JP2009289913A - 露光装置とその製造方法及び露光装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光装置構成体の搬送に伴う生産性の低下を抑制する。
【解決手段】露光装置構成体１と、露光装置構成体の少なくとも一部を収容する所定空間１５を形成する収容体６とを有する。収容体は、収容体本体７に対して分離可能、且つ露光装置構成体と一体化可能に設けられた分離体１６を備える。分離体と露光装置構成体とを一体的に案内して搬送可能とする案内装置７０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置とその製造方法及び露光装置のメンテナンス方法に関するものである。

半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を、投影光学系を介して基板としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。従来は、投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式（一括露光型）の投影露光装置（ステッパー）が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを、投影光学系（光学部材）に対して同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の投影露光装置（走査型露光装置）も注目されている。

上記の如く従来の露光装置では、ウエハステージ等の駆動部と投影光学系とが同一の構造体に固定されていたため、ステージの駆動反力により生じる振動が構造体に伝達し、更に投影光学系にも振動が伝達していた。そして、全ての機械構造物は所定の周波数の振動に対して機械共振するため、このような振動がその構造体に伝達すると、構造体の変形や共振現象が引き起こされ、転写パターン像の位置ずれやコントラストの低下が生じるという不都合があった。

そこで、特許文献１には、投影光学系を支持する支持部材と、柔構造を有する支持部材を介して投影光学系をフレームに吊り下げ支持する連結部材とを備えることにより、比較的簡単な機構で投影光学系に伝わる振動を抑える技術が開示されている。
国際公開第０６／０３８９５２号パンフレット

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
メンテナンス処理を行うために、レチクルステージやウエハステージ等の露光装置構成体を露光装置から取り外す場合、これらのステージはいずれも大きな重量を有しているため、多大な手間と時間を要し、生産性の低下を招きかねない。
特に、縮小系の投影光学系を用いる場合、レチクルステージはウエハステージと比較して、縮小倍率に応じた数倍の移動ストロークを有することから、数トンもの重量を有し、メンテナンス処理に要する手間と時間は膨大なものとなってしまう。
さらに、上記露光装置では、露光装置構成体はチャンバ（収容体）に収容されているため、予めチャンバを取り外して搬出する必要があり、やはり露光装置構成体の取り外しに伴う作業量の増加を招いてしまう。
上記の問題は、メンテナンス処理を実行するときに限られず、露光装置を組立・製造する際にも同様に生じる。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、露光装置構成体の搬送に伴う生産性の低下を抑制できる露光装置とその製造方法及び露光装置のメンテナンス方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置は、露光装置構成体（１）と、露光装置構成体の少なくとも一部を収容する所定空間（１５）を形成する収容体（６）とを有する露光装置であって、収容体は、収容体本体（７）に対して分離可能、且つ露光装置構成体と一体化可能に設けられた分離体（１６）を備え、分離体と露光装置構成体とを一体的に案内して搬送可能とする案内装置（７０）を備えるものである。

また、本発明の露光装置の製造方法は、露光装置構成体（１）と、露光装置構成体の少なくとも一部を収容する所定空間（１５）を形成する収容体（６）とを有する露光装置の製造方法であって、収容体に、収容体本体（７）に対して分離可能、且つ露光装置構成体と一体化可能に分離体（１６）を設け、分離体と露光装置構成体とを一体的に案内して搬送して設置する工程を有するものである。

さらに、本発明の露光装置のメンテナンス方法は、露光装置構成体（１）と、露光装置構成体の少なくとも一部を収容する所定空間（１５）を形成する収容体（６）とを有する露光装置（ＥＸ）のメンテナンス方法であって、収容体に、収容体本体（７）に対して分離可能、且つ露光装置構成体と一体化可能に分離体（１６）を設け、分離体と露光装置構成体とを一体的に案内して搬出する工程を有するものである。

従って、本発明の露光装置およびその製造方法並びに露光装置のメンテナンス方法では、露光装置構成体（１）を搬送する際には、収容体本体（７）に対して分離させた分離体（１６）と露光装置構成体とを一体化し、これら一体化された分離体と露光装置構成体とを案内装置（７０）により案内して搬送することが可能となる。そのため、本発明では、ステージ等、大きな重量を有する露光装置構成体であっても、予め収容体の一部を取り外して搬出することなく、容易に搬送することができ、搬送に伴う生産性及び組立性の低下を抑制することができる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。

