JP2010129687A - 真空装置、光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部が真空雰囲気となるチャンバ15に接続される真空装置において、該チャンバ15内又は該チャンバ15内に連通する連通部36内を減圧するターボ分子ポンプ34と、該ターボ分子ポンプ34の近傍に配置され、該ターボ分子ポンプ34から該チャンバ15内へ放射される熱輻射を低減する輻射熱吸収機構46と、該輻射熱吸収機構46の温度を予め設定された温度となるように調整する制御装置と、を備える。
【選択図】図3
Description
本発明の第1の実施態様である真空装置は、内部が真空雰囲気となるチャンバ(15,28)に接続される真空装置(27,70)において、前記チャンバ(15,28)内又は前記チャンバ(15,28)内に連通する連通部(36,69,90)内を減圧する真空ポンプ(35,66)と、前記真空ポンプ(35,66)の近傍に配置され、前記真空ポンプ(35,66)から前記チャンバ(15,28)内に放射される熱輻射を低減する第1の受熱部(46,71,82,92,93)と、該第1の受熱部(46,71,82,92,93)の温度を予め設定された温度となるように調整する第1の温度調整部(79)と、を備えたことを要旨とする。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
以下、本発明を具体化した第1の実施形態について図1〜図7に基づき説明する。
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、光源装置12から射出される波長が100nm程度以下の軟X線領域である極端紫外光、即ちEUV(Extreme Ultraviolet)光を露光光ELとして用いるEUV露光装置であって、フロア13上に支持台14を介して設置されるチャンバ15を備えている。チャンバ15内は、真空雰囲気に設定されており、その真空度は、チャンバ15内でEUV光を用いて露光処理を行うために適切な高真空となっている。
本実施形態の光源装置12は、波長が「5〜50nm(例えば13.5nm)」となるEUV光を露光光ELとしてチャンバ15内に射出するレーザ励起型プラズマ光源装置により構成されている。具体的には、図2に示すように、光源装置12は、内部が真空雰囲気に設定されたチャンバ28を備えており、チャンバ28内には、プラズマPLを発生させるプラズマ発生部29と、プラズマPLから放射させる露光光ELを集光させるための筒状の集光ミラー30とが収容されている。プラズマ発生部29は、EUV光発生物質(ターゲット)としての高密度のキセノン(Xe)ガスを高速で噴出するノズル31と、半導体レーザ励起を利用したYAGレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザ32とを備えている。そして、高出力レーザ32から射出されたレーザ光がノズル31から射出されるキセノンガスを照射することによりプラズマPLが生成され、該プラズマPLからはEUV光が露光光ELとして放出される。そして、放出された露光光ELは、集光ミラー30の入射側(−Y方向側であって、図2では左側)の開口から集光ミラー30内に入射する。なお、高出力レーザ32は、例えば、CO2レーザであってもよい。
図3に示すように、真空装置27は、チャンバ15を支持する支持台14の+Y方向側(図2では右側)に隣接する支持台33上に配置された真空ポンプとしてのターボ分子ポンプ34を備えている。そして、ターボ分子ポンプ34は、ターボ分子ポンプ34で発生する振動を減衰させる減衰機構としての振動減衰部35を介して内部が中空の連通部36に連結されている。連通部36は、振動減衰部35との連結部位である−Z方向側の端部から鉛直上方に延びるとともに、その途中位置にてチャンバ15側となる−Y方向側に向けてほぼ直角に屈曲した略L字状の筒体をなすように構成され、チャンバ15の側壁(図2では右側壁)に開口形成された排気口37を覆うようにチャンバ15に接続される。
図7に示すように、露光装置11における装置全体の駆動状態を制御する制御装置79は、CPU80などを備えたコントローラと、各装置を駆動させるための駆動回路(図示略)とを主体として構成されている。制御装置79の入力側インターフェース(図示略)には、連通部36,69内に設けられた温度センサ58,63,64,76,77,78がそれぞれ接続されており、温度センサ58,63,64,76,77,78からの入力信号を受信するようになっている。一方、制御装置の出力側インターフェース(図示略)には、輻射熱吸収機構46,71を冷却するための冷却装置55,81、及びヒートシンク59,72を冷却するための冷却装置60,73がそれぞれ接続されている。そして、制御装置79は、温度センサ58,63,64,76,77,78からの入力信号に基づき、冷却装置55,60,73,81から供給される冷媒の温度を個別に制御するようになっている。
さて、露光装置11において、ターボ分子ポンプ34によりチャンバ15内を高効率に吸引するには、チャンバ15内とターボ分子ポンプ34とを連結する連通部36を、十分な流路面積を維持しつつ短縮することで、連通部36内を流動する空気の流路抵抗を低減する必要がある。しかしながら、そのような場合、チャンバ15の排気口37とターボ分子ポンプ34とが連通部36内を介して直線上に結ばれる位置に配置されることで、ターボ分子ポンプ34から直線状に放射された輻射熱が、排気口37を介してチャンバ15内の部材に到達して、それらの部材が加熱されてその動作に悪影響を及ぼす虞があった。特に、チャンバ15内のミラー22,25が加熱された場合には、その光学特性に影響を及ぼすため、回避することが望まれていた。
