(57)【要約】      （修正有）【課題】  組立時間及び分解時間を短縮し、搬送重量の軽減ができるようにする。【解決手段】  原版６Ａを保持するレチクルステージ６と基板としてのウエハ８Ａを保持するウエハステージ８、縮小投影ミラー光学系７、レチクルステージ６を支持するレチクルステージ定盤１０、ウエハステージ８を支持するウエハステージ定盤１４、投影系を支持する投影系マウント定盤１１等の露光構造体の少なくとも１つを除振機構を介して真空チャンバから支持し、前記露光構造体を取り囲む前記真空チャンバは、複数のチャンバ分割体３Ａ，３Ｂ，３Ｃを組み合わせたモジュール構造を成しており、該複数のチャンバ分割体３Ａ，３Ｂ，３Ｃが分離・結合可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を真空チャンバ内で露光する露光装置において、原版を保持する原版ステージと基板を保持する基板ステージ、投影系、原版ステージを支持する原版ステージ定盤、基板ステージを支持する基板ステージ定盤、及び投影系を支持する投影系マウント定盤等の露光構造体の少なくとも１つを除振機構を介して前記真空チャンバから支持し、前記露光構造体を取り囲む前記真空チャンバは、複数のチャンバ分割体を組み合わせたモジュール構造を成しており、該複数のチャンバ分割体が分離・結合可能であることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記除振機構がゴムベローズ等の空圧型アクチュエータを使用した除振機構であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記モジュール構造をなし分割可能な複数のチャンバ分割体を分離・結合する面には気密を保持するシール構造を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記シール構造にはＯリング或いは金属ガスケットを使用したことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記モジュール構造をなし分割可能なチャンバ分割体には自立移動可能な自立移動手段が具備されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記自立移動手段が油圧シリンダによる昇降機構及びエアキャスタによる移動機構であることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の露光装置を用いて露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原版上のパターンを基板としての半導体ウエハ上に真空雰囲気中で露光する露光装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスの製造では、原版であるマスクを介して被転写体である基板としての半導体ウエハ上に露光エネルギーとしての露光光（この用語は、可視光、紫外光、ＥＵＶ光、Ｘ線、電子線、荷電粒子線等の総称として以下使用する）を投影系としての投影レンズ（この用語は、屈折レンズ、反射レンズ、反射屈折レンズシステム、荷電粒子レンズ等の総称として以下使用する）を介してまたは介さずに照射することによって、基板上に所望のパターンを形成している。
【０００３】
半導体デバイスを製造する際には、所望の回路パターンに対応したマスクをレジストが表面に塗布された半導体ウエハに対して用意する場合、マスクを介して半導体ウエハに露光光を照射し、レジストを選択的に露光して回路パターンを転写した後、エッチング工程や成膜工程を行う。露光工程を含む斯かる工程を繰り返すことにより、半導体ウエハ上に所望の回路が形成される。マスクを使用せずに半導体ウエハ上に回路パターンを直接描画してレジストを露光する場合も、同様な工程により、半導体ウエハ上に所望の回路が形成される。
【０００４】