本発明では、露光装置構成体の搬送に伴う生産性の低下を抑制することができる。

以下、本発明の露光装置とその製造方法及び露光装置のメンテナンス方法の実施の形態を、図１ないし図８を参照して説明する。
本実施形態では、マスクのパターンを基板に露光装置において、マスクの温度を調整する場合の例を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態においては、露光装置ＥＸが、極端紫外（ＥＵＶ：Extreme Ultra-Violet）光で基板Ｐを露光するＥＵＶ露光装置である場合を例にして説明する。極端紫外光は、例えば波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の電磁波である。以下の説明において、極端紫外光を適宜、ＥＵＶ光、と称する。一例として、本実施形態では、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして用いる。

まず、本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略について説明する。
図１において、露光装置ＥＸは、パターンが形成された平板状部材としてのマスクＭを保持しながら移動可能なマスクステージ（ステージ装置）１と、基板Ｐを保持しながら移動可能な基板ステージ２と、露光光ＥＬを発生する光源装置３と、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置４とを備えている。基板Ｐは、半導体ウエハ等の基材の表面に感光材（レジスト）等の膜が形成されたものを含む。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。

マスクＭは、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を有する反射型マスクである。露光装置ＥＸは、多層膜でパターンが形成されたマスクＭの表面（反射面）を照明光（ＥＵＶ光）で照明し、そのマスクＭで反射した露光光ＥＬによって感光性を有する基板Ｐを露光する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光及び露光光ＥＬが進行する第１空間５を所定状態の環境に設定可能なチャンバ装置（収容体）６を備えている。チャンバ装置６は、主として、露光光ＥＬが進行する第１空間５を形成する第１空間形成部材（収容体本体）７と、第１空間５の環境を調整する第１調整装置８と、第１空間形成部材と分離可能に設けられ、主として、第１空間形成部材７の外面との間で、マスクステージ１を収容する第２空間１５を形成する第２空間形成部材（分離体）１６と、第２空間１５の環境を調整する第２調整装置１７とを備えている。

本実施形態において、第１調整装置８は、真空システムを含み、第１空間５を真空状態に調整する。制御装置４は、第１調整装置８を用いて、照明光及び露光光ＥＬが進行する第１空間５をほぼ真空状態に調整する。真空状態の一例として、本実施形態においては、第１空間５の圧力は、１×１０^−４〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。なお、この第１空間５で設定される圧力の値を、適宜、第１の圧力値として説明する。

第２空間１５は、マスクステージ１の少なくとも一部（例えば、後述する第１ステージ１３等）を収容する。本実施形態において、第１空間５及び第２空間１５の外側は、大気空間であり、その圧力は、大気圧である。第２調整装置１７は、第２空間１５を、第１空間５の圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に調整する。一例として、本実施形態においては、第２空間１５の圧力は、１×１０^−１〔Ｐａ〕程度の減圧雰囲気に調整される。なお、この第２の空間で設定される圧力の値を、適宜、第２の圧力値として説明する。

第１空間形成部材７は、上方側（＋Ｚ側）に向けて開口しており、開口端にはフランジ部７ａが形成されている。フランジ部７ａには、図２（ａ）に示すように、雌ネジ部７ｂが複数箇所に亘って形成されている。

第２空間形成部材１６は、上記フランジ部７ａに載置して設けられる載置部１６ａと、両端の載置部１６ａ間に跨り、中央部が膨出して設けられたドーム部１６ｄ、マスクステージ１をガイドするガイド部材１８とを有している。載置部１６ａは、中央部が開口して第１空間５と連通する開口部１６ｂを有している。載置部１６ａの開口部１６ｂの近傍には、ガイド部材１８との間に所定量の隙間をあけて＋Ｚ側に突出する支持部１６ｃが設けられている。また、載置部１６ａの外周部には、図２に示すように、フランジ部７ａに形成された雌ネジ部７ｂと対向する位置に、雌ネジ部７ｂよりも大径の雌ネジ部１６ｆが形成されている。雌ネジ部１６ｆは、雌ネジ部７ｂに螺着する締結ネジＢＴのヘッド部Ｈよりも小径で、且つネジ部よりも大径に形成されている。この締結ネジＢＴが雌ネジ部１６ｆに挿通され、雌ネジ部７ｂに螺着することにより、載置部１６ａとフランジ部７ａ（すなわち第２空間形成部材１６と第１空間形成部材７）とは、解除自在に一体的に締結固定される。