(1)本実施形態では、制御装置79は、ターボ分子ポンプ34,66から放射された輻射熱を吸収する輻射熱吸収機構46,71が、チャンバ15,28内の部材との間で、チャンバ15,28内の部材の動作に悪影響を及ぼさない程度の輻射熱を授受し得る温度差となるように、冷却装置55,81から輻射熱吸収機構46,71に供給される冷媒の温度を制御する。そのため、輻射熱吸収機構46,71は、チャンバ15内の部材との間で、排気口37,68を介して輻射熱が授受されることはほとんどなく、ターボ分子ポンプ34,66の駆動に伴って、チャンバ15,28内の部材が温度変化を生じることが抑制される。
次に、本発明の第2の実施形態を図8及び図9に従って説明する。なお、第2の実施形態は、ターボ分子ポンプから放射された輻射熱を吸収する輻射熱吸収機構の構成が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(10)本実施形態では、輻射熱吸収機構82の円弧部84は、その円弧面が、連通部36内において、ターボ分子ポンプ34と排気口37とを結んだ直線上となる位置に配置されている。そのため、輻射熱吸収機構82と連通部36との間には、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、排気口37を介して連通部36内を流動する空気流が通過する間隙88が形成されている。したがって、空気流が連通部36内を通過する際の流路抵抗が更に低減されることで、連通部36内に輻射熱吸収機構46を配置することに伴って、ターボ分子ポンプ34が連通部36を介してチャンバ15内に作用させる吸引力が低下することを抑制できる。
次に、本発明の第3の実施形態を図10及び図11に従って説明する。なお、第3の実施形態は、ターボ分子ポンプとチャンバとを連通する連通部の構成、及び、ターボ分子ポンプから放射された輻射熱を吸収する輻射熱吸収機構の構成が第1の実施形態及び第2の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態及び第2の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態及び第2の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(11)本実施形態では、各管部材95,98は、ターボ分子ポンプ34側から見た場合に、連通部90内において、該連通部90の延びる方向と直交する断面全域に均等に分散された網目状をなすように交差して配置されている。そのため、ターボ分子ポンプ34から放射された輻射熱を高効率に吸収することができる。
・上記第3の実施形態において、輻射熱吸収機構92,93は、振動減衰部35内に配置してもよい。この場合、振動減衰部35がチャンバ15とターボ分子ポンプ34とを接続する連通部として機能することになり、実施形態での連通部90を省略することができる。なお、この場合、輻射熱吸収機構92,93は、ターボ分子ポンプ34の駆動時に、チャンバ15内から排気口91を介して流動する空気流の流路抵抗を低減するために、振動減衰部35の伸縮方向の十分に離間した位置に配置することが望ましい。
・上記各実施形態において、真空装置27,89は、チャンバ15内において、ウエハWの近傍位置、レチクルRの近傍位置、照明光学系16の筐体20の近傍位置に接続する構成としてもよい。
・上記各実施形態において、真空ポンプは、チャンバの排気口と対向する位置に配置される構成としてもよい。
・上記各実施形態において、複数の輻射熱吸収部材47,83は、環状の多層構造となるよう配置されてもよく、多角状の多層構造又は格子状構造となるように配置されてもよい。
・上記各実施形態において、光源装置12は、例えばArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)、EB光等の短波長の光を出力可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を出力可能な光源であってもよい。
・上記各実施形態において、露光装置11は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、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などで使用されるレチクルまた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などへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置11は、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。また、露光装置11は、縮小露光型の露光装置に限定されるものではなく、例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置であってもよい。