波長５〜１５ｎｍ（軟Ｘ線領域）に発振スペクトルを有するＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光を露光光として使用する露光装置(このような装置を以下ＥＵＶ露光装置と呼称する)は、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平０９−２９８１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＵＶ露光装置では、ＥＵＶ光の発生源からマスクまでの照明光路と、マスクからウエハまでの露光光路との一方または両方を含む光路の周囲環境が真空雰囲気となる。なお、以下の説明では、ＥＵＶ露光装置を例にとって説明するが、本発明は、ＥＵＶ露光と同様に露光光路の周囲環境を真空雰囲気とする必要のある電子ビーム露光、イオンビーム露光等の荷電粒子ビーム露光にも適用可能であり、その利用を妨げるものはない。
【０００６】
ＥＵＶ露光装置では、原版としてのマスク〈またはレチクル〉を保持するマスクステージと基板としてのウエハを保持する基板ステージ、投影系、マスクステージを支持するマスクステージ定盤や、基板ステージを支持する基板ステージ定盤等の露光構造体があり、前記露光構造体は例えば除振装置を介して基礎構造体としての床から支持されている。さらに露光光路の周囲環境を真空雰囲気とする為の大重量の真空チャンバが前記露光構造体の一部または全部を取り囲むように床から支持されている。
【０００７】
前記のようにＥＵＶ露光装置は大重量の真空チャンバを構成する必要があり、組立てばらし及び搬送が困難で非常に時間が掛かるという問題がある。
【０００８】
本発明は、組立て時間を短縮することができ、装置輸送の際にもモジュール毎に分解・搬送が可能になり、分解時間の短縮、搬送重量の軽減ができ、分解作業も必要最小限となる露光装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、基板を真空チャンバ内で露光する露光装置において、原版を保持する原版ステージと基板を保持する基板ステージ、投影系、原版ステージを支持する原版ステージ定盤、基板ステージを支持する基板ステージ定盤、及び投影系を支持する投影系マウント定盤等の露光構造体の少なくとも１つを除振機構を介して前記真空チャンバから支持し、前記露光構造体を取り囲む前記真空チャンバは、複数のチャンバ分割体を組み合わせたモジュール構造を成しており、該複数のチャンバ分割体が分離・結合可能であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記除振機構がゴムベローズ等の空圧型アクチュエータを使用した除振機構であることを特徴としてもよく、前記モジュール構造をなし分割可能な複数のチャンバ分割体を分離・結合する面には気密を保持するシール構造を有することを特徴としてもよく、前記シール構造にはＯリング或いは金属ガスケットを使用したことを特徴としてもよく、前記モジュール構造をなし分割可能なチャンバ分割体には自立移動可能な自立移動手段が具備されていることを特徴としてもよく、前記自立移動手段が油圧シリンダによる昇降機構及びエアキャスタによる移動機構であることを特徴としてもよい。
【００１１】
また、本発明は、上記いずれかの特徴を有する露光装置を用いて露光対象に露光を行う工程と、露光された前記露光対象を現像する工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、露光装置はモジュール毎に平行作業で組立て、最終的に全モジュールを結合するという方法で組立時間を短縮することができる。装置輸送の際にもモジュール毎に分解・搬送が可能になるため、分解時間の短縮、搬送重量の軽減ができ、更には分解作業も必要最小限で済みケミカルコンタミによる汚染も抑えることができる。
【００１３】
また、本発明によれば各モジュールに油圧ジャッキ等の昇降機構を内蔵することでモジュールの分割作業時間の短縮が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施の形態について、原版がレチクルであり、基板がウエハである場合の実施例を挙げて、以下において図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る露光装置の概略構成を示す図である。図１において、１は励起レーザであり、光源の発光点となる光源材料をガス化、液化或いは噴霧ガス化させたポイントに向けてレーザを照射して、光源材料原子をプラズマ励起することにより極紫外光としてのＥＵＶ光を発光させる。本実施例では、励起レーザ１としてＹＡＧ固体レーザ等を用いる。
【００１６】
