JPH0574214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シンクロトロン放射光を用いて露光
を行なう露光装置の雰囲気制御に関する。

〔従来の技術〕

近年、半導体は微細化の一途を辿つており、又
それと同時に生産に対する高効率化が求められて
いる。これらの傾向に即した露光装置に対する要
求は、まず位置決め分解能が高いこと、次いでそ
の位置決めを高速に行なえること、更に露光時間
を短くすることである。

これらの要求に対し、シンクロトロン放射光を
用いた露光技術は、プラズマＸ線源等ポイントソ
ースのＸ線源による露光と比較して光源の輝度が
高いために、露光時間の短縮が期待される。

従つてシンクロトロン放射光を露光光源とする
露光装置では、後者の要求は充分満たされ得ると
して、前２者の要求を満たすことのできる装置構
成の開発・検討が行なわれている。

その結果、特開平１−243797号では、これらの
要求を満たすことのできる装置構成の１つとし
て、第３図に示される様なウエハステージの位置
決め構成の提案が行なれている。同号に示された
位置決め構成は、Ｘ軸ガイド２１、Ｘ軸移動体兼
Ｙ軸ガイド２２、Ｙ軸移動体、即ち粗動ステージ
２３とを有しており、エアー供給源２５からのエ
アー供給によつてこれらの間に静圧型の気体軸受
けが形成され、これらの構成によつて大まかな位
置決めが行なれることになる。これらの構成の他
に微動ステージ２４を有しており、大まかな位置
決めの後に高精度な位置決めが行なわれる。

第４図ａは前図におけるＸ軸ガイド２１とＸ軸
移動体兼Ｙ軸ガイド２２の部分の係合関係を示す
側断面図、又同図ｂは同じくＸ軸移動体兼Ｙ軸ガ
イド２２と粗動ステージ２３の部分の係合関係を
示す平断面図である。これらの各構成には前記エ
アー供給源２５からＸ軸用、共通用及びＹ軸用
に、静圧型気体軸受けの作動流体の管路２６，２
７，２８が延びており、そのうちＸ軸用の管路２
６とＹ軸用の管路２８の途中にはバルブ２６ａ，
２８ａが取付けられている。

マスクに対するウエハステージの位置決めはこ
れらの構成によつて次の様になされる。

１ まず、各管路２６，２７，２８にエアー供給
源２５からエアーを流し、Ｘ軸ガイド２１周面
に対するＸ軸移動体兼Ｙ軸ガイド２２の非接触
面積及び粗動ステージ２３周面に対するＸ軸移
動体兼Ｙ軸ガイド２２の非接触面積を共に大き
くすることで、Ｘ軸ガイド２１に沿つてＸ軸方
向にＸ軸移動体兼Ｙ軸ガイド２２を、又該Ｘ軸
移動体兼Ｙ軸ガイド２２に沿つてＹ軸方向に粗
動ステージ２３を自由に移動できるようにす
る。そして、Ｘ軸移動体兼Ｙ軸ガイド２２と粗
動ステージ２３を動かして、ある許容範囲内に
大まかな位置決めを行なう。

２ 次にこれらに対しその両側から供給していた
エアーのうち、片側からの供給を停止し、上記
可動部分を一方向からＸ軸ガイド２１、Ｙ軸ガ
イド２２に押し付ける。

３ 更に、高分解能の位置決めを行なうことがで
きる微動ステージ２４を動かす。

以上の様なシーケンスを取るうち、２）及び
３）の動作の時に、バルブ２６ａ，２８ａによつ
てＸ軸用管路２６とＹ軸用管路２８へのエアーの
供給を止め、ガイド２１，２２に沿つて動く移動
体２２，２３を一方向からこれらのガイド２１，
２２へ押し付けるようにしており、これによりシ
ンクロトロン放射光を用いて露光を行なうとき
に、必要な位置決め精度を得ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

シンクロトロン放射光は0.5nmから1.5nm程度
のＸ線において輝度が高く、この様な波長域のＸ
線を専ら使用する64Mや256MのDRAMのパター
ン露光では、非常に有効な露光光源となるが、こ
の波長域では空気がＸ線を吸収してしまうため、
折角の高輝度なＸ線が減衰されてしまうという問
題を生じていた。

