(57)【要約】【課題】  本発明は、冷却媒体経路の圧力の低下による設計耐圧の低減を可能し、冷却媒体の供給量の増大による冷却媒体経路の圧力の増加を抑え設計耐圧の増大を少なくすることで、駆動部より発生する熱の回収量を増量し、測長計の精度を高めることとともに、従来以上の高出力化を果たした駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】  冷却媒体貯蔵用タンク内を減圧することにより、冷却媒体貯蔵用タンクから発熱体に流れ、再び冷却媒体貯蔵用タンクに戻る閉回路となっている冷却媒体供給経路全体の圧力が減圧され設計耐圧が低減することを特徴とする。【選択図】  図１
2006005061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を照射する照明系光学系または電子ビームと、基板を搭載するステージと、冷却媒体を介して装置内の発熱体を冷却する温調装置を備えた露光装置において、冷却媒体貯蔵用タンクに減圧装置を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記冷却媒体貯蔵用タンクの圧力の減圧を行う真空ポンプを備えたことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記冷却媒体貯蔵用タンクの圧力を制御する圧力調整手段を備えた請求項１または２記載の露光装置。
【請求項４】
前記冷却対象が真空環境内に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体デバイスの製造に好適に用いられる半導体製造システムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
半導体露光装置や高精度加工機などでナノメートル（ｎｍ）オーダの位置決め精度が要求されている今日では、たとえば、１００ｍｍの低熱膨張材（熱膨張係数１×１０−６／Ｋ）が１Ｋの温度変化で１００ｎｍ変化し、また、光干渉式測長計の光路における空気温度が１Ｋであっても位置測定値が条件によっては１００ｎｍの誤差が生じ得るため、温度変化の防止策として発熱体の冷却、特に発生する熱の回収が必要になっている。
【０００３】
露光装置はウエハやレチクルを高速で移動させて位置決めするステージ装置（ウエハステージ、レチクルステージ）を有し、その駆動用にリニアモータを備えている。リニアモータのコイルの発熱の冷却対策としてコイルにジャケットを設け冷却媒体を流し冷却を行ってきた。冷却媒体の供給装置は冷却媒体貯蔵用タンクから発熱体に供給し、再び冷却媒体貯蔵用タンクに戻る閉回路になっており、冷却媒体貯蔵用タンクは大気圧と等しくなっている。
【０００４】
一方、装置の高性能化に伴い、リニアモータの高出力が要求されており、そのためにコイルに流れる電流を増やすと発熱量も大きく増大する。処理速度（スル−プット）の向上に伴うステージ加速度は増加の一途であり、さらには基板の大型化に伴ってステージ質量も増大している、このため＜移動体の質量＞×＜加速度＞で定義される駆動力は非常に大きなものになり、ステージ駆動用のリニアモータの発熱量も増大し、発熱が周りに与える影響が問題として顕在化しつつある。
【０００５】
一方、従来のＬＳＩあるいは超ＬＳＩなどの極微細パターンから形成される半導体素子の製造工程において、マスクに描かれた回路パターンを感光剤が添付された基板上に縮小投影して焼き付け形成する縮小型投影露光装置が使用されている。半導体素子の実装密度の向上に伴い、パターンのより一層の微細化により、高精度な位置決めを行う必要がありリニアモータからの発熱による干渉計計測精度への影響を抑えることが要求され、露光装置の微細化への対応がなされてきた。
【特許文献１】特開平１０−１２５５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、リニアモータの発熱量は増加の一途であり、高精度な位置決めを行うために干渉計を使用しているが、リニアモータからの発熱の影響により干渉計の光軸やミラーが設置されているリニアモータ近傍やステージ空間の温度の上昇及びゆらぎを起こしてしまい、干渉計計測精度を落としてしまう。
【０００７】
リニアモータからの発熱量の増加による干渉計計測精度への影響を抑えるために、大量の冷却媒体を閉回路内で供給するために高い圧力をかける必要があり、露光装置内の各装置は冷却媒体の圧力に耐えうる設計をしなければならず装置が大型化してしまう。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明は第１に冷却媒体経路の圧力の低下による設計耐圧の低減を可能にする、また冷却媒体の供給量の増大による冷却媒体経路の圧力の増加を抑え設計耐圧の増大を少なくすることで、駆動部より発生する熱の回収量を増量し、測長計の精度を高めることとともに、従来以上の高出力化を果たした駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
