形態の構成の露光装置の実施例を説明する 。 実施例では、 E U V露光装置においてウェハステージの直下 1 mの位置に ターボポンプを配置するとともに、 排気ダク卜内には遮蔽部材を配置した。 そして、 ターボポンプによって 2 5 0 L Zm i nの条件で真空引きを行った 。 また、 ウェハの管理目標温度は 2 3 °Cに設定し、 遮蔽部材は 2 3 °Cに冷却 した。 この実施例において、 真空チャンバ内に 1 0分間ウェハを放置しても 、 ウェハの温度上昇は 0 . 1 °C以下に保たれた。
[0038] 一方、 上記実施例の比較例として、 遮蔽部材を有しない点を除いて上記と 同様の条件で真空引きを行ってウェハの温度を測定した。 この場合には、 真 空チャンバ内に 1 0分間ウェハを放置すると、 ウェハの温度が 2 3 . 9 °Cま で大きく上昇した。
[0039] (実施形態の補足事項）
( 1 ) 上記実施形態は E U V露光装置の例を説明したが、 本発明は荷電粒 子線露光装置にも適用することができる。 ここで、 本発明を荷電粒子線露光 装置に適用した場合の構成を模式的に説明する。
[0040] 図 1 1は、 荷電粒子線露光装置の全体構成を模式的に示す図である。 露光 装置全体は所定の温度範囲に保たれたクリーンルームに配置されており、 装 置内部も所定の温度範囲となるように制御されている。 荷電粒子線露光装置 2 0 0の上部には、 光学鏡筒 （真空チャンバ） 2 0 1が配置されている。 光 学鏡筒 2 0 1には真空ポンプ 2 0 2が接続されており、 光学鏡筒 2 0 1内を 真空排気している。
[0041 ] 光学鏡筒 2 0 1の上部には電子銃 2 0 3が配置されている。 電子銃 2 0 3 は下方に向けて電子線を放射する。 電子銃 2 0 3の下方には、 順にコンデン サレンズ 2 0 4、 電子線偏向器 2 0 5、 マスク Mが配置されている。 電子銃 2 0 3から放射された電子線は、 コンデンサレンズ 2 0 4によって収束され る。 続いて、 偏向器 2 0 5により図の横方向に順次走査されて、 光学系の視 野内にあるマスク Mの各小領域の照明が行われる。
[0042] マスク Mは、 マスクステージ 2 1 1の上部に設けられたチャック 2 1 0に よリ静電吸着等で固定されている。 マスクステージ 2 1 1は定盤 2 1 6に載 置されている。
[0043] マスクステージ 2 1 1には、 図の左側に示す駆動装置 2 1 2が接続されて いる。 駆動装置 2 1 2は、 ドライバ 2 1 4を介して制御装置 2 1 5に接続さ れている。 また、 マスクステージ 2 1 1の側方 （図の右側） にはレーザ干渉 計 2 1 3が設置されている。 レーザ干渉計 2 1 3は制御装置 2 1 5に接続さ れている。
[0044] 定盤 2 1 6の下側には、 ウェハチャンバ （真空チャンバ） 2 2 1が配置さ れている。 ウェハチャンバ 2 2 1の側方 （図の右側） には、 真空ポンプ 2 2 2が接続されており、 ウェハチャンバ 2 2 1内を真空排気している。 ウェハ チャンバ 2 2 1内には、 上側からコンデンサレンズ 2 2 4、 偏向器 2 2 5、 ウェハ Wが配置されている。
[0045] マスク Mを通過した電子線は、 コンデンサレンズ 2 2 4により収束される 。 コンデンサレンズ 2 2 4を通過した電子線は、 偏向器 2 2 5により偏向さ れる。 これにより、 ゥ Iハ W上の所定の位置にマスク Mの像が結像される。
[0046] ウェハ Wは、 ウェハステージ 2 3 1の上部に設けられたチャック 2 3 0に よリ静電吸着等で固定されている。 ウェハステージ 2 3 1は、 定盤 2 3 6に 載置されている。 ウェハステージ 2 3 1には、 図の左側に示す駆動装置 2 3 2が接続されている。 駆動装置 2 3 2は、 ドライバ 2 3 4を介して、 制御装 置 2 1 5に接続されている。 また、 ウェハステージ 2 3 1の側方 （図の右側 ) にはレーザ干渉計 2 3 3が設置されている。 レーザ干渉計 2 3 3は、 制御 装置 2 1 5に接続されている。