図１に戻り、露光装置ＥＸには、第２空間形成部材１６とマスクステージ（露光装置構成体）１とを一体的に案内して搬送可能とする案内装置７０が露光装置ＥＸのＹ方向両側に設けられている。

案内装置７０は、案内レール７１、ローラ体（走行部）７２、連結部材７３、上述した支持部１６ｃで構成されている。案内レール７１は、第１空間形成部材７のＹ軸方向両側に配設され、図４に示すように、Ｘ軸方向に延在する円柱体で形成されている。ローラ体７２は、Ｙ軸周りに回転して案内レール７１の外周面上を転動して走行するものであり、案内レール７１のＺ方向両側にそれぞれ設けられている。

連結部材７３は、断面視Ｌ字形状に形成されており、一端側でローラ体７２を回転自在に支持し、他端側で第２空間形成部材１６の側面に、可動部材７４を介して連結されている。可動部材７４は、第２空間形成部材１６に固定されており、図１に示す常態（第１空間形成部材７と第２空間形成部材１６とが連結されている状態）では、連結部材７３に対して＋Ｚ方向に所定量相対移動自在に連結されている。連結部材７３と可動部材７４との相対移動量としては、後述するように、支持部１６ｃが常態からガイド部材１８に当接して、図３に示すように、ガイド部材１８が第２支持部材２７から所定距離、離間するまでの値に設定されている。
図４に示すように、これらローラ体７２、連結部材７３、可動部材７４（図４では不図示）は、組をなしてＸ方向に間隔をあけて設けられている。

光源装置３から射出された照明光は、第１空間５を進行する。本実施形態においては、第１空間５に、照明光学系ＩＬの少なくとも一部、及び投影光学系ＰＬが配置される。光源装置３から射出された照明光は、第１空間５に配置されている照明光学系ＩＬを通ってマスクＭを照明する。そして、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとなって投影光学系ＰＬを通る。また、本実施形態においては、第１空間５に基板ステージ２が配置される。
なお、本実施の形態での説明では、光源装置３からマスクＭを照明するまでのＥＵＶ光を照明光、マスクＭで反射して基板Ｐに投影されるまでのＥＵＶ光を露光光ＥＬとして説明するが、説明の都合上名称を使い分けたものであり、両者を露光光ＥＬとして扱ってもよい。

マスクステージ１は、マスクＭを保持しつつ、このマスク１を移動させるように構成されており、ガイド部材１８により形成される第１開口９を覆うように配置される。マスクステージ１は、ガイド部材１８に設けられた第１面１１と対向する第２面１２を有し、この第２面１２は第１面１１にガイドされつつ第１開口９との間で相対運動が可能である。ガイド部材１８は、マスクステージ１の移動をガイドする。マスクステージ１は、ガイド部材１８の第１面１１にガイドされつつ、第１開口９に対して移動する。

本実施形態において、ガイド部材の第１面１１とマスクステージ１の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成される。このとき、第１面１１と第２面１２との間に所定のギャップＧ１が形成される。ギャップＧ１は、所定量（例えば０．１〜１μｍ程度）に調整されており、ギャップＧ１を介して第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。本実施形態においては、第１開口９がマスクステージ１によって覆われ、前述のように、第１面１１と第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されることによって、第１空間５は、ほぼ密閉された状態となる。これにより、チャンバ装置６は、第１空間５を所定状態（真空状態）に制御することができる。

マスクステージ１は、第１開口９を介して、マスクＭが第１空間５に配置されるように、そのマスクＭを保持する。本実施形態においては、マスクステージ１は、第１空間５の＋Ｚ側に配置され、マスクＭの反射面が−Ｚ側（第１空間５側）を向くように、マスクＭを保持する。また、本実施形態においては、マスクステージ１は、マスクＭの反射面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。照明光学系ＩＬから射出された照明光は、マスクステージ１に保持されているマスクＭの反射面に照射される。