第２に極紫外線（ＥＵＶ）・電子ビーム（ＥＢ）などを用いた露光装置では装置内の一部が超真空環境となり、露光装置内が真空状態になることで従来の大気圧もしくは陽圧環境下と比較し真空環境と冷却媒体経路との圧力差が大きくなり設計耐圧の強化が必要となる。この問題を解決することを目的として、さらにはこの駆動装置を使用した優れたステージ装置や露光装置、デバイス製造方法など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】
【００１０】
本発明は冷却媒体貯蔵用タンク内を減圧することにより、上記課題が解決されることを見出したものである。すなわち冷却媒体貯蔵用タンク内を減圧することにより、冷却媒体貯蔵用タンクから発熱体に流れ、再び冷却媒体貯蔵用タンクに戻る閉回路となっている冷却媒体供給経路全体の圧力が減圧され設計耐圧が低減することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
冷却媒体貯蔵用タンクの圧力を下げることにより、冷却媒体供給経路全体の圧力を下げることができ、装置の設計耐圧を低く設計することができる。これにより装置の小型化が可能であり、また測長計の精度を高めることとともに高出力化した駆動装置を提供することができる。また極紫外線（ＥＵＶ）・電子ビーム（ＥＢ）などを用いた露光装置内では冷却対象装置が真空環境内に存在するので、冷却媒体供給経路の圧力を低減することで冷却対象装置の設計耐圧を下げることのできる効果は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は冷却媒体供給システムの概略図であり、露光装置内の位置決め装置の冷却構成を示している。冷却媒体の供給装置は冷却媒体貯蔵用タンク２とポンプ３、温度制御ユニット４とから構成されており、従来では冷却媒体貯蔵用タンク２は大気圧となっていたが、冷却媒体供給経路は閉回路となっており、冷却媒体貯蔵用タンク２は真空ポンプ１を用いて減圧することができ、圧力制御ユニットを用いることで冷却媒体貯蔵用タンクの圧力を調整することができる。
【００１４】
位置決め装置のリニアモータは磁石を有した図面左右方向に移動可能な可動側の駆動手段８および発熱体であるコイル有した固定側の駆動手段７で構成されている。９は可動側の駆動手段８に搭載された位置決め対象、１０は駆動手段８に搭載された位置対象９の位置基準、１１は位置決め対象９の位置を位置基準１０を参照して計測する位置計測手段、１２は位置計測手段１１が計測する長さ、１３は位置計測手段１１から得た位置決め対象９の位置データより駆動装置の運動量を制御するための指令信号を出力するコントローラ、１４はコントローラ１３からの指令信号に従って駆動手段７、８を駆動するドライバである。
【００１５】
固定された駆動手段７に対して駆動手段８が図面の左右方向に動くことにより位置決め対象９の位置はは同方向に動き、位置決め対象９の位置は１０を基準にして位置決め計測手段１１によって計測される。例えば、位置基準１０が反射ミラーで位置計測手段１１がレーザー干渉計である場合には長さ１２が光路長となり、これが位置決め対象９の位置となる。一般に位置決め対象９と位置基準１０はいくらか離れるため、かつ位置基準１０の位置を位置決め対象９としているため、この両者間の距離変動は位置決めの誤差となる。コントローラ１３は位置測定手段１１の位置データを用いて位置決め対象９が所定の位置に位置決めされるようドライバ１４に指令を与え、ドライバ１４は駆動手段７、８を駆動する。その時にコイルを有する固定側の駆動手段７が発熱すると温度変化を起こす。この温度が駆動手段７の、光路１２の空気の揺らぎを誘発してしまうため、冷却媒体が直接触れて駆動手段７から発熱量を効率よく奪う構成になっており、発熱を回収することで光路１２の空気の揺らぎによる測定誤差を抑える。
【００１６】
なお本実施例ではコイルを有する側を可動側の駆動手段、磁石を有する側を固定側の駆動手段としてもよい。
【００１７】
冷却媒体貯蔵用タンクを真空ポンプ１を用いて減圧することで経路全体の圧力が低減され、冷却媒体供給経路に接続されているコイルを有する固定側の駆動手段７の設計耐圧を低くできることによる装置の小型化が可能になる。また圧力制御ユニットを用いることにより真空ポンプを適切にコントロールし必要に応じて冷却媒体貯蔵用タンクの減圧を行うことができ省電力化が可能になる。さらに冷却媒体の経路全体の圧力が低減することで従来と同等の設計耐圧でより多くの冷却媒体を供給でき、高出力化を果たした駆動装置に対応できる。