[0047] そして、 制御装置 2 1 5は、 レーザー干渉計 2 1 3、 2 3 3で得た位置情 報に基づいて、 マスクステージ 2 1 1およびウェハステージ 2 3 1を、 各々 に対応する駆動装置 2 1 2、 2 3 2で露光時の目標位置に駆動する。
[0048] 上記の荷電粒子線露光装置においても、 真空チャンバ 2 0 1および真空ポ ンプ 2 0 2の部分または真空チャンバ 2 2 1および真空ポンプ 2 2 2の部分 に、 上記実施形態の構成を適用することができる。
[0049] ( 2 ) 上記実施形態は本発明の一例であって、 第 1実施形態から第 5実施 形態の各構成を任意に組み合わせて実施してもよい。 例えば、 第 4実施形態 に示す遮蔽部材を多段に配置して適用してもよい。 また、 上述したように、 本発明は E U V露光装置や荷電粒子線露光装置において、 ウェハチャンバ以 外の真空チャンバにも当然に応用できる。 この場合には、 真空ポンプから真 空チャンバに入射する赤外線を妨げることで、 マスク、 レチクルや光学素子 の熱変形を抑制できる。
[0050] なお、 本発明は、 その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく、 他の様々な形で実施することができる。 そのため、 上述した実施形態は、 あ らゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。 本発明は、 特 許請求の範囲によって示されるものであって、 本発明は明細書本文にはなん ら拘束されない。 さらに、 特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は 、 全て本発明の範囲内である。

Claims

請求の範囲
[1 ] 露光装置を構成するコンポーネントを収容するチャンバと、
前記チャンバ内の気体を排気するドライポンプと、
前記チャンバと前記ドライポンプとを接続する排気路と、
前記チャンバ内の前記排気路の入口部および前記排気路内の少なくとも一 方に形成され、 前記ドライポンプから前記チャンバへの赤外線の入射を妨げ る赤外線遮蔽部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
[2] 請求項 1に記載の露光装置において、
前記赤外線遮蔽部は、 複数の突起片によリ前記排気路を通気可能に遮蔽す る遮蔽構造を有することを特徴とする露光装置。
[3] 請求項 1に記載の露光装置において、
前記赤外線遮蔽部は、 前記気体を通過させる通気部が形成されるとともに 、 前記排気路を遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする露光装置。
[4] 請求項 3に記載の露光装置において、
前記遮蔽部材を冷却する冷却器をさらに備えることを特徴とする露光装置
[5] 請求項 1から請求項 4に記載の露光装置において、
前記赤外線遮蔽部として、 前記ドライポンプから前記赤外線の直射を遮る 曲部を前記排気路に形成したことを特徴とする露光装置。
[6] 請求項 1から請求項 5のいずれか 1項に記載の露光装置において、
前記赤外線遮蔽部として、 前記赤外線を散乱させる複数の突起を前記排気 路の内面に形成したことを特徴とする露光装置。
[7] 請求項 6に記載の露光装置において、
前記突起が粗面化処理で形成されることを特徴とする露光装置。
[8] 請求項 1から請求項 5のいずれか 1項に記載の露光装置において、
前記赤外線遮蔽部として、 前記赤外線の反射防止膜を前記排気路の内面に 形成したことを特徴とする露光装置。
[9] 請求項 1から請求項 5のいずれか 1項に記載の露光装置において、 前記赤外線遮蔽部は、 前記排気路を冷却する冷却器を有することを特徴と する露光装置。
[10] 請求項 1から請求項 9のいずれか 1項に記載の露光装置において、
前記露光装置が E U V露光装置であることを特徴とする露光装置。
[11 ] 請求項 1から請求項 9のいずれか 1項に記載の露光装置において、
前記露光装置が荷電粒子線露光装置であることを特徴とする露光装置。
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