本実施形態において、マスクステージ１は、第１開口９より大きく、第２面１２が形成された第１ステージ１３と、第１開口９より小さく、マスクＭを保持しながら第１ステージ１３に対して移動可能な第２ステージ１４とを含む。第１ステージ１３は、第１開口９を覆うように配置され、その第１ステージ１３の第２面１２とガイド部材１８の第１面１１との間にガスシール機構１０が形成される。第１ステージ１３は、第１面１１にガイドされつつ、第１開口９に対して移動可能である。第２ステージ１４は、第１ステージ１３の−Ｚ側（第１空間５側）に配置されている。第２ステージ１４に保持されたマスクＭは、第１開口９を介して第１空間５に配置される。第２ステージ１４は、マスクＭを保持した状態で、第１ステージ１３に対して移動可能である。

以上のような構成により、マスクステージ１の少なくとも一部は第２空間１５に配置され、マスクステージ１に保持されたマスクＭは、第１空間５に配置される。

露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、マスクＭの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域を投影光学系ＰＬの投影領域に対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板Ｐのショット領域のＹ軸方向への移動と同期して、照明光学系ＩＬの照明領域に対してマスクＭのパターン形成領域をＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明し、そのマスクＭからの露光光ＥＬを基板Ｐに照射して、その基板Ｐを露光する。

マスクステージ１の第１ステージ１３は、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光中に、マスクＭのパターン形成領域全体が照明光学系ＩＬの照明領域を通過するように、Ｙ軸方向（走査方向）に、比較的大きなストロークを有している。第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第１ステージ１３に支持されている第２ステージ１４も、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。したがって、第１ステージ１３がＹ軸方向に移動することによって、第２ステージ１４に保持されているマスクＭも、第１ステージ１３とともにＹ軸方向に移動する。第２ステージ１４は、第１ステージ１３に対して、微かに移動可能であり、第１ステージ１３のストロークよりも小さなストロークで移動するようになっている。また、第２ステージ１４が第１ステージ１３に対してＸ方向にも小さなストロークで移動できるようにしてもよい。

また、第１空間形成部材７の第１面１１と第１ステージ１３の第２面１２との間にガスシール機構１０が形成されており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。また、本実施形態においては、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１を調整するギャップ調整機構が設けられており、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動している状態においても、第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は所定量に維持される。
これにより、第１空間形成部材７に対して第１ステージ１３を移動した場合においても、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制される。

チャンバ装置６は、第１空間形成部材７と第１調整装置８の他に、ガイド部材１８と載置部１６ａとを接続するベローズ部材２０を有する。ベローズ部材２０は、ガイド部材１８の下面１８Ｂと載置部１６ａの上面１６ｅとを接続するように配置されている。また、べローズ部材２０は、可撓性を有し、弾性変形可能である。本実施形態において、ベローズ部材２０はステンレス製である。ステンレスは、脱ガス（アウトガス）が少ない。そのため、ベローズ部材２０が第１空間５に与える影響を抑制することができる。なお、ベローズ部材２０を用いたのは一例であり、脱ガス等の影響が少なければ、ステンレス以外の材料を用いることも可能である。

本実施形態においては、第１空間形成部材７、載置部１６ａ、ベローズ部材２０、ガイド部材１８、及びマスクステージ１によって、ほぼ密閉された第１空間５が形成される。同様に、本実施形態においては、第２空間形成部材１６のドーム部１６ｄ、載置部１６ａ、ベローズ部材２０、ガイド部材１８、及びマスクステージ１によって、ほぼ密閉された第２空間１５が形成される。

露光装置ＥＸは、ベース部材２１と、ベース部材２１上に第１防振システム２２を介して支持された第１支持部材２３とを備えている。第１空間形成部材７は、第１支持部材２３に支持されている。また、ベース部材２１上には、第１フレーム部材２４が配置されている。第１フレーム部材２４は、支柱部２５と、支柱部２５の上端に接続された支持部２６とを含む。支持部２６上には、ガイド部材１８の下面を支持する第２支持部材２７が接続されており、ガイド部材１８は第２支持部材２７を介して第１フレーム部材２４に支持されている。第１空間形成部材７と第２支持部材２７とは、互いが離れた位置に配されており、互いが直接接触し合わないようになっている。また、第１空間形成部材７と第１フレーム部材２４とは、互いに離れて配されており、互いが直接し合わないようになっている。第１空間形成部材７と第１フレーム部材２４との間には、ベローズ部材等の可撓性（弾性）を有するシール機構が配置される。