【実施例２】
【００１８】
図２は極紫外線（ＥＵＶ）・電子ビーム（ＥＢ）などを用いた露光装置での冷却媒体供給システムの概略図であり、図２は冷却媒体供給システムの概略図であり、露光装置内の位置決め装置の冷却構成を示している。冷却媒体の供給装置は冷却媒体貯蔵用タンク２とポンプ３、温度制御ユニット４とから構成されており、従来では冷却媒体貯蔵用タンク２は大気圧となっていたが、冷却媒体供給経路は閉回路となっており、冷却媒体貯蔵用タンク２は真空ポンプ１を用いて減圧することができ、圧力制御ユニットを用いることで冷却媒体貯蔵用タンクの圧力を調整することができる。
【００１９】
位置決め装置のリニアモータは磁石を有した図面左右方向に移動可能な可動側の駆動手段８および発熱体であるコイル有した固定側の駆動手段７で構成されている。９は可動側の駆動手段８に搭載された位置決め対象、１０は駆動手段８に搭載された位置対象９の位置基準、１１は位置決め対象９の位置を位置基準１０を参照して計測する位置計測手段、１２は位置計測手段１１が計測する長さ、１３は位置計測手段１１から得た位置決め対象９の位置データより駆動装置の運動量を制御するための指令信号を出力するコントローラ、１４はコントローラ１３からの指令信号に従って駆動手段７、８を駆動するドライバである。
【００２０】
固定された駆動手段７に対して駆動手段８が図面の左右方向に動くことにより位置決め対象９の位置はは同方向に動き、位置決め対象９の位置は１０を基準にして位置決め計測手段１１によって計測される。例えば、位置基準１０が反射ミラーで位置計測手段１１がレーザー干渉計である場合には長さ１２が光路長となり、これが位置決め対象９の位置となる。一般に位置決め対象９と位置基準１０はいくらか離れるため、かつ位置基準１０の位置を位置決め対象９としているため、この両者間の距離変動は位置決めの誤差となる。コントローラ１３は位置測定手段１１の位置データを用いて位置決め対象９が所定の位置に位置決めされるようドライバ１４に指令を与え、ドライバ１４は駆動手段７、８を駆動する。その時にコイルを有する固定側の駆動手段７が発熱すると温度変化を起こす。この温度が駆動手段７の、光路１２の空気の揺らぎを誘発してしまうため、冷却媒体が直接触れて駆動手段７から発熱量を効率よく奪う構成になっており、発熱を回収することで光路１２の空気の揺らぎによる測定誤差を抑える。
【００２１】
なお本実施例ではコイルを有する側を可動側の駆動手段、磁石を有する側を固定側の駆動手段としてもよい。
【００２２】
極紫外線（ＥＵＶ）・電子ビーム（ＥＢ）などを用いた露光装置では露光空間で真空環境が必要となり、冷却対象装置の周囲が隔壁１６により真空状態となっている、このため真空環境と前記冷却対象内の冷却媒体経路との圧力差が生じコイルを有する固定側の駆動手段７での設計圧力の増加が必要となる。
【００２３】
冷却媒体貯蔵用タンクの圧力を減圧しないとき、大気圧下で冷却溶媒供給経路の圧力が経路内の圧力損失により減少し、例えば、ポンプ３出口で０．４［ＭＰａ］、温度制御ユニット４出口で０．３［ＭＰａ］、可動側の駆動手段７入り口で０．２［ＭＰａ］、可動側の駆動手段８出口で０．１［ＭＰａ］となり、冷却媒体貯蔵用タンクで０．０［ＭＰａ］とするとき、それぞれの装置で圧力に応じた設計耐圧が必要となる。また大気圧と真空環境での圧力差が−０．１［ＭＰａ］の時、真空環境内での装置ではそれぞれ設計耐圧が０．１［ＭＰａ］の強化が必要となるが、冷却媒体貯蔵タンクの圧力を減圧することで、大気圧時と同等の設計耐圧を用いる事ができる。冷却媒体貯蔵用タンクを真空ポンプ１を用いて減圧することで経路全体の圧力が低減され、冷却媒体貯蔵用タンクの減圧前の設計耐圧と同等の設計耐圧を用いる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】冷却溶媒の供給システムを説明する概念図。
【図２】冷却対象が真空環境に存在する時の冷却溶媒の供給システムを説明する概念図。
【符号の説明】
【００２５】
１  真空ポンプ
２  冷却溶媒貯蔵用タンク
３  ポンプ
４  温度制御ユニット
５  冷却溶媒供給経路
６  冷却溶媒戻り経路
７  固定側の駆動手段
８  可動側の駆動手段
９  位置決め対象
１０  位置基準
１１  位置計測手段
１２  計測する長さ
１３  コントロー
１４  ドライバ
１５  圧力制御ユニット
１６  隔壁
【図１】
2006005061.tif 000003
【図２】
2006005061.tif 000004