２は光源発光部であり、その内部は真空に維持された構造を持つ。ここで、２Ａは光源であり、実際の発光ポイントを示す。光源２Ａの周囲には光源ミラー２Ｍが設けられ、光源２Ａからの全球面光を発光方向に揃え集光反射し、露光光を生成する。光源ミラー２Ｍは、光源２Ａの位置を中心とした半球面状のミラーとして配置される。不図示のノズルから発光元素としての液化Ｘｅ、噴霧状の液化ＸｅあるいはＸｅガスを光源２Ａの位置に配置させる。
【００１７】
３Ａ，３Ｂ，３Ｃは環境チャンバとしての真空チャンバ（チャンバ分割体）であり、これら３つのチャンバ分割体を組み合わせたモジュール構造体からなる真空チャンバ全体が、露光装置全体を格納する。４は真空ポンプであり、真空チャンバ３Ａ〜３Ｃ内を排気して真空状態を維持する。５は露光光導入部であり光源発光部２からの露光光２Ｂを導入成形する。露光光導入部５は、ミラー５Ａ〜５Ｄを備えることにより構成され、露光光２Ｂを均質化かつ整形する。
【００１８】
６はレチクル（原版）ステージであり、レチクルステージ６上の可動部には露光パターンの反射原版である原版としての反射型レチクル〈またはマスク〉６Ａが搭載されている。７は投影系である投影レンズとしての縮小投影ミラー光学系であり、原版（レチクル）６Ａで反射した露光光により形成される露光パターンをウエハ８Ａ上に縮小投影する。縮小投影ミラー光学系７では、露光光がミラー７Ａ，７Ｂ，７Ｃ〈原版６Ａ側〉，７Ｄ，７Ｅ，７Ｃ〈ウエハ８Ａ側〉の順で投影反射され、最終的に規定の縮小倍率比でウエハ８Ａ上に露光パターンの像が縮小投影される。
【００１９】
光源発光部２からの露光光２Ｂを導入成形する露光光導入部５のミラー５Ａ〜５Ｄ及び縮小投影ミラー光学系７のミラー７Ａ〜７Ｅは、Ｍｏ−Ｓｉの多層膜を蒸着あるいはスパッタにより形成した反射面を有し、それぞれの反射面で光源からの露光光を反射するものである。
【００２０】
８はウエハ（基板）ステージであり基板としてのウエハ８Ａを搭載する。ウエハ８Ａはレチクル６Ａ上の露光パターンの像が反射縮小投影されて露光されるＳｉ基板である。ウエハステージ８はウエハ８Ａを所定の露光位置に位置決めするために、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸、Ｘ軸回り及びＹ軸回りのチルト〈ωｘ，ωｙ〉、Ｚ軸回りの回転〈θ〉方向の６軸駆動可能に位置決め制御される。
【００２１】
レチクルステージ６を吊り下げるレチクルステージマウント定盤１０は、真空チャンバ３Ａ上に配置されている除振機構としてのレチクルステージマウント９を介して支持される。
【００２２】
レチクルステージマウント（除振機構）９は、後述するように気体としての空気を利用したダンパまたはアクチュエータを含み、真空チャンバ３Ａの上部に支持され、レチクルステージ６及びレチクルステージマウント定盤１０と真空チャンバ３Ａを振動的に絶縁している。
【００２３】
縮小投影ミラー光学系７の鏡筒を保持する投影系マウント定盤１１は、真空チャンバ３Ｂ内に配置されている除振機構としての投影系マウント１２を介して支持される。
【００２４】
投影系マウント（除振機構）１２は、後述するように気体としての空気を利用したダンパまたはアクチュエータを含み、真空チャンバ３Ｂの側壁に内向きに設けた支持部によって支持され、投影系マウント定盤１１と真空チャンバ３Ｂを振動的に絶縁している。
【００２５】
ウエハステージ８を保持するウエハステージマウント定盤１４は真空チャンバ３Ｃに配置されている除振機構としてのウエハステージマウント１３を介して支持される。
【００２６】
ウエハステージマウント（除振機構）１３は、後述するように気体としての空気を利用したダンパまたはアクチュエータを含み、真空チャンバ３Ｃの側壁の下方延長部下端に設けた支持部３Ｃ１によって支持され、ウエハステージマウント定盤１４と真空チャンバＣを振動的に絶縁している。
【００２７】
図１に示すように、レチクルステージマウント９、投影系マウント１２、及びウエハステージマウント１３のそれぞれにより、レチクルステージ６〈及び／またはレチクルステージマウント定盤１０〉、縮小投影ミラー光学系７（及び／または投影系マウント定盤１１）、ウエハステージ８〈及び／またはウエハステージマウント定盤１４〉のそれぞれは、真空チャンバ３Ａ〜３Ｃに対して振動的に絶縁された状態で真空チャン３Ａ〜３Ｃから支持される。また、レチクルステージ６〈及び／またはレチクルステージマウント定盤１０〉、縮小投影ミラー光学系７（及び／または投影系マウント定盤１１）、ウエハステージ８〈及び／またはウエハステージマウント定盤１４〉のそれぞれは、レチクルステージマウント９、投影系マウント１２、及びウエハステージマウント１３により分離独立して支持され、互いに対しても振動的に絶縁されている。