光源装置３は、例えばキセノン（Ｘｅ）等のターゲット材料にレーザー光を照射して、そのターゲット材料をプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させるレーザ生成プラズマ光源装置、所謂ＬＰＰ（Laser Produced Plasma）方式の光源装置である。なお、光源装置３としては、所定ガス中で放電を発生させて、その所定ガスをプラズマ化し、ＥＵＶ光を発生させる放電生成プラズマ光源装置、所謂ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式の光源装置であってもよい。光源装置３で発生したＥＵＶ光（照明光）は、波長選択フィルタ（不図示）を介して、照明光学系ＩＬに入射する。ここで、波長選択フィルタは、光源装置３が供給する光から、所定波長（たとえば１３．４ｎｍ）のＥＵＶ光だけを選択的に透過させ、他の波長の光の透過を遮る特性を有する。波長選択フィルタを透過したＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬを介して、転写すべきパターンが形成された反射型のマスク（レチクル）Ｍを照明する。

照明光学系ＩＬは、光源装置３からの露光光ＥＬでマスクＭを照明する。照明光学系ＩＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明光学系ＩＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。

マスクステージ１の第１ステージ１３は、第２ステージ１４を介してマスクＭを保持した状態で、不図示の駆動機構によりＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。マスクステージ１の第２ステージ１４は、マスクＭ保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

図１に戻り、投影光学系ＰＬは、複数の光学素子を含み、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬの光学素子は、ＥＵＶ光を反射可能な多層膜を備えた多層膜反射鏡を含む。光学素子の多層膜は、例えばＭｏ／Ｓｉ多層膜を含む。

投影光学系ＰＬの複数の光学素子は、鏡筒２８に保持されている。鏡筒２８は、フランジ２９を有する。フランジ２９には、第２フレーム部材３０の下端が接続されている。第２フレーム部材３０の上端は、第２防振システム３１を介して、第１フレーム部材２４の支持部２６と接続されている。これら第２フレーム部材３０及び第２防振システム３１は、柔構造を有する支持部材３２として、周方向に等間隔で例えば３ヶ所に配置され、鏡筒２８（投影光学系ＰＬ）を上方から吊り下げ支持する。なお、支持部材３２が鏡筒２８（投影光学系ＰＬ）に対して配置される位置は、３ヶ所で等間隔にする必要はない。例えば、鏡等２８（投影光学系ＰＬ）の重心位置に基づいて、実質的にこの重心位置で鏡等２８を支持できるように、前記３ヶ所の配置を決めてもよい。
本実施形態では支持部材３２としては、ワイヤが使用されているが、その代わりにチェーンや上下端にフレキシャ構造が形成されたロッド等を使用することもできる。また、支持部材３２と支持部２６との間には、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ方向の振動を軽減するための第２防振システム３１（防振部）が設けられている。支持部２６、支持部材３２、及び第２防振システム３１を含んで、投影光学系ＰＬを吊り下げ支持する吊り下げ支持部材が構成されている。

基板ステージ２は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。また、本実施形態においては、基板ステージ２は、基板Ｐの表面が＋Ｚ方向を向くように、基板Ｐを保持する。投影光学系ＰＬから射出された露光光ＥＬは、基板ステージ２に保持されている基板Ｐに照射される。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つ方向に移動可能である。本実施形態においては、基板ステージ２（基板Ｐ）の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（不図示）、及び基板Ｐの表面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出システム（不図示）が設けられており、制御装置４は、レーザ干渉計の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置を制御する。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。
第１空間５が、第１調整装置８によって、真空状態（第１の圧力値）に調整される。また、第２空間１５が、第２調整装置１７によって、第１空間５の圧力とほぼ同じか、または第１空間５の圧力より高く、かつ大気圧よりも低い圧力（第２の圧力値）に調整される。あるいは、第２空間１５が第１空間５よりも低い圧力に設定されるようにしてもよい。第１面１１と第２面１２とのギャップＧ１は、ギャップ調整機構３５によって所定量に調整されており、第１面１１と第２面１２との間に形成されたガスシール機構１０によって、第１空間５の内側にガスが流入することが抑制されている。これにより、第１空間５の真空状態、環境が維持される。

マスクＭがマスクステージ１に保持されるとともに、基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、制御装置４は、基板Ｐの露光処理を開始する。マスクＭを照明光で照明するために、制御装置４は、光源装置３の発光動作を開始する。