この様な問題の一解決手段としては、放射光取
出し側にある露光用位置め機構全体をＸ線の減衰
作用の小さいHe雰囲気を満たしたチヤンバ内に
入れて露光を行なうことが考えられる。しかし、
前記露光用位置決め機構は閉じたチヤンバ内に在
り、且つ位置決め機構用に用いられる静圧型気体
軸受けには圧力気体が供給されているので、その
ままではチヤンバ内の圧力が上がつてしまうこと
や、この位置決め構成では可動部が動作している
時とガイド平面に押し付けられている時とで作動
流体の供給量が異なるため、チヤンバ内の圧力が
一定にならないことがあり、これらの圧力変動に
よつてレーザ干渉計周りの雰囲気が揺らぎステー
ジ位置決め精度が劣化したり、放射光減衰量に変
動が生じ、定時間露光では必要な露光量が得られ
ないこともある。更に前記静圧型気体軸受けに用
いられる作動流体にエアーが使用された場合、或
いはエアーで汚されたHeガスが供給された場合、
エアーがそのままチヤンバ内に放出されることに
なつて、このチヤンバ内の雰囲気によつてたちま
ち必要な露光量が得られなくなり、このシステム
は使い物にならなくなる。

本発明は以上の様な問題を解決するためなされ
たもので、チヤンバ内の圧力変動が低く抑えら
れ、且つ放射光減衰もほとんどない露光装置を提
供せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本発明は、シンクロトロン放射光を
露光光源とする露光装置において、ビームライン
端部に付設された放射光透過窓よりビーム取出し
側を包囲し、内部に露光用位置決め機構が設置さ
れたチヤンバと、該チヤンバ内に所定の高純度ガ
ス雰囲気を満たし、且つその内部雰囲気の圧力調
整を行なう雰囲気制御装置とを有すると共に、前
記チヤンバ内の位置決め機構用に用いられる静圧
型気体軸受けの作動流体として前記チヤンバ内雰
囲気と同種の高純度ガスを使用するこを基本的特
徴としている。

又上記作動流体として雰囲気制御装置による圧
力調整でチヤンバ外部に排出された雰囲気ガスを
再循環使用することもできる。

更に前記雰囲気制御装置によつてチヤンバ内に
雰囲気ガスを供給するに際し、高純度の該雰囲気
ガスをチヤンバ内の放射光光路に向けて供給する
ようにしても良い。

〔作用〕

上記雰囲気制御装置により、チヤンバ内に所定
の高純度ガス（例えばHeガスの様なＸ線減衰作
用の少ないガス）が満たされ、且つ前記静圧型気
体軸受けの作動流体としてチヤンバ内雰囲気と同
種の高純度ガスを使用しているため、エアー等の
混入がなく、Ｘ線減衰率を低くすることができる
と共に、静圧型気体軸受けの作動によるチヤンバ
内雰囲気圧変動も、雰囲気制御装置による圧力調
整で極めて低く抑えることが可能である。

又、上述の様に静圧型気体軸受けの作動流体と
して雰囲気制御装置による圧力調整でチヤンバ外
部に排出された雰囲気ガスを再循環使用すれば、
チヤンバ内雰囲気として使用されるガスにHeガ
ス等のような高価なガスを使用する場合でもその
ランニングコストを低くすることができる。

更に、雰囲気制御装置による雰囲気ガス供給先
を放射光光路途中とした場合、それによつて放射
光の減衰がより低く抑えられることになり、効果
的である。

〔実施例〕

以下本発明の具体的実施例を添付図面に基づき
説明する。

第１図は本発明の露光装置の一実施例を示す斜
視図であり、図面上、ビームライン、放射光透過
窓、アライメント光学系、マスクステージ等の構
成は省略されていて、露光用位置決め機構として
ウエハステージ２のみが示されていいる。

本実施例では、図示されていない前述の放射光
透過窓以降ビーム取出し側を包囲するチヤンバ１
があり、その中にウエハステージ２が設置される
と共に、該チヤンバ１内の雰囲気ガス供給及び内
部の圧力調整を行なう雰囲気制御装置３がチヤン
バ１外部に設置されている。