【００２８】
レチクルステージマウント９、投影系マウント１２、及びウエハステージマウント１３は、それぞれレチクルステージ６のレチクルステージマウント定盤１０、縮小投影ミラー光学系７、ウエハステージ８のウエハステージマウント定盤１４への真空チャンバ３Ａ〜３Ｂからの振動を絶縁するが、更にレチクルステージ６の移動により発生するレチクルステージマウント定盤１０の振動、ウエハステージ８の移動により発生するウエハステージマウント定盤１４の振動を制振するように、内部の空気バネを用いたダンパまたはアクチュエータを制御するようにしても良い。なお、図１の露光装置は、マスク６Ａのパターンの像を縮小投影ミラー光学系７を介してウエハ８Ａ上の領域に投影露光する際、レチクルステージ６とウエハステージ８を図の矢印方向に同期を取りながら移動させて走査露光するものである。また、この装置はウエハ８Ａ上の各領域をステップ移動と走査露光を繰り返しながら順に露光していくため、ステップアンドスキャン型と一般に呼ばれている。
【００２９】
次に図２および図５を用いてモジュール構造を成し分割可能な真空チャンバ構造を詳細に説明する。
露光装置本体は各モジュールに分割することができる。真空チャンバ３Ａはレチクルステージ６を収納するモジュールであり、真空チャンバ３Ｂは縮小投影ミラー光学系７を収納するモジュールであり、真空チャンバ３Ｃはウエハステージ８を収納するモジュールである。
【００３０】
レチクルステージマウント定盤１０は、大気中において、真空チャンバ３Ａからレチクルステージマウント９で支持されている。レチクルステージ６は真空中において、レチクルステージマウント定盤１０から真空チャンバ３Ａの天板３Ａ１を貫通する支持部材２０により吊り下げられている。支持部材２０と真空チャンバ３Ａ間は気密を保持する金属ベローズ２１（例えばステンレス製）が設けられている。縮小投影ミラー光学系７を保持する投影系マウント定盤１１は真空中において真空チャンバ３Ｂの支持部３Ｂ１から投影系マウント１２で支持されている。ウエハステージマウント定盤１４は、大気中において、真空チャンバ３Ｃの支持部３Ｃ１からウエハステージマウント１３で支持されている。ウエハステージ８は、真空中において、ウエハステージマウント定盤１４から真空チャンバＣの仕切板３Ｃ２を貫通する支持部材２０によって支持されている。この支持部材２０と真空チャンバ３Ｃ間は気密を保持する金属ベローズ２１（例えばステンレス製）が設けられている。
【００３１】
真空チャンバに収納された各モジュール同士は気密を保持しながら結合可能で、それぞれの真空チャンバの結合面には気密を保持するシール面１５を具備する。気密を保持する構造は例えば、図５に示すＯリング或いは金属ガスケット３０が使用される。
また、各モジュール同士には相対位置決め機構が具備されており、その構造は例えば図５に示すボール３１とコーン形凹部３２を使用した位置決め機構である。
図５の（Ａ)は分離された状態のチャンバを示し、（Ｂ）は結合された状態のチャンバを示すものである。
【００３２】
次に、図３を用いてモジュール構造を成し分割可能でかつ自立移動可能な自立移動手段を具備した真空チャンバ構造を詳細に説明する。
真空チャンバに収納された各モジュールには自立移動可能な自立移動手段１６が具備されており、露光装置の組立の際には容易に分割・移動が可能である。自立移動可能な機構（自立移動手段）１６は、真空チャンバ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの各々の側壁の外面に取り付けた油圧シリンダ２５と、この油圧シリンダ２５に対し出入り自在なロッド２６と、このロッド２６の下端に設けたエアキャスタ２７とを備えて構成されている。
【実施例２】
【００３３】
本発明の実施例２に係る露光装置を図４に示す。