光源装置３の発光動作により光源装置３から射出されたＥＵＶ光は、照明光学系ＩＬに入射する。照明光学系ＩＬに入射したＥＵＶ光は、その照明光学系ＩＬを進行した後、第１開口９に供給される。第１開口９に供給されたＥＵＶ光は、照明光として、第１開口９を介してマスクステージ１に保持されているマスクＭに入射する。つまり、マスクステージ１に保持されているマスクＭは、光源装置３より射出され、照明光学系ＩＬを介した照明光（ＥＵＶ光）で照明される。マスクＭの反射面に照射され、その反射面で反射した照明光は、マスクＭのパターンの像の情報を含む露光光ＥＬとして第１空間５に配置されている投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬに入射した露光光ＥＬは、その投影光学系ＰＬを進行した後、基板ステージ２に保持されている基板Ｐに照射される。

制御装置４は、マスクＭのＹ軸方向への移動と同期して、基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭを露光光ＥＬで照明する。これにより、基板Ｐは露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。

続いて、上記の露光装置ＥＸにおいて、露光装置ＥＸのメンテナンス時を例に、マスクステージ１を取り外して搬出する手順について、図４乃至図６を参照して説明する。
まず、マスクステージ１の搬送に用いる搬送工具８０について説明する。

図４に示すように、搬送工具８０は、走行装置８１と、当該走行装置８１に対して昇降部８２を昇降させる昇降装置８３と、昇降部８２に設けられた案内レール（第２案内レール）８４とを有している。案内レール８４は、露光装置ＥＸの案内レール７１と同じ直径の円柱体に形成され、且つ案内レール７１、７１の配置間隔と同じ距離、隔てて対で配置されている。

そして、マスクステージ１を搬出するに際しては、まず第１調整装置８による第１空間５の減圧状態の解除、及び第２調整装置１７による第２空間１５の減圧状態の解除を行った後に、図２（ａ）に示した締結ネジＢＴを取り外して締結固定を解除して、載置部１６ａとフランジ部７ａ（すなわち第２空間形成部材１６と第１空間形成部材７）を分離可能としておく。

次に、図２（ｂ）に示すように、締結ネジＢＴよりも大径で雌ネジ部１６ｆと螺合する締結ネジＢＴ’を締結方向に回転して雌ネジ部１６ｆに螺入させる。そして、締結ネジＢＴ’の先端がフランジ部７ａに当接し、さらに締結方向への回転が進むと、載置部１６ａがネジ部のピッチと締結ネジＢＴ’の回転量に応じて、ドーム部１６ｄとともに＋Ｚ側に移動する（上昇する）。

これにより、図３に示すように、載置部１６ａの支持部１６ｃがガイド部材１８の−Ｚ側の面に当接し、さらに載置部１６ａの移動が進むことにより、支持部１６ｃに支持されたガイド部材１８が載置部１６ａ、ドーム部１６ｄ（すなわち第２空間形成部材１６）及びマスクステージ１とともに第２支持部材２７（第１フレーム部材２４）から一体的に離間して分離される。また、このとき、可動部材７４は、連結部材７３に対して載置部１６ａがドーム部１６ｄを伴って移動する量、相対移動するため、案内レール７１とローラ体７２との間に、過度な荷重が加わることが回避される。

このように、マスクステージ１と第２空間形成部材１６とが一体的となって第１空間形成部材７と分離されると、図４に示すように、搬送工具８０を搬送して露光装置ＥＸの＋Ｘ側に設置する。そして、昇降装置８３により昇降部８２を上昇させて案内レール８４を、案内装置７０の案内レール７１と、Ｚ方向及びＹ方向について同じ位置となるように位置決めする。これにより、案内レール７１、８４は、Ｘ方向に一体的に延びる円柱体を形成する。
なお、上述したマスクステージ１と第２空間形成部材１６とを第１空間形成部材７に対して分離させる動作と、搬送工具８０を露光装置ＥＸの側部に設置する動作とは逆であってもよい。

そして、一体化されたマスクステージ１と第２空間形成部材１６とを＋Ｘ方向に移動させる。このとき、ローラ体７２が案内レール７１の外周面上を転動するため、マスクステージ１及び第２空間形成部材１６は、案内レール７１に案内されて円滑に＋Ｘ方向に移動して搬送される。マスクステージ１及び第２空間形成部材１６の＋Ｘ方向への搬送が進むと、図５に示すように、走行方向前方側のローラ体７２が案内レール７１から案内レール８４に乗り移る。さらに＋Ｘ方向への搬送が進むと、図６に示すように、走行方向後方側のローラ体７２も案内レール７１から案内レール８４に乗り移ることにより、マスクステージ１及び第２空間形成部材１６は、搬送工具８０に移載される。