前記チヤンバ１内のウエハステージ２は第２図
に示されたウエハステージの位置決めの構成と同
一の構成を有している。即ち、この構成はＸ軸ガ
イド２１、Ｘ軸移動体兼Ｙ軸ガイド２２、Ｙ軸移
動体たる粗動ステージ２３、微動ステージ２４、
Ｘ軸用、共通用及びＹ軸用の各管路２６，２７，
２８、各管路２６，２７，２８に作動流体を供給
する流体供給源２５ａ及びその供給量を調整する
バルブ２６ａ，２７ａ，２８ａから構成されてい
る。

一方、雰囲気制御装置３はチヤンバ１内の微動
ステージ２４手前の光源側（放射光光路途中）に
高純度Heガスを供給するHeガス供給系３１（図
示しないガス供給源を含む）と、チヤンバ１内部
に設定された圧力センサ３２と、この圧力センサ
３２の検出信号に応じて自動的に開閉し、内圧調
整を行なう圧力調整バルブ３３とを有している。

本実施例では上記雰囲気制御装置３の構成とし
て更に、前記圧力調整バルブ３３による内圧調整
でそこから排出されてくる雰囲気ガスを前記ウエ
ハステージ２の静圧型気体軸受け用の作動流体と
して再循環使用する構成が備えられている。即
ち、この再循環使用構成は、前記圧力調整バルブ
３３の排気側に配管３４を介してその入側が連通
し、且つその出側が前記流体供給源２５ａに接続
する再循環装置３５により構成されており、圧力
調整バルブ３３から排出されてくるHeガスをこ
の再循環装置３５で圧縮して流体供給源２５ａ側
へ送り、そこから更にウエハステージ２の静圧型
気体軸受けへその作動流体として送給する。

次に、以上の様な構成を有する本実施例の露光
装置の作動につき説明する。

チヤンバ１内へは雰囲気制御装置３のHeガス
供給系３１より高純度のHeガスを供給し、He雰
囲気で満たされるようにしておく。

そしてマスク（図示なし）に対して前記ウエハ
ステージ２の位置決めを行なう時は、 ａ まず今迄位置決めされていた微動ステージ２
４の位置決めを解除する。

ｂ 次にウエハステージ２の静圧型気体軸受けに
対して供給を停止していたHeガスを流体供給
源２５ａから流し込み、Ｘ軸移動体兼Ｙ軸ガイ
ド２２や粗動ステージ２３を各Ｘ軸ガイド２１
やＸ軸移動体兼Ｙ軸ガイド２２との接触面から
浮上させ、粗動ステージ２３がＸ軸、Ｙ軸方向
に可動な状態とする。

ｃ 粗動ステージ２３を動かしてある許容範囲内
に位置決めする。

ｄ 更に位置決めしたウエハステージ２の静圧型
気体軸受けに対して供給していたHeガスの片
側の供給を停止し、上記可動部分を一方向から
Ｘ軸ガイド２１及びＸ軸移動体兼Ｙ軸ガイド２
２に押し付け、固定する。

ｅ 最後に可動範囲は狭いが高分解能の微動ステ
ージ２４を目標値通りに動かす。

といつたシーケンスとなる。

ここでｂ）及びｄ）の作動において静圧型気体
軸受けの作動流体として送給されるHeガスの供
給量が変化するが、その時のチヤンバ１の内圧変
化を圧力センサ３２によつて検出し、その検出値
に基づいて圧力調整バルブ３３を自動的に開閉せ
しめることによつて、常にチヤンバ１内の圧力が
一定となるようにすることができる。又圧力調整
バルブ３３から出たHeガスを再循環装置３５に
よつて回収し、圧縮して流体供給源２５ａへ送
り、再びウエハステージ２の静圧型気体軸受けへ
供給することにより、高価なHeガスの消費を少
なくすることができる。更に静圧型気体軸受けへ
の作動流体供給系とは別に高純度のHeガスを供
給できるHeガス供給系３１を備えているので、
チヤンバ１のHe雰囲気の純度も下げないように
することが可能となる（この場合、系全体として
みれば、圧力のバランスを採るために、供給した
Heガスと同じ量のガスを圧力調整バルブ３３を
介して系の外部に捨てる必要がある）。