ステップS111(酸化ステップ)おいては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板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。
Claims (18)
- 内部が真空雰囲気となるチャンバに接続される真空装置において、
前記チャンバ内又は前記チャンバ内に連通する連通部内を減圧する真空ポンプと、
前記真空ポンプの近傍に配置され、前記真空ポンプから前記チャンバ内へ放射される熱輻射を低減する第1の受熱部と、
前記第1の受熱部の温度を予め設定された温度となるように調整する第1の温度調整部と、を備えたことを特徴とする真空装置。 - 請求項1に記載の真空装置において、
前記第1の受熱部の温度を検出する第1の温度センサを備え、
前記第1の温度調整部は、前記第1の温度センサの検出結果に基づき、前記第1の受熱部の温度を調整することを特徴とする真空装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の真空装置において、
前記連通部内における前記真空ポンプと対向する位置であって且つ前記第1の受熱部よりも前記真空ポンプから遠い位置に配置されて前記熱輻射を低減する第2の受熱部を備えることを特徴とする真空装置。 - 請求項3に記載の真空装置において、
前記第2の受熱部の温度を調整する第2の温度調整部を備えたことを特徴とする真空装置。 - 請求項4に記載の真空装置において、
前記第2の受熱部の温度を検出する第2の温度センサを備え、
前記第2の温度調整部は、前記第2の温度センサの検出結果に基づき、前記第2の受熱部の温度を調整することを特徴とする真空装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の真空装置において、
前記連通部内の温度を検出する第3の温度センサを備え、
前記第1の温度調整部及び前記第2の温度調整部の少なくとも一方は、前記第3の温度センサの検出結果に基づき、前記第1の受熱部及び前記第2の受熱部のうち各々が対応する受熱部の温度を調整することを特徴とする真空装置。 - 請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の真空装置において、
前記第1の受熱部には、前記真空ポンプの駆動に伴い前記連通部内に流入した気体が前記真空ポンプ側に向けて流動する流動部が形成されていることを特徴とする真空装置。 - 請求項7に記載の真空装置において、
前記流動部は、前記連通部内において前記真空ポンプ側に向けて延びるように形成されており、
前記第1の受熱部は、前記連通部内において前記流動部が延びる方向と交差する方向に間隙を介して隣り合うように配置された複数の受熱部材を含んで構成されていることを特徴とする真空装置。 - 請求項8に記載の真空装置において、
前記受熱部材には、熱媒体が流動する管路を内部に有した管部材が接続されていることを特徴とする真空装置。 - 請求項8又は9に記載の真空装置において、
前記複数の受熱部材は、多層構造となるようにそれぞれ配置されていることを特徴とする真空装置。 - 請求項7に記載の真空装置において、
前記流動部は、前記連通部内において前記真空ポンプ側に向けて延びるように形成されており、
前記第1の受熱部は、前記連通部内において前記流動部が延びる方向と交差する面全域に分散するように蛇行した形状であって且つ熱媒体が流動する管路を内部に有した管部材により構成されていることを特徴とする真空装置。 - 請求項1〜請求項11のうち何れか一項に記載の真空装置において、
前記真空ポンプの駆動に伴って生じる振動を減衰させる減衰機構を備えたことを特徴とする真空装置。 - 請求項1〜請求項12のうち何れか一項に記載の真空装置において、
前記真空ポンプは、ターボ分子ポンプであることを特徴とする真空装置。 - 請求項1〜請求項12のうち何れか一項に記載の真空装置において、
前記真空ポンプは、クライオポンプであることを特徴とする真空装置。 - プラズマを生成し、該プラズマから放射される光を供給する光源装置であって、
請求項1〜請求項14のうち何れか一項に記載の真空装置を備えたことを特徴とする光源装置。 - 請求項15に記載の光源装置と、
該光源装置から出力される前記光で第1面を照明可能な照明光学系と、
所定のパターンの像を前記第1面とは異なる第2面上に投影可能な投影光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置。 - 請求項1〜請求項14のうち何れか一項に記載の真空装置と、
プラズマを生成し、該プラズマから放射される光を供給する光源装置と、
前記光源装置から出力される光で第1面を照明可能な照明光学系と、
所定のパターンの像を前記第1面とは異なる第2面上に投影可能な投影光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置。 - デバイスの製造方法において、
請求項16又は請求項17に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記露光された基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
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