この後、搬送工具８０を搬送して、メンテナンス処理位置まで搬送することにより、例えばマスクステージ１に対するメンテナンス処理を実行することができる。なお、マスクステージ１及び第２空間形成部材１６の搬送時には、昇降装置８３により昇降部８２を下降させた状態で搬送してもよい。この場合、マスクステージ１及び第２空間形成部材１６の重心位置を低くすることができ、より安定した搬送動作を実現することができる。

なお、メンテナンス処理後にマスクステージ１及び第２空間形成部材１６を露光装置ＥＸに搬入する際や、露光装置ＥＸの製造に際してマスクステージ１及び第２空間形成部材１６を露光装置ＥＸに組み込む際には、上記と逆の手順を行えばよい。
すなわち、まず搬送工具８０の案内レール８４を、露光装置ＥＸの案内レール７１に搬送方向に接続し、次に案内レール８４上に載置したマスクステージ１及び第２空間形成部材１６を、案内レール８４から案内レール７１にローラ体７２を転動させて走行させることにより、搬送工具８０から露光装置ＥＸに搬送する。そして、第２空間形成部材１６を第１空間形成部材７に締結固定することにより、マスクステージ１及び第２空間形成部材１６を露光装置ＥＸに組み込むことができる。

以上説明したように、本実施の形態では、案内装置７０に案内されてマスクステージ１及び第２空間形成部材１６を一体的に搬送できるため、重量が大きいマスクステージ１を取り扱う場合でも、メンテナンス処理や、露光装置ＥＸの組立・製造時にも容易に搬送することが可能であり、搬送に伴う生産性及び組立性の低下を抑制することができる。特に、本実施形態では、マスクステージ１及び第２空間形成部材１６を水平方向に搬送するため、少ない力で搬送することが可能になり、また搬送時における安全性も高めることができる。

また、上記実施形態では、搬送時にマスクステージ１（ガイド部材１８）を支持する支持部１６ｃが常態である露光処理中には、マスクステージ１と離間しているため、第２空間形成部材１６を介してマスクステージ１に振動や熱が伝わり、露光精度に悪影響を及ぼすことが防止できる。
さらに、本実施形態では、上記案内装置７０が露光装置ＥＸの両側に設けられているため、マスクステージ１及び第２空間形成部材１６をより安定して搬送することが可能になる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、露光装置構成体としてマスクステージ１を例示したが、これに限定されるものではなく、他の露光装置構成体、例えば基板ステージ２や、投影光学系ＰＬ、光源装置３、照明光学系ＩＬさらには、これらの露光装置構成体の複数を空間形成部材（チャンバ）の一部と一体的に搬送する構成としてもよい。

なお、上記各実施形態の基板（物体）としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置としては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを一括露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明はウエハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

露光装置の種類としては、ウエハＷに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

また、本発明が適用される露光装置の光源には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）等のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、上記実施形態では、反射屈折型の投影光学系を例示したが、これに限定されるものではなく、投影光学系の光軸（レチクル中心）と投影領域の中心とが異なる位置に設定される屈折型の投影光学系にも適用可能である。

また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置に適用したが、液浸露光装置については、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

また、本発明は、基板ステージ（ウエハステージ）が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウエハステージに適用してもよい。

また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図７は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図８は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、ＷＯ９９／３４２５５号、ＷＯ９９／５０７１２号、ＷＯ９９／６６３７０号、特開平１１−１９４４７９号、特開２０００−１２４５３号、特開２０００−２９２０２号等に開示されている。

本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。 フランジ部と載置部との締結部を示す部分拡大図である。 第１空間形成部材と第２空間形成部材とを分離する過程を示す図である。 マスクステージ及び第２空間形成部材を搬送する手順を示す図である。 マスクステージ及び第２空間形成部材を搬送する手順を示す図である。 マスクステージ及び第２空間形成部材を搬送する手順を示す図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。 図７におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。

符号の説明

ＥＸ…露光装置、 Ｐ…基板、 １…マスクステージ（露光装置構成体）、 ６…チャンバ装置（収容体）、 ７…第１空間形成部材（収容体本体）、 １５…第２空間（所定空間）、 １６…第２空間形成部材（分離体）、 ７０…案内装置、 ７１…案内レール、 １６ｃ…支持部、 ７２…ローラ体（走行部）、 ８０…搬送工具、 ８３…昇降装置、 ８４…案内レール（第２案内レール）