尚、以上の様な構成の他、第２図に示される様
に、流体供給源２５ａから静圧型気体軸受けへの
供給系を途中で分岐して、且つこの系をガス精製
装置３６に連通させ、この装置によつて再循環使
用ガスを高純度のHeガスに精製せしめた後、そ
の精製ガスを前記Heガス供給系３１に合流せし
めたり、或いは再度静圧型気体軸受け供給系に送
給するようにしても良い。前者のようにHeガス
供給系３１に合流せしめた場合は、放射光光路途
中へ送給されることになり、チヤンバ内における
放射光の減衰を抑えることに寄与することにな
る。又当然Heガス雰囲気の純度を維持すること
にもなり、ガスのランニングコストも低く抑える
ことが可能となる。一方後者のように再度静圧型
気体軸受け供給系に送給する場合は、ガスランニ
ングコスト抑止効果がより高められることにな
る。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明の露光装置によれば、チヤ
ンバ内雰囲気と該雰囲気に影響のあるチヤンバ内
露光用位置決め機構の静圧型気体軸受けに用いら
れる作動流体に同種の高純度ガスを使用すること
としているため、適切なガス（Ｘ線減衰作用の少
ないガス）を選んで夫々に供給することにより、
シンクロトロン放射光のＸ線減衰量を低く抑える
ことがでる。又上記静圧型気体軸受けの作動に伴
なうチヤンバ内の圧力変動に対しても、雰囲気制
御装置による圧力調整によつてその内圧は一定に
保たれることになる。そのため、チヤンバ内の雰
囲気ガス密度分布も安定し、且つ上記露光用位置
決め機構の微小変位計測も安定的に行なえる。

更に、チヤンバ内の圧力調整により外部に流出
した雰囲気ガスを上記静圧型気体軸受けの作動流
体として循環再使用すれば、チヤンバ内雰囲気と
してHeガスの様な高価なガスが使用される場合
でも、ランニングコストの上昇を抑えることが可
能となる。

加えて、雰囲気制御装置によりチヤンバ内に雰
囲気ガスを供給するに際し、高純度の雰囲気ガス
をチヤンバ内の放射光光路途中に供給するように
すれば、光路途中における放射光の減衰を低く抑
えることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る露光装置の斜
視図、第２図は更に他の実施例に係る露光装置の
構成中前実施例の構成中にない構成を示す説明
図、第３図はウエハステージの位置決め構成の従
来例を示す斜視図、第４図ａはその従来例構成の
うちＸ軸ガイドとＸ軸移動体兼Ｙ軸ガイドの部分
の係合関係を示す側断面図、同図ｂは同じくその
従来例構成のうちＸ軸移動体兼Ｙ軸ガイドと粗動
ステージの部分の係合関係を示す平断面図であ
る。 図中１はチヤンバ、２はウエハステージ、３は
雰囲気ガス制御装置、２１はＸ軸ガイド、２２は
Ｘ軸移動体兼Ｙ軸ガイド、２３は粗動ステージ、
２４は微動ステージ、２５ａは流体供給源、３１
はHeガス供給系、３２は圧力センサ、３３は圧
力調整バルブ、３５は再循環装置を各示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シンクロトロン放射光を露光光源とする露光
   装置において、ビームライン端部に付設された放
   射光透過窓よりビーム取出し側を包囲し、内部に
   露光用位置決め機構が設置されたチヤンバと、該
   チヤンバ内の所定の高純度ガス雰囲気を満たし、
   且つその内部雰囲気の圧力調整を行なう雰囲気制
   御装置とを有すると共に、前記チヤンバ内の位置
   決め機構用に用いられる静圧型気体軸受けの作動
   流体として前記チヤンバ内雰囲気と同種の高純度
   ガスを使用することを特徴とする露光装置。 ２ 請求項１記載の露光装置において、前記静圧
   型気体軸受けの作動流体として用いられるチヤン
   バ内雰囲気と同種の高純度ガスとして、前記雰囲
   気制御装置による圧力調整でチヤンバ外部に排出
   された雰囲気ガスを再循環使用することを特徴と
   する請求項１記載の露光装置。 ３ 請求項１又は２記載の露光装置において、前
   記雰囲気制御装置によつてチヤンバ内に雰囲気ガ
   スを供給するに際し、高純度の該雰囲気ガスをチ
   ヤンバ内の放射光光路に向けて供給することを特
   徴とする請求項１又は２記載の露光装置。