上記実施例１では、レチクルステージマウント定盤１０は大気中において、真空チャンバ３Ａからレチクルステージマウント９で支持されている。レチクルステージ６は真空中において、レチクルステージマウント定盤１０から真空チャンバ３Ａを貫通する支持部材２０により吊り下げられている。支持部材２０と真空チャンバ３Ａ間は気密を保持する金属ベローズ２１（例えばステンレス製）が設けられている。縮小投影ミラー光学系７を保持する投影系マウント定盤１１は真空中において真空チャンバ３Ｂから投影系マウント１２で支持されている。ウエハステージマウント定盤１４は大気中において、真空チャンバ３Ｃからウエハステージマウント１３で支持されている。ウエハステージ８は真空中において、ウエハステージマウント定盤１４から真空チャンバ３Ｃを貫通する支持部材２０によって支持されている。
【００３４】
これに対して実施例２では、図４に示すようにレチクルステージマウント定盤１０は、真空中において真空チャンバ３Ａの側壁に設けた支持部３Ａ２からレチクルステージマウント９で支持されている。縮小投影ミラー光学系７を保持する投影系マウント定盤１１は、真空中において、真空チャンバ３Ｂの下端にある支持部３Ｂ２に支持された投影系マウント１２によって、真空チャンバ３Ｂを貫通する支持部材２２を介して支持されている。支持部材２２と真空チャンバ３Ｂ間は気密を保持する金属ベローズ２３（例えばステンレス製）が設けられている。ウエハステージマウント定盤１４は真空中において真空チャンバ３Ｃの底部３Ｃ３からウエハステージマウント１３で支持されている。
【実施例３】
【００３５】
次に、上記実施例１または実施例２に係る露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図６は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
【００３６】
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【００３７】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップ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を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１に係る露光装置を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るモジュール構造を成し分割可能な真空チャンバ構造を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係るモジュール構造を成し分割可能でかつ自立移動可能な自立移動手段を具備した真空チャンバ構造を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係るモジュール構造を成し分割可能な真空チャンバ構造を示す図である。
【図５（Ａ）】本発明に係るシール構造を示す図である。
【図５（Ｂ）】本発明に係るシール構造を示す図である。
【図６】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：励起レーザ、２：光源発光部、２Ａ：光源Ａ、２Ｂ：露光光、２Ｍ：光源ミラー、３Ａ：真空チャンバＡ、３Ｂ：真空チャンバＢ、３Ｃ：真空チャンバＣ、４：真空ポンプ、５：露光光導入部、５Ａ：ミラーＡ、５Ｂ：ミラーＢ、５Ｃ：ミラーＣ、５Ｄ：ミラーＤ、６：レチクルステージ、６Ａ：原版、７：縮小投影ミラー光学系、７Ａ：ミラーＡ、７Ｂ：ミラーＢ、７Ｃ：ミラーＣ、７Ｄ：ミラーＤ、７Ｅ：ミラーＥ、８：ウエハステージ、８Ａ：ウエハ（基板）、９：レチクルステージマウント、１０：レチクルステージマウント定盤、１１：投影系マウント定盤、１２：投影系マウント、１３：ウエハステージマウント、１４：ウエハステージマウント定盤、１５：シール面、１６：自立移動可能な自立移動手段、２０：支持部材、２１：金属ベローズ、２５：油圧シリンダ、２６：ロッド、２７：エアキャスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５（Ａ）】
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【図５（Ｂ）】
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【図６】
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