Claims (14)

1. 露光装置構成体と、該露光装置構成体の少なくとも一部を収容する所定空間を形成する収容体とを有する露光装置であって、
   前記収容体は、収容体本体に対して分離可能、且つ前記露光装置構成体と一体化可能に設けられた分離体を備え、
   前記分離体と前記露光装置構成体とを一体的に案内して搬送可能とする案内装置を備える露光装置。
2. 前記案内装置は、前記分離体と前記露光装置構成体とを略水平方向に案内する請求項１記載の露光装置。
3. 前記案内装置は、略水平方向に延在して設けられた案内レールと、前記分離体に設けられ搬送時に前記露光装置構成体を支持する支持部と、前記分離体に設けられ前記案内レールに沿って走行する走行部とを有する請求項２記載の露光装置。
4. 前記支持部は、前記分離体が上方に移動したときに該露光装置構成体を下方から支持し、
   前記分離体は、前記収容体本体に対して上方に移動したときに分離される請求項３記載の露光装置。
5. 前記案内装置は、前記分離体及び露光装置構成体の搬送方向と略直交する方向の両側に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 前記露光装置構成体は、パターンを有するマスクを保持するマスクステージである請求項１から５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 露光装置構成体と、該露光装置構成体の少なくとも一部を収容する所定空間を形成する収容体とを有する露光装置の製造方法であって、
   前記収容体に、収容体本体に対して分離可能、且つ前記露光装置構成体と一体化可能に分離体を設け、
   前記分離体と前記露光装置構成体とを一体的に案内して搬送して設置する工程を有する露光装置の製造方法。
8. 前記分離体と前記露光装置構成体とを略水平方向に案内して搬送する請求項７記載の露光装置の製造方法。
9. 前記露光装置は、略水平方向に延在して設けられた案内レールと、前記分離体に設けられ搬送時に前記露光装置構成体を支持する支持部と、前記分離体に設けられ前記案内レールに沿って走行する走行部とを有し、
   前記支持部で前記露光装置構成体を支持する前記分離体を、前記案内レールに沿って前記走行部を走行させて、前記分離体と前記露光装置構成体とを搬送する請求項８記載の露光装置の製造方法。
10. 前記案内レールと搬送方向に接続され、前記走行部が走行する第２案内レールと、該第２案内レールを昇降させる昇降装置とを有する搬送工具を配設し、
    前記第２案内レールを昇降させて前記案内レールと前記搬送方向に接続する工程と、
    前記走行部を前記第２案内レールから前記案内レールに走行させて、前記分離体と前記露光装置構成体とを前記搬送工具から前記露光装置に搬送する工程とを有する請求項９記載の露光装置の製造方法。
11. 露光装置構成体と、該露光装置構成体の少なくとも一部を収容する所定空間を形成する収容体とを有する露光装置のメンテナンス方法であって、
    前記収容体に、収容体本体に対して分離可能、且つ前記露光装置構成体と一体化可能に分離体を設け、
    前記分離体と前記露光装置構成体とを一体的に案内して搬出する工程を有する露光装置のメンテナンス方法。
12. 前記分離体と前記露光装置構成体とを略水平方向に案内して搬出する請求項１１記載の露光装置のメンテナンス方法。
13. 前記露光装置は、略水平方向に延在して設けられた案内レールと、前記分離体に設けられ搬送時に前記露光装置構成体を支持する支持部と、前記分離体に設けられ前記案内レールに沿って走行する走行部とを有し、
    前記支持部で前記露光装置構成体を支持する前記分離体を、前記案内レールに沿って前記走行部を走行させて、前記分離体と前記露光装置構成体とを搬出する請求項１２記載の露光装置のメンテナンス方法。
14. 前記案内レールと搬送方向に接続され、前記走行部が走行する第２案内レールと、該第２案内レールを昇降させる昇降装置とを有する搬送工具を配設し、
    前記第２案内レールを昇降させて前記案内レールと前記搬送方向に接続する工程と、
    前記走行部を前記案内レールから前記第２案内レールに走行させて、前記分離体と前記露光装置構成体とを前記露光装置から前記搬送工具に搬送する工程とを有する請求項１３記載の露光装置のメンテナンス方法。

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